[发明专利]一种用于MIMO-SCMA系统的低复杂度检测方法

摘要

本发明属于无线通信技术领域，涉及一种用于MIMO‑SCMA系统的低复杂度检测方法。本发明主要包括：(1)通过对接收信号进行ZF或者MMSE检测，再对各天线上的多用户的数据进行MPA检测，得到初始解；(2)对MIMO‑SCMA系统的数学模型进行线性等效变换，转换为MIMO系统的数学模型；(3)若初始解的ML代价值小于门限值，即直接输出初始解；(4)若初始解不满足门限值，则对初始解进行邻域搜索，将前m个最优邻域解作为m个初始解。对当前m个解同时进行邻域搜索，对每个当前解各保留n个最优邻域解，然后在m×n个邻域解中保留前m个不同的最优解作为下次迭代的当前解，循环迭代搜索至满足终止条件。本发明的有益效果是：在误码率性能上有明显优势，且具有低复杂度的优势。

主权项

1.一种用于MIMO‑SCMA系统的低复杂度检测方法，定义MIMO‑SCMA系统用户数为J，资源数为K，基站端发射天线数为T，每个用户的接收天线数为R，码本码字数为M；其特征在于，包括以下步骤：S1、产生信息比特：根据系统参数，在基站端生成总的信息比特数为JT log₂(M)；S2、SCMA编码：首先，将各个用户的比特流b_j映射至N维的星座，即高维调制；然后将N维的非零星座点映射至K维码字，N<K，即稀疏扩频；S3、信息发送：在基站端，各个用户的信息经过SCMA编码后得到的码字叠加在一起，经过天线发送出去；S4、接收端进行信号检测；对于接收端的某个用户，其接收信号表示为：y＝Hx+n其中，表示基站端的发送码字，表示接收端的接收符号向量，表示加性高斯白噪声向量，其元素服从均值为0、方差为σ²的高斯分布；信道矩阵H为：则对接收信号y的具体检测方法为：S41、对接收信号y进行MMSE检测，得到检测符号为：S42、对各个天线上检测符号进行MPA检测，分离各个用户的信息，得到初始解s₀；S43、对MIMO‑SCMA系统的数学模型进行线性等效变换，转换为MIMO系统的数学模型：其中，为接收符号，为高斯白噪声，为发送符号向量，其元素为PSK/QAM调制符；等效变换后的信道矩阵为：其中，F为SCMA因子图矩阵，d_f为每个资源上冲突的用户数，θ_u(u＝1,...,d_f)为高维调制星座的旋转角度；S44、引入门限值V_th，并判断是否成立，若是，则直接输出最终解进入步骤S410，若否，则进入步骤S45；S45、对s₀进行邻域搜索，得到m个初始解，并置为当前解：其中，函数s₀的邻域集合为与s₀仅有一个或几个符号不同的所有向量集合；迭代执行以下步骤：S46、对于第i次循环，对当前m个解进行邻域搜索，对每个当前解保留前n个最优邻域解：S47、从得到的m×n个解向量，即集合C中，选择前m个最优解作为下次循环的当前解：S48、如果前一次循环得到的最小ML代价值小于或等于当前迭代的最小ML代价值，即：则最终解为进入步骤S410，否则进入步骤S49；S49、将当前解更新为：回到步骤S46，直至i达到预设的循环次数上限后退出检测过程；S410、对最终输出的解向量进行数字解调，恢复得到原始比特信息。