一种非正交多址接入中信号检测方法及装置与流程

本发明涉及非正交多址技术领域，尤其涉及一种非正交多址接入中信号检测方法及装置。

背景技术：

随着无线通信的快速发展，用户数和业务量呈爆炸式增长，这对无线网络的系统容量不断提出更高的要求。业界研究预测，每年移动数据业务流量以翻倍的速度增长，到2020年全球将有大约500亿终端接入无线移动网络。爆炸性的用户增长使得多址接入技术成为网络升级的中心问题。多址接入技术决定了网络的基本容量，并且对系统复杂度和部署成本有极大地影响。

传统的移动通信(1G-4G)采用正交多址接入技术，如频分多址，时分多址，码分多址，正交频分复用多址。从多用户信息理论的角度来看，传统的正交方式只能达到多用户容量界的内界，造成无线资源利用率比较低。

图样分割非正交多址接入(Pattern Division Multiple Access，PDMA)简称图分多址，是一种非正交多址接入技术，是基于多用户通信系统整体优化、通过发送端和接收端联合处理的技术。在发送端，基于多个信号域的非正交特征图样来区分用户；在接收端，基于用户图样的特征结构，采用串行干扰删除(SIC，Successive interference cancellation)方式来实现多用户检测，从而做到多用户在已有的时频无线资源的进一步复用，用以解决现有技术中存在正交方式只能达到多用户容量界的内界、造成无线资源利用率比较低的问题。

PDMA技术的关键在于发送端的图样设计和接收端的串行干扰删除算法。对于发送端的图样设计，可以通过编码方式对多用户进行区分，是不同用户获得合理的不一致分集度，保证多用户复用的实现简单且高效。接收端通常采用 置信传播检测(Belief Propagation，BP)或者同族的迭代译码检测(Iterative Detection and Decoding，IDD)进行检测，以获取更好性能。

下面以PDMA使用3个时频资源单元复用6个用户为例，详细解释接收端采用BP/IDD进行多个用户信号检测的过程。

系统使用的PDMA图样矩阵为公式(1)所示：

如图1所示为多用户信号因子图，接收端的检测过程主要是在因子图上的用户节点和信道节点间不断地相互传递消息并更新消息，即使用BP或IDD算法的检测过程是一个迭代检测过程，一次迭代过程中用户节点的消息处理过程如图2所示，一次迭代过程中信道节点的消息处理过程如图3所示。

定义如下：{u_i},i＝1,…,6，代表用户节点的集合；{ch_j},j＝1,…,3，代表时频资源单元的集合，时频资源单元也称为信道节点；d_u为用户节点的度数，用户节点的度数是指该用户节点使用的时频资源单元数；d_c为信道节点的度数，信道节点的度数是指同时使用该信道节点的用户节点数；Γ_i表示与用户节点u_i相连的所有信道节点的集合；Φ_j表示与信道节点ch_j相连的所有用户节点的集合；A_M为每个用户节点发送的M阶调制的信号集合，该集合共包括2^M个星座点。

BP或IDD算法中定义消息为软的度量值(soft values)，表示连接用户节点和信道节点的每条边上的可靠性，一般采用对数似然比(likelihood Rate，LLR)定义。表示在第l次迭代时用户节点u_i传送给信道节点ch_j的消息；表示在第l次迭代时信道节点ch_j传送给用户节点u_i的消息；y_j表示接收端的接收信号，x_i表示用户节点u_i调制后的信号，h_j表示信道节点ch_j的信道响应，n_j为服从的复高斯变量。

接收信号建模可表示为公式(2)：

在第l次迭代时，在检测与信道节点ch_j相连的用户节点u_i的数据信号时，与该信道节点ch_j相连的其余用户节点u_k(k∈Φ_j,k≠i)发送的信号x_k被称为干扰信号。因此信道节点ch_j的输入消息包含所有干扰信号x_k(k∈Φ_j,k≠i)的先验消息之和，由于干扰信号x_k(k∈Φ_j,k≠i)的先验消息可以通过(l-1)次迭代的计算，进一步分析可得与的关系表示为公式(3)：

在第l次迭代时，信道节点ch_j需要根据除了目标用户节点u_i之外的用户节点的输入消息计算出需传递给目标用户节点u_i的消息其中，包含了调制后信号x_i中第m个比特b_i,m的对数似然比(LLR)值，记作公式(4)：

根据最大后验概率准则(MAP)，基于BP算法的b_i,m的对数似然比的计算如公式(5)所示：

其中，p(y_j|h_j,x_i,x_k)表示信道条件转移概率密度，假设信道噪声n是服 从复高斯分布的噪声向量，可以得到其中，“∝”表示“正比于”；

对公式(5)采用Max-Log-MAP近似算法可得公式(6)：

公式(6)中，表示与信道节点ch_j对应的用户节点集合Φ_j包含的d_c个用户节点的全部调制符号组成的列向量，x_i＝s表示用户节点u_i的调制符号选取s，x_i＝s₀表示用户节点u_i的调制符号选取s₀，s表示任意比特序列对应的调制符号，s₀表示全0比特序列对应的调制符号，表示d_c个M阶调制的信号集合的并集，σ²表示噪声n_j的功率值。

