[发明专利]一种基于消息传递的多用户非正交解调简化方法

说明书

本发明公开的基于消息传递的多用户非正交解调简化方法包括以下步骤：步骤1：存储先验信息并初始化参数；步骤2：观测节点似然函数估计；步骤3：用户节点似然函数估计；步骤4：用户节点后验分布估计；步骤5：判断迭代是否结束；如果迭代未结束，返回步骤2，如果迭代结束，将得到的用户符号后验分布的均值作为多用户非正交解调信息。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别是涉及基于消息传递的多用户非正交解调简化方法。

背景技术

在传统通信中，以时分多址、频分多址、正交频分多址等正交多址是区分多用户的主要途径，在正交多址中，多用户使用正交基进行数据传输，用户间不会存在干扰，但在频带一定的情况下正交基的数量有限，频谱利用率难以提升。

随着现代通信中业务需求的增大，传统的正交多址通信已经无法满足业务需求。诸如码分多址(CDMA)、稀疏码多址(SCMA)等非正交多址方式可以显著提升频带的利用效率，提升通信系统的容量。然而，非正交多址中由于各个用户的信号不能够达到完全正交，因此不可避免会发生多址干扰，为避免非正交多址干扰，在解调时通常需要通过矩阵求逆来解决非正交干扰问题，但由此带来的复杂度较大，不适用于低时延的通信系统。为避免在实时通信系统中非正交多址干扰的约束，多用户非正交解调简化方法可应用于上述系统。

在非正交解调的一类常用算法是最小二乘算法(LS)与最小均方误差算法(MMSE)。但这类方法往往需要进行矩阵的求逆运算，计算复杂度正比于用户数量的三次方。基于消息传递的一类算法近年来被应用于各个不同领域，这类方法通过用户节点与观测节点之间的信息传递进行迭代，通过消息传递的特性可以估计待解调符号的后验概率。但若是采用标准的和积算法，计算的复杂度同样较高，不利于工程实现，尤其是在用户较多的通信系统。基于近似消息传递的方法将概率分布投影到高斯分布中，大大降低了计算复杂度，但由于所需的数字处理单元较多，不利于定点化的硬件实现。

因此希望有一种基于消息传递的多用户非正交解调简化方法已解决现有技术中的问题。

发明内容

本发明基于消息传递的多用户非正交解调简化方法是以近似消息传递算法(AMP)为基础的算法改进，原基于近似消息传递算法步骤：

1.初始化

2.因子节点更新：

3.变量节点更新

4.后验分布更新

其中，

原基于消息传递算法需要多次矩阵运算，难以在线上进行大规模实时计算，而本发明公开的基于消息传递的多用户非正交解调简化方法是基于上述消息传递算法的简化方法。

本发明公开的基于消息传递的多用户非正交解调简化方法，所述多用户非正交解调简化方法包括以下步骤：

步骤1：存储先验信息并初始化参数；对似然函数的均值和方差与用户符号后验分布的均值和方差进行初始化，根据通信系统噪声与信道参数计算各次迭代的参数并存储；

步骤2：观测节点似然函数估计；输入为用户符号后验分布的均值、迭代次数，输出为观测节点似然函数的均值；

步骤3：用户节点似然函数估计；输入步骤2中观测节点似然函数的均值、迭代次数，输出用户节点似然函数的均值；

步骤4：用户节点后验分布估计；输入步骤3中用户节点似然函数的均值、迭代次数，输出用户符号后验分布的均值；