[发明专利]一种SCMA系统的Max-Log型MPA检测算法的性能补偿方法

说明书

本发明提供了一种SCMA系统的Max‑Log型MPA检测算法的性能补偿方法，涉及无线通信技术领域，以对Max‑Log简化带来的检测和分离性能损失进行弥补。仿真结果表明本发明的补偿方法能够带来0.5～1dB的信噪比增益，即其能在一定程度上弥补由于Max‑Log简化带来的性能损失，这个性能弥补方法将对提升SCMA多址接入方案在未来无线通信系统中的可行性具有重要意义。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种SCMA系统的Max-Log型MPA检测算法的性能补偿方法。

背景技术

SCMA(Sparse Code Multiple Access)多址接入算法是为满足未来5G系统的大容量、海量连接、低延时的需求而设计的新型多址接入算法。相对于已有的对时频接入资源采用正交利用方式的CDMA及OFDM多址接入技术，SCMA采用的是将不同用户的信息以非正交的方式叠加到时频接入资源上的多址接入方式。在相同的时频接入资源条件下，SCMA多址接入技术可以提供更大的接入容量和更低的接入时延。SCMA多址接入系统主要由SCMA编码和MPA检测，Turbo编码和译码共四部分构成。其中，SCMA编码、MPA(消息传递算法)检测模块分别实现了用户信息向时频接入物理资源的非正交映射和从时频接入资源上分离出用户的信息的功能，它们是SCMA多址接入系统的核心模块。Turbo编码、译码模块是为了提升SCMA系统核心模块分离性能的辅助模块，其对整体系统的性能的实现具有重要作用。

基本MPA检测算法虽然可完成SCMA的用户信号检测和分离的功能，但其中使用的大量指数运算会带来较大的数据动态变化范围，运行程序时很容易导致溢出。另外在采用查表法获取指数运算值时会需要大量存储空间。这些问题使SCMA接入方式在实际使用中面临着计算复杂度高，硬件资源开销大等瓶颈。和turbo码的Max-Log-map简化算法类似，在实际使用中常采用Max-Log简化运算来取代指数运算，即用一定的性能损失来换取运算速度的提升和存储资源的节省。

相对于基本的MPA检测算法，Max-Log简化型MPA检测方法可以显著降低计算复杂度和减少硬件开销。但相应地，Max-Log简化也会带来较大程度的用户信号检测和分离性能损失。

发明内容

本发明实施例提供了一种SCMA系统的Max-Log型MPA检测算法的性能补偿方法，用以解决现有技术中存在的问题。

一种SCMA系统的Max-Log型MPA检测算法的性能补偿方法，包括：

Max-Log型MPA译码器对多用户信号y进行检测和分离，输出的信号LLRs_in经过Turbo译码器译码，输出信号LLRs_out经概率计算器再次反馈输出至所述Max-Log型MPA译码器的输入端，经过一定次数的迭代检测后，所述Turbo译码器的输出信号LLRs_out最终输出至判决器进行判决；

所述概率计算器的处理方法具体包括：所述Turbo译码器输出的信号LLRs_out包括第一比特的软信息Ex_LLR₁和第二比特的软信息Ex_LLR₂，所述第一比特的软信息表达式为：

所述第二比特的软信息表达式为：

其中，b₁和b₂表示两个连续的输出比特，P(b₁＝1)表示输出比特b₁为1的检测概率值，P(b₁＝0)表示输出比特b₁为0的检测概率值，P(b₂＝1)表示输出比特b₂为1的检测概率值，P(b₂＝0)表示输出比特b₂为0的检测概率值；

根据式(1)可得：