综上所述，BP算法的一般处理步骤如下：

Step1：初始化给定最大迭代次数N，进入Step2；

Step2：判断迭代次数l是否大于最大迭代次数N，如果不大于，令l＝l+1，进入Step3，否则进入Step5；

Step3：利用公式(3)计算进入Step4；

Step4：利用公式(5)或者公式(6)计算进入Step2；

Step5：利用公式计算用户节点u_i的后验概率，并送到硬判决器或者软译码器。

根据公式(6)可以看出，由于A_M共包括2^M个星座点，的候选星座图向量的取值个数是因此，使用BP算法时，计算信道节点输出消息的复杂度随着调制阶数M和信道节点度d_c的增加呈现指数级增长，即当增加信道节点度时，该复杂度将变得非常高。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种非正交多址接入中信号检测方法及装置，用以降低非正交多址接入中信号检测的复杂度。

本发明实施例提供的具体技术方案如下：

第一方面，提供了一种非正交多址接入中信号检测方法，包括：

确定复用一个或多个信道节点的每个用户节点的信干噪比；

分别将每个所述用户节点的信干噪比与阈值进行比较，确定所述信干噪比大于所述阈值的用户节点，将确定的用户节点组成第一集合，将复用所述一个或多个信道节点所有所述用户节点组成第二集合；

根据每个所述信道节点以及所述第一集合中的每个所述用户节点，通过前L次迭代过程确定每个所述信道节点传送给所述第一集合中的每个所述用户节点的消息，其中L大于1且小于N，N为正整数；

根据每个所述信道节点和所述第二集合中的每个所述用户节点，以及根据前L次迭代过程确定每个所述信道节点传送给所述第一集合中的每个所述用户节点的消息，通过第L+1次至第N次迭代过程确定每个所述信道节点传送给所述第二集合中的每个所述用户节点的消息；

根据每个所述信道节点传送给所述第二集合中的每个所述用户节点的消息，检测每个所述用户节点各自对应的数据信号。

较佳地，所述前L次迭代过程中的一次迭代过程为：

若确定当前迭代次数不大于L，根据上一次迭代过程获得的每个所述信道节点传送给所述第一集合中的每个所述用户节点的消息，确定本次迭代过程获得的所述第一集合中的每个所述用户节点分别传送给每个所述信道节点的消息；

分别针对所述第一集合中的每个所述用户节点，将所述用户节点作为目标用户节点，根据除所述目标用户节点之外的每个所述用户节点分别传输给每个所述信道节点的消息，确定本次迭代过程获得的每个所述信道节点传送给所述目标用户节点的消息；

采用预设步长更新当前迭代次数。

较佳地，所述前L次迭代过程中的每次迭代过程包括：

对于所述第二集合中包含且所述第一集合中不包含的所述用户节点，确定每个所述信道节点传送给所述用户节点的消息为初始值。

较佳地，第L+1次至第N次迭代过程中的一次迭代过程为：

若确定当前迭代次数不小于L+1且不大于N，根据上一次迭代过程获得的每个所述信道节点传送给所述第二集合中的每个所述用户节点的消息，确定本次迭代过程获得的所述第二集合中的每个所述用户节点分别传送给每个所述信道节点的消息；

分别针对所述第二集合中的每个所述用户节点，将所述用户节点作为目标用户节点，根据除所述目标用户节点之外的每个所述用户节点分别传输给每个所述信道节点的消息，确定本次迭代过程获得的每个所述信道节点传送给所述目标用户节点的消息；

采用预设步长更新当前迭代次数。

较佳地，所述L为预设的整数，所述N为预设的正整数，所述L和所述N分别根据系统性能和计算复杂度确定。

第二方面，提供了一种非正交多址接入中信号检测装置，包括：

第一处理模块，用于确定复用一个或多个信道节点的每个用户节点的信干噪比；

第二处理模块，用于分别将每个所述用户节点的信干噪比与阈值进行比较，确定所述信干噪比大于所述阈值的用户节点，将确定的用户节点组成第一集合，将复用所述一个或多个信道节点所有所述用户节点组成第二集合；

第三处理模块，用于根据每个所述信道节点以及所述第一集合中的每个所述用户节点，通过前L次迭代过程确定每个所述信道节点传送给所述第一集合中的每个所述用户节点的消息，其中L大于1且小于N，N为正整数；

