[发明专利]多用户共享接入技术上行链路的先并后串多用户检测方法

说明书

多用户共享接入技术上行链路的先并后串多用户检测方法，本发明涉及上行链路多用户检测方法。本发明的目的是为了解决现有MMSE‑SIC检测算法计算复杂度高、处理时延大；MMSE‑PIC检测算法检测性能差；以及准并行干扰消除检测算法计算复杂度和处理时延相比MMSE‑SIC更小，检测性能相比MMSE‑PIC更好，但是检测性能仍然较差的问题。一、每个用户将各自的调制符号通过一条高斯白噪声信道传输，在接收端接收到信号；二、计算每个用户的SINR；三、设置门限值M；取SINR_k≥M的情况做PIC检测；四、将SINR_k≥M的所有用户从K个用户中除去，计算剩余用户的SINR，执行三，直至剩余用户为0。本发明用于多用户检测领域。

技术领域

本发明涉及上行链路多用户检测方法。

背景技术

非正交多址接入技术、基本多用户检测算法、MUSA上行链路多用户检测算法

1.非正交多址接入技术

由于移动互联网和物联网的快速发展，以及用户需求的不断增加，现有的第四代移动通信系统(4G)已经无法满足需求，因此提出了第五代移动通信系统(5G)。由于传统移动通信系统使用的正交多址接入技术，包括FDMA、TDMA、CDMA和OFDMA，都无法应对未来通信大业务量的需求，因此在5G中提出了非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access，NOMA)技术。

现有的NOMA技术包括：功率域NOMA技术、稀疏码多址接入(Sparse Code MultipleAccess，SCMA)技术、多用户共享接入(Multi-User Shared Access，MUSA)技术和图样分割多址接入(Pattern Division Multiple Access，PDMA)技术。NOMA技术核心思想是给各个用户分配非正交的资源，因此可以提高频谱效率、提升系统容量，实现更高效率通信的目标。但是由于NOMA技术中不同用户所占用的资源非正交，接收端的各个用户信息之间会产生多址干扰(Multi-Address Interference，MAI)，因此NOMA的接收端需要进行多用户检测。

本发明主要针对MUSA技术上行链路接收端的多用户检测算法进行改进。上行链路是指用户发送信息，基站接收信息的通信过程。

2.基本多用户检测算法

多用户检测分为最优多用户检测和次最优多用户检测。最优多用户检测一般指传统的最大似然(Maximum Likelihood，ML)检测算法，如式(2)所示。该算法采用穷举遍历的思想，因此检测性能很好，但复杂度高，难以实际应用。

次最优多用户检测包括线性检测算法和非线性检测算法。

线性检测是将接收信号直接与线性算子相乘，如式(3)所示，ω为线性算子。该检测算法十分简单，但是存在对噪声的放大作用，因此检测性能较差。线性检测算法主要包括迫零(Zero Forcing，ZF)检测算法和最小均方误差(Minimum Mean Square Error，MMSE)检测算法。ZF检测算法的线性算子(求解矩阵)为ω＝(H^TH)^-1H^T，MMSE检测算法的线性算子为ω＝(HH^T+σ²I)^-1H^T。ZF检测相对MMSE检测计算更加简单，但是对噪声的放大影响更大，检测性能更差。

非线性检测主要指干扰消除算法，包括并行干扰消除(Parallel InterferenceCancellation，PIC)算法和串行干扰消除(Successive Interference Cancellation，SIC)算法。干扰消除检测算法的思想是将其他用户的数据看作是对待检测用户数据的干扰，采用将其他用户数据重构消除的方法来得到待检测用户的数据。