基于SCMA的高速可见光通信系统及自适应编解码方法

技术特征：
1.一种基于scma的高速可见光通信系统，其特征在于，所述通信系统包括：信号发送端，用于将若干用户的比特信号流经过码本映射以及叠加合成四维的复信号流，并将所述复信号流叠加传输；可见光信道，用于传输所述复信号流；信号接收端，用于接收经所述可见光信道传输的所述复信号流，并对所述复信号流解码处理，以得到原始的比特信号流。2.根据权利要求1所述的基于scma的高速可见光通信系统，其特征在于，所述复信号流的表达式为：；其中，j表示共j个用户，表示为第i个用户分配的功率；表示第i个用户发送的复信号流，x表示各个用户叠加的复信号流。3.根据权利要求1所述的基于scma的高速可见光通信系统，其特征在于，对所述复信号流进行解码处理后的表达式为：；其中，表示接收端接收信号，表示用户i的信道增益，表示第i个用户发送的复信号流，表示为第i个用户分配的功率，n表示接收到的总的加性高斯白噪声。4.一种自适应编码方法，其特征在于，所述自适应编码方法应用于权利要求1-3任一项所述的基于scma的高速可见光通信系统，所述方法包括：当信道状况时，表示信道状况的门限值，选择sic解码方式的码本对用户的比特信号进行映射编码，具体包括：根据预设的编码原理，设待编码的信号为x，x为矩阵；其中，v代表用户数，n代表每个用户发送的m进制信号个数；并且设每个用户发送的符号数均为n，用户j对应的码本为，其中表示一个三维数组,其中为scma中总的资源块数量，表示一个二维数组；用户通过码本映射叠加得出的码字为：；其中表示叠加的合成码字。5.一种自适应编码方法，其特征在于，所述自适应编码方法应用于权利要求1-3任一项所述的基于scma的高速可见光通信系统，所述方法包括：
当信道状况时，选择mpa解码方式的码本对用户的比特信号进行映射编码，具体包括：根据预设的编码原理，设待编码的信号为x，x为矩阵；其中，v代表用户数，n代表每个用户发送的m进制信号个数；并且设每个用户发送的符号数均为n，用户j对应的码本为，其中表示一个三维数组,其中为scma中总的资源块数量，表示一个二维数组；用户通过码本映射叠加得出的码字为：。6.一种自适应解码方法，其特征在于，所述自适应解码方法应用于权利要求1-3任一项所述的基于scma的高速可见光通信系统，所述方法包括：当信道状况时，选择sic解码方式，具体包括：计算每个用户的码本功率，对所有用户的码本功率进行降序排序，并记录所有用户的码本功率的排列顺序；按照所有用户的码本功率的排列顺序，依次对所述码本功率进行解码；通过因子图查询此时解码用户所占资源块的位置，具体包括：，其中，k表示用户占用资源块的位置，表示第个用户，以上式子表示的是将第个用户在所述因子图中所占资源块的位置存到k中，find表示matlab软件中的find查询函数，用于查询每个用户所占用资源块的位置；解码第个用户发送的信号，具体包括：；其中，m表示第n个符号对应的解码值，norm表示matlab软件中的norm取范数函数，min表示matlab软件中的min取最小值函数，表示接收端接收的信号，表示解码恢复信号，n表示第n个信号，表示解码出第j个用户发送的第n个信号；每解码出一个用户的信号后，将次接收信号从总接收信号中剔除，具体包括：；其中，表示接收端接收信号，k表示表示用户占用资源块的位置，n表示第n个信号。7.一种自适应解码方法，其特征在于，所述自适应解码方法应用于权利要求1-3任一项所述的基于scma的高速可见光通信系统，所述方法包括：当信道状况时，选择mpa解码方式，具体包括：
初始化功能节点到用户节点概率值，具体实现如下所示：，其中，，其中，表示功能节点到用户节点传递消息的初始概率，k表示共有k个资源块，j表示共有j个用户，表示初始概率，表示第个用户节点，表示第个功能节点，表示用户待解码信号；功能节点更新，具体实现如下所示：具体实现如下所示：；其中，表示用户节点到功能节点传递消息的更新概率，表示在因子图中第k行中非零元素的位置，表示第个用户的估计信号，表示噪声方差，表示信道增益，t表示迭代次数，表示接收端的接收信号；判断是否达到最大迭代次数，若达到了最大迭代次数则进入下一步骤，若未达到最大迭代次数，则继续更新资源节点和用户节点；解码出每个用户发送的信号，具体实现如下所示：；；；其中表示最后通过判决解码的比特信号，表示在因子图中第j列中非零元素的位置，表示最大迭代次数，表示待判决信号，判决规则为当表达式表示待判决信号，判决规则为当表达式为真时，此时判决的比特信号为1，反之判决为0，最后将判决得到的信号存入变量中。

技术总结
本发明提供了一种基于SCMA的高速可见光通信系统及自适应编解码方法，涉及无线通信技术领域，该通信系统包括：信号发送端，用于将若干用户的比特信号流经过码本映射以及叠加合成四维的复信号流，并将所述复信号流叠加传输；可见光信道，用于传输所述复信号流；信号接收端，用于接收经所述可见光信道传输的所述复信号流，并对所述复信号流解码处理，以得到原始的比特信号流。本发明旨在保证解码准确性的前提下最大可能降低原来MPA解码算法的复杂度。度。度。


技术研发人员：余礼苏 刘超良 王玉皞 王正海 陈俊源 菅杰
受保护的技术使用者：南昌大学
技术研发日：2022.03.16
技术公布日：2022/4/12