[发明专利]一种MIMO-NOMA系统导频辅助信号检测方法、系统及存储介质

权利要求书

1.一种MIMO-NOMA系统导频辅助信号检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：构造上行链路MIMO-NO无线通信系统模型及信号检测系统模型；所述信号检测系统模型为T+1层神经网络，包括1个ZF初始化层和T个级联层组成的检测器，每一层对应于投影梯度算法的一次迭代过程，每次迭代包括K个可学习SIC模块，分别对应每个用户信号检测过程，通过可学习SIC模块信号检测模块检测出各个用户的信号再送入下一层进行迭代，检测器最后一个级联层的输出信号为信号检测系统的最终检测信号；

步骤二：对信号检测系统模型进行训练；

步骤三：利用训练完毕的信号检测系统模型对基站接收到的MIMO-NOMA信号进行恢复。

2.根据权利要求1所述的MIMO-NOMA系统导频辅助信号检测方法，其特征在于：在步骤一中：

所述上行链路MIMO-NOMA无线通信系统模型包括基站和K个配有单天线的用户，所述基站配置有N_r根天线，K个用户信号经过叠加编码之后形成的发送信号表示为：

其中p_i分别表示用户i的信号以及功率；

基站端接收信号为：其中表示瑞利衰落信道，表示发送信号，是服从均值为0、方差为σ²高斯分布的加性白噪声信号，经过虚实分离之后基站接收到的实值信号为：y＝Hx+n，其中，Re(·)表示取出实部、Im(·)表示取出虚部，表示“定义为”。

3.根据权利要求1所述的MIMO-NOMA系统导频辅助信号检测方法，其特征在于：在步骤一中，

所述信号检测系统模型为T+1层神经网络，包括1个ZF初始化层和T个级联层组成的检测器，ZF初始化层将接收到的用户信号初始化之后再输入迭代层训练来检测信号，利用接收信号y_d、接收导频信号y_p以及发送导频信号x_p得到第i个用户信号初始化信号

其中y_p,i表示基站接收到的导频信号，x_p,i代表用户发送的导频信号，y_d,i表示基站处接收到的用户信号，(.)^H代表矩阵的转置操作。

4.根据权利要求3所述的MIMO-NOMA系统导频辅助信号检测方法，其特征在于：在最小二乘信道估计方法基础上加上噪声消除矩阵δ_iE_i，δ_i为噪声消除因子，改进后的最小二乘信道估计矩阵为式(2)：

矩阵E_i表示全1矩阵，即每个元素都是1。

5.根据权利要求3所述的MIMO-NOMA系统导频辅助信号检测方法，其特征在于：

在所述信号检测器中的T个级联层中，第t个级联层的信号检测过程如式(3)和式(4)所示：

其中，式(3)表示投影梯度算法中的梯度下降过程，搜索点沿着梯度反方向移动，为控制梯度下降的步长参数；在投影步骤(4)中，将基于双曲正切函数的软投影函数Tanh应用于搜索点，以获得接近离散值的新搜索点，使检测出的信号更接近于{-1,+1}，θ_i^(t)为控制软投影的柔和度控制参数；式(3)中近似线性最小均方误差矩阵ξ_i是一个可学习的参数，I为加入神经网络的学习参数；

对检测出的信号进行信号重构以及干扰消除，如式(5)所示：

其中，是可学习的干扰消除因子，表示第j个用户的LS估计信道。

6.根据权利要求5所述的MIMO-NOMA系统导频辅助信号检测方法，其特征在于：有(3K-1)T+2K个学习参数通过训练进行优化，分别是噪声消除因子参数步长控制参数柔和度控制参数以及干扰消除因子