基于变分自由能的免授权上行SCMA系统活动用户检测与信道估计

摘要

基于贝叶斯理论的联合消息传递算法(JMPA)是5G免授权SCMA系统的多用户检测方法.该方法是通过在因子图上进行消息传递直至收敛,从而达到概率逼近的目的.但是由于因子图消息传递存在闭合环路(circle),因此基于JMPA的活动用户检测以及信道估计存在不收敛的可能性,这对于5G通信系统的可靠性影响来说是致命的.本文基于变分法对免授权上行SCMA系统的活动用户检测与信道估计过程进行了分析,并推导得出了求解用户活跃概率以及信道增益后验概率的不动点方程组(fix points equations).对方程组进行理论分析,得到了不动点方程组收敛的充分条件.基于该分析结果对原有的迭代过程进行改进,仿真结果表明,改进后的算法较原有的JMPA算法在性能没有下降的同时具有更好的鲁棒性.