一種用于MIMO?SCMA系統的信號似然比計算方法及裝置與流程

本發明涉及通信技術領域，特別是涉及一種用于MIMO-SCMA系統的信號似然比計算方法及裝置。

背景技術：

在MIMO-SCMA(Multiple-Input Multiple-Output-Sparse Code Multiple Access，基于多輸入、輸出技術的稀疏碼多址接入)系統中，發送端和接收端分別存在多個發送節點、接收節點。發送節點所發送的調制后的原始信號，被接收端的接收節點接收，并經過譯碼器進行解調，進而得到解調信號。為確定解調信號的差錯率，從而確定MIMO-SCMA系統數據傳輸的可靠性，接收端通常需要根據解調信號計算解調信號的似然比。

現有的計算似然比的過程為：接收端將解調信號內的每個碼元所攜帶的原始數據進行概率估計，接著將每個碼元所攜帶的概率估計結果進行求和，得出調制信號的似然比。

但是，在MIMO-SCMA系統中，由于每一發送端、接收端分別存在多個發送節點和接收節點同時進行信號傳輸，從而MIMO-SCMA系統存在信號傳輸量龐大的特性，進而譯碼器輸出的解調信號中的碼元數量同樣龐大。因此，上述方法中針對存在的所有碼元攜帶的原始數據進行概率估計的操作，將導致解調信號的似然比的計算過程過于繁瑣。

技術實現要素：

本發明實施例的目的在于提供一種用于MIMO-SCMA系統的信號似然比計算方法及裝置，以簡化似然比的計算過程。具體技術方案如下：

一方面，本發明實施例提供了一種用于MIMO-SCMA系統的信號似然比計算方法，所述方法應用于接收端，所述接收端包括多個接收節點，所述方法包括：

接收第一信號，并對所述第一信號進行解調，得到解調信號；

當所述解調信號可二進制拆分時，針對所述MIMO-SCMA系統中的每個發送節點，根據該發送節點的原始信號的第一概率預測值，初始化該發送節點的針對接收該發送節點所發送信號的各接收節點的第一比特似然比；其中，所述原始信號為該發送節點進行調制之前的信號，所述原始信號的第一概率預測值為根據所述解調信號預測的該發送節點的原始信號取值的概率值；

將所述解調信號進行二進制拆分，獲得所述解調信號的二進制調制系數矩陣；其中，所述二進制調制系數矩陣的行、列分別與各所述接收節點的序號、以及各所述發送節點的序號相對應；

針對每一接收節點，根據該接收節點的序號、向該接收節點發送信號的發送節點的序號、所述二進制調制系數矩陣、所述第一信號以及向該接收節點發送信號的發送節點的針對該接收節點的第一比特似然比，計算該接收節點的針對向該接收節點發送信號的各發送節點的第二比特似然比；

針對每一發送節點，根據接收該發送節點發送信號的接收節點的針對該發送節點的第二比特似然比，計算該發送節點的第三比特似然比。

可選地，所述方法還包括：

當所述解調信號不可二進制拆分時，針對所述MIMO-SCMA系統中的每個發送節點，根據該發送節點的原始信號的第二概率預測值，初始化該發送節點針對接收該發送節點發送信號的各接收節點的第一符號似然概率；

針對每一接收節點，根據所述第一信號以及向該接收節點發送信號的發送節點的針對該接收節點的第一符號似然概率，計算該接收節點的針對向該接收節點發送信號的各發送節點的第二符號似然概率，并對各第二符號似然概率進行歸一化處理；

