[發明專利]一種基于樹修剪的SCMA譯碼方法及系統

有效

• 申請號: 201610008965.4
• 申請日: 2016-01-05
• 公開（公告）號: CN105656603B
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發明（設計）人: 陳杰男;張珍兵;何帥寧;胡劍浩;嚴余偉
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00
• 代理公司: 四川力久律師事務所 51221
• 代理人: 韓洋;王蕓

本發明公開了一種基于樹修剪的SCMA譯碼方法，包括以下步驟：S1、基于樹修剪方法計算信道殘差；S2、根據所述信道殘差和變量節點的對數域信息，更新物理資源節點的對數域信息；S3、根據所述物理資源節點的對數域信息，更新變量節點的對數域信息，完成一次迭代并記錄當前迭代次數；S4、判斷當前迭代次數是否小于預設值，若是，則將S3中得到的變量節點的對數域信息代入S2中再次進行迭代計算，若否，則停止迭代；S5、將S3中當前變量節點的對數域信息進行輸出。本發明采用樹修剪的方法計算信道殘差能夠在幾乎不損失性能的條件下將算法整體復雜度進一步降低20%，大大提高了SCMA算法的計算效率。

技術領域

本發明涉及無線通訊領域，特別涉及一種基于樹修剪的SCMA譯碼方法及系統。

背景技術

數據流量的爆炸式增長、各類新型業務和場景的不斷涌現以及連接設備的海量接入，促進了第五代移動通信(5G)的出現與發展。在實現“信息隨心至，萬物觸手及”總體愿景的同時，未來5G技術面臨著新的挑戰。現有的通信系統采用正交多址接入技術，實現簡單，但由于其所能接入的用戶與正交資源塊成正比，并不能滿足5G大容量、海量連接、超低時延等需求。因此，稀疏碼多址接入技術(SCMA)成為實現5G愿景的最核心技術之一。

SCMA是一種非正交多址技術。“非正交、稀疏性、多維調制”是它的三大特點。在發送端，它將編碼比特直接映射為復數域多維碼字，不同用戶的碼字在相同的資源塊上以稀疏的擴頻方式非正交疊加；接收端則利用稀疏性進行低復雜度的多用戶聯合檢測，并結合信道譯碼完成多用戶的比特串恢復。相比OFDMA技術，SCMA以非正交疊加的方式，實現在同等資源數量條件下，同時服務更多用戶，從而有效提升系統整體容量。SCMA采用的MPA(Message Decoding Algorithm)檢測算法涉及到大量的非線性指數、乘法及除法運算，復雜度較大；對數域MAX LOG-MPA算法可以避免非線性指數運算，并將大量的乘法轉換成加法，降低了硬件開銷，但是，MAX LOG-MPA算法在計算接收信號與各種可能的碼字符號的組合的信道歸一化殘差時，涉及到大量的復數乘法，據統計該殘差計算的復雜度占整個SCMA算法復雜度的60％，導致其計算效率較低。

發明內容

本發明在于克服現有技術的上述不足，提供一種能夠降低算法復雜度、提高計算效率的基于樹修剪的SCMA譯碼方法。

為了實現上述發明目的，本發明采用是技術方案是：

一種基于樹修剪的SCMA譯碼方法，包括以下步驟：

S1、基于樹修剪方法計算信道殘差；

S2、根據所述信道殘差和變量節點的對數域信息，更新物理資源節點的對數域信息；

S3、根據所述物理資源節點的對數域信息，更新變量節點的對數域信息，完成一次迭代并記錄當前迭代次數；

S4、判斷當前迭代次數是否小于預設值，若是，則將S3中得到的變量節點的對數域信息代入S2中再次進行迭代計算，若否，則停止迭代；

S5、將S3中當前變量節點的對數域信息進行輸出。

所述信道殘差由下式計算：

其中，分別表示與第n個資源塊相連的變量節點i可能取到的星座符號，與第n個資源塊相連的變量節點j可能取到的星座符號，與第n個資源塊相連的變量節點k可能取到的星座符號；分別表示第n個資源塊與變量節點i的之間的信道參數，第n個資源塊與變量節點j的之間的信道參數，第n個資源塊與變量節點k的之間的信道參數；y_n表示第n個資源塊的接收信號。

進一步地，所述S1步驟包括：

S101、計算

S102、計算

S103、計算