[發明專利]一種基于圖像處理的SCMA盲檢測方法

有效

• 申請號: 201810293367.5
• 申請日: 2018-04-04
• 公開（公告）號: CN108737298B
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 張川;楊超;徐煒鴻;尤肖虎
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H04L25/02
• 分類號: H04L25/02
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 王安琪

本發明公開了一種基于圖像處理的SCMA盲檢測方法，包括如下步驟：(1)設以(N,K)為參數的規范化SCMA系統，碼維度為K，星座維度為N，以出現頻率最高的節點作為二維圖像中相鄰的像素點，進行相應映射模板的構造，得到一維信號至二維圖像的映射模板；(2)在制定完具有系統特征的二維圖像映射模板后，以相應二維圖像映射模板為依托，將原SCMA碼本中的各碼字映射為K×K的圖像；(3)對步驟(2)的到的二維圖像進行預濾波及降噪，處理后的圖像進行SCMA的碼字檢測。本發明能夠極大的降低傳統檢測方法對信道估計的依賴程度，并提高在存在信道誤差時檢測的誤碼率，吞吐率較高。

技術領域

本發明涉及無線通信技術領域，尤其是一種基于圖像處理的SCMA盲檢測方法。

背景技術

近年來，隨著無線通信技術在各領域的廣泛應用，社會通信需求呈現快速激增態勢，傳統通信技術日益無法滿足社會發展需要。據主要運營商和權威咨詢機構的預測，移動寬帶業務流量將在未來10年增長1000倍之多。為應對即將到來的巨大通信壓力，5G作為全新的移動通信技術應運而生。其中，“Gbps用戶體驗速率”將是5G的最關鍵技術指標。為實現這一超高速傳輸速率，5G將運用到大規模天線陣列、新型多址、超密集組網、新型網絡架構、全頻譜接入等重要技術。而新型多址技術作為5G實現的關鍵技術之一，將在整個系統中扮演至關重要的角色。新型多址技術將對發送信號進行高效疊加傳輸以使系統的接入能力得到進一步提升，從而保證5G網絡的大規模設備連接需求。

回溯多址技術，其自產生以來，經歷了相當長時間的演進和變革，在現代無線通信中有著無法替代的重要地位。傳統的多址技術包括頻分多址(FDMA)、時分多址(TDMA)、碼分多址(CDMA)、空分多址(SDMA)等，而4G技術中所使用的則是正交頻分多址(OFDMA)。多有這些多址技術都是正交層面上的多址技術，受到資源數量的極大限制。相比之下，在非正交多址技術中，接入用戶則可以成倍大于資源數，從而有效解決這一瓶頸。

稀疏碼分多址技術(SCMA)正是5G通信中期待使用的新型多址技術，并具備著重要的非正交特性。理論分析表明SCMA有著極其出色的過載承受能力以及資源復用能力，與傳統多址技術相比，其接入量可至少提升50％，并隨著系統內部往來互聯數目的增加可進一步提升。在關于SCMA的相關文獻中，針對譯碼提出了基于最大后驗概率的譯碼策略，使用該譯碼策略的SCMA系統在保證高水平接入量的同時仍可維持較優的誤碼率水平，但是對信道估計的精確度有著極高的要求，因此不依賴信道估計的盲檢測技術在實際應用中將發揮巨大的優勢。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于，提供一種基于圖像處理的SCMA盲檢測方法，能夠極大的降低傳統檢測方法對信道估計的依賴程度，并提高在存在信道誤差時檢測的誤碼率，吞吐率較高。

為解決上述技術問題，本發明提供一種基于圖像處理的SCMA盲檢測方法，包括如下步驟：

(1)設以(N,K)為參數的規范化SCMA系統，碼維度為K，星座維度為N，以出現頻率最高的節點作為二維圖像中相鄰的像素點，進行相應映射模板的構造，得到一維信號至二維圖像的映射模板；

(2)在制定完具有系統特征的二維圖像映射模板后，以相應二維圖像映射模板為依托，將原SCMA碼本中的各碼字映射為K×K的圖像；

(3)對步驟(2)的到的二維圖像進行預濾波及降噪，處理后的圖像進行SCMA的碼字檢測。

優選的，步驟(3)中，對二維圖像進行預濾波及降噪包括兩種方法：全變分二維濾波和卷積神經網絡的圖像訓練。

優選的，全變分二維濾波具體為：用D表示圖像中待修描的區域，E表示待修描區域的邊界區域，假設整幅圖像為Ω＝D∪E，則可以定義如下的能量函數：

R[u]＝∫∫_Ωr[|Δu(x,y)|]dxdy