第四处理模块，用于根据每个所述信道节点和所述第二集合中的每个所述用户节点，以及根据前L次迭代过程确定每个所述信道节点传送给所述第一集合中的每个所述用户节点的消息，通过第L+1次至第N次迭代过程确定每个所述信道节点传送给所述第二集合中的每个所述用户节点的消息；

第五处理模块，用于根据每个所述信道节点传送给所述第二集合中的每个所述用户节点的消息，检测每个所述用户节点各自对应的数据信号。

较佳地，所述第三处理模块具体用于：

在所述前L次迭代过程中的一次迭代过程为：

若确定当前迭代次数不大于L，根据上一次迭代过程获得的每个所述信道节点传送给所述第一集合中的每个所述用户节点的消息，确定本次迭代过程获得的所述第一集合中的每个所述用户节点分别传送给每个所述信道节点的消息；

分别针对所述第一集合中的每个所述用户节点，将所述用户节点作为目标用户节点，根据除所述目标用户节点之外的每个所述用户节点分别传输给每个所述信道节点的消息，确定本次迭代过程获得的每个所述信道节点传送给所述目标用户节点的消息；

采用预设步长更新当前迭代次数。

较佳地，所述第三处理模块具体用于：

在所述前L次迭代过程中的每次迭代过程中，对于所述第二集合中包含且所述第一集合中不包含的所述用户节点，确定每个所述信道节点传送给所述用户节点的消息为初始值。

较佳地，所述第四处理模块具体用于：

在第L+1次至第N次迭代过程中的一次迭代过程为：

若确定当前迭代次数不小于L+1且不大于N，根据上一次迭代过程获得的每个所述信道节点传送给所述第二集合中的每个所述用户节点的消息，确定本次迭代过程获得的所述第二集合中的每个所述用户节点分别传送给每个所述信道节点的消息；

分别针对所述第二集合中的每个所述用户节点，将所述用户节点作为目标用户节点，根据除所述目标用户节点之外的每个所述用户节点分别传输给每个所述信道节点的消息，确定本次迭代过程获得的每个所述信道节点传送给所述目标用户节点的消息；

采用预设步长更新当前迭代次数。

较佳地，所述L为预设的整数，所述N为预设的正整数，所述L和所述N分别根据系统性能和计算复杂度确定。

第三方面，提供了一种设备，包括包括处理器和存储器，其中，存储器中保存有预设的程序，处理器读取存储器中的程序，按照该程序执行以下过程：

确定复用一个或多个信道节点的每个用户节点的信干噪比；

分别将每个所述用户节点的信干噪比与阈值进行比较，确定所述信干噪比大于所述阈值的用户节点，将确定的用户节点组成第一集合，将复用所述一个或多个信道节点所有所述用户节点组成第二集合；

根据每个所述信道节点以及所述第一集合中的每个所述用户节点，通过前L次迭代过程确定每个所述信道节点传送给所述第一集合中的每个所述用户节点的消息，其中L大于1且小于N，N为正整数；

根据每个所述信道节点和所述第二集合中的每个所述用户节点，以及根据 前L次迭代过程确定每个所述信道节点传送给所述第一集合中的每个所述用户节点的消息，通过第L+1次至第N次迭代过程确定每个所述信道节点传送给所述第二集合中的每个所述用户节点的消息；

根据每个所述信道节点传送给所述第二集合中的每个所述用户节点的消息，检测每个所述用户节点各自对应的数据信号。

较佳地，处理器在所述前L次迭代过程中的一次迭代过程为：

若确定当前迭代次数不大于L，根据上一次迭代过程获得的每个所述信道节点传送给所述第一集合中的每个所述用户节点的消息，确定本次迭代过程获得的所述第一集合中的每个所述用户节点分别传送给每个所述信道节点的消息；

分别针对所述第一集合中的每个所述用户节点，将所述用户节点作为目标用户节点，根据除所述目标用户节点之外的每个所述用户节点分别传输给每个所述信道节点的消息，确定本次迭代过程获得的每个所述信道节点传送给所述目标用户节点的消息；

采用预设步长更新当前迭代次数。

较佳地，处理器在所述前L次迭代过程中的每次迭代过程中，对于所述第二集合中包含且所述第一集合中不包含的所述用户节点，确定每个所述信道节点传送给所述用户节点的消息为初始值。

较佳地，处理器在第L+1次至第N次迭代过程中的一次迭代过程为：

若确定当前迭代次数不小于L+1且不大于N，根据上一次迭代过程获得的每个所述信道节点传送给所述第二集合中的每个所述用户节点的消息，确定本次迭代过程获得的所述第二集合中的每个所述用户节点分别传送给每个所述信道节点的消息；

分别针对所述第二集合中的每个所述用户节点，将所述用户节点作为目标用户节点，根据除所述目标用户节点之外的每个所述用户节点分别传输给每个所述信道节点的消息，确定本次迭代过程获得的每个所述信道节点传送给所述 目标用户节点的消息；

