本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，特別涉及一種基于Turbo-SCMA系統(tǒng)的聯(lián)合檢測譯碼算法。
背景技術(shù)：
：SCMA(SparseCodeMultipleAccess)技術(shù)是一種面向5G大容量，海量連接，超低時延等需求而設(shè)計(jì)的一種非正交多址技術(shù)。其相比4G關(guān)鍵技術(shù)OFDMA，具有更高的頻譜效率，可顯著提升系統(tǒng)容量。目前，通常采用Turbo碼作為信道碼來改善SCMA檢測性能，而對于傳統(tǒng)的基于Turbo-SCMA系統(tǒng)所采用迭代譯碼算法，其在SCMA檢測模塊和Turbo譯碼模塊均要進(jìn)行多次迭代，但由于置信度過大會使檢測器或譯碼器產(chǎn)生一定程度的誤碼，而且傳統(tǒng)的基于Turbo-SCMA系統(tǒng)所采用迭代譯碼算法雖然能夠一定程度地提升系統(tǒng)的譯碼性能，但該算法復(fù)雜極高，又由于未充分利用檢測器和譯碼器的外信息，造成增益相對較小，無法適應(yīng)未來5G更高的要求。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于：克服傳統(tǒng)的基于Turbo-SCMA系統(tǒng)所采用迭代譯碼算法，算法復(fù)雜度高、增益較小，無法適應(yīng)未來5G更高的要求的問題。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種基于Turbo-SCMA系統(tǒng)的聯(lián)合檢測譯碼方法，其基于的裝置包括初始化模塊、SCMA檢測模塊、信息交換模塊和Turbo譯碼模塊，該方法包括以下步驟，步驟一：初始化；由所述初始化模塊將所述SCMA檢測模塊的先驗(yàn)信息及其變量節(jié)點(diǎn)傳遞至資源節(jié)點(diǎn)的信息設(shè)置為等概率、將所述Turbo譯碼模塊的前向度量起始時刻的狀態(tài)0的度量設(shè)為1，后向度量最后時刻的狀態(tài)0的度量設(shè)為1，其余狀態(tài)的度量為0，并將所述Turbo譯碼模塊的兩個分量譯碼器的先驗(yàn)信息設(shè)置為等概率；以及由所述初始化模塊計(jì)算出信道聯(lián)合條件概率，并初始化迭代標(biāo)志Iter＝0；步驟二：聯(lián)合迭代譯碼；其中，每一次迭代，由所述SCMA檢測模塊完成資源節(jié)點(diǎn)傳遞到變量節(jié)點(diǎn)消息的更新、變量節(jié)點(diǎn)符號概率的輸出以及變量節(jié)點(diǎn)傳遞到資源節(jié)點(diǎn)信息的更新，由所述信息交互模塊分別完成所述SCMA檢測模塊的符號概率到對比特概率的轉(zhuǎn)換和所述Turbo譯碼模塊的比特概率到符號概率的轉(zhuǎn)換，以及由所述Turbo譯碼模塊完成比特概率的更新和兩個分量譯碼器的先驗(yàn)信息的更新；同時，每完成一次迭代，則更新迭代標(biāo)志Iter＝Iter+1；步驟三：每完成一次迭代后，若當(dāng)前迭代標(biāo)志Iter達(dá)到設(shè)定的最大迭代次數(shù)，則輸出當(dāng)前譯碼判決結(jié)果，否則跳轉(zhuǎn)至步驟二；或者采用CRC校驗(yàn)方法對當(dāng)前判決結(jié)果進(jìn)行校驗(yàn)，若校驗(yàn)成功，則輸出當(dāng)前譯碼判決結(jié)果，否則跳轉(zhuǎn)至步驟二。根據(jù)一種具體的實(shí)施方式，所述SCMA檢測模塊根據(jù)信道聯(lián)合條件概率和變量節(jié)點(diǎn)傳遞的信息，完成資源節(jié)點(diǎn)傳遞到變量節(jié)點(diǎn)信息的更新，并根據(jù)資源節(jié)點(diǎn)與變量節(jié)點(diǎn)的連接關(guān)系，完成變量節(jié)點(diǎn)符號概率的輸出，以及根據(jù)經(jīng)所述信息交互模塊反饋的符號概率，完成變量節(jié)點(diǎn)傳遞到資源節(jié)點(diǎn)信息的更新。