[發明專利]SCMA系統的DNN解碼方法及解碼通信設備有效
| 申請號： | 201811547598.0 | 申請日： | 2018-12-18 |
| 公開（公告）號： | CN109787715B | 公開（公告）日： | 2021-01-19 |
| 發明（設計）人： | 林進摯;趙希敏;胡金星 | 申請（專利權）人： | 中國科學院深圳先進技術研究院 |
| 主分類號： | H04L1/00 | 分類號： | H04L1/00;G06N3/04 |
| 代理公司： | 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316 | 代理人： | 曹衛良 |
| 地址： | 518055 廣東省深圳*** | 國省代碼： | 廣東;44 |
| 權利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | scma 系統 dnn 解碼 方法 通信 設備 | ||
1.一種SCMA系統的DNN解碼方法，其特征在于，包括如下步驟：
S1、搭建用于產生SCMA信號的SCMA系統，以及在將SCMA信號發送裝置的源碼字與SCMA信號接收裝置接收到的SCMA信號數據進行關聯后獲得訓練樣本數據集；
S2、建立基于深度神經網絡的SCMA解碼器模型；
S3、根據所述訓練樣本數據集訓練上述SCMA解碼器模型；
以及S4、將訓練后的SCMA解碼器模型加載至解碼平臺，并通過所述SCMA解碼器模型對SCMA信號進行解碼；
所述步驟S2包括：
S2.1、建立解碼器的輸入層，且所述輸入層包括至少一個用于接收SCMA信號數據的資源塊；
S2.2、建立解碼器的隱藏層，并通過下述公式(1)完成所述隱藏層的數據輸出，
其中，yl-1是上一層的數據輸出，和bl分別是本層的權重和偏置；
S2.3、建立解碼器的輸出層，且所述輸出層用于輸出包括至少一個用戶的碼字的解碼結果；每個用戶對應m＝log2(M)個輸出層節點，分別對應解碼出來的m個比特向量，所述輸出層的節點總數是mJ，其中M是每個用戶的碼字個數，J是用戶數；
S2.4、按照下述公式(2)計算至少一個輸出層節點的輸出概率σ(x)：
σ(x)＝(1+e-x)-1 (2)；
以及按照下述公式(3)計算預測值與真實值之間的不一致程度：
其中，y＝(y1，…，y2k)T是上述訓練樣本數據集中從物理環境中收集的SCMA信號數據；b＝(b1，…，bmJ)T是與SCMA關聯的源碼字；Wd，bd分別代表整個解碼器的權重和偏置集合；d(·；Wd，bd)表示解碼器的最后輸出值，其值是解碼出來的比特向量此處的公式(2)計算出的輸出節點的輸出概率σ(x)，[0，1]為輸出概率σ(x)的取值范圍，πi[·]表示取向量的第i個元素的值；k大于等于1且k小于等于K，K為資源塊個數。
2.如權利要求1所述的解碼方法，其特征在于，所述步驟S1包括：
S1.1、搭建用于產生SCMA信號的SCMA系統，以及搭建SCMA發送機和SCMA接收機，記錄并存儲SCMA發送機的源碼字，并通過SCMA發送機將所述SCMA系統產生的SCMA信號發送至物理環境中；
S1.2、SCMA接收機接收物理環境中的SCMA信號，且記錄并存儲SCMA信號數據；
S1.3、將SCMA發送機的源碼字與SCMA接收機存儲的SCMA信號數據進行關聯，記錄并存儲關聯結果數據；
S1.4、重復步驟S1.1-1.3，記錄并存儲每次重復得到的關聯結果數據，以此得到不同信噪比條件下的信號數據集；
以及S1.5、整理不同信噪比條件下的信號數據集中的源碼字以及與其關聯的SCMA信號數據，由此得到所述訓練樣本數據集。
3.如權利要求1所述的解碼方法，其特征在于，所述步驟S2.1中，每個資源塊設有兩個輸入節點，分別對應復數信號的實部和虛部。
4.如權利要求1所述的解碼方法，其特征在于，步驟S3中采用隨機梯度下降法對上述SCMA解碼器模型進行訓練，使得交叉熵損失函數滿足下述公式(4)所述條件；
該專利技術資料僅供研究查看技術是否侵權等信息，商用須獲得專利權人授權。該專利全部權利屬于中國科學院深圳先進技術研究院，未經中國科學院深圳先進技術研究院許可，擅自商用是侵權行為。如果您想購買此專利、獲得商業授權和技術合作，請聯系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/201811547598.0/1.html，轉載請聲明來源鉆瓜專利網。
