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一种用于MIMO‑SCMA系统的检测方法
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Detection method for MIMO-SCMA system

申请号:201710456215.8 申请日:2017-06-16
摘要:本发明属于无线通信技术领域,涉及一种用于MIMO‑SCMA系统的检测方法。本发明主要包括:(1)通过对接收信号进行ZF或者MMSE检测,再对各天线上的多用户的数据进行MPA检测初始解;(2)对MIMO‑SCMA系统的数学模型进行线性等效变换,转换为MIMO系统的数学模型;(3)在等效的MIMO系统模型中执行邻域搜索算法。将初始解置为当前解,找到当前解的邻域空间集合中ML代价最小的解,若该解的ML代价值小于当前解,则将该解更新为当前解,继续循环搜索过程,否则循环终止,输出最终解。若循环次数超过上限值,算法也终止,当前解即为最终输出解。本发明的有益效果是:相较于ML算法具有低复杂度的优势。
Abstract: The invention belongs to the technical field of the wireless communication, and relates to a detection method for a MIMO-SCMA system. The detection method mainly comprises the following steps: (1) performing ZF or MMSE detection on a receiving signal, and performing MPA detection initial solution on the multiuser data on each antenna; (2) performing linear equivalent conversion on a mathematical model of the MIMO-SCMA system to convert into the mathematical model of the MIMO system; and (3) executing a neighbor domain search algorithm in the equivalent MIMO system model. The initial solution is set as the current solution, the solution with the minimum ML cost is found in the neighbor domain space set of the current solution, if the ML cost of the solution is less than the current solution, the solution is updated as the current solution, the search process is continuously circulated, or the circulation is ended to output the final solution; if the cycle index exceeds the upper limit value, the algorithm is ended, and the current solution of the final output solution. The detection method disclosed by the invention has the advantages of being low in complexity in comparison with the ML algorithm.
申请人: 电子科技大学
Applicant: UNIV ELECTRONIC SCI & TECH CHINA
地址: 611731 四川省成都市高新西区西源大道2006号
发明(设计)人: 肖悦 董方维 李志明 雷霞 李少谦
Inventor: XIAO YUE; DONG FANGWEI; LI ZHIMING; LEI XIA; LI SHAOQIAN
主分类号: H04L1/00(2006.01)I
分类号: H04L1/00(2006.01)I H04B7/08(2006.01)I
  • 法律状态
2019-08-02  授权
2017-10-24  实质审查的生效 IPC(主分类):H04L 1/00申请日:20170616
2017-09-22  公开
注:本法律状态信息仅供参考,即时准确的法律状态信息须到国家知识产权局办理专利登记簿副本。
  • 其他信息
主权项  1.一种用于MIMO-SCMA系统的检测方法,定义MIMO-SCMA系统用户数为J,资源数为K,基 站端发射天线数为T,每个用户的接收天线数为R,码本码字数为M,;其特征在于,包括以下 步骤:
S1、产生信息比特:
根据系统参数,在基站端生成总的信息比特数为JT log2(M);
S2、SCMA编码:
首先,将各个用户的比特流bj映射至N维的星座,即高维调制;然后将N维的非零星座点 映射至K维码字,N<K,即稀疏扩频;
S3、信息发送:
在基站端,将各个用户的信息经过SCMA编码后得到的码字叠加在一起,经过天线发送 出去;
S4、接收端进行信号检测;
对于接收端的某个用户,其接收信号表示为:
y=Hx+n
其中,表示基站端的发送码字,
表示接收端的接收符号向量,
表示加性高斯白噪声向量,其元素服从均值
为0、方差为σ2的高斯分布;信道矩阵H为:

则对接收信号y的具体检测方法为:
S41、对接收信号y进行MMSE检测,得到检测符号为:
y ~ M M S E = G M M S E y
S42、对各个天线上检测符号进行MPA检测,分离各个用户的信息,得到初始解s0
S43、对MIMO-SCMA系统的数学模型进行线性等效变换,转换为MIMO系统的数学模型:
y = H ~ s + n
其中,为接收符号,为高斯白噪声,为发送符号向量,其元素为
PSK/QAM调制符;等效变换后的信道矩阵为:

其中,F为SCMA因子图矩阵,df
每个资源上冲突的用户数,θu为高维调制星座的旋转角度,u=1,...,df
S44、将初始解s0置为当前解,并进行邻域搜索s(i);对于解向量s,其邻域空间集合为
该集合中所有的解向量与s仅有一个调制符不同;根据邻域定义,搜索当前解s(i)
邻域空间解,找到中ML代价最小的解:

S45、判断φ(g)<φ(s(i))是否成立,若是,则更新当前解s(i+1)=g,并回到步骤S44,若 否,则进入步骤S46;
S46、输出最终解
S47、对最终输出的解向量进行数字解调,恢复得到原始比特信息。
公开号  107196741A
公开日  2017-09-22
专利代理机构  成都点睛专利代理事务所(普通合伙) 51232
代理人  孙一峰
颁证日  
优先权  
 
国别 优先权号 优先权日 类型
CN  201710456215  20170616 
国际申请  
国际公布  
进入国家日期  
  • 专利对比文献
类型 阶段 文献号 公开日期 涉及权利要求项 相关页数
SEA  CN104823384A  20150805  全文 
SEA  US9166663B2  20151020  全文 
SEA  CN105591717A  20160518  全文 
SEA  CN106357311A  20170125  全文 
注:不保证该信息的有效性、完整性、准确性,以上信息也不具有任何效力,仅供参考。使用前请另行委托专业机构进一步查核,使用该信息的一切后果由用户自行负责。
X:单独影响权利要求的新颖性或创造性的文件;
Y:与检索报告中其他 Y类文件组合后影响权利要求的创造性的文件;
A:背景技术文件,即反映权利要求的部分技术特征或者有关的现有技术的文件;
R:任何单位或个人在申请日向专利局提交的、属于同样的发明创造的专利或专利申请文件;
P:中间文件,其公开日在申请的申请日与所要求的优先权日之间的文件,或会导致需核实该申请优先权的文件;
E:单独影响权利要求新颖性的抵触申请文件。
  • 期刊对比文献
类型 阶段 期刊文摘名称 作者 标题 涉及权利要求项 相关页数
SEA  《2015 International Conference on Wireless Communication & Signal Processing(WCSP)》  Kexin Xiao 等  Simplified multiuser detection for SCMA with sum-product algorithm  全文 
KEXIN XIAO 等: "Simplified multiuser detection for SCMA with sum-product algorithm", 《2015 INTERNATIONAL CONFERENCE ON WIRELESS COMMUNICATION & SIGNAL PROCESSING(WCSP)》 
SEA  《2016 IEEE Global Communications Conference (GLOBECOM)》  Siyang Tang 等  Low Complexity Joint MPA Detection for downlink MIMO-SCMA  全文 
SIYANG TANG 等: "Low Complexity Joint MPA Detection for downlink MIMO-SCMA", 《2016 IEEE GLOBAL COMMUNICATIONS CONFERENCE (GLOBECOM)》 
SEA  《IEEE Wireless Communications Letters》  Yang Du等  Joint Sparse Graph-Dector for Downlink MIMO-SCMA Systems  14-17页 
YANG DU等: "Joint Sparse Graph-Dector for Downlink MIMO-SCMA Systems", 《IEEE WIRELESS COMMUNICATIONS LETTERS》 
  • 书籍对比文献
类型 阶段 书名 作者 标题 涉及权利要求项 相关页数
  • 附加信息
同族专利
CN107196741B
 
引用文献
US9166663B2CN104823384ACN105591717A
CN106357311A
 
被引用文献