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专利号: 2021106601223
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于深度学习的PC‑SCMA联合迭代检测译码方法,其特征在于,所述方法:S1、利用SCMA的消息传递算法进行多用户检测,并在其因子图中资源节点和用户节点之间的传递路径中添加可学习权重因子;

S2、利用置信度传播算法进行极化码译码,并在其因子图中信息迭代中添加可通过离线学习的可学习偏移量;

S3、将多用户检测的因子图与极化码译码的因子图进行级联,并形成联合因子图;

S4、将所述联合因子图中的可学习权重因子以及可学习偏移量作为深度神经网络的隐藏层参数,并输入加扰后的信息比特值在所述深度神经网络中进行迭代更新;

S5、更新资源节点信息,并在更新完成后将资源节点信息传入联合因子图的译码部分;

S6、将资源节点信息转换为用于译码算法的先验信息,以执行极化码译码算法的信息迭代过程;

S7、在用户节点接收到先验信息后,将更新信息传递到与其相邻的资源节点,迭代更新用户节点信息;

S8、更新完资源节点信息、用户节点的先验信息以及用户节点信息后,输出估计传输符号。

2.根据权利要求1所述的一种基于深度学习的PC‑SCMA联合迭代检测译码方法,其特征在于,在多用户检测的因子图中资源节点和用户节点之间的传递路径中添加可学习权重因子的过程表示为:

其中, 表示在i次迭代过程中由用户节点uj向资源节点rk传递消息;

表示在i次迭代过程中由资源节点 向用户节点uj传递消息; 表示在i次迭代过程中资源节点 向用户节点uj的传播路径上的可学习权重因子;{ζj\k}表示除资源节点rk以外与用户节点uj相连接的所有资源节点。

3.根据权利要求1所述的一种基于深度学习的PC‑SCMA联合迭代检测译码方法,其特征在于,在其因子图中信息迭代中添加可通过离线学习的可学习偏移量的过程包括在每次迭代过程所对应的深度神经网络的隐藏层中,每个阶段的因子图节点在右信息对数似然比和从左信息对数似然比的运算函数上添加偏移量,表示为:g'(a,b,β)=sign(a)sign(b)fReLU(min(|a|,|b|)‑β,0)其中,g'(a,b,β)表示信息迭代函数;sign(a)表示信号a的符号函数;sign(b)表示信号b的符号函数;fReLU表示深度神经网络的激活函数;β表示离线学习的可学习偏移量。

4.根据权利要求1所述的一种基于深度学习的PC‑SCMA联合迭代检测译码方法,其特征在于,资源节点信息的更新过程包括:

其中, 表示在i次迭代过程中由用户节点uj向资源节点rk传递消息; 表示高斯白噪声信道下所有码字组合的条件概率密度函数; 表示预测符号值 与实际传输符号值xj一致的情况; 表示在i‑1次迭代过程中由用户节点 向资源节点rk传递消息;{ζk\j}表示除用户节点uj以外与资源节点rk相连接的所有用户节点。

5.根据权利要求1所述的一种基于深度学习的PC‑SCMA联合迭代检测译码方法,其特征在于,步骤S5中所述在更新完成后将用户节点的信息传入联合因子图的译码部分包括通过更新后的资源节点信息计算出符号外信息;将所述符号外信息转换成比特外信息,将所述比特外信息转换成对数似然比信息,并将所述对数似然比信息输入到联合因子图中对应的极化码译码部分中。

6.根据权利要求1所述的一种基于深度学习的PC‑SCMA联合迭代检测译码方法,其特征在于,步骤S6中所述极化码译码算法的信息迭代过程包括:其中, 表示在t次迭代过程中i阶段j因子图节点从右至左传递的左信息对数似然比;

表示在t次迭代过程中i阶段j因子图节点从左至右传递的右信息对数似然比; 表示在t次迭代过程中深度神经网络的隐藏层中i阶段j因子图节点的 的可学习偏移量;N表示极化码长度;g'(a,b,β)=sign(a)sign(b)fReLU(min(|a|,|b|)‑β,0);g'(a,b,β)表示信息迭代函数;sign(a)表示信号a的符号函数值;sign(b)表示信号b的符号函数值;fReLU表示深度神经网络的激活函数;β表示离线学习的可学习偏移量;参数L以及R上标表示迭代的次数,参数L、R以及β中左侧下标表示执行的阶段数,右侧下标表示节点数。

7.根据权利要求1所述的一种基于深度学习的PC‑SCMA联合迭代检测译码方法,其特征在于,步骤S7中所述迭代更新用户节点信息包括:其中, 表示由用户节点uj向资源节点rk传递消息; 表示用户节点uj获得的先验信息; 表示资源节点rk向用户节点uj传递的第l个SCMA符号的信息;

{ζj\k}表示与用户节点uj相连接的除rk以外的所有资源节点集合。

8.根据权利要求1所述的一种基于深度学习的PC‑SCMA联合迭代检测译码方法,其特征在于,在步骤S8后还包括在训练过程中使用损失函数评估性能损失,然后通过梯度下降算法与反向传播计算出最佳的权重因子与偏移量集合;将所述最佳的权重因子与最佳的偏移量作为深度神经网络的隐藏层参数,完成对资源节点、先验信息以及用户节点信息的更新。