[發(fā)明專利]一種基于張量的盲干擾抑制及信源恢復(fù)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711416138.X
• 申請日: 2017-12-25
• 公開（公告）號(hào): CN108173625B
• 公開（公告）日: 2020-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳智;盧堯;方俊
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L1/06
• 分類號(hào): H04L1/06;H04B7/08
• 代理公司: 成都點(diǎn)睛專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51232
• 代理人: 孫一峰

本發(fā)明屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種基于張量的盲干擾抑制及信源恢復(fù)方法。本發(fā)明進(jìn)行盲干擾抑制時(shí)不需考慮干擾信號(hào)與傳輸信號(hào)相關(guān)性，進(jìn)行源信號(hào)恢復(fù)時(shí)不經(jīng)信道估計(jì)降低導(dǎo)頻開銷提高恢復(fù)精度的的盲干擾抑制及信源恢復(fù)的創(chuàng)新性方案。引入雙陣列天線接收機(jī)干擾對(duì)消和基于張量分解的信源恢復(fù)方法，適用于有惡意干擾的高速通信MIMO系統(tǒng)下。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是涉及一種基于張量的盲干擾抑制及信源恢復(fù)方法。

背景技術(shù)

干擾，尤其是惡意干擾始終是無線通信系統(tǒng)的嚴(yán)重威脅，在跳頻通信、擴(kuò)頻通信等傳統(tǒng)的抗干擾系統(tǒng)中，我們很難在有惡意干擾的情況下達(dá)到足夠高的傳輸速率以滿足我們的需求。MIMO系統(tǒng)在大大提高傳輸速率的同時(shí)提高了傳輸?shù)挠行约翱煽啃浴Ｎ覀兂IMO技術(shù)與傳統(tǒng)的抗干擾系統(tǒng)結(jié)合使用。而隨著干擾技術(shù)的快速發(fā)展，我們越來越難獲得干擾機(jī)以及干擾信道的相關(guān)信息。這就使得我們在接收端對(duì)通信信道，干擾信道，傳輸信號(hào)，干擾信號(hào)的先驗(yàn)信息都知之甚少，處于一種近乎盲的狀態(tài)。因此需要研究在MIMO通信系統(tǒng)中的盲干擾抑制方法。

尋找盲干擾抑制方法近年來引起了國內(nèi)外眾多學(xué)者的廣泛關(guān)注。盲的狀態(tài)啟發(fā)人們利用盲信號(hào)處理的方法在這種近乎盲的狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)抗干擾。已經(jīng)提出的通信系統(tǒng)中盲干擾抑制算法如在MIMO通信系統(tǒng)中利用空間預(yù)白化基于獨(dú)立成分分析(fastICA)的盲干擾抑制策略；在雷達(dá)系統(tǒng)中利用強(qiáng)干擾信號(hào)做參考的基于fastICA的盲源分離方法用于將無源天線系統(tǒng)的弱有用信號(hào)從強(qiáng)干擾中分離出來；在跳頻系統(tǒng)中，利用不同的數(shù)據(jù)流的統(tǒng)計(jì)獨(dú)立性以及數(shù)據(jù)流與干擾信號(hào)的統(tǒng)計(jì)獨(dú)立性可以采用一種基于聯(lián)合對(duì)角化的盲干擾抑制方法。

調(diào)研已有盲干擾抑制算法，發(fā)現(xiàn)其共同之處是依賴于干擾信號(hào)和傳輸信號(hào)的獨(dú)立性關(guān)系，但是在相關(guān)干擾等干擾方式下這種干擾信號(hào)與發(fā)射信號(hào)的獨(dú)立性不能滿足，此時(shí)，傳統(tǒng)的盲干擾抑制算法受到很大局限。如果能找到一種不需要考慮干擾與有用信號(hào)相關(guān)關(guān)系的盲干擾抑制算法將是十分有意義的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提出一種利用雙陣列天線接收機(jī)在不考慮信號(hào)干擾獨(dú)立性的前提下進(jìn)行盲干擾抑制并利用基于張量分解的方法恢復(fù)源信號(hào)降低導(dǎo)頻開銷的同時(shí)提高恢復(fù)精度的方法。系統(tǒng)模型如圖1所示：TX,RX分別代表發(fā)射機(jī)接收機(jī)(為了方便敘述，假設(shè)發(fā)射天線數(shù)N_t＝2，接收天線數(shù)N_r＝3)。A1，A2為接收機(jī)同規(guī)模天線陣列，兩陣列天線間距遠(yuǎn)大于陣列天線中天線間距離。S-T為空時(shí)編碼模塊，此處選用一種先進(jìn)的基于Khatri-Rao矩陣乘法的Khatri-Rao空時(shí)編碼。我們假設(shè)1.干擾機(jī)為單天線結(jié)構(gòu)，通過三種干擾策略(constant jamming：干擾機(jī)持續(xù)向我方頻帶發(fā)送大功率干擾；random jamming：干擾機(jī)在隨機(jī)時(shí)刻向我方通信頻帶發(fā)送大功率干擾；reactive jamming：干擾機(jī)監(jiān)聽我方信道，僅當(dāng)我方進(jìn)行通信的時(shí)候向我方通信頻帶發(fā)送大功率干擾)干擾我方通信。2.假設(shè)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的位置不發(fā)生移動(dòng)，信道近似服從塊衰落模型。

設(shè)g⁽¹⁾＝[g₁，g₂，g₃]^T代表干擾機(jī)到陣列天線A1的信道，g⁽²⁾＝[g₁',g'₂,g'₃]^T代表干擾機(jī)到陣列天線A2的信道。為發(fā)射機(jī)到陣列天線A1的信道矩陣，為發(fā)射機(jī)到陣列天線A2的信道矩陣。在第n幀，兩陣列天線接收的數(shù)據(jù)具有如下形式：

其中X_n，j_n分別為第n幀的發(fā)送符號(hào)矩陣和噪聲向量，分別為第n個(gè)時(shí)間幀兩陣列天線接收到的數(shù)據(jù)，為信道引入的噪聲矩陣；