針對每一發送節點，根據歸一化處理后的接收該發送節點發送信號的接收節點的針對該發送節點的第二符號似然概率，計算該發送節點的第四比特似然比。

可選地，在所述計算該發送節點的第四比特似然比的步驟之前，還包括：

優化并歸一化處理每一發送節點針對接收該發送節點發送信號的各接收節點的第一符號似然概率，以及每一接收節點的針對向該接收節點發送信號的各發送節點的第二符號似然概率；

所述針對每一發送節點，根據歸一化處理后的接收該發送節點發送信號的接收節點的針對該發送節點的第二符號似然概率，計算該發送節點的第四比特似然比的步驟，包括：

針對每一發送節點，根據優化后并進行歸一化處理的接收該發送節點發送信號的接收節點的針對該發送節點的第二符號似然概率，計算該發送節點的第四比特似然比。

可選地，在所述計算該發送節點的第三比特似然比的步驟之前，還包括：

優化每一發送節點的針對接收該發送節點所發送信號的各接收節點的第一比特似然比，以及每一接收節點的針對向該接收節點發送信號的各發送節點的第二比特似然比；

所述針對每一發送節點，根據接收該發送節點發送信號的接收節點的針對該發送節點的第二比特似然比，計算該發送節點的第三比特似然比的步驟，包括：

針對每一發送節點，根據優化后的接收該發送節點發送信號的接收節點的針對該發送節點的第二比特似然比，計算該發送節點的第三比特似然比。

可選地，所述根據該發送節點的原始信號的第一概率預測值，初始化該發送節點的針對接收該發送節點所發送信號的各接收節點的第一比特似然比的步驟包括：

根據以下公式，計算任一發送節點m的針對接收該發送節點所發送信號的接收節點n的第一比特似然比L_m→n：

其中，所述ln()為取對數符號，所述為第v個發送端的第n_t個發送節點發送的原始信號的第j個比特信息的取值為0的概率，所述為第v個發送端的第n_t個發送節點發送的原始信號的第j個比特信息的取值為1的概率。

可選地，所述根據該接收節點的序號、向該接收節點發送數據的發送節點的序號、所述二進制調制系數矩陣、所述第一信號以及向該接收節點發送信號的發送節點的針對該接收節點的第一比特似然比，計算該接收節點的針對向該接收節點發送信號的各發送節點的第二比特似然比的步驟，包括：

根據以下公式，計算任一接收節點n針對向該接收節點發送信號的任一發送節點m的第二比特似然比L_n→m：

其中，所述C_n,m為所述二進制調制系數矩陣中的第n行第m列的調制系數，所述y_n為所述接收節點n所接收的信號，所述為向所述接收節點n發送信號的各發送節點所發送信號中包括的各數據的均值之和，其中，所述為向所述接收節點n發送信號的所有發送節點的集合，所述tanh()為雙曲正切運算，所述L_m→n為所述發送節點m針對所述接收節點n的第一比特似然比，所述μ_m→n為所述發送節點m向所述接收節點n所發送信號中包括的各數據的均值，所述為向所述接收節點n發送信號的各發送節點所發送信號中包括的各數據的方差之和，所述Ξ_m→n為所述發送節點m向所述接收節點n所發送信號中包括的各數據的方差，所述為一維噪聲方差。

可選地，所述方法還包括：

根據預設的放縮因子，對所述第三比特似然比或所述第四比特似然比進行優化；

其中，當所述解調信號通過非線性譯碼算法得出時，所述放縮因子大于0.45且小于0.55；當所述解調信號通過線性譯碼算法得出時，所述放縮因子大于0.2且小于0.3。

另一方面，本發明實施例還提供了一種用于MIMO-SCMA系統的信號似然比計算裝置，應用于接收端，所述接收端包括多個接收節點，所述裝置包括：

解調模塊，用于接收第一信號，并對所述第一信號進行解調，得到解調信號；

第一計算模塊，用于當所述解調信號可二進制拆分時，針對所述MIMO-SCMA系統中的每個發送節點，根據該發送節點的原始信號的第一概率預測值，初始化該發送節點的針對接收該發送節點所發送信號的各接收節點的第一比特似然比；其中，所述原始信號為該發送節點進行調制之前的信號，所述原始信號的第一概率預測值為根據所述解調信號預測的該發送節點的原始信號取值的概率值；

二進制拆分模塊，用于將所述解調信號進行二進制拆分，獲得所述解調信號的二進制調制系數矩陣；其中，所述二進制調制系數矩陣的行、列分別與各所述接收節點的序號、以及各所述發送節點的序號相對應；

第二計算模塊，用于針對每一接收節點，根據該接收節點的序號、向該接收節點發送信號的發送節點的序號、所述二進制調制系數矩陣、所述第一信號以及向該接收節點發送信號的發送節點的針對該接收節點的第一比特似然比，計算該接收節點的針對向該接收節點發送信號的各發送節點的第二比特似然比；

第三計算模塊，用于針對每一發送節點，根據接收該發送節點發送信號的接收節點的針對該發送節點的第二比特似然比，計算該發送節點的第三比特似然比。

可選地，所述裝置還包括：

第四計算模塊，用于當所述解調信號不可二進制拆分時，針對所述MIMO-SCMA系統中的每個發送節點，根據該發送節點的原始信號的第二概率預測值，初始化該發送節點針對接收該發送節點發送信號的各接收節點的第一符號似然概率；

第五計算模塊，用于針對每一接收節點，根據所述第一信號以及向該接收節點發送信號的發送節點的針對該接收節點的第一符號似然概率，計算該接收節點的針對向該接收節點發送信號的各發送節點的第二符號似然概率，并對各第二符號似然概率進行歸一化處理；

