一种基于IR-HARQ的SCMA加窗联合检测和译码方法技术

本发明专利技术公开了基于IR

【技术实现步骤摘要】
一种基于IR
‑
HARQ的SCMA加窗联合检测和译码方法


[0001]本专利技术属于信息处理
，具体涉及一种基于IR
‑
HARQ的SCMA加窗联合检测和译码方法。

技术介绍

[0002]为了满足6G网络在密集场景下高可靠性、低时延、低成本的接入需求，非正交多址接入技术成为研究热点。目前有几种候选的非正交接入技术，如功率域非正交多址接入(PDNOMA，power
‑
domain non
‑
orthogonalmultiple access)、交织多址接入(IDMA，interleaver division multiple access)、多用户共享接入(MUSA，multi
‑
user shared access)、模式多址接入(PDMA，pattern division multiple access)和SCMA(Sparse code multiple access)。
[0003]这些非正交多址接入技术的共性在于多个用户在相同的时间、频率和编码域发送消息，而在其他域(如不同的功率分配、不同的交织器、不同的模式等)保持正交。在这些技术中，SCMA系统不采用正交调幅(QAM，quadrature amplitude modulation)和LDS(low
‑
density signature)扩频，采用多维星座(MDS，multi
‑
dimensional constellation)映射结合稀疏指示矩阵，在接收端采用基于消息传递算法的多用户检测。与LDS系统相比，SCMA系统具有更好的纠错性能，过载系数高达150％。
[0004]现有的SCMA系统的工作主要集中在码本设计低复杂度检测，以及检测和译码之间的迭代处理，然而，考虑混合自动重复请求(HARQ，hybrid automatic repeat quest)方案的SCMA系统性能的研究还很少。比如：Y.Long等学者在论文“Anovel HARQ scheme for SCMAsystems”中研究了一种面向SCMA的HARQ方案，然而，这些方案中会将正确译码的码字与新信息一起重传，导致大量的资源浪费，降低了光谱效率，另外，采用固定速率码，导致SCMA系统只能采用Chase组合(CC，Chase combining)HARQ方案，应用场景受到极大限制。
[0005]并且，现有技术中的方案，通常仅与当前传输轮的检测有关，无法联系不同的传输轮检测。

