技術(shù)特征：

1.一種基于期望傳播的衛(wèi)星多波束聯(lián)合檢測(cè)及譯碼方法，該方法在相同波束下的各用戶采用TDMA方式復(fù)用，同時(shí)波束間采用近似消息傳遞算法消除同頻干擾，所述方法包含：

步驟1)根據(jù)消息傳遞算法計(jì)算均值和方法，具體包含：計(jì)算每個(gè)用戶從變量節(jié)點(diǎn)至觀測(cè)節(jié)點(diǎn)的均值和方差；計(jì)算每個(gè)波束內(nèi)所有用戶從觀測(cè)節(jié)點(diǎn)到變量節(jié)點(diǎn)傳遞消息的均值和方差；

步驟2)根據(jù)步驟1)得到的均值和方差計(jì)算每個(gè)用戶的均值和方差，并計(jì)算每個(gè)用戶的變量節(jié)點(diǎn)在迭代檢測(cè)算法中的均值和方差；

步驟3)計(jì)算檢測(cè)器向譯碼器輸出的信息；

步驟4)根據(jù)檢測(cè)器向譯碼器輸出的信息，譯碼器向映射節(jié)點(diǎn)輸出外信息，所述外信息為編碼比特的似然概率；

步驟5)判斷迭代是否結(jié)束，如果迭代未結(jié)束，返回步驟1)；否則，將各譯碼器的譯碼結(jié)果作為估計(jì)的對(duì)應(yīng)用戶的發(fā)送符號(hào)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于期望傳播的衛(wèi)星多波束聯(lián)合檢測(cè)及譯碼方法，所述步驟1)之前還包含：初始化相關(guān)參數(shù)的步驟；

其中，所述相關(guān)參數(shù)包含：迭代次數(shù)，第一次迭代時(shí)譯碼器反饋的編碼比特的后驗(yàn)概率，第一次迭代時(shí)譯碼器反饋的編碼比特的似然概率。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于期望傳播的衛(wèi)星多波束聯(lián)合檢測(cè)及譯碼方法，其特征在于，所述步驟1)進(jìn)一步包含：

步驟1-1)對(duì)參數(shù)進(jìn)行初始化；

設(shè)定：m表示多波束天線中點(diǎn)波束的個(gè)數(shù),m＝1,2,...,M；M為點(diǎn)波束的總個(gè)數(shù)；n是存在的用戶數(shù),n＝1,2,...,N；N為用戶的總數(shù)；t是各符號(hào)的接收時(shí)刻，t＝1,2,...,T；其中i為本次迭代次數(shù)，i＝1,2,...,I，I為總迭代次數(shù)；

初始化：設(shè)定第t個(gè)時(shí)刻第n個(gè)用戶發(fā)送的符號(hào)為x_tn，x_tn取值于離散符號(hào)集將x_tn看作是連續(xù)型復(fù)高斯隨機(jī)變量，第t個(gè)時(shí)刻第m個(gè)波束接收的符號(hào)為f_tm，第i次迭代過程中從變量節(jié)點(diǎn)x_tn傳遞至觀測(cè)節(jié)點(diǎn)f_tm的消息記為將近似為復(fù)高斯概率密度函數(shù)

步驟1-2)計(jì)算每個(gè)用戶從變量節(jié)點(diǎn)至觀測(cè)節(jié)點(diǎn)的均值和方差；

步驟1-2-1)當(dāng)1≤n≤N，計(jì)算第i次迭代過程中x_tn的后驗(yàn)概率分布

${\tilde{p}}^{\left(i\right)}\left(x_{tn}\right)=\underset{q}{\Π}{\tilde{p}}^{\left(i\right)}\left(c_n^q\right)$

其中，q表示的是比特信息，表示第i次迭代過程中譯碼器反饋的編碼比特的后驗(yàn)概率，∏為連乘符號(hào)；

步驟1-2-2)計(jì)算第i次迭代過程中x_tn的均值和方差

其中，α_s屬于集合

步驟1-2-3)計(jì)算第i次迭代過程中的均值和方差由高斯PDF的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)得到：

其中，h_mn為信道系數(shù)矩陣，表示h_mn的共軛；

其中，表示噪聲的方差；

步驟1-3)計(jì)算每個(gè)波束內(nèi)所有用戶從觀測(cè)節(jié)點(diǎn)到變量節(jié)點(diǎn)傳遞消息的均值和方差；具體過程為：