采用预设步长更新当前迭代次数。

较佳地，所述L为预设的整数，所述N为预设的正整数，所述L和所述N分别根据系统性能和计算复杂度确定。

基于上述技术方案，本发明实施例中，根据每个用户节点的信干噪比从复用信道节点的多个用户节点中选择高信干噪比的用户节点作为第一集合，在前L次迭代过程中仅对第一集合中的用户节点进行迭代处理，即通过前L次迭代过程确定每个信道节点传送给第一集合中的每个用户节点的消息，从而降低了非正交多址接入中信号检测的复杂度。

附图说明

图1为多用户信号因子图；

图2为一次迭代过程中用户节点的消息处理过程示意图；

图3为一次迭代过程中信道节点的消息处理过程示意图；

图4为本发明实施例中非正交多址接入中信号检测的方法流程示意图；

图5为本发明实施例中由信干噪比区分的因子图；

图6为本发明实施例中另一由信干噪比区分的因子图；

图7为本发明实施例中非正交多址接入中信号检测装置结构示意图；

图8为本发明实施例中设备结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

通过分析发现，现有的非正交多址接入中多信号检测算法中，例如BP算 法或IDD算法，计算信道节点输出消息的复杂度随着调制阶数M和信道节点度d_c的增加呈现指数级增长的原因主要在于：对所有干扰信号x_k(k∈Φ_j,k≠i)的可能组合方式进行遍历。

基于此，本发明降低非正交多址接入中信号检测的复杂度的方法主要为：仅对部分用户节点进行前L次迭代过程，在L次迭代过程之后，对所有用户节点进行迭代检测，通过有选择性地使用用户节点参与迭代过程，达到降低信号检测的复杂度，并尽量保持系统性能的目的。

以下实施例中，消息为软的度量值，表示连接用户节点和信道节点的每条边上的可靠性。

本发明实施例所提供的非正交多址接入中信号检测的方法可以应用于上行信号检测中，也可以应用于下行信号检测中。

本发明实施例中，如图4所示，非正交多址接入中信号检测的详细方法流程如下：

步骤401：确定复用一个或多个信道节点的每个用户节点的信干噪比。

具体地，根据接收的各个用户的正交导频信号，确定复用一个或多个信道节点的每个用户节点的信干噪比。例如：针对某用户节点的导频信号进行信道估计，并且根据信道估计值计算信道估计功率，以及根据干扰噪声计算干扰噪声功率，然后计算导频信号的信道估计功率和干扰噪声功率的比值，得到该用户节点的信干噪比。

步骤402：分别将每个用户节点的信干噪比与阈值进行比较，确定信干噪比大于该阈值的用户节点，将确定的用户节点组成第一集合，将复用该一个或多个信道节点所有用户节点组成第二集合。

其中，信干噪比为信号与干扰加噪声比(Signal to Interference plus Noise Ratio，SINR)，是指接收到的有用信号的强度与接收到的干扰信号的强度的比值，干扰信号包括噪声和干扰。

实施中，该阈值为预设值，具体可以是通过仿真计算确定，也可以是经验 值。

步骤403：根据每个信道节点以及第一集合中的每个用户节点，通过前L次迭代过程确定每个信道节点传送给第一集合中的每个用户节点的消息，其中L大于1且小于N，N为正整数。

较佳地，L为预设的整数，N为预设的正整数，L和N分别根据系统性能和计算复杂度确定。其中，L取值越大，计算复杂度降低越大，L的确定原则为在不影响系统性能的情况下尽量选取较大值。

较佳地，前L次迭代过程中的一次迭代过程为：

若确定当前迭代次数不大于L，根据上一次迭代过程获得的每个信道节点传送给第一集合中的每个用户节点的消息，确定本次迭代过程获得的第一集合中的每个用户节点分别传送给每个信道节点的消息；

分别针对第一集合中的每个用户节点进行以下过程：该用户节点作为目标用户节点，根据除该目标用户节点之外的每个所述用户节点分别传输给每个信道节点的消息，确定本次迭代过程获得的每个信道节点传送给该目标用户节点的消息，即确定本次迭代过程获得的每个信道节点传送给该用户节点的消息；

采用预设步长更新当前迭代次数。

重复该迭代过程直至当前迭代次数大于L。

其中，预设步长一般设置为1，实施中也不排除将预设步长设置为其它数值的情况。

较佳地，前L次迭代过程中的每次迭代过程，对于第二集合中包含且第一集合中不包含的用户节点，确定每个信道节点传送给该用户节点的消息为初始值。即第L次迭代过程之后，对于第二集合中包含且第一集合中不包含的用户节点，每个信道节点传递给该用户节点的消息为第1次迭代过程执行之前的初始值。