根據(jù)一種具體的實(shí)施方式，所述Turbo譯碼模塊根據(jù)經(jīng)所述信息交互模塊反饋的比特概率，完成兩個分量譯碼器的先驗(yàn)信息，并結(jié)合LTE標(biāo)準(zhǔn)里的交織和解交織規(guī)則，完成比特概率的更新。根據(jù)一種具體的實(shí)施方式，設(shè)定的最大迭代次數(shù)的取值范圍為6至30。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明基于Turbo-SCMA系統(tǒng)的聯(lián)合檢測譯碼方法通過采用聯(lián)合迭代譯碼的方式，使得檢測器和譯碼器之間的外信息交換更頻繁，更快收斂。因此，本發(fā)明在不損失譯碼性能的條件下，大幅度降低系統(tǒng)的檢測譯碼復(fù)雜度，而且與傳統(tǒng)的迭代譯碼算法相比，本發(fā)明適當(dāng)?shù)卦黾拥螖?shù)，能夠顯著地提升譯碼性能。附圖說明：圖1是本發(fā)明方法所基于的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明方法所基于的裝置中信息交互模塊的工作示意圖；圖3是本發(fā)明方法與獨(dú)立譯碼方案在信噪比為2dB時迭代次數(shù)的概率分布圖；圖4是本發(fā)明方法與外迭代譯碼方案在總迭代次數(shù)相當(dāng)情況下的誤碼曲線對比圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)施例，凡基于本
發(fā)明內(nèi)容所實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。如圖1所示的本發(fā)明方法所基于的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；本發(fā)明方法所基于的裝置包括初始化模塊101、SCMA檢測模塊102、信息交換模塊103和Turbo譯碼模塊104，SCMA檢測模塊102上檢測到的信道接收值y為N*L維，其中N表示SCMA的資源塊數(shù)，L為每層上的SCMA符號數(shù)。在初始化模塊101、SCMA檢測模塊102、信息交換模塊103和Turbo譯碼模塊104構(gòu)成的裝置的基礎(chǔ)上，本發(fā)明方法包括以下步驟，步驟一：初始化；由初始化模塊101將SCMA檢測模塊102的先驗(yàn)信息及其變量節(jié)點(diǎn)傳遞至資源節(jié)點(diǎn)的信息設(shè)置為等概率、將Turbo譯碼模塊104的前向度量起始時刻的狀態(tài)0的度量設(shè)為1，后向度量最后時刻的狀態(tài)0的度量設(shè)為1，其余狀態(tài)的度量為0，并將Turbo譯碼模塊104的兩個分量譯碼器的先驗(yàn)信息設(shè)置為等概率；以及由初始化模塊101計(jì)算出信道聯(lián)合條件概率，并初始化迭代標(biāo)志Iter＝0。步驟二：聯(lián)合迭代譯碼；其中，每一次迭代，由SCMA檢測模塊102完成資源節(jié)點(diǎn)傳遞到變量節(jié)點(diǎn)消息的更新、變量節(jié)點(diǎn)符號概率的輸出以及變量節(jié)點(diǎn)傳遞到資源節(jié)點(diǎn)信息的更新，由信息交互模塊103分別完成SCMA檢測模塊102的符號概率到對比特概率的轉(zhuǎn)換和Turbo譯碼模塊104的比特概率到符號概率的轉(zhuǎn)換，以及由Turbo譯碼模塊104完成比特概率的更新和兩個分量譯碼器的先驗(yàn)信息的更新；同時，每完成一次迭代，則更新迭代標(biāo)志Iter＝Iter+1。