一种用于MIMO-SCMA系统的信号似然比计算方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供了一种用于MIMO‑SCMA系统的信号似然比计算方法及装置，所述方法包括：接收第一信号，并对其解调，得到解调信号；当解调信号可二进制拆分时，针对MIMO‑SCMA系统中的每个发送节点，初始化该发送节点的针对接收该发送节点所发送信号的各接收节点的第一比特似然比；将解调信号进行二进制拆分，获得二进制调制系数矩阵；针对每一接收节点，计算该接收节点的针对向该接收节点发送信号的各发送节点的第二比特似然比；针对每一发送节点，根据接收该发送节点发送信号的接收节点的针对该发送节点的第二比特似然比，计算该发送节点的第三比特似然比。通过实施本方案，可以简化似然比计算过程。

【技术实现步骤摘要】
一种用于MIMO-SCMA系统的信号似然比计算方法及装置
本专利技术涉及通信
，特别是涉及一种用于MIMO-SCMA系统的信号似然比计算方法及装置。
技术介绍
在MIMO-SCMA(Multiple-InputMultiple-Output-SparseCodeMultipleAccess，基于多输入、输出技术的稀疏码多址接入)系统中，发送端和接收端分别存在多个发送节点、接收节点。发送节点所发送的调制后的原始信号，被接收端的接收节点接收，并经过译码器进行解调，进而得到解调信号。为确定解调信号的差错率，从而确定MIMO-SCMA系统数据传输的可靠性，接收端通常需要根据解调信号计算解调信号的似然比。现有的计算似然比的过程为：接收端将解调信号内的每个码元所携带的原始数据进行概率估计，接着将每个码元所携带的概率估计结果进行求和，得出调制信号的似然比。但是，在MIMO-SCMA系统中，由于每一发送端、接收端分别存在多个发送节点和接收节点同时进行信号传输，从而MIMO-SCMA系统存在信号传输量庞大的特性，进而译码器输出的解调信号中的码元数量同样庞大。因此，上述方法中针对存在的所有码元携带的原始数据进行概率估计的操作，将导致解调信号的似然比的计算过程过于繁琐。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种用于MIMO-SCMA系统的信号似然比计算方法及装置，以简化似然比的计算过程。具体技术方案如下：一方面，本专利技术实施例提供了一种用于MIMO-SCMA系统的信号似然比计算方法，所述方法应用于接收端，所述接收端包括多个接收节点，所述方法包括：接收第一信号，并对所述第一信号进行解调，得到解调信号；当所述解调信号可二进制拆分时，针对所述MIMO-SCMA系统中的每个发送节点，根据该发送节点的原始信号的第一概率预测值，初始化该发送节点的针对接收该发送节点所发送信号的各接收节点的第一比特似然比；其中，所述原始信号为该发送节点进行调制之前的信号，所述原始信号的第一概率预测值为根据所述解调信号预测的该发送节点的原始信号取值的概率值；将所述解调信号进行二进制拆分，获得所述解调信号的二进制调制系数矩阵；其中，所述二进制调制系数矩阵的行、列分别与各所述接收节点的序号、以及各所述发送节点的序号相对应；针对每一接收节点，根据该接收节点的序号、向该接收节点发送信号的发送节点的序号、所述二进制调制系数矩阵、所述第一信号以及向该接收节点发送信号的发送节点的针对该接收节点的第一比特似然比，计算该接收节点的针对向该接收节点发送信号的各发送节点的第二比特似然比；针对每一发送节点，根据接收该发送节点发送信号的接收节点的针对该发送节点的第二比特似然比，计算该发送节点的第三比特似然比。可选地，所述方法还包括：当所述解调信号不可二进制拆分时，针对所述MIMO-SCMA系统中的每个发送节点，根据该发送节点的原始信号的第二概率预测值，初始化该发送节点针对接收该发送节点发送信号的各接收节点的第一符号似然概率；针对每一接收节点，根据所述第一信号以及向该接收节点发送信号的发送节点的针对该接收节点的第一符号似然概率，计算该接收节点的针对向该接收节点发送信号的各发送节点的第二符号似然概率，并对各第二符号似然概率进行归一化处理；针对每一发送节点，根据归一化处理后的接收该发送节点发送信号的接收节点的针对该发送节点的第二符号似然概率，计算该发送节点的第四比特似然比。可选地，在所述计算该发送节点的第四比特似然比的步骤之前，还包括：优化并归一化处理每一发送节点针对接收该发送节点发送信号的各接收节点的第一符号似然概率，以及每一接收节点的针对向该接收节点发送信号的各发送节点的第二符号似然概率；所述针对每一发送节点，根据归一化处理后的接收该发送节点发送信号的接收节点的针对该发送节点的第二符号似然概率，计算该发送节点的第四比特似然比的步骤，包括：针对每一发送节点，根据优化后并进行归一化处理的接收该发送节点发送信号的接收节点的针对该发送节点的第二符号似然概率，计算该发送节点的第四比特似然比。