1.一种用于异步交织多址系统的低复杂度多用户的检测方法,其特征在于,所述检测方法包括以下步骤:
S1初始化用户数目为K;码片级延时单元Tc,其中下标c表示原始比特经编码、交织、调制之后定义的码片(chip),各用户k,k∈K的延时单元数目为τk,定义Dc=max(τk+1),其中max(τk)表示遍历k∈K取得最大的τk;单个数据块的码片数目为N;发送端用户码片向量s[j]=[s1T[j],…,sKT[j]]T∈BK,B表示二进制相移键控(Binary Phase Shift Keying,BPSK)调制符号集,对码片j考虑延迟时间信息后构成码片向量其中上标T表示向量或矩阵的转置;
S2接收端通过信道估计方法,可以获得包含各用户延时信息的有效信道矩阵R表示实数域,该矩阵中包含的元素H
K
[l]=[h1[l],...hK[l]]∈R,其中hk[l]表示第k个用户在第l时刻的信道系数,l取0到Dc-1的整数;接收信号表示为y=Hs+η=H(Λκ+eκeκT)s+η=Heκsk[j]+HΛκs+η,其中Λκ+eκeκT=I是维度为K(2Dc-1)×K(2Dc-1)单位矩阵,κ=(Dc-1)K+k, eκ为单位矩阵的第κ列,且有eκs=sk[j],观察可知接收信号由三部分组成:第一部分即为用户k的期望信号,第二部分为多址干扰(Multiple Access Interference,MAI),第三部分η为均值为0、方差为 的高斯噪声,记为 故接收信号向量表示为定义软信息符号向量,即第j个码片期望向量 对其考虑延迟时间信息后构成的软信息符号向量为
S3初始化简化的基本信号估计器(Simplified Elementary Signal Estimator,SESE)的迭代次数上限为ItNum1,概率数据关联(Probabilistic Data Association,PDA)算法的迭代次数上限为ItNum2;
S4初始化SESE接收先验信息La(dk[j])=0,初始化SESE的外信息为Le(dk[j])=0;用符号L表示取对数似然值,上标a和e分别表示先验信息和外信息,其中dk[j]表示发送端第k个用户的第j个码片经BPSK调制前的编码比特;
S5开始进行第一次SESE迭代,针对第k个用户的第j个码片按照以下式子更新变量;
S6循环进行上述SESE迭代过程,更新迭代次数It=It+1,达到设定迭代次数上限ItNum1时结束SESE迭代过程,保存外信息Le(dk[j]),切换至PDA方法;
S7初始化第一次PDA方法
S8开始进行第一次PDA迭代,针对第k个用户的第j个码片按照以下式子更新变量;
S9循环进行上述PDA迭代过程,更新迭代次数It'=It'+1,达到设定迭代次数上限ItNum2时结束PDA迭代过程;
S10整个SESE与PDA联合算法结束,总迭代次数为ItNum=ItNum1+ItNum2,外信息经解交织后作为译码器的先验信息辅助进行译码。
2.根据权利要求1所述的用于异步交织多址系统的低复杂度多用户的检测方法,其特征在于,所述的步骤S3通常设置PDA方法迭代次数ItNum2略小于SESE方法的迭代次数ItNum1以兼顾复杂度和误码率性能。
3.根据权利要求1所述的用于异步交织多址系统的低复杂度多用户的检测方法,其特征在于,所述步骤S5还包括以下步骤:
S51计算第k个用户的第j个码片期望
S52进行软干扰消除 本迭代中认为软干扰消除是理想的;
S53计算中间变量 其中
表示第k个用户信道系数;
S54计算SESE的输出外信息Le(dk[j])=μk[j]zk[j],经解交织后送入译码器;
S55译码器根据S54中的外信息向SESE输入译码器更新后的La(dk[j]),跳转至步骤S51并循环进行S51至S55步骤,直到所有用户的所有码片均已执行上述步骤即结束本次SESE迭代,设置迭代次数It=1。
4.根据权利要求3所述的用于异步交织多址系统的低复杂度多用户的检测方法,其特征在于,所述的步骤S51可选择采用两种独立的子方法进行计算:S511综合复杂度和性能,从独立的子方法一或子方法二中选择一个,即从步骤S512或步骤S513中选择一个进行;若在要求降低复杂度的同时期望得到性能的提升则跳转至步骤S512运行,若优先考虑低复杂度且无提升性能的需求则跳转至步骤S513运行;
S512利用子方法一计算第k个用户的第j个码片期望: tanh{La(dk[j])/2}为双曲正切函数,跳转至步骤S52继续进行后续步骤;
S513利用子方法二计算第k个用户的第j个码片期望:跳转至步骤S52继续进行后续步骤。
5.根据权利要求1所述的用于异步交织多址系统的低复杂度多用户的检测方法,其特征在于,所述步骤S8还包括以下步骤:
S81利用译码器输入先验信息和初始化外信息值计算第k个用户的第j个码片的期望S82进行非理想软干扰消除
S83计算中间变量:
其中
表示第k个用户信道系数, 表示软干扰消除误差叠加噪声,且 其方差计算为 即
构造主对角线元素为 的对角矩阵;
S84、计算PDA的输出外信息 经解交织后送入译码器;
S85、译码器根据S84中的外信息更新La(dk[j]),跳转至步骤S81并循环进行S81至S85步骤,直到所有用户的所有码片均已执行上述步骤即结束本次PDA迭代,设置迭代次数It'=
1。