[發(fā)明專利]一種基于AP聚類算法的空間調制系統(tǒng)盲檢測方法

有效

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• 申請日: 2017-04-19
• 公開（公告）號: CN107017969B
• 公開（公告）日: 2019-09-13
• 發(fā)明（設計）人: 游龍飛;楊平;肖悅
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00;H04L1/06;H04L25/03;G06K9/62
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 葛啟函

本發(fā)明屬于通信抗干擾技術領域，具體的說是涉及一種基于AP聚類算法的空間調制系統(tǒng)檢測方法。本發(fā)明主要為了獲得更好的檢測性能，具體方法如下：將L個時隙的接收信號視為L個觀測值，首先初始化吸引度矩陣R和歸屬度矩陣A為零矩陣；然后輸入相似度矩陣S，通過最大化最小歐式距離的思想設置合適的參考度；接著迭代計算吸引度矩陣R和歸屬度矩陣A，直至它們收斂；最后輸出聚類結果并解映射為信息比特。本發(fā)明的有益效果為，和傳統(tǒng)的K均值聚類檢測算法相比，AP聚類檢測算法能夠獲得更好的性能，且具有較低的算法復雜度。

技術領域

本發(fā)明屬于通信抗干擾技術領域，涉及空間調制(Spatial Modulation,SM)技術，盲檢測技術(Blind Detection)，多輸入多輸出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)技術，以及AP聚類(Affinity Propagation,AP)算法。

背景技術

空間調制技術作為一種新的MIMO技術近來受到廣泛關注。在空間調制系統(tǒng)中，每個時隙僅激活一根發(fā)送天線傳送數(shù)據(jù)，從而避免了信道間的干擾，對天線間的同步性要求也有所降低，并且在接收端，即使接收天線數(shù)小于發(fā)送天線數(shù)時也可以進行檢測。

對于空間調制系統(tǒng)的檢測也是一個熱門問題，在早期的工作中，有三種典型的空間調制檢測算法：最大似然檢測，匹配濾波檢測和球形譯碼檢測。而這些檢測均假設已知完美信道狀態(tài)信息，而完美信道狀態(tài)信息在實際中是很難獲取的。因此，近年來陸續(xù)有人提出了無需知道信道狀態(tài)信息的盲檢測算法，而大部分的盲檢測算法均需要發(fā)送一些訓練符號序列，從而導致資源的浪費。于是近來又有人提出了一種基于K均值聚類算法的盲檢測算法，無需知道信道狀態(tài)信息，也無需用到訓練符號，但其仍需事先知道聚類的數(shù)目。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的，就是針對空間調制系統(tǒng)提出一種基于AP聚類算法的盲檢測算法。

本發(fā)明的技術方案如下：

假設有N_t根發(fā)送天線，N_r根接收天線，調制階數(shù)為M，X＝[x₁,...,x_L]是長度為L的發(fā)送信號序列，即取L個時隙的發(fā)送信號。X_SM是發(fā)送信號集合，是接收符號序列。將L個時隙的接收信號當做L個觀測值，于是發(fā)送信號相同的時隙所接收到的信號可被分為一個類即因此，空間調制系統(tǒng)的盲檢測問題可以轉化為聚類問題。

AP算法通過觀測值之間的相似度進行分類，并且不需知道聚類的數(shù)目。相似度矩陣S的元素s(i,j)表示第i個觀測值和第j個觀測值間的相似度，其對角元素s(i,i)表示參考度，其值越大，則第i個觀測值是聚類中心的概率越大。s(i,j)可表示為：

聚類數(shù)目受參考度影響很大，所以合適的參考度設置可以提高聚類效果，因此可以首先通過如下方式獲得一個集合l：

1)假設l＝{iy_i被選為聚類中心}是被選為聚類中心的觀測值的索引的集合，令作為初始值，輸入K值，K值為預判的聚類數(shù)目，可根據(jù)實際情況隨意設置。

2)計算每個觀察值之間的歐氏距離矩陣，以得到一個矩陣其元素為

3)令其中

4)將加入集合l中，并更新集合為其中

5)重復步驟4)直至集合l的基數(shù)為K。

越晚放入集合的元素，它和之前已被選入集合的元素在同一個類中的可能性越大，所以參考度可設置為：

其中z是i在集合l中的索引，p取矩陣S中除對角元外的所有元素的均值。

此外，定義吸引度矩陣和歸屬度矩陣如下：