步骤404：根据每个信道节点和第二集合中的每个用户节点，以及根据前L次迭代过程确定每个信道节点传送给第一集合中的每个用户节点的消息，通过 第L+1次至第N次迭代过程确定每个信道节点传送给第二集合中的每个用户节点的消息。

具体地，第L+1次至第N次迭代过程中的一次迭代过程为：

若确定当前迭代次数不小于L+1且不大于N，根据上一次迭代过程获得的每个信道节点传送给第二集合中的每个用户节点的消息，确定本次迭代过程获得的第二集合中的每个用户节点分别传送给每个信道节点的消息；

分别针对第二集合中的每个用户节点执行以下过程：将该用户节点作为目标用户节点，根据除该目标用户节点之外的每个用户节点分别传输给每个信道节点的消息，确定本次迭代过程获得的每个信道节点传送给该目标用户节点的消息；

采用预设步长更新当前迭代次数。

重复该迭代过程直至当前迭代次数大于N。

其中，预设步长一般设置为1，实施中也不排除将预设步长设置为其它数值的情况。

步骤405：根据每个信道节点传送给第二集合中的每个用户节点的消息，检测每个用户节点各自对应的数据信号。

较佳地，对于第二集合中的任意一个用户节点，根据每个信道节点传递给该用户节点的消息计算该用户节点的后验概率，将该用户节点的后验概率送至硬判决器或者软译码器得到该用户节点对应的数据信号。

本发明实施例提供的信号检测的具体过程可描述为如下过程：

步骤一，接收机初始化以及其中表示在第0次迭代时用户节点u_i传送给信道节点ch_j的消息，表示在第0次迭代时信道节点ch_j传送给用户节点u_i的消息，获取预设的最大迭代次数N和预设的前期迭代次数L，其中L＜N，并将当前迭代次数l初始化为零。

步骤二，接收机根据接收信号计算各用户节点的信干噪比，按照信干噪比将各用户节点划分为高信干噪比用户集合和低信干噪比用户集合，其中，高信 干噪比用户集合中包含的用户节点的信干噪比大于预设阈值，表示为i∈{SINR_H}；低信干噪比用户集合中包含的用户节点的信干噪比不大于该预设阈值，表示为i∈{SINR_L}。

步骤三，接收机判断当前迭代次数l是否大于前期迭代次数L，若不大于，令l＝l+1，执行步骤四，否则，执行步骤六；

步骤四，分别利用公式(7)计算第l次迭代时每个用户节点传递给每个信道节点的消息，执行步骤五，其中，用户节点u_i传送给信道节点ch_j的消息表示为：

其中，表示第l-1次迭代时信道节点ch_n传送给用户节点u_i的消息，n表示信道节点的索引，n的取值为n∈Γ_i,n≠j，Γ_i表示与用户节点u_i相连的所有信道节点的集合。

步骤五，利用高信干噪比用户集合进行第l次迭代检测，根据公式(8)或公式(9)计算即第l次迭代时信道节点ch_j传送给用户节点u_i的消息，转去执行步骤三，具体地公式(8)表示为：

其中，表示在第l次迭代时，信道节点ch_j传递给用户节点u_i的关于x_i中第m个比特b_i,m的对数似然比值，x_i表示用户节点u_i调制后的信号，A_M为每个用户节点发送的M阶调制的信号集合，y_j表示接收机通过信道节 点ch_j的接收信号，x_k表示用户节点u_k调制后的信号，k的取值范围为k∈Φ_j,k≠i，Φ_j表示与信道节点ch_j相连的所有用户节点的集合，p(y_j|h_j,x_i,x_k)表示信道条件转移概率密度，假设信道噪声n是服从复高斯分布的噪声向量，可以得到其中，“∝”表示“正比于”；第一次迭代时x_i和x_k分别为发送星座图A_M中的任意一个点。

具体地，公式(9)表示为：

其中，表示在第l次迭代时，信道节点ch_j传递给用户节点u_i的关于x_i中第m个比特b_i,m的对数似然比值，x_i表示用户节点u_i调制后的信号，表示与信道节点ch_j对应的用户节点集合Φ_j包含的d_c个用户节点的全部调制符号组成的列向量，x_i＝s₀表示用户节点u_i的调制符号选取s₀，s表示任意比特序列对应的调制符号，s₀表示全0比特序列对应的调制符号，d_c为信道节点的度数，信道节点的度数是指同时使用该信道节点的用户节点数，h_j表示信道节点ch_j的信道响应，x_k表示用户节点u_k调制后的信号，k的取值范围为k∈Φ_j,k≠i，Φ_j表示与信道节点ch_j相连的所有用 户节点的集合，表示d_c个M阶调制的信号集合的并集，σ²表示噪声n_j的功率值。

