恭喜东南大学黄永明获国家专利权
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龙图腾网恭喜东南大学申请的专利基于分组的下行MIMO-SCMA低复杂度接收方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN114143887B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-25发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202111505503.0,技术领域涉及:H04L1/00;该发明授权基于分组的下行MIMO-SCMA低复杂度接收方法是由黄永明;程浩;林鸿鑫设计研发完成,并于2021-12-10向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于分组的下行MIMO-SCMA低复杂度接收方法在说明书摘要公布了:本发明公开了基于分组的下行MIMO‑SCMA低复杂度接收方法,该方法采用基于串行策略的信息传递算法,迭代前先对所有变量节点进行分组,且每次迭代过程中均计算出码字似然信息的增量,进而决策出参与下次迭代的变量节点集合;为减少信息传递量,在迭代一定次数后预先解码出部分用户信息;然后,剩余变量节点继续交换似然信息;最后译码输出。本发明通过将所有变量节点进行分组,并减少冗余的信息更新,实现了一种基于分组的下行MIMO‑SCMA低复杂度接收方法,且该接收方法可获得近似最优的比特误码率性能。
本发明授权基于分组的下行MIMO-SCMA低复杂度接收方法在权利要求书中公布了:1.基于分组的下行MIMO-SCMA低复杂度接收方法,其特征在于,所述接收方法包括如下步骤:步骤S1、针对收发端多天线的下行MIMO-SCMA系统,融合MIMO与SCMA的因子图;步骤S2、基于串行更新策略,构建信息传递算法,其中,所述串行更新策略为:信息传递过程使用当前迭代步骤中更新过的信息;步骤S3、执行步骤S2中构建的基于串行更新策略的信息传递算法,进行迭代解码,其中,在该算法每次迭代时,计算出各码字的似然信息,并联合上一次迭代中码字似然信息的和决策出待更新的变量节点集合;同时,将变量节点以发送天线为单位进行分组,以保证每根天线都有对应的变量节点能够参与到每次的迭代中;再经过若干次迭代后,根据码字似然概率的和决策出预先解码的变量节点集合;所述步骤S1具体包括:步骤S101、针对具有J个用户共享K个资源节点的下行MIMO-SCMA系统,该系统的基站端和用户端的天线数分别为T和R;步骤S102、将用户j′第t根天线上的发送比特信息映射为SCMA的K维复码字向量其中,t=1,2…T,j′=1,2…J,该码字向量由发送比特从各用户唯一的码本中选取得到;步骤S103、将发送天线t上所有J个用户的码字叠加起来形成发送符号,表达式为:相应的,在接收端,用户j第r根天线上的接收信号的表达式为: 公式中,r=1,2…R,是基站端第t根发送天线与用户j第r根接收天线间的信道增益向量,是均值为零协方差矩阵为的高斯白噪声向量;步骤S104、将所有R根接收天线上的信号堆叠起来,用户j的接收信号表示为: 公式中,步骤S105、构建二进制指示矩阵F表示所述MIMO-SCMA通信系统码本的稀疏特性,该矩阵的第u行对应第u个虚拟资源,该矩阵的第v列对应第v个虚拟用户,u=1,2…KR,v=1,2…JT,其中,二进制指示矩阵F表示为: 公式中,矩阵M表示MIMO信道配置,F′表示为单天线SCMA系统的指示矩阵,符号表示Kronecker积,其中,矩阵F的列重wv和行重wc分别是矩阵F′列重dv和行重dc的R倍和T倍,表达式为:wv=Rdv,wc=Tdc步骤S106、通过所有发送信号码字的可能性来构建所述MIMO-SCMA通信系统的虚拟码本,表达式为: 公式中,v=Jt-1+j′;步骤S107、重写用户j接收信号的表达式为: 公式中,所述步骤S2具体包括:步骤S201、定义为第u个资源节点码字的先验概率似然信息,定义和分别是在第l次迭代中从资源节点u传递到变量节点v的信息以及从变量节点v传递到资源节点u的信息;步骤S202、初始化从变量节点j传递到资源节点k的信息为:步骤S203、在第l次迭代中,对于u=Kr-1+k,k=1,2…K,从资源节点u传递给变量节点v的信息为: 其中,条件概率表示为: 公式中,和分别表示第u个资源节点上的接收信号和信道状态信息,是码字的第u个元素,Vu\v表示与第u个资源节点相连的除去第v个以外wc-1个变量节点组成的集合;步骤S204、在第l次迭代中,从变量节点v传递到资源节点u的信息为: 公式中,表示与第v个变量节点相连除去第u个以外wv-1个资源节点组成的集合;所述步骤S3,具体包括:步骤S301、在进行第一次迭代时,采用步骤S2中构建的基于串行更新策略的信息传递算法;步骤S302、在进行第l次迭代时,具体包括:步骤S3021、计算出每个变量节点当前和上一次迭代后的似然概率信息和的差值,表达式: 步骤S3022、规定在第l+1次迭代中,该差值的最小值对应的变量节点将不参与信息传递更新,因此,参与到第l+1次迭代过程与第u个资源节点相连的变量节点的集合的表达式为: 其中, 步骤S303、在第L0和L0-1次迭代过程中,首先分别计算出每个变量节点所对应的码字似然概率,表达式为: 然后,计算出第L0-1和L0次每个变量节点迭代后的码字似然概率信息之和的差值,表达式为: 最后,解码出每组中最小的J0个Δv对应变量节点的码字信息;步骤S304、在最后的L-L0次迭代过程中,已经解码出发送码字对应的变量节点将不参与到信息传递过程中;在所述步骤S3中,将变量节点按发送天线索引号分为T组,并且在L0次迭代更新之后先将J0T个变量节点的码字信息解码出来,从而减少了后面迭代过程中的码字组合数目;在所述步骤S302中,将目标用户对应的变量节点进行剔除,使得其无法参与到计算码字似然信息和的增量中,因此,与资源节点u相连的待更新变量节点集合的表达式为: 其中, 在所述步骤S303中,在第L0-1和L0次迭代过程中,将目标用户对应的变量节点进行剔除,使得其无法计算码字似然概率和的增量,以保证与目标用户对应的变量节点一直参与到信息传递过程中,当L次迭代结束后计算出码字对应的似然概率,表达式为: 以该似然概率最大对应的码字为最后的译码输出。
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