第六計算模塊，用于針對每一發送節點，根據歸一化處理后的接收該發送節點發送信號的接收節點的針對該發送節點的第二符號似然概率，計算該發送節點的第四比特似然比。

可選地，所述裝置還包括：

第一優化模塊，用于優化并歸一化處理每一發送節點針對接收該發送節點發送信號的各接收節點的第一符號似然概率，以及每一接收節點的針對向該接收節點發送信號的各發送節點的第二符號似然概率；

所述第六計算模塊具體用于：

針對每一發送節點，根據優化后并進行歸一化處理的接收該發送節點發送信號的接收節點的針對該發送節點的第二符號似然概率，計算該發送節點的第四比特似然比。

可選地，所述裝置還包括：

第二優化模塊，用于優化每一發送節點的針對接收該發送節點所發送信號的各接收節點的第一比特似然比，以及每一接收節點的針對向該接收節點發送信號的各發送節點的第二比特似然比；

所述第三計算模塊具體用于：

針對每一發送節點，根據優化后的接收該發送節點發送信號的接收節點的針對該發送節點的第二比特似然比，計算該發送節點的第三比特似然比。

可選地，所述第一計算模塊具體用于：

根據以下公式，計算任一發送節點m的針對接收該發送節點所發送信號的接收節點n的第一比特似然比L_m→n：

其中，所述ln()為取對數符號，所述為第v個發送端的第n_t個發送節點發送的原始信號的第j個比特信息的取值為0的概率，所述為第v個發送端的第n_t個發送節點發送的原始信號的第j個比特信息的取值為1的概率。

可選地，所述第二計算模塊具體用于：

根據以下公式，計算任一接收節點n針對向該接收節點發送信號的任一發送節點m的第二比特似然比L_n→m：

其中，所述C_n,m為所述二進制調制系數矩陣中的第n行第m列的調制系數，所述y_n為所述接收節點n所接收的信號，所述為向所述接收節點n發送信號的各發送節點所發送信號中包括的各數據的均值之和，其中，所述為向所述接收節點n發送信號的所有發送節點的集合，所述tanh()為雙曲正切運算，所述L_m→n為所述發送節點m針對所述接收節點n的第一比特似然比，所述μ_m→n為所述發送節點m向所述接收節點n所發送信號中包括的各數據的均值，所述為向所述接收節點n發送信號的各發送節點所發送信號中包括的各數據的方差之和，所述Ξ_m→n為所述發送節點m向所述接收節點n所發送信號中包括的各數據的方差，所述為一維噪聲方差。

可選地，所述裝置還包括：

似然比優化模塊，用于根據預設的放縮因子，對所述第三比特似然比或所述第四比特似然比進行優化；

其中，當所述解調信號通過非線性譯碼算法得出時，所述放縮因子大于0.45且小于0.55；當所述解調信號通過線性譯碼算法得出，所述放縮因子大于0.2且小于0.3。

本發明實施例提供的一種用于MIMO-SCMA系統的信號似然比計算方法及裝置，在根據解調信號對每個碼元的原始數據進行概率估計后，獲得二進制調制系數矩陣，根據二進制調制系數矩陣中發送端與接收端對應的調制系數，直接計算接收節點針對各發送節點的第二比特似然比，進而獲得發送節點的第三比特似然比，使用本發明實施例所提供的用于MIMO-SCMA系統的信號似然比計算方法及裝置，可以簡化信號的似然比的計算過程。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例所提供的一種用于MIMO-SCMA系統的信號似然比計算方法的步驟流程圖；

圖2為本發明實施例所提供的一種用于MIMO-SCMA系統的信號似然比計算方法的另一步驟流程圖；

圖3為本發明實施例所提供的一種用于MIMO-SCMA系統的信號似然比計算裝置的結構示意圖；

圖4為本發明實施例所提供的一種用于MIMO-SCMA系統的信號似然比計算裝置的另一結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

本發明實施例提供一種用于MIMO-SCMA系統的信號似然比計算方法及裝置，以下首先對本發明實施例所提供的一種用于MIMO-SCMA系統的信號似然比計算方法進行介紹。

需要說明的是，本發明實施例提供的一種用于MIMO-SCMA系統的信號似然比計算方法的執行主體為任一有數據傳輸、數據處理能力的電子設備，該電子設備可以為任意類型的計算機、信號接收機、交換機、服務器等。

如圖1所示，本發明實施例提供的一種用于MIMO-SCMA系統的信號似然比計算方法，應用于接收端，所述接收端包括多個接收節點，所述方法包括如下步驟：

S101：接收第一信號，并對所述第一信號進行解調，得到解調信號；

其中，所述第一信號為發送端所發送的經過傳輸損耗的信號。其獲得過程為：發送端將需要傳輸的信號以任意編碼方式進行調制，接著發送調制后的信號，調制后的信號經過信道傳輸，在信道傳輸過程中信號會有一定的損耗，到達接收端，形成第一信號。

