[發明專利]一種非正交多址接入移動通信低復雜度接收方法

在審

• 申請號: 202110284518.2
• 申請日: 2021-03-17
• 公開（公告）號: CN113067672A
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 黃永明;程浩;鄭沖;夏亦犁
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 沈廉

本發明公開了一種非正交多址接入移動通信低復雜度接收方法。在發射端根據待傳輸的比特流選擇相應的碼字發送，經過無線信道和噪聲干擾，在接收端收到的是多個用戶疊加的信號。本發明在接收到多用戶疊加的信號后，先對所有碼字組合的條件概率進行計算和排序，挑選出條件概率高的碼字組合；再進行傳統的信息傳遞算法迭代，包含用戶節點更新和資源節點更新；然后進行簡化的傳統信息傳遞算法迭代，其中資源節點更新過程不變，用戶節點更新只針對選擇出的碼字組合來進行；最后譯碼輸出。本發明通過減少用戶節點更新的計算復雜度，實現了一種基于條件概率選擇的非正交多址接入移動通信低復雜度接收方法，并且該算法能夠逼近原始的信息傳遞算法。

技術領域

本發明涉及一種非正交多址接入移動通信低復雜度接收方法，屬于無線通信系統技術領域。

背景技術

新一代無線通信系統，特別是物聯網，對頻譜效率、能耗和大規模連接提出了較高的要求。為了滿足這些嚴格的要求，非正交多址接入技術已被列為未來移動網絡中的候選關鍵技術之一。與傳統的正交多址接入不同，非正交多址接入技術允許多個用戶共享相同的資源。目前，受到廣泛關注的非正交多址接入方式有功率域和碼域兩種方式。功率域非正交多址技術允許不同用戶在同一個資源塊使用不同的功率，比如在載波上進行疊加傳輸，在接收端可以使用干擾消除的方法分解出各用戶所發送的信號。碼域非正交多址接入允許不同的用戶使用不同的碼本進行傳輸，因此同一個資源塊會接收到來自多個用戶的發送碼字，接收端可以利用近似最優性能的信息傳遞算法進行譯碼。

有學者指出碼域的非正交多址接入系統能夠比基于功率域非正交多址技術的接入系統獲得更高的吞吐量。但是，傳統的信息傳遞算法具有很高的復雜度，在實際應用中會消耗過多的硬件和時間資源，不能滿足新一代通信中的低時延高吞吐量的要求。

傳統的信息傳遞算法主要包含用戶節點信息更新和資源節點信息更新兩個過程。資源節點的更新過程復雜度相對較低，但是用戶節點更新的過程具有指數級的復雜度。具體來說，用戶節點更新的復雜度隨著每個資源塊容納的用戶數呈指數增長。因此，我們著重研究降低用戶節點更新過程的復雜度。

發明內容

技術問題：本發明的目的是提供一種非正交多址接入移動通信低復雜度接收方法，在非正交多址接入系統中接收機采用接近最優性能的信息傳遞算法解碼。針對用戶節點更新復雜度過高的問題，本發明通過選取條件概率大的碼字組合進行迭代更新，從而減少了計算復雜度。該方案可以在大大減小迭代計算量的情況下，逼近原始信息傳遞算法的性能。

技術方案：為實現上述目的，本發明的一種非正交多址接入移動通信低復雜度接收方法采用如下步驟：

步驟1.各用戶將輸入的比特流調制為非正交多址接入系統的發送碼字并發送，經過無線信道，基站端接收到多個用戶發送的疊加信號；

步驟2.根據基站端接收到的多個用戶發送的疊加信號和碼本計算出所有碼字組合的條件概率，并進行傳統的信息傳遞迭代T₀次；

步驟3.將步驟2中計算出的條件概率進行排序，獲得條件概率最大的q個碼字組合，繼而設定信息傳遞更新的條件概率閾值；后期的T-T₀次迭代使用簡化的傳統信息迭代算法，即資源節點更新過程保持不變，用戶節點更新只針對在條件概率閾值范圍內的碼字組合進行；最后進行譯碼判決。

其中，

步驟1所述的非正交多址接入系統，考慮一個典型的J個用戶共享K個資源的非正交多址接入系統，那么基站端接收到的多用戶疊加信號表示為