[发明专利]一种用户活跃性和多用户联合检测方法

说明书

本发明公开了一种用户活跃性和多用户联合检测方法，其根据贝叶斯定理，获得基站在所有时隙的所有子载波上接收到的信号构成的矩阵已知条件下所有用户在所有时隙上发射的符号构成的矩阵的概率，并引入因子图，根据变量与因子的关系得到因子图模型；在因子图模型的基础上，对用户活跃性和多用户进行联合检测，联合检测过程中采用了近似消息传递算法和变分贝叶斯推断算法；优点是其无需知道用户稀疏性即可进行用户活跃性和多用户联合检测；其结合了近似消息传递算法和变分贝叶斯推断算法的优点，采用贝叶斯思想，以先验概率的形式引入结构化的先验知识，提高了联合检测的性能准确性。

技术领域

本发明涉及一种联合检测技术，尤其是涉及一种应用于上行免调度非正交多址接入系统中的用户活跃性和多用户联合检测方法。

背景技术

随着移动通信的发展，多址接入技术作为每一代移动通信系统的关键技术无疑成为了很多学者的研究热点之一。随着用户数量增长，为了实现能够在任何时间、任何地点、进行任何形式通信的目标，移动通信历经了一次又一次的技术革新。总结来说，从第一代移动通信系统到第四代移动通信系统使用的都是正交多址接入技术。然而，一方面，理论研究显示正交多址接入技术并不能总是达到最大的信道容量；另一方面，由于正交多址接入技术接入的用户数须成正比于系统使用的正交时频资源，因而无法承载用户设备的大规模连接。因此传统的正交多址接入技术已经无法满足如今第五代移动通信和第六代移动通信要求的高吞吐量、低延时和大规模设备连接等要求。

为了应对这些挑战，已经提出了非正交多址接入(Non-Orthogonal MultipleAccess，NOMA)技术的概念。非正交多址接入技术是通过将多个用户的信号扩展到相同的时频资源进行叠加传输，进而实现对有限资源的非正交复用。因此，非正交多址接入技术不仅能够提高频谱的利用率，而且还能够增加用户的连接数，进而满足大规模设备连接的需求。在目前对NOMA技术的研究中，通过合理的配置资源，可以实现免调度传输，同时可以有效地解决调度传输中传输时延长、信令开销大的缺点。

当前的无线网络报告显示，在上行免调度NOMA系统中，即使是在繁忙时，也只有小部分用户活跃，且活动用户数不超过网络服务用户总数的10％，这样用户的活动信息就具有稀疏性的特点，满足压缩感知理论中信号稀疏这一要求。因此可以将压缩感知应用到上行免调度NOMA系统中，从而进行多用户检测，再将用户活跃性检测和多用户检测合二为一，变成用户活跃性和多用户联合检测，从而实现了上行免调度NOMA系统的设计。现有的用户活跃性和多用户联合检测方法，例如基于正交匹配追踪(OMP)算法，提出了一种基于用户稀疏度先验知识的迭代顺序递推最小二乘算法(IORLS)，要求已知用户的稀疏度，实际上，用户稀疏度通常应是未知的；之后，提出了一种利用框架联合稀疏性进行用户活跃性和多用户联合检测的结构化迭代支持检测(SISD)算法，它表现出比具有单独稀疏多用户检测的迭代支持检测(ISD)算法更好的性能，并且不需要已知用户的稀疏度，然而，SISD算法没有利用所发送的离散符号的先验信息，会使联合检测结果不够准确。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用户活跃性和多用户联合检测方法，其在用户稀疏性未知的情况下，利用所发送的离散符号的先验信息进行用户活跃性和多用户联合检测，联合检测效果好。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种用户活跃性和多用户联合检测方法，其特征在于包括以下步骤：