[发明专利]串行干扰消除的海量媒介调制设备上行多址接入系统

权利要求书

1.一种自适应串行干扰消除的海量媒介调制设备多址接入系统，包括发射端和接收端；其特征在于：

所述发射端包括数据包生成模块、第一信道编码模块和第一媒介调制模块；其中，

数据包生成模块，用于产生海量媒介调制设备多址接入系统中所在设备的发送数据包；发送数据包中插入一段收发端已知的特征序列b_s；

第一信道编码模块，用于对数据包生成模块生成的发送数据包进行信道编码；

第一媒介调制模块，用于对第一信道编码模块编码后的发送数据包进行媒介调制，以媒介调制符号的形式发送出去；

所述接收端设计媒介调制信号迭代解码器，每次迭代中基于解码的特征序列自适应地选择部分设备进行串行干扰消除；接收端包括无编码检测算法模块、似然比计算模块、软解码模块、解码准确度判决模块、第二信道编码模块、第二媒介调制模块和干扰消除模块；

无编码检测算法模块，用于根据接收信号和估计得到信道状态信息构成的观测矩阵进行活跃设备检测，同时得到活跃设备发送的媒介调制符号的后验概率；

似然比计算模块，用于根据所述媒介调制符号的后验概率计算每个数据比特的似然比信息；

软解码模块，用于依据发射端的信道编码方式，对活跃设备的所述似然比信息进行软解码，软解码结果包含所述特征序列的解码结果

解码准确度判决模块，用于计算特征序列的解码结果与真实的特征序列b_s的汉明距离，若该汉明距离小于预设值，则认为该活跃设备的有效数据可以用来进行干扰消除，进而通知第二信道编码模块、第二媒介调制模块和干扰消除模块执行干扰消除工作；否则不执行后续干扰消除步骤，最终实现自适应串行干扰消除；

第二信道编码模块，用于采用与发射端第一信道编码模块相同的信道编码方式，对将要进行干扰消除的活跃设备的解调数据进行编码；

第二媒介调制模块，用于采用与发射端第一媒介调制模块相同的媒介调制参数，对第二信道编码模块获得的编码数据进行媒介调制，获得媒介调制符号；

干扰消除模块，用于利用第二媒介调制模块产生的媒介调制符号，对解码准确度判决模块判决的活跃设备进行干扰消除，分别更新无编码检测算法模块的接收信号和观测矩阵，回到无编码检测算法模块进行迭代。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，发射端的第一信道编码模块和第一媒介调制模块之间增加一个块交织器，信道编码模块、块交织器与第一媒介调制模块构成“比特交织编码的媒介调制”模块；所述块交织器的宽度等于第一媒介调制模块的有效辐射图样数目，块交织器的深度由编码后的数据包的长度决定，从而有效应对媒介调制符号的信道空间选择性衰落；

同时，在接收端的似然比计算模块和软解码模块之间增加与发射端对应的解交织器，在第二信道编码模块和第二媒介调制模块之间增加与发射端相同的块交织器。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述特征序列b_s采用伪随机的0-1序列。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述无编码检测算法 模块采用联合结构化近似消息传递(JS-AMP)算法实现活跃设备检测和活跃设备发送的媒介调制符号的后验概率计算。

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述无编码检测算法 模块在执行JS-AMP算法时，对活跃因子增加离差标准化操作。

6.如权利要求4所述的系统，其特征在于，接收端实现自适应串行干扰消除的迭代过程，利用定义的集合Ω₀、Ω₁、Ω₂、Ω₃实现，具体为：

对于无编码检测算法模块，定义第k个设备的活跃因子为a_k∈{0,1}，k＝{1,2,…,K}，K为发射端的媒介调制设备总数，0和1分别表示不活跃和活跃；定义JS-AMP算法输出的活跃因子的估计值为对估计出的活跃因子作离差标准化操作得到其中，离差标准化操作具体为：定义符号min(·)和max(·)分别表示取向量元素的最小值和最大值的操作；将中元素大于0.5的判断为活跃设备，记活跃设备的集合为Ω₀；在后续迭代中，活跃设备的集合Ω₀不再更新，迭代过程以降低活跃设备的误码率为目标；

定义集合Ω₁表示尚未进行干扰消除的活跃设备集合；第一次迭代时，赋值Ω₁＝Ω₀，后续每次迭代都要从Ω₁中减掉已经被干扰消除的设备编号，直到Ω₁变成空集；

定义集合Ω₂表示集合Ω₁中活跃因子最大的个活跃设备的编号集合，集合Ω₂中的活跃设备将由解码准确度判决模块在本次迭代中进行解码准确度判决；是设定的常数，当Ω₁中元素个数小于时，令Ω₂＝Ω₁；

解码准确度判决模块比较集合Ω₂中活跃设备的解码后的特征序列与真实的特征序列b_s之间的汉明距离；对于汉明距离小于预设值的设备，记这些活跃设备的集合为Ω₃，将Ω₃发送给第二信道编码模块，由第二信道编码模块及其后续模块对Ω₃中的设备进行干扰消除；汉明距离大于预设值的设备不进行后续操作；如果不存在汉明距离小于预设值的设备，即Ω₃为空集，则终止迭代，直接输出余下活跃设备的软解码数据；

干扰消除模块的干扰消除步骤包括：从接收信号中减掉集合Ω₃中设备对应的信号成分，同时更新信道状态信息构成的观测矩阵，从集合Ω₁中减掉被干扰消除的Ω₃部分，将新的Ω₁和观测矩阵告知无编码检测算法模块，进行下一次迭代。