步驟三：每完成一次迭代后，若當(dāng)前迭代標(biāo)志Iter達(dá)到設(shè)定的最大迭代次數(shù)，則輸出當(dāng)前譯碼判決結(jié)果，否則跳轉(zhuǎn)至步驟二；或者采用CRC校驗(yàn)方法對當(dāng)前判決結(jié)果進(jìn)行校驗(yàn)，若校驗(yàn)成功，則輸出當(dāng)前譯碼判決結(jié)果，否則跳轉(zhuǎn)至步驟二。具體的，SCMA檢測模塊102根據(jù)信道聯(lián)合條件概率和變量節(jié)點(diǎn)傳遞的信息，完成資源節(jié)點(diǎn)傳遞到變量節(jié)點(diǎn)信息的更新，并根據(jù)資源節(jié)點(diǎn)與變量節(jié)點(diǎn)的連接關(guān)系，完成變量節(jié)點(diǎn)符號概率的輸出，以及根據(jù)經(jīng)信息交互模塊103反饋的符號概率，完成變量節(jié)點(diǎn)傳遞到資源節(jié)點(diǎn)信息的更新。具體的，Turbo譯碼模塊104根據(jù)經(jīng)信息交互模塊103反饋的比特概率，完成兩個分量譯碼器的先驗(yàn)信息，并結(jié)合LTE標(biāo)準(zhǔn)里的交織和解交織規(guī)則，完成比特概率的更新。本發(fā)明基于Turbo-SCMA系統(tǒng)的聯(lián)合檢測譯碼方法中，設(shè)定的最大迭代次數(shù)的取值范圍為6至30。本發(fā)明基于Turbo-SCMA系統(tǒng)的聯(lián)合檢測譯碼方法通過采用聯(lián)合迭代譯碼的方式，使得檢測器和譯碼器之間的外信息交換更頻繁，更快收斂。因此，本發(fā)明在不損失譯碼性能的條件下，大幅度降低系統(tǒng)的檢測譯碼復(fù)雜度，而且與傳統(tǒng)的迭代譯碼算法相比，本發(fā)明適當(dāng)?shù)卦黾拥螖?shù)，能夠顯著地提升譯碼性能。如圖2所示的本發(fā)明方法所基于的裝置中信息交互模塊的工作示意圖；其中，信息交互模塊103包括比特概率計(jì)算模塊和符號概率計(jì)算模塊，比特概率計(jì)算模塊用于完成SCMA檢測模塊102的符號概率到對比特概率的轉(zhuǎn)換，符號概率計(jì)算模塊用于完成Turbo譯碼模塊104的比特概率到符號概率的轉(zhuǎn)換。設(shè)碼本維度為M＝2Q，以M＝4，Q＝2為例。比特概率轉(zhuǎn)換到符號的概率計(jì)算式為：P1=Pb1·Pb2P2=Pb1·(1-Pb2)P3=(1-Pb1)·Pb2P4=(1-Pb1)·(1-Pb2)]]>符號概率轉(zhuǎn)換到比特概率的計(jì)算式為：Pb1=P1+P2Pb2=P3+P4]]>結(jié)合圖3所示的本發(fā)明的譯碼方法與獨(dú)立譯碼方案在信噪比為2dB時迭代次數(shù)的概率分布圖；其中，本發(fā)明迭代次數(shù)的期望值明顯小于獨(dú)立譯碼方案迭代次數(shù)的期望值，即本發(fā)明方法收斂速度快。此外，本發(fā)明迭代次數(shù)的方差更小，說明本發(fā)明方法性能更加穩(wěn)定。結(jié)合圖4所示的本發(fā)明方法與外迭代譯碼方案在總迭代次數(shù)相當(dāng)情況下的誤碼曲線對比圖；其中，本發(fā)明方法和外迭代譯碼方案均采用MaxLog-MPASCMA檢測算法和MaxLog-MAPTurbo譯碼算法，并且，本發(fā)明方法與外迭代譯碼方案在總迭代次數(shù)相當(dāng)情況下，即算法復(fù)雜度相當(dāng)?shù)那闆r下，同時在信噪比相同時，本發(fā)明的誤碼率更低，譯碼性能更好。上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行了詳細(xì)說明，但本發(fā)明并不限制于上述實(shí)施方式，在不脫離本申請的權(quán)利要求的精神和范圍情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以作出各種修改或改型。當(dāng)前第1頁1 2 3