[发明专利]极化编码的OFDM-IDMA系统的联合检测译码方案

说明书

本发明公开了极化编码的OFDM‑IDMA系统的联合检测译码方案，所述方案主要采用了极化码对OFDM‑IDMA系统进行信道编码，对于待发送数据进行极化码编码，在接收端采用联合检测译码方案，并且提出了符号辅助的联合检测译码方案。所述联合检测译码方案提高了OFDM‑IDMA系统中低信噪比区域误码率性能，将IDMA检测部分与极化码部分进行融合，使得译码部分信息可以及时返回检测部分，进行更加有效的信息更新，加快软信息收敛速率，改善了系统误码率性能；并对联合检测译码方案进行改进，提出了符号辅助的联合检测译码方案，降低了接收端计算复杂度，提高了系统的灵活性。

技术领域

本发明属于无线移动通信技术领域，具体涉及极化编码的OFDM-IDMA系统的联合检测译码方案。

背景技术

随着信息技术的不断发展，各种智能终端得以普及应用，实时音频、高清视频等服务的需求也日益激增，移动数据流量将在未来几年呈指数级增长。为了保障通信安全性和满足未来移动通信网络的需求，5G应运而生，所谓的5G是指第五代移动通信网络，新型多址是5G通信系统的关键技术之一，能够对发送信号进行高效叠加传输，提升5G系统的接入能力，保证了系统中大规模设备连接的需求。针对新型多址这一关键技术，学术界提出非正交多址(NOMA)的概念。交织多址(IDMA)，作为NOMA的备选方案之一，有望应用于5G移动通信系统。

IDMA是依靠交织器来区分不同用户的多址技术，交织器组的非正交性使 IDMA能够实现超载传输。随着IDMA技术的提出，学者们在该领域展开了大量的研究工作。相关文献提出，在多径信道环境下，OFDM-IDMA能以更低的复杂度获得更优的误码率性能，但是，在中低信噪比区域(0～10dB)，系统的误码率性能较高。

极化码作为唯一一种达到香农容量极限的编码，已经被确定为增强移动宽带(eMBB)场景控制信道编码方案。将二者进行结合，并对其检测译码方案进行研究，实现高效可靠的检测译码，具有较大的理论意义与应用价值。

发明内容

发明目的:针对上述现有技术的不足，本发明提供极化编码的OFDM-IDMA系统的联合检测译码方案，提出了符号辅助的联合检测译码，也降低了接收端计算复杂度，提高了系统的灵活性和有效改善了现有通信系统误码率性能。

技术方案：极化编码的OFDM-IDMA系统的联合检测译码方案，包括采用极化码对OFDM-IDMA系统进行信道编码，在接收端将IDMA检测部分与极化码译码部分进行融合，检测译码过程包括以下步骤：

(1)用户数据编码处理：用户数据在发送前加入冗余位，对加冗余后的信息进行极化编码；

(2)接收信号分离为各个用户：采用中心极值定理和高斯近似法去掉其他用户的累加干扰，将接收信号分离为两个及其两个以上的单用户信号；

(3)采用OFDM-IDMA联合检测译码：将IDMA检测与极化码译码通过外部迭代融合为一个编码，所述的外部迭代包含规定次数的检测迭代与译码迭代，将得到的LLR信息送入极化码译码器进行规定次数的译码迭代，得到译码输出的LLR 信息，此时完成一次外部迭代；将译码输出LLR信息送回检测部分，用来更新送入IDMA检测部分的先验信息，外部迭代次数加1，继续完成设定的检测迭代次数，将检测输出的LLR信息送入译码器进行规定次数的译码迭代，如此反复，完成规定的外部迭代次数，根据译码器最终输出的LLR信息进行判决输出；

(4)利用符号辅助的联合检测译码：包括每次检验译码LLR信息更新和根据输出LLR信息的符号位判断是否完成检测译码；

进一步的，步骤(1)所述的编码对用户数据进行极化编码包括用户数据信息在近似无噪声子信道进行传输，冗余信息为0，在全噪声子信道传输。

进一步的，步骤(2)中所述的接收信号对累加干扰基于高斯近似法，计算出每个用户的累加干扰对应的期望与方差，分离出各个单用户信号。