[发明专利]一种基于能量调制的大规模随机接入方法

权利要求书

1.一种基于能量调制的大规模随机接入方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1.构建基于能量调制的随机接入模型；

S2.利用消息传递算法对用户信息和信道的联合信号进行估计；

S201.初始化：输入接收信号，用户的稀疏参数g，信道的衰弱参数和码本；令 ；

S202.迭代处理：第t次迭代的过程为:

其中, t 为大于零的整数,当满足条件时停止，其中是设定的门限阈值, ，代表去噪器作用于第n列信号， 代表去噪器函数的一阶导数；去噪器的设计将依赖于接收信号Y和发射信号X的统计特性；因为每一个用户的统计特性相同，每个用户的去噪器设计也是相同的，为了避免符号的混淆，令；，为在传输之前每一个用户预先分配的一个专用导频序列，其中为导频长度，每个导频的元素由独立同分布的高斯分布得到；，表示用户个数；

设计基于最小化均方误差的去噪器，表示为：

其中，，，.

被是AMP算法在t个迭代中的噪声方差，也被称为第t个状态；

S203.对噪声方差进行计算;

计算：在第t次迭代后，信号表示为

其中是高斯噪声，满足, 根据如下公式近似计算得到，

，

其中;为接收信号中包含的高斯噪声的方差；

S204. 迭代停止后输出估计信号；

S3.利用基于最大化后验概率的算法对每个用户的发射信息和活跃状态进行检测，输出最优门限和 检测信号,并据此确定误码率的理论表达式；

S4.进行最优星座点码本设计：

S401.初始化：输入S3中得到误码率理论表达式 .

S402.将最优的码本设计等价于解决如下的优化问题：

该优化问题通过迭代算法，来得到接近最优的功率星座点：

A、初始化：输入用户数量N，导频长度D，码本大小L，稀疏参数g，初始化功率星座点，其中，忍受门限，令；

B、迭代计算：

步骤一: 将代入如下公式计算：

其中；

步骤二：计算

为接收端天线根数；

步骤三：计算门限

其中；

步骤四：计算

利用内点法和梯度下降法解决如下凸问题：

得到新的功率星座点；

步骤五：计算并查看该条件是否满足；如果不满足，将带入步骤一进行再次迭代，如果满足，则输出作为最优的功率点；

步骤六：根据得到的功率点构建星座点；令星座点码本为，将得到的新的星座点码本作为用户的发射信号码本，并作为信号估计、用户的发射信息和活跃状态检测时的码本进行使用。