當(dāng)1≤m≤M時(shí)，計(jì)算第i次迭代過程中和的值:

$\∀n,{\mathrm{\τ}}_{f_{tm}\→x_{tn}}^{\left(i\right)}={\mathrm{\τ}}_{f_{tm}}^{\left(i\right)}-|h_{mn}{|}^2{\hat{v}}_{x_{tn}\→f_{tm}}^{\left(i\right)};z_{f_{tm}\→x_{tn}}^{\left(i\right)}=z_{f_{tm}}^{\left(i\right)}+h_{mn}{\hat{x}}_{x_{tn}\→f_{tm}}^{\left(i\right)},$

其中，y_m為第m個(gè)接收符號(hào)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于期望傳播的衛(wèi)星多波束聯(lián)合檢測(cè)及譯碼方法，其特征在于，所述步驟2)進(jìn)一步包含：

當(dāng)1≤n≤N，計(jì)算出x_tn在迭代MMSE檢測(cè)算法中的均值和方差

${\mathrm{\γ}}_{x_{tn}}^{\left(i\right)}={\left(\underset{m}{\Σ}\frac{|h_{mn}{|}^2}{{\mathrm{\τ}}_{f_{tm}\→x_{tn}}^{\left(i\right)}}\right)}^{-1},{\mathrm{\ζ}}_{x_{tn}}^{\left(i\right)}={\mathrm{\γ}}_{x_{tn}}^{\left(i\right)}\underset{m}{\Σ}\frac{h_{mn}^{*}{z}_{f_{tm}\→x_{tn}}^{\left(i\right)}}{{\mathrm{\τ}}_{f_{tm}\→x_{tn}}^{\left(i\right)}}$

其中，表示噪聲的方差。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于期望傳播的衛(wèi)星多波束聯(lián)合檢測(cè)及譯碼方法，其特征在于，所述步驟3)進(jìn)一步包含：

計(jì)算出檢測(cè)器向譯碼器給出的外信息

其中，是復(fù)高斯分布的記號(hào)，x_tn服從復(fù)高斯分布，和分別為均值和方差，表示從映射節(jié)點(diǎn)傳遞到變量節(jié)點(diǎn)x_tn的消息，而表示由譯碼器傳向映射節(jié)點(diǎn)的外信息；

譯碼器以和作為輸入并輸出外信息和

6.一種基于期望傳播的衛(wèi)星多波束聯(lián)合檢測(cè)及譯碼系統(tǒng)，該系統(tǒng)在相同波束下的各用戶采用TDMA方式復(fù)用，同時(shí)波束間采用近似消息傳遞算法消除同頻干擾，所述系統(tǒng)包含：聯(lián)合檢測(cè)器和譯碼器；

所述聯(lián)合檢測(cè)器，包括：

第一處理模塊，用于根據(jù)消息傳遞算法計(jì)算均值和方差，具體包含：計(jì)算每個(gè)用戶從變量節(jié)點(diǎn)至觀測(cè)節(jié)點(diǎn)的均值和方差；計(jì)算每個(gè)波束內(nèi)所有用戶從觀測(cè)節(jié)點(diǎn)到變量節(jié)點(diǎn)傳遞消息的均值和方差；

第二處理模塊，用于根據(jù)消息傳遞算法得到的均值和方差，計(jì)算每個(gè)用戶的均值和方差，并計(jì)算每個(gè)用戶的變量節(jié)點(diǎn)在迭代檢測(cè)算法中的均值和方差；和

第三處理模塊，用于計(jì)算檢測(cè)器向譯碼器輸出的信息；

所述譯碼器，包括：

第四處理模塊，用于根據(jù)檢測(cè)器向譯碼器輸出的信息，譯碼器向映射節(jié)點(diǎn)輸出外信息，其中，所述外信息為編碼比特的似然概率；

判決模塊，用于判斷迭代是否結(jié)束；和

輸出模塊，用于當(dāng)?shù)Y(jié)束時(shí)將各譯碼器的譯碼結(jié)果作為估計(jì)的對(duì)應(yīng)用戶的發(fā)送符號(hào)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于期望傳播的衛(wèi)星多波束聯(lián)合檢測(cè)及譯碼系統(tǒng)，所述聯(lián)合檢測(cè)器還包含：初始化模塊，用于初始化迭代相關(guān)的參數(shù)；

