[发明专利]一种基于NSGA2算法训练的AMP检测算法和实施该算法的系统

说明书

本发明提供的基于NSGA2(非支配多目标优化遗传算法)训练的AMP检测算法和系统，将用户比特流映射到相应星座点；对信号作ISFFT变换，把信号映射到时频域中再经IFFT变换，把时频域信号转换为时域信号流；将时域信号流经过Jakes信道模型；取出每个用户的频域信号作SFFT变换得到相应的时延多普勒信号；将得到的信号进行AMP迭代检测，计算最小MSE，当MSE小于阈值时中止迭代；完成当前信号解调过程，依据迭代次数趋势图确立固定迭代次数，通过遗传算法多目标优化得到最优参数；将最优参数放入AMP检测算法进行检测。本发明通过计算迭代收敛率，在兼顾性能的同时确立最佳迭代次数，每层迭代的收敛因子看作独立参数，通过NSGA2算法训练出的参数对比固定参数有效性能提升。

技术领域

本发明属于无线传输领域，尤其涉及一种基于NSGA2算法训练的改进AMP检测算法以及实施该算法的系统。

背景技术

无线通信是数字通信中最重要的领域，然而，无线通信系统的高移动性和高数据速率的特性会导致诸如多径衰落、时延扩展、频谱资源稀缺等问题。除了上述无线通信特性引起的问题，近年来网络终端设备的爆炸式增长和无线移动通信业务日益多样化，提高无线通信系统的数据传输速率以满足通信业务需求成为一个非常急迫的研究热点。根据信息论，信道无差错传输信息的最大信息速率为信道容量。总的来说，有三种方法可以提高信道容量：一是扩大可使用的频谱范围，二是提高基站部署的数量，三是提高频率有效利用率。然而，扩大可使用的频谱范围这一方法很难应用在实际工程中来提高信道容量。提高基站部署的数量，虽然可以提高信道容量，但会使成本提高，并且引入了更严重的干扰，同样也难以应用在实际工程中。由于上述两个方法的缺陷，通信领域的研究者把更多的目光投向了通过提高频谱利用率来提高信道容量这一领域。多天线技术(Multi-input Multi-output，MIMO)通过在信号发射端和接收端分别配置多根天线，获得分集增益、天线增益、功率增益、空间复用增益和干扰抑制增益。并且能够在不需要增加额外带宽的条件下，提高信道容量，增加频谱利用率，提升数据的传输速率。虽然多天线技术会带来上述优点，但是随着传输天线和接收天线的增加，在信号接收端作信号解调的复杂度也随之提高，检测的准确度也会随之下降，并且还增加了作信道估计的资源成本。信号检测是对接收信号进行信号处理的第一步，也是最重要的环节，信号检测算法的复杂度和误码性能会直接影响信号后续的解调和还原过程。目前一些被广泛应用的信号检测算法都存在一些缺陷，有的是误码率低，但算法复杂度高，有的是算法复杂度低，但误码性能表现差，降低了通信系统的可靠性。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够对多用户信号无干扰地进行传输的方案，且不需要增加额外的系统开销的一种基于NSGA2算法训练的改进AMP检测算法。

为实现以上目的，本发明提供了一种基于NSGA2算法训练的AMP检测算法，包括以下步骤：

步骤一、随机生成多个用户比特流，并将每个用户比特流映射到相应星座点上；

步骤二、经步骤一处理过的信号作ISFFT变换，把时延多普勒信号映射到时频域中，再经IFFT变换，把时频域信号转换为时域信号流；

步骤三、将经步骤二处理得到的时域信号流经过Jakes信道模型；

步骤四、取出每个用户的频域信号作SFFT变换得到每个用户相应的时延多普勒信号；

步骤五、将经步骤四处理得到的信号进行AMP迭代检测，计算每次迭代的中每个值与星座点xo的最小MSE，当MSE小于阈值时中止迭代；

步骤六、完成当前信号解调过程，依据迭代次数趋势图确立固定迭代次数，将每一次迭代的收敛因子看作独立参数，通过NSGA2多目标优化算法来得到最优参数；

步骤七、将最优参数放入AMP检测算法进行检测。