可以理解的是，針對所述第一信號進行的解調處理方式可以包括若干種，具體的需要與發送端的調制方式相對應，發送端以某種方式對信號進行調制，接收端就要以發送端所使用的調制方式相應的解調方式進行解調。

S102：當所述解調信號可二進制拆分時，針對所述MIMO-SCMA系統中的每個發送節點，根據該發送節點的原始信號的第一概率預測值，初始化該發送節點的針對接收該發送節點所發送信號的各接收節點的第一比特似然比；

其中，所述原始信號為各發送節點進行調制之前的信號，所述原始信號的第一概率預測值為根據所述解調信號預測的各發送節點的原始信號取值的概率值；

需要說明的是，二進制拆分為使信號以二進制電平和二進制調制系數的形式被體現出來。二進制拆分只是改變信號的體現形式，并不改變信號所記載的信息的內容。

進一步需要說明的是，第一概率預測值為根據解調信號預測出的原始信號的某一比特的取值為1的概率和該比特的取值為0的概率。

初始化所述MIMO-SCMA系統中，發送節點m的針對接收該發送節點所發送信號的各接收節點n的第一比特似然比的步驟可以包括：根據以下公式，計算所述MIMO-SCMA系統中任一發送節點m的針對接收該發送節點所發送信號的接收節點n的第一比特似然比L_m→n：

其中，所述ln()為取對數符號，所述為第v個發送端的第n_t個發送節點發送的原始信號的第j個比特信息的取值為0的概率，所述為第v個發送端的第n_t個發送節點發送的原始信號的第j個比特信息的取值為1的概率。

需要說明的是，在本發明實施例中，每一發送節點在發送端的序號與其在所述MIMO-SCMA系統中的序號的對應關系為：m＝(v-1)JN_t+(n_t-1)J+j，其中，m為在所述MIMO-SCMA系統中發送節點序號，J為信號的調制總階數，N_t為第v個發送端所配置的發送節點數，j為原始信號的比特序號。

可以理解的是，在本發明實施例中，當S101接收到第一信號時，可得到解調信號以及第一概率預測值。而實際應用中，因為信號被屏蔽或接收端的信號輸入設備產生故障等原因，可能存在無信號輸入的情況。在本發明實施例中，當S101沒有第一信號輸入時，可以將第一概率預測值設為0，以根據第一概率預測值計算各發送節點的信號似然比。

S103：將所述解調信號進行二進制拆分，獲得所述解調信號的二進制調制系數矩陣；其中，所述二進制調制系數矩陣的行、列分別與各所述接收節點的序號、以及各所述發送節點的序號相對應；

其中，所述二進制調制系數矩陣為(2FN_r)×(JVN_t)矩陣，具有2FN_r行JVN_t列，F為所述MIMO-SCMA系統中接收端的數量，N_r為各接收端所配置的接收節點數，V為所述MIMO-SCMA系統中的發送端的數量。

需要強調的是，此處的二進制系數矩陣為所述解調信號的經過矩陣轉置運算的二進制系數調制矩陣。

具體的，可以根據以下公式獲得上述二進制調制系數矩陣中的各調制系數：

其中，為第v個發送端的第n_t個發送節點所發送的信號進行二進制拆分后的第j個比特數據對應的實部調制系數；為第v個發送端的第n_t個發送節點所發送的信號進行二進制拆分后的第j個比特數據對應的虛部調制系數，Re()為取復數實部的運算，Im()為取復數虛部的運算，和為所述MIMO-SCMA系統中第n個接收節點所接收的第v個發送端的第n_t個發送節點所發送的信號的比特向量中除第j比特取值不同，其他比特均相同的兩個符號。其中，上述符號為上述信號所攜帶的數據。

S104：針對每一接收節點，根據該接收節點的序號、向該接收節點發送信號的發送節點的序號、所述二進制調制系數矩陣、所述第一信號以及向該接收節點發送信號的發送節點的針對該接收節點的第一比特似然比，計算該接收節點的針對向該接收節點發送信號的各發送節點的第二比特似然比；

其中，由于二進制系數矩陣的行、列分別與接收節點、發送節點的序號相對應，因此針對某一接收節點，根據該接收節點的序號、向該接收節點發送信號的發送節點的序號，可以在二進制系數矩陣中唯一確定一個二進制系數，用以計算第二比特似然比。舉例而言，二進制系數矩陣為2×3矩陣，那么對于序號為2的接收節點，其針對序號為1的接收節點的第二比特似然比的計算就需要依據2×3矩陣中的第2行第1列的調制系數來進行計算。