步骤六，判断当前迭代次数l是否大于最大迭代次数N，如果不大于，令l＝l+1，执行步骤七，否则执行步骤九；

步骤七，公式(7)计算第l次迭代时每个用户节点传递给每个信道节点的消息，执行步骤八；

步骤八，利用复用时频资源的所有用户节点进行第l次迭代检测，即利用公式(10)或公式(11)计算即第l次迭代时信道节点ch_j传送给用户节点u_i的消息，转去执行步骤六。具体地，公式(10)表示为：

其中，表示在第l次迭代时，信道节点ch_j传递给用户节点u_i的关于x_i中第m个比特b_i,m的对数似然比值，x_i表示用户节点u_i调制后的信号，A_M为每个用户节点发送的M阶调制的信号集合，y_j表示接收机通过信道节点ch_j的接收信号，x_k表示用户节点u_k调制后的信号，k的取值范围为k∈Φ_j,k≠i，Φ_j表示与信道节点ch_j相连的所有用户节点的集合，p(y_j|h_j,x_i,x_k)表示信道条件转移概率密度，假设信道噪声n是服从复高斯分布的噪声向量，可以得到其中，“∝”表示“正比于”；

具体地，公式(11)表示为：

其中，表示在第l次迭代时，信道节点ch_j传递给用户节点u_i的关于x_i中第m个比特b_i,m的对数似然比值，x_i表示用户节点u_i调制后的信号，表示与信道节点ch_j对应的用户节点集合Φ_j包含的d_c个用户节点的全部调制符号组成的列向量，x_i＝s₀表示用户节点u_i的调制符号选取s₀，s表示任意比特序列对应的调制符号，s₀表示全0比特序列对应的调制符号，d_c为信道节点的度数，信道节点的度数是指同时使用该信道节点的用户节点数，h_j表示信道节点ch_j的信道响应，x_k表示用户节点u_k调制后的信号，k的取值范围为k∈Φ_j,k≠i，Φ_j表示与信道节点ch_j相连的所有用户节点的集合，表示d_c个M阶调制的信号集合的并集，σ²表示噪声n_j的功率值。

步骤九，利用公式(12)计算用户节点u_i调制后的信号x_i的后验概率，并将该后验概率送至硬判决器或者软译码器，得到该硬判决器或软译码器输出的用户节点u_i的数据信号。具体地，公式(12)表示为：

其中，Γ_i表示与用户节点u_i相连的所有信道节点的集合，表示在第N次迭代时信道节点ch_j传送给用户节点u_i的消息。

由步骤三至步骤五可以看出，在当前迭代次数l≤L时仅有部分用户节点 更新消息，优化后的检测算法仅需要计算部分用户节点的数据的对数似然比，极大降低了计算复杂度，在当前迭代次数L＜l≤N时，在前L次对高信干噪比用户集合中的用户节点的数据迭代结果的辅助下，可以快速检测出所有用户节点的数据信号。

本发明实施例提供的信号检测方法可以用于上行的基站接收机和下行的终端接收机。尤其对于下行的终端接收机，由于多用户节点之间存在功率分配，到达某一个用户节点的多个用户节点的信号在信干噪比上容易形成差距，则终端可以仅采用自身和强干扰用户节点进行前期的迭代检测，在不影响系统性能的情况下，能够明显降低终端检测的复杂度。

以下以PDMA使用3个时频资源单元复用6个用户节点为例，以下具体实施例中以用户节点为终端为例，对本发明实施例提供的信号检测方法的检测过程进行详细说明。

第一具体实施例：

对于上行传输过程，基站接收复用时频资源的所有终端的信号，根据每个终端的信号的信干噪比对所有终端进行分类，得到高信干噪比终端集合，表示为{u₁,u₂,u₃}，以及低信干噪比终端集合，表示为{u₄,u₅,u₆}，得到由信干噪比区分的因子图如图5所示。

选择最大迭代次数N＝5，前期迭代次数L＝2，则在前L次迭代检测过程中，仅更新高信干噪比终端集合中的终端的消息，保持低信干噪比终端集合中的终端的消息不变。对于终端u_i的消息按照公式(13)更新，公式(13)表示为：

其中，表示在第l次迭代时，信道节点ch_j传递给终端u_i的关于终端u_i的信号x_i中第m个比特b_i,m的对数似然比值，x_i表示终端u_i调制后的信号，A_M为每个终端发送的M阶调制的信号集合，y_j表示基站通过信道节点ch_j的接收信号，x_k表示终端u_k调制后的信号，k的取值范围为k∈Φ_j,k≠i，Φ_j表示与信道节点ch_j相连的所有终端的集合，p(y_j|h_j,x_i,x_k)表示信道条件转移概率密度，假设信道噪声n是服从复高斯分布的噪声向量，可以得到其中，“∝”表示“正比于”；其中，i∈{SINR_H}＝{1,2,3}表示属于高信干噪比终端集合的终端的索引，i∈{SINR_L}＝{4,5,6}表示属于低信干噪比集合的终端的索引。