可选地，在所述计算该发送节点的第三比特似然比的步骤之前，还包括：优化每一发送节点的针对接收该发送节点所发送信号的各接收节点的第一比特似然比，以及每一接收节点的针对向该接收节点发送信号的各发送节点的第二比特似然比；所述针对每一发送节点，根据接收该发送节点发送信号的接收节点的针对该发送节点的第二比特似然比，计算该发送节点的第三比特似然比的步骤，包括：针对每一发送节点，根据优化后的接收该发送节点发送信号的接收节点的针对该发送节点的第二比特似然比，计算该发送节点的第三比特似然比。可选地，所述根据该发送节点的原始信号的第一概率预测值，初始化该发送节点的针对接收该发送节点所发送信号的各接收节点的第一比特似然比的步骤包括：根据以下公式，计算任一发送节点m的针对接收该发送节点所发送信号的接收节点n的第一比特似然比Lm→n：其中，所述ln()为取对数符号，所述为第v个发送端的第nt个发送节点发送的原始信号的第j个比特信息的取值为0的概率，所述为第v个发送端的第nt个发送节点发送的原始信号的第j个比特信息的取值为1的概率。可选地，所述根据该接收节点的序号、向该接收节点发送数据的发送节点的序号、所述二进制调制系数矩阵、所述第一信号以及向该接收节点发送信号的发送节点的针对该接收节点的第一比特似然比，计算该接收节点的针对向该接收节点发送信号的各发送节点的第二比特似然比的步骤，包括：根据以下公式，计算任一接收节点n针对向该接收节点发送信号的任一发送节点m的第二比特似然比Ln→m：其中，所述Cn,m为所述二进制调制系数矩阵中的第n行第m列的调制系数，所述yn为所述接收节点n所接收的信号，所述为向所述接收节点n发送信号的各发送节点所发送信号中包括的各数据的均值之和，其中，所述为向所述接收节点n发送信号的所有发送节点的集合，所述tanh()为双曲正切运算，所述Lm→n为所述发送节点m针对所述接收节点n的第一比特似然比，所述μm→n为所述发送节点m向所述接收节点n所发送信号中包括的各数据的均值，所述为向所述接收节点n发送信号的各发送节点所发送信号中包括的各数据的方差之和，所述Ξm→n为所述发送节点m向所述接收节点n所发送信号中包括的各数据的方差，所述为一维噪声方差。可选地，所述方法还包括：根据预设的放缩因子，对所述第三比特似然比或所述第四比特似然比进行优化；其中，当所述解调信号通过非线性译码算法得出时，所述放缩因子大于0.45且小于0.55；当所述解调信号通过线性译码算法得出时，所述放缩因子大于0.2且小于0.3。另一方面，本专利技术实施例还提供了一种用于MIMO-SCMA系统的信号似然比计算装置，应用于接收端，所述接收端包括多个接收节点，所述装置包括：解调模块，用于接收第一信号，并对所述第一信号进行解调，得到解调信号；第一计算模块，用于当所述解调信号可二进制拆分时，针对所述MIMO-SCMA系统中的每个发送节点，根据该发送节点的原始信号的第一概率预测值，初始化该发送节点的针对接收该发送节点所发送信号的各接收节点的第一比特似然比；其中，所述原始信号为该发送节点进行调制之前的信号，所述原始信号的第一概率预测值为根据所述解调信号预测的该本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于基于多输入、输出技术的稀疏码多址接入MIMO‑SCMA系统的信号似然比计算方法，其特征在于，应用于接收端，所述接收端包括多个接收节点，所述方法包括：接收第一信号，并对所述第一信号进行解调，得到解调信号；当所述解调信号可二进制拆分时，针对所述MIMO‑SCMA系统中的每个发送节点，根据该发送节点的原始信号的第一概率预测值，初始化该发送节点的针对接收该发送节点所发送信号的各接收节点的第一比特似然比；其中，所述原始信号为该发送节点进行调制之前的信号，所述原始信号的第一概率预测值为根据所述解调信号预测的该发送节点的原始信号取值的概率值；将所述解调信号进行二进制拆分，获得所述解调信号的二进制调制系数矩阵；其中，所述二进制调制系数矩阵的行、列分别与各所述接收节点的序号、以及各所述发送节点的序号相对应；针对每一接收节点，根据该接收节点的序号、向该接收节点发送信号的发送节点的序号、所述二进制调制系数矩阵、所述第一信号以及向该接收节点发送信号的发送节点的针对该接收节点的第一比特似然比，计算该接收节点的针对向该接收节点发送信号的各发送节点的第二比特似然比；针对每一发送节点，根据接收该发送节点发送信号的接收节点的针对该发送节点的第二比特似然比，计算该发送节点的第三比特似然比。...