具體的，根據以下公式，計算任一接收節點n針對向該接收節點發送信號的任一發送節點m的第二比特似然比L_n→m：

其中，所述C_n,m為所述二進制調制系數矩陣中的第n行第m列的調制系數，所述y_n為所述接收節點n所接收的信號，所述為向所述接收節點n發送信號的各發送節點所發送信號中包括的各數據的均值之和，其中，所述為向所述接收節點n發送信號的所有發送節點的集合，所述tanh()為雙曲正切運算，所述L_m→n為所述發送節點m針對所述接收節點n的第一比特似然比，所述μ_m→n為所述發送節點m向所述接收節點n所發送信號中包括的各數據的均值，所述為向所述接收節點n發送信號的各發送節點所發送信號中包括的各數據的方差之和，所述Ξ_m→n為所述發送節點m向所述接收節點n所發送信號中包括的各數據的方差，所述為一維噪聲方差。

需要說明的是，雙曲正切運算x為任意表達式，在本發明實施例中e為自然常數。

S105：針對每一發送節點，根據接收該發送節點發送信號的接收節點的針對該發送節點的第二比特似然比，計算該發送節點的第三比特似然比。

具體的，根據以下公式計算發送節點m的第三比特似然比Γ_m：

其中，為接收發送節點m所發送信號的所有接收節點集合，L_n→m為接收發送節點m所發送信號的接收節點n針對發送節點m的第二比特似然比。

本發明實施例提供的一種用于MIMO-SCMA系統的信號似然比計算方法，在根據解調信號對每個碼元的原始數據進行概率估計后，獲得二進制調制系數矩陣，根據二進制調制系數矩陣中發送端與接收端對應的調制系數，直接計算接收節點處的針對各發送節點的第二比特似然比，進而獲得發送節點處第三比特似然比，使用本發明實施例所提供的用于MIMO-SCMA系統的信號似然比計算方法，可以簡化信號的似然比的計算過程。

進一步的，為了使所求第三比特似然比更加準確，在所述計算各發送節點的第三比特似然比的步驟之前，本發明實施例還包括如下的優化步驟：

優化每一發送節點的針對接收該發送節點所發送信號的各接收節點的第一比特似然比，以及每一接收節點的針對向該接收節點發送信號的各發送節點的第二比特似然比。

可選的，優化的過程具體可以概括為：根據原始的第二比特似然比優化第一比特似然比，再根據優化后的第一比特似然比優化第二比特似然比，以完成第一次優化；接著根據第一次優化后的第二比特似然比優化第一次優化后的第一比特似然比，得到第二次優化后的第一比特似然比，再根據第二次優化后的第一比特似然比優化第二比特似然比，得到第二次優化后的第二比特似然比，完成第二次優化。以此循環往復，完成第k次優化。k的取值，可以由使用人員根據需求進行設定，本發明實施例在此不做限定。

以下，以k為1時的優化過程為例具體闡述。

具體的，根據以下公式，計算發送節點m的優化后的第一比特似然比L_m→n′：

其中，L_m→n為發送節點m的針對接收該發送節點所發送信號的接收節點n的第一比特似然比，為接收發送節點m所發送信號的所有接收節點集合，L_n→m為接收發送節點m所發送信號的接收節點n針對發送節點m的第二比特似然比。

根據以下公式，計算任一接收節點n針對向該接收節點發送信號的任一發送節點m的優化后的第二比特似然比L_n→m′：

所述為向所述接收節點n發送信號的各發送節點所發送信號中包括的各數據的優化后的均值之和，其中，所述為向所述接收節點n發送信號的所有發送節點的集合，所述tanh()為雙曲正切運算，所述L_m→n′為所述發送節點m針對所述接收節點n的優化后的第一比特似然比，所述μ_m→n′為所述發送節點m向所述接收節點n所發送信號中包括的各數據的優化后的均值，所述為向所述接收節點n發送信號的各發送節點所發送信號中包括的各數據的優化后的方差之和，所述Ξ_m→n′為所述發送節點m向所述接收節點n所發送信號中包括的各數據的優化后的方差，所述為一維噪聲方差。

在執行優化步驟的實施例中，步驟S105包括，S105A：針對每一發送節點，根據優化后的接收該發送節點發送信號的接收節點的針對該發送節點的第二比特似然比，計算該發送節點的第三比特似然比。

可以理解的是，實際情況下可能存在無法二進制拆分的信號，為了簡化無法二進制拆分的信號的似然比的計算過程，更進一步的，在圖1的基礎上，如圖2所示，本發明實施例提供的方法還包括：

