[发明专利]一种降低Turbo-MPA接收机复杂度的方法

说明书

本发明公开的一种降低Turbo‑MPA接收机复杂度的方法，属于无线通信技术领域。本发明在先验等概即先验对数似然比为零的情况下通过MPA接收机获得接收信号的后验对数似然比，利用后验对数似然比以及贝叶斯公式计算编码比特的外信息，从外信息中挑选可信度相对低的编码比特集合并输出其对应的对数似然比；通过校验关系确定与低可信度编码比特集合相关的校验比特集合；并利用校验比特集合、校验关系以及和积算法更新低可信度编码比特集合的对数似然比进而更新先验对数似然比；将更新的先验对数似然比替换前述零值先验对数似然比，迭代至最大迭代次数，最后输出译码比特。本发明能够降低Turbo‑MPA接收机在迭代过程中的运算复杂度以及处理时延。

技术领域

本发明涉及一种降低Turbo-MPA接收机复杂度的方法，尤其涉及适用于降低移动通信系统中的多用户接收机复杂度的方法，属于无线通信技术领域。

背景技术

随着移动通信设备数量爆炸性地增长，“低时延、海量连接”已然成为下一代无线通信技术的重要需求。与传统正交多址接入技术相比，非正交多址接入(NOMA)技术可以进一步提升用户容量，其中H Nikopour等人提出的稀疏码多址接入(SCMA)技术由于其在频谱效率以及吞吐量上的优异性能成为第五代移动通信技术(5G)中强有力的竞争者之一。

SCMA的主要思想是将调制与扩频相结合，直接通过码本产生码字，生成的码字具有稀疏性。因此在接收端，SCMA可以采用消息传递算法(MPA)进行多用户检测。MPA是一种基于迭代的非线性检测算法，其利用SCMA扩频序列的稀疏性，性能可以达到与最大似然检测算法相近。为了进一步优化MPA的可靠性，Yiqun Wu等人在《Iterative MultiuserReceiver in Sparse Code Multiple Access Systems》中提出了一种新型迭代多用户接收机，又称之为Turbo-MPA。

顾名思义，Turbo-MPA多用户检测过程类似于Turbo译码，它由两部分组成：MPA接收机以及V个并行译码器，其中V为数据层数。首先经典MPA接收机在先验等概的情况下，对接收信号每层数据的每个编码比特进行软判决，输出接收信号的后验对数似然比；由贝叶斯公式可知：后验对数似然比＝外信息+先验对数似然比；其次将MPA接收机输出的外信息送入到信道译码器处理，最后重新生成先验对数似然比输入MPA接收机，依次迭代。这种带有Turbo迭代的MPA接收机通过更新MPA接收机的输入先验概率，充分利用了分集增益和编码增益，性能优于传统的MPA接收机。

然而，现有Turbo-MPA接收机在Turbo迭代过程中需要对所有编码比特进行多次编码和译码，引入了复杂度和时延，不能满足5G通信中低时延场景的需求。

发明内容

本发明公开的一种降低Turbo-MPA接收机复杂度的方法要解决的技术问题为：在保证Turbo-MPA接收机可靠接收的情况下，降低无线通信系统中多用户接入的接收端运算复杂度进而降低处理时延，实现适应5G无线通信系统的低时延高可靠场景需求。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

本发明公开的一种降低Turbo-MPA接收机复杂度的方法，在先验等概即先验对数似然比为零的情况下通过MPA接收机获得接收信号的后验对数似然比，利用后验对数似然比以及贝叶斯公式计算编码比特的外信息，从外信息中挑选可信度相对低的编码比特集合并输出其对应的对数似然比；通过校验关系确定与低可信度编码比特集合相关的校验比特集合；并利用校验比特集合，校验关系以及和积算法更新低可信度编码比特集合的对数似然比进而更新先验对数似然比；将更新的先验对数似然比替换前述零值先验对数似然比，依次迭代，直至最大迭代次数，最后输出译码比特。本发明能够降低Turbo-MPA接收机在迭代过程中的运算复杂度以及处理时延。

本发明公开的一种降低Turbo-MPA接收机复杂度的方法，包括如下步骤：