SIMO-MUSA系统下的块稀疏多用户检测算法
发布时间：2021-01-18 06:10
对于上行免调度的多用户共享接入（MUSA）方案,用户具备随机突发接入系统的特性,用户信号具有稀疏性,可利用压缩感知的相关算法进行多用户检测。针对活跃用户数未知的情况,文章提出了基于验证误差的正交匹配追踪（VE-OMP）多用户检测算法。所提算法利用误差在迭代次数等于用户稀疏度时能够达到最小值来估计稀疏度,且验证误差的思想移植性强,可用于块稀疏压缩感知。考虑基站端配备多天线的情况,将发送信号转为块稀疏模型,提出验证误差的块稀疏正交匹配追踪（VE-BOMP）算法进行活跃用户数据检测。仿真结果表明,VE-OMP算法能够在稀疏度未知的情况下对多用户同时进行活跃性估计和数据检测,VE-BOMP算法可用于多天线接收系统,其检测性能随天线数的增加而提高。
【文章来源】：光通信研究. 2020,(05)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
不同迭代次数下残差和误差范数变化曲线
图2所示为活跃用户数M=4时,采用OMP、SAMP和VE-OMP算法进行仿真的结果,其中OMP算法给定稀疏度,VE-OMP算法稀疏度未知。图中,SAMP-1为统一将迭代停止阈值设置为噪声方差的情况,SAMP-2为根据SNR具体选择迭代停止阈值的情况。由图可知,所提VE-OMP算法与OMP算法性能相当,优于SAMP-1的性能,虽然比SAMP-2的性能稍差,但其能有效避免根据不同SNR设置不同阈值的缺陷。一方面,OMP算法只能在活跃用户个数已知的情况下使用,这一条件在实际使用中十分受限,VE-OMP算法可实现稀疏度自适应,相比之下更具优势,实用性更高;另一方面,SAMP算法的性能很大程度上取决于迭代停止阈值的选定,更优的阈值会带来更好的性能,VE-OMP算法相比于SAMP算法结束判断更加简便,虽然性能略差于SAMP算法,但VE-OMP算法无需在实际中具体选择迭代停止阈值,灵活性更高。图3所示为接收端的天线数R=1、2和4时,在单天线场景下采用VE-OMP算法和在多天线场景下采用VE-BOMP算法仿真系统的SER性能曲线。由图可知,两天线相比于单天线性能就已经可以得到很大的提升,随着天线数的增加,SER性能越来越好,这是由于将发送符号重复重组为块稀疏结构,使用块稀疏CS算法更好地利用了信号的稀疏性。
图3所示为接收端的天线数R=1、2和4时,在单天线场景下采用VE-OMP算法和在多天线场景下采用VE-BOMP算法仿真系统的SER性能曲线。由图可知,两天线相比于单天线性能就已经可以得到很大的提升,随着天线数的增加,SER性能越来越好,这是由于将发送符号重复重组为块稀疏结构,使用块稀疏CS算法更好地利用了信号的稀疏性。图4所示为SNR=10 dB时,不同过载率和接收天线个数时的SER性能曲线图。由图可知,随着子载波个数的增大,过载率减小,各种情况下SER均降低。当固定子载波个数时,SER将随天线数的增加而降低。
【参考文献】：
期刊论文
[1]M2M通信系统下基于压缩感知的多用户检测技术[J]. 张男,龚磊,翟旭平. 电子测量技术. 2018(15)
[2]On Uplink Non-Orthogonal Multiple Access for 5G:Opportunities and Challenges[J]. Li Tian,Chunlin Yan,Weimin Li,Zhifeng Yuan,Wei Cao,Yifei Yuan. 中国通信. 2017(12)
本文编号：2984431
【文章来源】：光通信研究. 2020,(05)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
不同迭代次数下残差和误差范数变化曲线
图2所示为活跃用户数M=4时,采用OMP、SAMP和VE-OMP算法进行仿真的结果,其中OMP算法给定稀疏度,VE-OMP算法稀疏度未知。图中,SAMP-1为统一将迭代停止阈值设置为噪声方差的情况,SAMP-2为根据SNR具体选择迭代停止阈值的情况。由图可知,所提VE-OMP算法与OMP算法性能相当,优于SAMP-1的性能,虽然比SAMP-2的性能稍差,但其能有效避免根据不同SNR设置不同阈值的缺陷。一方面,OMP算法只能在活跃用户个数已知的情况下使用,这一条件在实际使用中十分受限,VE-OMP算法可实现稀疏度自适应,相比之下更具优势,实用性更高;另一方面,SAMP算法的性能很大程度上取决于迭代停止阈值的选定,更优的阈值会带来更好的性能,VE-OMP算法相比于SAMP算法结束判断更加简便,虽然性能略差于SAMP算法,但VE-OMP算法无需在实际中具体选择迭代停止阈值,灵活性更高。图3所示为接收端的天线数R=1、2和4时,在单天线场景下采用VE-OMP算法和在多天线场景下采用VE-BOMP算法仿真系统的SER性能曲线。由图可知,两天线相比于单天线性能就已经可以得到很大的提升,随着天线数的增加,SER性能越来越好,这是由于将发送符号重复重组为块稀疏结构,使用块稀疏CS算法更好地利用了信号的稀疏性。
图3所示为接收端的天线数R=1、2和4时,在单天线场景下采用VE-OMP算法和在多天线场景下采用VE-BOMP算法仿真系统的SER性能曲线。由图可知,两天线相比于单天线性能就已经可以得到很大的提升,随着天线数的增加,SER性能越来越好,这是由于将发送符号重复重组为块稀疏结构,使用块稀疏CS算法更好地利用了信号的稀疏性。图4所示为SNR=10 dB时,不同过载率和接收天线个数时的SER性能曲线图。由图可知,随着子载波个数的增大,过载率减小,各种情况下SER均降低。当固定子载波个数时,SER将随天线数的增加而降低。
【参考文献】：
期刊论文
[1]M2M通信系统下基于压缩感知的多用户检测技术[J]. 张男,龚磊,翟旭平. 电子测量技术. 2018(15)
[2]On Uplink Non-Orthogonal Multiple Access for 5G:Opportunities and Challenges[J]. Li Tian,Chunlin Yan,Weimin Li,Zhifeng Yuan,Wei Cao,Yifei Yuan. 中国通信. 2017(12)
本文编号：2984431
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/xinxigongchenglunwen/2984431.html