S106：當所述解調信號不可二進制拆分時，針對所述MIMO-SCMA系統中的每個發送節點，根據該發送節點的原始信號的第二概率預測值，初始化該發送節點針對接收該發送節點發送信號的各接收節點的第一符號似然概率；

其中，解調信號為步驟S101的處理結果。需要說明的是，第二概率預測值為某一發送節點的發送信號為該節點在所述MIMO-SCMA系統中對應的碼本函數的概率。

具體的，根據以下公式，計算任一發送節點m的針對接收該發送節點發送信號的接收節點n的第一符號似然概率I_m→n(s_m)：

其中，所述s_m＝1,2,…,2^J，ln()為取對數函數，為第v個用戶的第n_t個發送節點所發送的信號為所述MIMO-SCMA系統中第m個發送節點的碼本函數C_m(s_m)的概率。

需要說明的是，在本發明實施例中，每一發送節點在發送端的序號與其在所述MIMO-SCMA系統中的序號的對應關系為：m＝(v-1)N_t+n_t，其中，m為在所述MIMO-SCMA系統中發送節點序號，v為發送端的序號，N_t為第v個發送端所配置的發送節點數量，n_t為第v個發送端上的發送節點序號。

需要說明的是，在本發明實施例中，當S101接收到第一信號時，可得到解調信號以及第二概率預測值。而實際應用中，因為信號被屏蔽或接收端的信號輸入設備產生故障等原因，可能存在無信號輸入的情況。在本發明實施例中，當S101沒有第一信號輸入時，可以將第二概率預測值設為以根據第二概率預測值計算各發送節點的符號似然概率進而獲得信號似然比。

S107：針對每一接收節點，根據所述第一信號以及向該接收節點發送信號的發送節點的針對該接收節點的第一符號似然概率，計算該接收節點的針對向該接收節點發送信號的各發送節點的第二符號似然概率，并對各第二符號似然概率進行歸一化處理；

具體的，根據以下公式，計算任一接收節點n針對向該接收節點發送信號的任一發送節點m的第二符號似然概率I_n→m(s_m)：

其中，r_n為上述接收節點n的經過矩陣轉置運算的接收信號，上述接收信號以實部、虛部的形式體現r_n＝[Re(r_n),Im(r_n)]^T，ξ_m,n(s_m)為所述接收節點n接收所述發送節點m發送的信號的信號向量，為向所述接收節點n發送信號的各發送節點所發送信號中包括的各數據的均值之和，其中，所述為向所述接收節點n發送信號的所有發送節點的集合，I_m→n(s_m)為所述發送節點m針對所述接收節點n的第一符號似然概率，J為信號的調制總階數，T為矩陣的轉置運算，μ_m→n為所述發送節點m向所述接收節點n所發送信號中包括的各數據的均值，為向所述接收節點n發送信號的各發送節點所發送信號中包括的各數據的方差之和，Ξ_m→n為所述發送節點m向所述接收節點n所發送信號中包括的各數據的方差。

針對s_m的2^J個取值，任一I_n→m(s_m)存在2^J個取值，根據以下公式，對2^J個I_n→m(s_m)進行歸一化處理獲得歸一化處理后的所述第二符號似然概率I_n→m(s_m)₀：

S108：針對每一發送節點，根據歸一化處理后的接收該發送節點發送信號的接收節點的針對該發送節點的第二符號似然概率，計算該發送節點的第四比特似然比。

具體的，首先根據以下公式計算出發送節點m的第三符號似然概率I_m(s_m)：

為接收發送節點m所發送信號的所有接收節點集合，I_n→m(s_m)₀為接收發送節點m所發送信號的接收節點n針對發送節點m的歸一化處理的第二符號似然概率。

其次根據發送節點m的第三符號似然概率I_m(s_m)，計算第四比特似然比L_m：

其中，為所述發送節點m的2^J個I_m(s_m)中第v個發送端的第n_t個發送節點的第j個比特信息為0的所有I_m(s_m)之和；為所述發送節點m的2^J個I_m(s_m)中第v個發送端的第n_t個發送節點的第j個比特信息為1的所有I_m(s_m)之和。

進一步的，為了使所求第四比特似然比更加準確，在所述計算該發送節點的第四比特似然比的步驟之前，本發明實施例還包括如下的優化步驟：

優化并歸一化處理每一發送節點針對接收該發送節點發送信號的各接收節點的第一符號似然概率，以及每一接收節點的針對向該接收節點發送信號的各發送節點的第二符號似然概率；

可選的，本發明實施例中，優化并歸一化的過程具體可以概括為：根據S107歸一化處理后的第二符號似然概率優化第一符號似然概率并進行歸一化處理，得到第一次循環的第一符號似然概率，再根據第一次循環的第一符號似然概率優化第二符號似然概率并進行歸一化處理，得到第一次循環的第二符號似然概率，以完成第一次循環；接著根據第一次循環的第二符號似然概率優化第一次循環的第一符號似然概率并對其進行歸一化處理，得到第二次循環的第一符號似然概率，再根據第二次循環的第一符號似然概率優化第一次循環的第二符號似然概率并進行歸一化處理，得到第二次循環的第二符號似然概率，完成第二次循環。以此循環往復，完成h次優化循環。h的取值，可以由使用人員根據需求進行設定，本發明實施例在此不做限定。