在L次迭代检测之后，所有的终端按照公式(14)更新消息，公式(14)表示为：

公式(14)中各参数的物理意义可参见公式(13)的描述，此处不再赘述。

第二具体实施例：

对于下行传输过程，以终端1的信号接收过程为例进行说明。

终端1接收复用时频资源的所有终端的信号，根据每个终端的信号的信干噪比对所有终端进行分类，得到高信干噪比终端集合，表示为{u₁,u₂}，以及低信干噪比终端集合，表示为{u₃,u₄,u₅,u₆}，得到由信干噪比区分的因子图如图6所示。

选择最大迭代次数N＝5，前期迭代次数L＝2，则在前L次迭代检测过程中，仅更新高信干噪比终端集合中的终端的消息，保持低信干噪比终端集合中的终端的消息不变。对于终端u_i的消息按照公式(15)更新，公式(15)表示为：

其中，表示在第l次迭代时，信道节点ch_j传递给终端u_i的关于x_i中第m个比特b_i,m的对数似然比值，x_i表示终端u_i调制后的信号，表示与信道节点ch_j对应的终端集合Φ_j包含的d_c个终端的全部调制符号组成的列向量，x_i＝s₀表示终端u_i的调制符号选取s₀，s表示任意比特序列对应的调制符号，s₀表示全0比特序列对应的调制符号，d_c为信道节点的度数，信道节点的度数是指同时使用该信道节点的终端数，h_j表示信道节点ch_j的信道响应，x_k表示终端u_k调制后的信号，k的取值范围为k∈Φ_j,k≠i，Φ_j表示与终端j相连的所有用户节点的集合，表示d_c个M阶调制的信号集合的并集，σ²表示噪声n_j的功率值。其中，i∈{SINR_H}＝{1,2}表示属于高信干噪比终端集合的终端的索引，i∈{SINR_L}＝{3,4,5,6}表示属于低信干噪比集合的终端的索引。

在L次迭代检测之后，所有的终端按照公式(16)更新消息，公式(16)表示为：

公式(16)中各参数的物理意义可参见公式(15)的描述，此处不再赘述。

基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种非正交多址接入中信号检测装置，该装置的具体实施可参见方法实施例部分的描述，重复之处不再赘述，如图7所示，该装置主要包括：

第一处理模块701，用于确定复用一个或多个信道节点的每个用户节点的信干噪比；

第二处理模块702，用于分别将每个所述用户节点的信干噪比与阈值进行比较，确定所述信干噪比大于所述阈值的用户节点，将确定的用户节点组成第一集合，将复用所述一个或多个信道节点所有所述用户节点组成第二集合；

第三处理模块703，用于根据每个所述信道节点以及所述第一集合中的每个所述用户节点，通过前L次迭代过程确定每个所述信道节点传送给所述第一集合中的每个所述用户节点的消息，其中L大于1且小于N，N为正整数；

第四处理模块704，用于根据每个所述信道节点和所述第二集合中的每个所述用户节点，以及根据前L次迭代过程确定每个所述信道节点传送给所述第一集合中的每个所述用户节点的消息，通过第L+1次至第N次迭代过程确定每个所述信道节点传送给所述第二集合中的每个所述用户节点的消息；

第五处理模块705，用于根据每个所述信道节点传送给所述第二集合中的每个所述用户节点的消息，检测每个所述用户节点各自对应的数据信号。

较佳地，所述第三处理模块703具体用于：

在所述前L次迭代过程中的一次迭代过程为：

若确定当前迭代次数不大于L，根据上一次迭代过程获得的每个所述信道 节点传送给所述第一集合中的每个所述用户节点的消息，确定本次迭代过程获得的所述第一集合中的每个所述用户节点分别传送给每个所述信道节点的消息；

分别针对所述第一集合中的每个所述用户节点，将所述用户节点作为目标用户节点，根据除所述目标用户节点之外的每个所述用户节点分别传输给每个所述信道节点的消息，确定本次迭代过程获得的每个所述信道节点传送给所述目标用户节点的消息；

采用预设步长更新当前迭代次数。

第三处理模块703重复该迭代过程直至当前迭代次数大于L。

较佳地，所述第三处理模块703具体用于：

在所述前L次迭代过程中的每次迭代过程中，对于所述第二集合中包含且所述第一集合中不包含的所述用户节点，确定每个所述信道节点传送给所述用户节点的消息为初始值。

较佳地，所述第四处理模块704具体用于：

在第L+1次至第N次迭代过程中的一次迭代过程为：

若确定当前迭代次数不小于L+1且不大于N，根据上一次迭代过程获得的每个所述信道节点传送给所述第二集合中的每个所述用户节点的消息，确定本次迭代过程获得的所述第二集合中的每个所述用户节点分别传送给每个所述信道节点的消息；

