[發明專利]用于交織多址系統的結合近似消息傳遞的多用戶檢測方法

有效

• 申請號: 201810531574.X
• 申請日: 2018-05-29
• 公開（公告）號: CN108712189B
• 公開（公告）日: 2019-12-27
• 發明（設計）人: 康潔思;肖悅;趙巖
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04B1/69
• 分類號: H04B1/69;H04B1/7103;H04L1/00;H04L27/26
• 代理公司: 51232 成都點睛專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 孫一峰

本發明屬于無線通信技術領域，具體涉及一種用于交織多址系統的結合近似消息傳遞的多用戶檢測方法。由于基于交織多址的正交頻分復用(OFDM?IDMA)系統將遭受由多普勒頻移或收發端晶振精度不同所造成的多個頻偏的影響，而正交頻分復用(OFDM)系統中傳統的頻偏抑制方法并不能適用于OFDM?IDMA系統，故需要研究OFDM?IDMA系統中的多頻偏抑制方法。本發明的方法是在OFDM?IDMA系統上，采用一種近似消息傳遞(AMP)頻偏檢測算法來抑制頻偏。本專利提出的檢測方法可以在進行頻偏補償檢測之后，系統恢復到與無頻偏非常接近的性能。

技術領域

本發明屬于無線通信技術領域，具體涉及一種基于交織多址技術的檢測方法。本發明涉及基于正交頻分復用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)的交織多址技術(Interleave-Division Multiple Access,IDMA)和近似消息傳遞(Approximate Message Passing,AMP)頻偏檢測算法。

背景技術

為了適應高速增長的無線網絡應用需求，支持海量設備連接，達到更高的頻譜效率、更快的數據速率和更大的信道容量，新型的多址接入技術成了下一代移動通信系統5G網絡研究的熱點之一。

其中，基于交分復用(Interleave Devision Multiplexing,IDM)的多址技術交織多址在2002年被首次提出。IDMA的基本思想是利用不同的碼片級交織器來區分不同的用戶，所有用戶共享相同的頻率時間資源。IDMA繼承了碼分多址(Code-Division MultipleAccess,CDMA)的眾多優點，特別是分集抗衰落和小區間干擾消除等優點。此外，IDMA的性能優于CDMA，并具有低復雜度的迭代檢測方法。

正交頻分復用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)技術在第四代移動通信系統中扮演著重要的角色。OFDM系統可以有效對抗多徑效應的同時又極大的提高了頻譜效率，但對頻偏較敏感同時又有著較高的峰均比(PAPR)。近些年，有學者提出頻域索引調制技術與交織多址技術相結合，即基于交織多址的正交頻分復用(OFDM-IDMA)技術。

OFDM-IDMA系統的接收機一般采用低復雜度的迭代多用戶檢測方法，例如傳統的單元信號估計器(Elementary Signal Estimator,ESE)。然而傳統的單元信號估計器還存在例如復雜度較高、性能較差、抗頻偏能力差等問題。

因為多頻偏的存在嚴重破壞了子載波的正交性，引入子載波間干擾(InterCarrier Interference，ICI)且無法用單用戶檢測的方法來消除，所以OFDM-IDMA系統的ICI抑制是一個重要且具有挑戰性的課題，若不能在接收端消除頻偏的影響，將會嚴重影響到系統的性能。

發明內容

本發明的目的，提出了一種適用于IDMA系統下的頻偏檢測算法。本發明的技術方案：一種結合近似消息傳遞的IDMA系統下的頻偏檢測方法。

上行IDMA系統的發射機結構如圖1所示，其中系統總共包含K個用戶。從圖中可以看出，IDMA系統的發射機主要包含三個模塊：前向糾錯(Forward Error Correction,FEC)編碼器、擴頻器和交織器。IDMA系統依靠交織器來區分不同的用戶，所以每個用戶可以采用相同的FEC編碼器和擴頻器。在IDMA系統中，FEC編碼器可以采用常見的卷積碼、Turbo碼或LDPC碼，以獲得編碼增益提高系統的性能；擴頻器則可采用簡單的重復碼對FEC編碼器輸出的碼字進行擴頻，以進一步降低碼率，此時的擴頻器等效于重復碼編碼器。在IDMA系統中，每個用戶的交織器必須是唯一且互不相同的；交織器被用來打亂低碼率的擴頻序列的順序，從而盡大可能減小序列的相關性。這樣不但可以降低通信過程中的連續性錯誤，而且能使接收端的低復雜度的檢測方法得以實現。