以下，以h為1時的循環過程為例，進行闡述。

具體的，根據以下公式，計算發送節點m的優化后的第一符號似然概率I_m→n(s_m)′：

I_m→n(s_m)為發送節點m的針對接收該發送節點所發送信號的接收節點n的第一符號似然概率，為接收發送節點m所發送信號的所有接收節點集合，I_n→m(s_m)₀為接收發送節點m所發送信號的接收節點n針對發送節點m的歸一化處理后的第二符號似然概率。

根據以下公式，計算任一接收節點n針對向該接收節點發送信號的任一發送節點m的優化后的第二符號似然概率：

其中，r_n為上述接收節點n的經過矩陣轉置運算的接收信號，上述接收信號以實部、虛部的形式體現r_n＝[Re(r_n),Im(r_n)]^T，ξ_m,n(s_m)為所述接收節點n接收所述發送節點m發送的信號的信號向量，為向所述接收節點n發送信號的各發送節點所發送信號中包括的各數據的優化后的均值之和，其中，所述為向所述接收節點n發送信號的所有發送節點的集合，I_m→n(s_m)′為所述發送節點m針對所述接收節點n的優化后的第一符號似然概率，J為信號的調制總階數，T為矩陣的轉置運算，μ′_m→n為所述發送節點m向所述接收節點n所發送信號中包括的各數據的優化后的均值，為向所述接收節點n發送信號的各發送節點所發送信號中包括的各數據的優化后的方差之和，Ξ′_m→n為所述發送節點m向所述接收節點n所發送信號中包括的各數據的優化后的方差。

需要說明的是，信號向量ξ_m,n(s_m)為經過信道衰落的信號向量。

在執行優化步驟的實施例中，步驟S108包括：

針對每一發送節點，根據優化后并進行歸一化處理的接收該發送節點發送信號的接收節點的針對該發送節點的第二符號似然概率，計算該發送節點的第四比特似然比。

可選地，為了使第三比特似然比或所述第四比特似然比更加準確，本發明實施例還包括：根據預設的放縮因子，對所述第三比特似然比或所述第四比特似然比進行優化；

其中，當所述解調信號通過非線性譯碼算法得出時，所述放縮因子大于0.45且小于0.55；當所述解調信號通過線性譯碼算法得出時，所述放縮因子大于0.2且小于0.3。

需要說明的是，根據放縮因子對第三比特似然比或第四比特似然比進行優化的過程為，將放縮因子與第三比特似然比或第四比特似然比相乘。

相應于上述方法實施例，本發明實施還提供了一種用于MIMO-SCMA系統的信號似然比計算裝置。該計算裝置可以為專門的信號處理應用程序，也可以為其他類應用程序的插件，例如瀏覽器的插件、專用搜索引擎的插件、等任何有數據傳輸需求的任一應用程序的插件。

如圖3所示，本發明實施例提供的一種用于MIMO-SCMA系統的信號似然比計算裝置，應用于接收端，所述接收端包括多個接收節點，所述裝置包括：

解調模塊310，用于接收第一信號，并對所述第一信號進行解調，得到解調信號；

第一計算模塊320，用于當所述解調信號可二進制拆分時，針對所述MIMO-SCMA系統中的每個發送節點，根據該發送節點的原始信號的第一概率預測值，初始化該發送節點的針對接收該發送節點所發送信號的各接收節點的第一比特似然比；其中，所述原始信號為該發送節點進行調制之前的信號，所述原始信號的第一概率預測值為根據所述解調信號預測的該發送節點的原始信號取值的概率值；

二進制拆分模塊330，用于將所述解調信號進行二進制拆分，獲得所述解調信號的二進制調制系數矩陣；其中，所述二進制調制系數矩陣的行、列分別與各所述接收節點的序號、以及各所述發送節點的序號相對應；

第二計算模塊340，用于針對每一接收節點，根據該接收節點的序號、向該接收節點發送信號的發送節點的序號、所述二進制調制系數矩陣、所述第一信號以及向該接收節點發送信號的發送節點的針對該接收節點的第一比特似然比，計算該接收節點的針對向該接收節點發送信號的各發送節點的第二比特似然比；