技术实现思路

[0006]为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种基于IR(incremental redundancy)
‑
HARQ的SCMA加窗联合检测和译码方法。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
[0007]一种基于IR
‑
HARQ的SCMA加窗联合检测和译码方法，应用于异步上行SCMA系统，所述SCMA系统对应有多个用户，所述方法包括：步骤1：对每个用户待传输时刻的传输数据进行编码，以生成一个编码序列；所述传输数据包括信息块或校验块；步骤2：基于所述编码序列，进行多时刻加窗内部迭代译码；步骤3：根据所述多时刻加窗内部迭代译码结果，获取当前待传输时刻对应的下一时刻的传输数据；步骤4：将下一时刻的传输数据确定为新的待传输时刻的传输数据，重复执行步骤1至步骤4，以完成多时刻外部迭代译码。多时刻加窗内部
迭代多时刻加窗内部迭代。
[0008]在本专利技术的一个实施例中，所述SCMA系统包括发送端和接收端；所述发送端包括编码器，每个用户对应一个编码器；所述编码器包括无速率编码器和SCMA编码器；所述步骤1包括：步骤1
‑
1：将每个用户j表示为：userj，j∈[1,2,
…
,J]；其中，J表示用户数；步骤1
‑
2：通过无速率编码器，对待传输时刻的传输数据，进行无速率编码，以生成RC
‑
LDPC码字；其中，所述传输数据为长度为k的二进制序列u
j
；所述RC
‑
LDPC码字表示为v
j
＝(v
j,1
,v
j,2
,
…
,v
j,N
)，v
j,n
∈(0,1)；N表示码字长度；步骤1
‑
3：通过SCMA编码器，对所述RC
‑
LDPC码字进行SCMA编码，以生成一个编码序列；其中，SCMA编码器表示为χ
j
是用户j的大小为M的码本。
[0009]在本专利技术的一个实施例中，所述接收端包括群用户检测模块和增量译码器；每个用户对应一个增量译码器；所述步骤2包括：步骤2
‑
1：基于所述编码序列，获取多时刻的第一对数似然比；步骤2
‑
2：每个增量译码器分别基于所述第一对数似然比进行多时刻加窗内部迭代译码。
[0010]本专利技术的有益效果：
[0011]本专利技术能够通过多时刻加窗内部迭代译码和多时刻外部迭代译码，提高资源利用率，降低误码率，能够在较宽的信噪比范围内提高吞吐量。
[0012]以下将结合附图及实施例对本专利技术做进一步详细说明。
附图说明
[0013]图1是本专利技术实施例提供的一种基于IR
‑
HARQ的SCMA加窗联合检测和译码方法示意图；
[0014]图2是本专利技术实施例提供的一种基于IR
‑
HARQ的SCMA加窗联合检测和译码系统结构示意图；
[0015]图3是本专利技术实施例提供的一种基于IR
‑
HARQ的SCMA加窗联合检测和译码方法的传输机制示意图；
[0016]图4是本专利技术实施例提供的多时刻加窗内部迭代译码示意图；
[0017]图5是本专利技术实施例提供的多时刻加窗内部迭代译码算法示意图；
[0018]图6是对本专利技术提供的方法与现有技术方法进行信噪比实验仿真的对比示意图；
[0019]图7是对本专利技术提供的方法与现有技术方法进行吞吐量实验仿真的对比示意图。
具体实施方式
[0020]下面结合具体实施例对本专利技术做进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。
[0021]实施例
[0022]请参见图1，图1是本专利技术实施例提供的一种基于IR
‑
HARQ的SCMA加窗联合检测和译码方法示意图，应用于异步上行SCMA系统，所述SCMA系统对应有多个用户，所述方法包括：
[0023]步骤1：对每个用户待传输时刻的传输数据进行编码，以生成一个编码序列；所述传输数据包括信息块或校验块。
[0024]需要说明的是，本专利技术中采用基于SCMA的IR
‑
HARQ方案可以提供比CC HARQ方案更高的吞吐量，它是速率兼容码和IR本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于IR
‑
HARQ的SCMA加窗联合检测和译码方法，其特征在于，应用于异步上行SCMA系统，所述SCMA系统对应有多个用户，所述方法包括：步骤1：对每个用户待传输时刻的传输数据进行编码，以生成一个编码序列；所述传输数据包括信息块或校验块；步骤2：基于所述编码序列，进行多时刻加窗内部迭代译码；步骤3：根据所述多时刻加窗内部迭代译码结果，获取当前待传输时刻对应的下一时刻的传输数据；步骤4：将下一时刻的传输数据确定为新的待传输时刻的传输数据，重复执行步骤1至步骤4，以完成多时刻外部迭代译码。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述SCMA系统包括发送端和接收端；所述发送端包括编码器，每个用户对应一个编码器；所述编码器包括无速率编码器和SCMA编码器；所述步骤1包括：步骤1
‑
1：将每个用户j表示为：userj，j∈[1,2,
…
,J]；其中，J表示用户数；步骤1
‑
2：通过无速率编码器，对待传输时刻的传输数据，进行无速率编码，以生成RC
‑
LDPC码字；其中，所述传输数据为长度为k的二进制序列u
j
；所述RC
‑
LDPC码字表示为v
j
＝(v
j,1
,v
j,2
,
…
,v
j,N
)，v
j,n
∈(0,1)；N表示码字长度；步骤1
‑
3：通过SCMA编码器，对所述RC
‑
LDPC码字进行SCMA编码，以生成一个编码序列；其中，SCMA编码器表示为χ
j
是用户j的大小为M的码本。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述接收端包括群用户检测模块和增量译码器；每个用户对应一个增量译码器；所述步骤2包括：步骤2
‑
1：基于所述编码序列，获取多时刻的第一对数似然比；步骤2
‑
2：每个增量译码器分别基于所述第一对数似然比进行多时刻加窗内部迭代译码。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤2
‑
1包括：步骤2
‑
11：通过群用户检测模块MUD
t
，将所述编码序列按照预设时刻信息，划分为多个译码块；其中，每个译码块对应一个时刻；步骤2
‑
12：获取每个译码块对应的对数似然比，以得到多时刻的第一对数似然比，表示为：其中，t表示当前时刻，t
‑
1表示当前时刻之前的一个时刻，
…
，t
‑
w+1表示当前时刻之前的w
‑
1个时刻；w表示窗口大小；每个对数似然比对应一个时刻。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，每个增量译码器对应一个最大译码数，所述步骤2
‑
2包括：步骤2
‑
21：每个增量译码器按照其最大译码数，将当前时刻t及当前时刻t之前的若干
时刻，确定为待传输时刻；步骤2
‑
22：每个增量译码器对待传输时刻对应的第一对数似然比，进行增量译码，以得到...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱敏，陈琪，关梦生，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：