【技术特征摘要】
1.一种用于基于多输入、输出技术的稀疏码多址接入MIMO-SCMA系统的信号似然比计算方法，其特征在于，应用于接收端，所述接收端包括多个接收节点，所述方法包括：接收第一信号，并对所述第一信号进行解调，得到解调信号；当所述解调信号可二进制拆分时，针对所述MIMO-SCMA系统中的每个发送节点，根据该发送节点的原始信号的第一概率预测值，初始化该发送节点的针对接收该发送节点所发送信号的各接收节点的第一比特似然比；其中，所述原始信号为该发送节点进行调制之前的信号，所述原始信号的第一概率预测值为根据所述解调信号预测的该发送节点的原始信号取值的概率值；将所述解调信号进行二进制拆分，获得所述解调信号的二进制调制系数矩阵；其中，所述二进制调制系数矩阵的行、列分别与各所述接收节点的序号、以及各所述发送节点的序号相对应；针对每一接收节点，根据该接收节点的序号、向该接收节点发送信号的发送节点的序号、所述二进制调制系数矩阵、所述第一信号以及向该接收节点发送信号的发送节点的针对该接收节点的第一比特似然比，计算该接收节点的针对向该接收节点发送信号的各发送节点的第二比特似然比；针对每一发送节点，根据接收该发送节点发送信号的接收节点的针对该发送节点的第二比特似然比，计算该发送节点的第三比特似然比。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：当所述解调信号不可二进制拆分时，针对所述MIMO-SCMA系统中的每个发送节点，根据该发送节点的原始信号的第二概率预测值，初始化该发送节点针对接收该发送节点发送信号的各接收节点的第一符号似然概率；针对每一接收节点，根据所述第一信号以及向该接收节点发送信号的发送节点的针对该接收节点的第一符号似然概率，计算该接收节点的针对向该接收节点发送信号的各发送节点的第二符号似然概率，并对各第二符号似然概率进行归一化处理；针对每一发送节点，根据归一化处理后的接收该发送节点发送信号的接收节点的针对该发送节点的第二符号似然概率，计算该发送节点的第四比特似然比。3.根据权利2所述的方法，其特征在于，在所述计算该发送节点的第四比特似然比的步骤之前，还包括：优化并归一化处理每一发送节点针对接收该发送节点发送信号的各接收节点的第一符号似然概率，以及每一接收节点的针对向该接收节点发送信号的各发送节点的第二符号似然概率；所述针对每一发送节点，根据归一化处理后的接收该发送节点发送信号的接收节点的针对该发送节点的第二符号似然概率，计算该发送节点的第四比特似然比的步骤，包括：针对每一发送节点，根据优化后并进行归一化处理的接收该发送节点发送信号的接收节点的针对该发送节点的第二符号似然概率，计算该发送节点的第四比特似然比。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述计算该发送节点的第三比特似然比的步骤之前，还包括：优化每一发送节点的针对接收该发送节点所发送信号的各接收节点的第一比特似然比，以及每一接收节点的针对向该接收节点发送信号的各发送节点的第二比特似然比；所述针对每一发送节点，根据接收该发送节点发送信号的接收节点的针对该发送节点的第二比特似然比，计算该发送节点的第三比特似然比的步骤，包括：针对每一发送节点，根据优化后的接收该发送节点发送信号的接收节点的针对该发送节点的第二比特似然比，计算该发送节点的第三比特似然比。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据该发送节点的原始信号的第一概率预测值，初始化该发送节点的针对接收该发送节点所发送信号的各接收节点的第一比特似然比的步骤包括：根据以下公式，计算任一发送节点m的针对接收该发送节点所发送信号的接收节点n的第一比特似然比Lm→n：其中，所述ln()为取对数符号，所述为第v个发送端的第nt个发送节点发送的原始信号的第j个比特信息的取值为0的概率，所述为第v个发送端的第nt个发送节点发送的原始信号的第j个比特信息的取值为1的概率。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据该接收节点的序号、向该接收节点发送数据的发送节点的序号、所述二进制调制...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛凯，董超，戴金晟，边鑫，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京,11