[发明专利]一种基于期望传播的MIMO-SCMA系统的低复杂度检测算法

权利要求书

1.一种基于期望传播的MIMO-SCMA系统的低复杂度检测算法，定义：有J个独立的用户复用N个资源块。每个用户相对应的有N_t个发射天线，且基站端有N_r个接收天线，码本的码字阶数为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，在用户端生成总的信息比特数为JN_tlog₂(M)；

S2：SCMA编码：

首先，将各个用户的比特流b_j映射到K维的星座，即高维调制；然后，将K维的非零星座点映射到N维码字，K＜N；即稀疏扩频；

S3：信息发送：

在发送端，各个用户的信息经过SCMA编码后得到的码字叠加在一起，经过多天线发送出去；

S4：在接收端进行信号检测：

对于基站接收端的接收信号表示为：

y_n＝H_nx_n+ω_n

其中表示第n层资源块上所有接收天线上接收到的信号向量；H_n是与第n层资源块相关的信道响应矩阵；表示该层上所有已传码本的集合；ω_n是服从于均值为0，方差为σ²的N_r个独立的加性高斯白噪声向量。E_s表示平均符号能量。其中，信道矩阵可以表示为：

由于密码本的稀疏性，引入二进制指示器矩阵来表示所有层的稀疏性。第n行、第k列的元素被定义为

然后系统的方程式可以表示为：

y_n＝H_F(n)x_F(n)+ω_n

其中x_F(n)表示第n个RE上的冲突层传输码字集合，表示与第n个RE上冲突层关联的MIMO信道矩阵。S4可以具体实施为以下几个步骤：

S41、接收初始输入数据：JN_t×NN_r信道矩阵H；NN_r×1接收信号向量y；码本参数p(x_k)＝1/M

S42、初始化：p(x_k＝a_k)＝1/M，k＝1，...，JN_t，n∈V(x_k)，n_r＝1，...，N_r，

S43、迭代：令i＝1；i≤N_ite(最大迭代次数)；则i+1；继续下一步；

FN更新(FNs→VNs)

通过公式计算和通过均值与方差的计算值来反映资源节点信息传递得收敛度。

通过公式计算p^t(x_k|y)；p^t(x_k|y)是可以替代系统复杂分布的计算表达式，满足KL散度定理；

通过公式计算和和分别表示的含义是与p^t(x_k|y)分布所匹配的均值与方差；

VN更新(VNs→FNs)

通过公式计算和通过均值与方差的计算值来反映虚拟用户节点的信息收敛度；

结束后向量计算：

S44、用公式计算最大后验似然比L₂。