[發明專利]基于分組的下行MIMO-SCMA低復雜度接收方法

在審

• 申請號: 202111505503.0
• 申請日: 2021-12-10
• 公開（公告）號: CN114143887A
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 黃永明;程浩;林鴻鑫
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H04W72/04
• 分類號: H04W72/04;H04W72/12
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 唐少群

1.基于分組的下行MIMO-SCMA低復雜度接收方法，其特征在于，所述接收方法包括如下步驟：

步驟S1、針對收發端多天線的下行MIMO-SCMA系統，融合MIMO與SCMA的因子圖；

步驟S2、基于串行更新策略，構建信息傳遞算法，其中，所述串行更新策略為：信息傳遞過程使用當前迭代步驟中更新過的信息；

步驟S3、執行步驟S2中構建的基于串行更新策略的信息傳遞算法，進行迭代解碼，其中，在該算法每次迭代時，計算出各碼字的似然信息，并聯合上一次迭代中碼字似然信息的和決策出待更新的變量節點集合；同時，將變量節點以發送天線為單位進行分組，以保證每根天線都有對應的變量節點能夠參與到每次的迭代中；再經過若干次迭代后，根據碼字似然概率的和決策出預先解碼的變量節點集合。

2.根據權利要求書1所述的基于分組的下行MIMO-SCMA低復雜度接收方法，其特征在于，所述步驟S1具體包括：

步驟S101、針對具有J個用戶共享K個資源節點的下行MIMO-SCMA系統，該系統的基站端和用戶端的天線數分別為T和R；

步驟S102、將用戶j′第t根天線上的發送比特信息映射為SCMA的K維復碼字向量其中，t＝1,2…T，j′＝1,2…J，該碼字向量由發送比特從各用戶唯一的碼本中選取得到；

步驟S103、將發送天線t上所有J個用戶的碼字疊加起來形成發送符號，表達式為：相應的，在接收端，用戶j第r根天線上的接收信號的表達式為：

公式中，r＝1,2…R，是基站端第t根發送天線與用戶j第r根接收天線間的信道增益向量，是均值為零協方差矩陣為的高斯白噪聲向量；

步驟S104、將所有R根接收天線上的信號堆疊起來，用戶j的接收信號表示為：

公式中，

步驟S105、構建二進制指示矩陣F表示所述MIMO-SCMA通信系統碼本的稀疏特性，該矩陣的第u行對應第u個虛擬資源，該矩陣的第v列對應第v個虛擬用戶，u＝1,2…KR,v＝1,2…JT，其中，二進制指示矩陣F表示為：

公式中，矩陣M表示MIMO信道配置，F′表示為單天線SCMA系統的指示矩陣，符號表示Kronecker積，其中，矩陣F的列重w_v和行重w_c分別是矩陣F′列重d_v和行重d_c的R倍和T倍，表達式為：

w_v＝Rd_v,w_c＝Td_c

步驟S106、通過所有發送信號碼字的可能性來構建所述MIMO-SCMA通信系統的虛擬碼本，表達式為：

公式中，v＝J(t-1)+j′；

步驟S107、重寫用戶j接收信號的表達式為：

公式中，

3.根據權利要求書2所述的基于分組的下行MIMO-SCMA低復雜度接收方法，其特征在于，所述步驟S2具體包括：

步驟S201、定義為第u個資源節點碼字的先驗概率似然信息，定義和分別是在第l次迭代中從資源節點u傳遞到變量節點v的信息以及從變量節點v傳遞到資源節點u的信息；

步驟S202、初始化從變量節點j傳遞到資源節點k的信息為：

步驟S203、在第l次迭代中，對于u＝K(r-1)+k,k＝1,2…K，從資源節點u傳遞給變量節點v的信息為：

其中，條件概率表示為：

公式中，和分別表示第u個資源節點上的接收信號和信道狀態信息，是碼字的第u個元素，表示與第u個資源節點相連的除去第v個以外w_c-1個變量節點組成的集合；

步驟S204、在第l次迭代中，從變量節點v傳遞到資源節點u的信息為：

公式中，表示與第v個變量節點相連除去第u個以外w_v-1個資源節點組成的集合。