[发明专利]一种基于权重因子消息传递的SCMA多用户检测方法

说明书

技术领域

本发明属于无线通信系统的信号检测领域，具体涉及一种基于权重因子消 息传递的SCMA多用户检测方法。

背景技术

1)多址接入一直以来都是无线通信物理层的核心技术之一，它使基站能区 分并同时服务多个终端用户。为了满足5G中连续广域覆盖、热点高容量、低时 延高可靠和低功耗大连接四个主要技术场景，华为公司提出了一种SCMA(Sparse code multiple access,稀疏码多址接入)技术，图2是SCMA上行通信系统模型(6 个用户，4个资源块)，通过多用户信息在相同资源上的叠加传输，在接收侧利 用先进的接收算法分离多用户信息，不仅可以有效提升系统频谱效率，还可成 倍增加系统的接人容量。此外，通过免调度传输，也可有效简化信令流程，并 降低空口传输时延。SCMA是一种基于码域叠加的新型多址技术，它将低密度码 和调制技术相结合，通过共扼、置换以及相位旋转等方式选择最优的码本集合， 不同用户基于分配的码本进行信息传输。在接收端，通过MPA(Message Passing Algorithm)算法进行解码，流程图如如3所示。由于采用非正交稀疏编码叠加技术， 在同样资源条件下，SCMA技术可以支持更多用户连接，同时，利用多维调制和 扩频技术，单用户链路质量将大幅度提升。此外，还可以利用盲检测技术以及 SCMA对码字碰撞不敏感的特性，实现免调度随机竞争接人，有效降低实现复杂 度和时延，更适合用于小数据包、低功耗、低成本的物联网业务应用。

2)传统的MPA检测算法，具体包括以下步骤：

步骤一：初始化，迭代开始时，给出用户k在资源n的信道增益h_n＝1，变 量节点k在资源节点n上发送码字m_k的符号C_k,n(m_k)，噪声功率N_0,n

步骤二：用f_n(.)函数计算包含各种可能性的残余信号。令 f_n(.)＝f_n(y_n,m₁,m₂,m₃,N_0,n,H_n)，则

m₁,m₂,m₃＝1,...,M；n＝1,...,F在高斯噪声下，φ_n是条件概率。

φ_n(y_n,m₁,m₂,m₃,N_0,n,H_n)＝exp(f(.))认为先验概率相等，即发送每个码字的概率相等， 则M为码本的码字数目。

步骤三：设定最大迭代次数t_max；

步骤四：迭代消息沿边缘传递更新。功能节点FN通过其相邻的变量节点VN 传递的外信息更新，如图4所示。其更新公式为 VN通过其相邻的FN传递的信息来更新， 当每个用户节点连接两个资源节点时，可以看做在VN上信息的交换，如图5所 示。其更新公式为m＝1,...,M，Normalize使每 个VN发送各个码字的概率和为1。

步骤五：判断t>t_max是否成立，若成立，执行步骤六；若不成立，则令t＝t+1， 返回步骤四，进行下一次迭代。

步骤六：一定的迭代次数后LLR输出。这样可以得到每个比特 的对数似然比LLR，用于turbo译码的输入。

上述传统的MPA检测方法，检测的正确率与最大迭代次数t_max以及消息传递 更新方式有关。然而，在实际工程应用中，存在着收敛速度慢、系统性能差的 问题，而且计算复杂度也比较高，不利于硬件的实现。

发明内容

本发明旨在解决以上现有技术的问题。提出了一种加快消息传递迭代过程的 收敛时间，使得迭代结果更加准确，并且在SCMA系统的性能和复杂度之间取 得了良好的折中的基于权重因子消息传递的SCMA多用户检测方法。本发明的 技术方案如下：

一种基于权重因子消息传递的SCMA多用户检测方法，其特征在于，包括以 下步骤：

步骤一：初始化，迭代开始时，设定用户k在资源n的信道增益h_n＝1，变 量节点用户k在资源节点n上发送码字m_k的星座符号为C_k,n(m_k)；