5G MUSA系统中并行干扰消除的快速多用户检测算法

在5G通信系统中，多用户共享接入（MUSA）作为一种非正交多址接入技术，对于实现大规模连接、高可靠性和低时延的通信需求具有重要意义。传统的MUSA系统采用串行干扰消除（SIC）检测算法，但这种算法存在运行时间长、时延和计算复杂度高的问题。为了克服这些缺点，研究人员提出了基于并行干扰消除（PIC）的快速非线性检测算法。 该新型算法的核心在于结合了最小均方误差（MMSE）检测器与PIC结构。首先，接收信号通过MMSE检测器进行预处理，这一步可以有效地削弱多址干扰。MMSE检测器利用了信号的统计特性，提供了一个接近最优的解，减少了后续处理的负担。MMSE的输出被作为PIC检测器的输入，这样就避免了SIC算法中的多次排序和矩阵求逆操作，大大简化了算法流程。 与SIC算法相比，新的PIC算法减少了54%的运行时间和一个级别的复杂度等级，使得在保持符号错误率不变的前提下，实现了更高的效率和更低的延迟。这一改进使得系统能够适应5G对快速响应和高效处理的要求，尤其在实时性和资源利用率方面有了显著提升。 MUSA系统的工作原理涉及到复数域多元码的使用，用户信号在发送端被扩展到共享的时频资源上，而在接收端，通过这种改进的MMSE-PIC检测算法，可以更有效地分离各个用户的信号，即使在非正交多址环境中也能实现多用户同时通信，从而提高了整体系统的性能和用户体验。 总结来说，这篇论文介绍了一种针对MUSA系统的高效优化算法，通过并行处理策略和MMSE预处理，显著降低了算法复杂度和运行时间，为5G时代的低时延、高可靠通信提供了有力的技术支持。这种创新的检测方法对于推动5G技术的实际应用和发展具有重要的研究价值。