其中，所述相關(guān)的參數(shù)包含：迭代次數(shù)，第一次迭代時(shí)譯碼器反饋的編碼比特的后驗(yàn)概率，第一次迭代時(shí)譯碼器反饋的編碼比特的似然概率；

設(shè)定：m表示多波束天線中點(diǎn)波束的個(gè)數(shù),m＝1,2,...,M；M為點(diǎn)波束的總個(gè)數(shù)；n是存在的用戶數(shù),n＝1,2,...,N；N為用戶的總數(shù)；t是各符號(hào)的接收時(shí)刻，t＝1,2,...,T；其中i為本次迭代次數(shù)，i＝1,2,...,I，I為總迭代次數(shù)；

初始化：設(shè)定第t個(gè)時(shí)刻第n個(gè)用戶發(fā)送的符號(hào)為x_tn，x_tn取值于離散符號(hào)集將x_tn看作是連續(xù)型復(fù)高斯隨機(jī)變量，第t個(gè)時(shí)刻第m個(gè)波束接收的符號(hào)為f_tm，第i次迭代過程中從變量節(jié)點(diǎn)x_tn傳遞至觀測(cè)節(jié)點(diǎn)f_tm的消息記為將近似為復(fù)高斯概率密度函數(shù)

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于期望傳播的衛(wèi)星多波束聯(lián)合檢測(cè)及譯碼系統(tǒng)，其特征在于，所述第一處理模塊的具體處理過程為：

當(dāng)1≤n≤N，計(jì)算第i次迭代過程中x_tn的后驗(yàn)概率分布

${\tilde{p}}^{\left(i\right)}\left(x_{tn}\right)=\underset{q}{\Π}{\tilde{p}}^{\left(i\right)}\left(c_n^q\right)$

其中，q表示的是比特信息，表示第i次迭代過程中譯碼器反饋的編碼比特的后驗(yàn)概率，∏為連乘符號(hào)；

計(jì)算第i次迭代過程中x_tn的均值和方差

其中，α_s屬于集合

計(jì)算第i次迭代過程中的均值和方差由高斯PDF的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)得到：

其中，h_mn為信道系數(shù)矩陣，表示h_mn的共軛；

其中，表示噪聲的方差；

所述第二處理模塊的具體處理過程為：

當(dāng)1≤m≤M時(shí)，計(jì)算第i次迭代過程中和的值:

其中，y_m為第m個(gè)接收符號(hào)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于期望傳播的衛(wèi)星多波束聯(lián)合檢測(cè)及譯碼系統(tǒng)，其特征在于，所述第三處理模塊的具體處理過程為：

當(dāng)1≤n≤N，計(jì)算出x_tn在迭代MMSE檢測(cè)算法中的均值和方差

${\mathrm{\γ}}_{x_{tn}}^{\left(i\right)}={\left(\underset{m}{\Σ}\frac{|h_{mn}{|}^2}{{\mathrm{\τ}}_{f_{tm}\→x_{tn}}^{\left(i\right)}}\right)}^{-1},{\mathrm{\ζ}}_{x_{tn}}^{\left(i\right)}={\mathrm{\γ}}_{x_{tn}}^{\left(i\right)}\underset{m}{\Σ}\frac{h_{mn}^{*}{z}_{f_{tm}\→x_{tn}}^{\left(i\right)}}{{\mathrm{\τ}}_{f_{tm}\→x_{tn}}^{\left(i\right)}}$

其中，表示噪聲的方差。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于期望傳播的衛(wèi)星多波束聯(lián)合檢測(cè)及譯碼系統(tǒng)，其特征在于，所述第四處理模塊的具體處理過程為：

計(jì)算出檢測(cè)器向譯碼器給出的外信息

其中，是復(fù)高斯分布的記號(hào)，x_tn服從復(fù)高斯分布，和分別為均值和方差，表示從映射節(jié)點(diǎn)傳遞到變量節(jié)點(diǎn)x_tn的消息，而表示由譯碼器傳向映射節(jié)點(diǎn)的外信息。