分别针对所述第二集合中的每个所述用户节点，将所述用户节点作为目标用户节点，根据除所述目标用户节点之外的每个所述用户节点分别传输给每个所述信道节点的消息，确定本次迭代过程获得的每个所述信道节点传送给所述目标用户节点的消息；

采用预设步长更新当前迭代次数。

第四处理模块704重复该迭代过程直至当前迭代次数大于N。

较佳地，所述L为预设的整数，所述N为预设的正整数，所述L和所述N 分别根据系统性能和计算复杂度确定。

基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种设备，该设备的实施可参见方法实施例部分的描述，重复之处不再赘述，如图8所示，该设备主要包括处理器801和存储器802，其中，存储器802中保存有预设的程序，处理器801读取存储器802中的程序，按照该程序执行以下过程：

确定复用一个或多个信道节点的每个用户节点的信干噪比；

分别将每个所述用户节点的信干噪比与阈值进行比较，确定所述信干噪比大于所述阈值的用户节点，将确定的用户节点组成第一集合，将复用所述一个或多个信道节点所有所述用户节点组成第二集合；

根据每个所述信道节点以及所述第一集合中的每个所述用户节点，通过前L次迭代过程确定每个所述信道节点传送给所述第一集合中的每个所述用户节点的消息，其中L大于1且小于N，N为正整数；

根据每个所述信道节点和所述第二集合中的每个所述用户节点，以及根据前L次迭代过程确定每个所述信道节点传送给所述第一集合中的每个所述用户节点的消息，通过第L+1次至第N次迭代过程确定每个所述信道节点传送给所述第二集合中的每个所述用户节点的消息；

根据每个所述信道节点传送给所述第二集合中的每个所述用户节点的消息，检测每个所述用户节点各自对应的数据信号。

较佳地，处理器801在所述前L次迭代过程中的一次迭代过程为：

若确定当前迭代次数不大于L，根据上一次迭代过程获得的每个所述信道节点传送给所述第一集合中的每个所述用户节点的消息，确定本次迭代过程获得的所述第一集合中的每个所述用户节点分别传送给每个所述信道节点的消息；

分别针对所述第一集合中的每个所述用户节点，将所述用户节点作为目标用户节点，根据除所述目标用户节点之外的每个所述用户节点分别传输给每个所述信道节点的消息，确定本次迭代过程获得的每个所述信道节点传送给所述 目标用户节点的消息；

采用预设步长更新当前迭代次数。

较佳地，处理器801在所述前L次迭代过程中的每次迭代过程中，对于所述第二集合中包含且所述第一集合中不包含的所述用户节点，确定每个所述信道节点传送给所述用户节点的消息为初始值。

较佳地，处理器801在第L+1次至第N次迭代过程中的一次迭代过程为：

若确定当前迭代次数不小于L+1且不大于N，根据上一次迭代过程获得的每个所述信道节点传送给所述第二集合中的每个所述用户节点的消息，确定本次迭代过程获得的所述第二集合中的每个所述用户节点分别传送给每个所述信道节点的消息；

分别针对所述第二集合中的每个所述用户节点，将所述用户节点作为目标用户节点，根据除所述目标用户节点之外的每个所述用户节点分别传输给每个所述信道节点的消息，确定本次迭代过程获得的每个所述信道节点传送给所述目标用户节点的消息；

采用预设步长更新当前迭代次数。

较佳地，所述L为预设的整数，所述N为预设的正整数，所述L和所述N分别根据系统性能和计算复杂度确定。

其中，处理器和存储器通过总线连接，总线架构可以包括任意数量的互联的总线和桥，具体由处理器代表的一个或多个处理器和存储器代表的存储器的各种电路链接在一起。总线架构还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路链接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口提供接口。处理器负责管理总线架构和通常的处理，存储器可以存储处理器在执行操作时所使用的数据。

实施中，该设备可以是基站，也可以是终端。

基于上述技术方案，本发明实施例中，根据每个用户节点的信干噪比从复用信道节点的多个用户节点中选择高信干噪比的用户节点作为第一集合，在前 L次迭代过程中仅对第一集合中的用户节点进行迭代处理，即通过前L次迭代过程确定每个信道节点传送给第一集合中的每个用户节点的消息，从而降低了非正交多址接入中信号检测的复杂度。相较于现有的检测算法，在前L次迭代过程省去了低信干噪比的用户节点的迭代更新过程，在不影响系统性能的情况下极大降低了计算复杂度，在当前迭代次数L＜l≤N时，在前L次对高信干噪比用户集合中的用户节点的数据迭代结果的辅助下，可以快速检测出所有用户节点的数据信号。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个 流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。