第三計算模塊350，用于針對每一發送節點，根據接收該發送節點發送信號的接收節點的針對該發送節點的第二比特似然比，計算該發送節點的第三比特似然比。

本發明實施例提供的一種用于MIMO-SCMA系統的信號似然比計算裝置，在根據解調信號對每個碼元的原始數據進行概率估計后，獲得二進制調制系數矩陣，根據二進制調制系數矩陣中發送端與接收端對應的調制系數，直接計算接收節點處的針對各發送節點的第二比特似然比，進而獲得發送節點處第三比特似然比，使用本發明實施例所提供的用于MIMO-SCMA系統的信號似然比計算裝置，可以簡化信號的似然比的計算過程。

可選的，在圖3的基礎上，如圖4所示，所述裝置還包括：

第四計算模塊360，用于當所述解調信號不可二進制拆分時，針對所述MIMO-SCMA系統中的每個發送節點，根據該發送節點的原始信號的第二概率預測值，初始化該發送節點針對接收該發送節點發送信號的各接收節點的第一符號似然概率；

第五計算模塊370，用于針對每一接收節點，根據所述第一信號以及向該接收節點發送信號的發送節點的針對該接收節點的第一符號似然概率，計算該接收節點的針對向該接收節點發送信號的各發送節點的第二符號似然概率，并對各第二符號似然概率進行歸一化處理；

第六計算模塊380，用于針對每一發送節點，根據歸一化處理后的接收該發送節點發送信號的接收節點的針對該發送節點的第二符號似然概率，計算該發送節點的第四比特似然比。

可選的，所述裝置還包括第一優化模塊，所述第一優化模塊具體用于：

優化并歸一化處理每一發送節點針對接收該發送節點發送信號的各接收節點的第一符號似然概率，以及每一接收節點的針對向該接收節點發送信號的各發送節點的第二符號似然概率；

所述第六計算模塊380具體用于：

針對每一發送節點，根據優化后并進行歸一化處理的接收該發送節點發送信號的接收節點的針對該發送節點的第二符號似然概率，計算該發送節點的第四比特似然比。

可選的，所述裝置還包括第二優化模塊，所述第二優化模塊具體用于：

優化每一發送節點的針對接收該發送節點所發送信號的各接收節點的第一比特似然比，以及每一接收節點的針對向該接收節點發送信號的各發送節點的第二比特似然比；

所述第三計算模塊350具體用于：

針對每一發送節點，根據優化后的接收該發送節點發送信號的接收節點的針對該發送節點的第二比特似然比，計算該發送節點的第三比特似然比。

可選的，所述第一計算模塊320具體用于：

根據以下公式，計算任一發送節點m的針對接收該發送節點所發送信號的接收節點n的第一比特似然比L_m→n：

其中，所述ln()為取對數符號，所述為第v個發送端的第n_t個發送節點發送的原始信號的第j個比特信息的取值為0的概率，所述為第v個發送端的第n_t個發送節點發送的原始信號的第j個比特信息的取值為1的概率。

可選的，所述第二計算模塊340具體用于：

根據以下公式，計算任一接收節點n針對向該接收節點發送信號的任一發送節點m的第二比特似然比L_n→m：

其中，所述C_n,m為所述二進制調制系數矩陣中的第n行第m列的調制系數，所述y_n為所述接收節點n所接收的信號，所述為向所述接收節點n發送信號的各發送節點所發送信號中包括的各數據的均值之和，其中，所述為向所述接收節點n發送信號的所有發送節點的集合，所述tanh()為雙曲正切運算，所述L_m→n為所述發送節點m針對所述接收節點n的第一比特似然比，所述μ_m→n為所述發送節點m向所述接收節點n所發送信號中包括的各數據的均值，所述為向所述接收節點n發送信號的各發送節點所發送信號中包括的各數據的方差之和，所述Ξ_m→n為所述發送節點m向所述接收節點n所發送信號中包括的各數據的方差，所述為一維噪聲方差。

可選的，所述裝置還包括：

似然比優化模塊，用于根據預設的放縮因子，對所述第三比特似然比或所述第四比特似然比進行優化；

其中，當所述解調信號通過非線性譯碼算法得出時，所述放縮因子大于0.45且小于0.55；當所述解調信號通過線性譯碼算法得出，所述放縮因子大于0.2且小于0.3。

需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。

本說明書中的各個實施例均采用相關的方式描述，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處。尤其，對于系統實施例而言，由于其基本相似于方法實施例，所以描述的比較簡單，相關之處參見方法實施例的部分說明即可。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并非用于限定本發明的保護范圍。凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換、改進等，均包含在本發明的保護范圍內。