[發明專利]一種基于稀疏感知的自適應空時均衡方法

有效

• 申請號: 201811519562.1
• 申請日: 2018-12-12
• 公開（公告）號: CN109379308B
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發明（設計）人: 張渭樂;李妍;穆鵬程;王文杰;孫若思
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H04L25/03
• 分類號: H04L25/03
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

1.一種基于稀疏感知的自適應空時均衡方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：在發送端將待發射的數據分塊，然后在每個數據塊的末尾加上獨特字；

步驟二：發送端發送信號到達接收端并在接收端經過定時同步預處理后，截取接收到的導頻；然后在空時均衡的過程中采用貪婪算法或互相關矢量算法自適應地尋找最優時域濾波器非零抽頭位置，然后計算自適應權值；

步驟三：接收端將接收到的數據進行分塊，再利用步驟二得到的自適應權值對每根天線上的接收數據塊進行合并，并進行去獨特字操作，從而實現信道的均衡；

步驟二中采用貪婪算法自適應地尋找最優時域濾波器非零抽頭位置的具體過程如下：

假設接收機有M根天線，Δ為時域濾波器可能的最大階數，Q為限定的時域非零抽頭系數的個數，Q≤Δ+1；接收機多天線集中放置，多天線多徑信道的時延特征相同，空時濾波時，多天線時域濾波非零抽頭的位置相同；

采用N表示計算空時權值的導頻長度，L表示數據信號的長度，定義以下符號：

s：N×1維理想導頻信號；

r：L×1維的數據信號部分；

x_k,m：第m根天線上延遲k位的N×1維接收導頻信號，m＝1,…,M；k＝0,…,Δ；

z_k,m：第m根天線上延遲k位的L×1維接收數據信號，m＝1,…,M；k＝0,…,Δ；

X_k：所有天線上延遲k位的N×M維接收導頻時間擴展矩陣，X_k＝[x_k,1,x_k,2,…,x_k,M]；

Z_k：所有天線上延遲k位的L×M維接收數據時間擴展矩陣，Z_k＝[z_k,1,z_k,2,…,z_k,M]；

w_q：第q個濾波系數矢量，由所有天線的第q個濾波系數構成，M×1維；

①采用Π＝{0,1,2,…,Δ}來表示待選擇的抽頭位置集合，采用Ω＝{}表示已經選擇的非零抽頭位置，表示已經選擇的非零抽頭位置對應的導頻塊；

②從時域濾波器非零抽頭系數只有一個的情況開始，這時待選擇的抽頭共有T＝Δ+1個，基于最小均方誤差準則準則，將這T＝Δ+1個可能的抽頭遍歷，從中選擇一個，即

其中，

q從0遍歷到Δ，對應的接收導頻塊為X₀,X₁,……,X_Δ，其中為權值測試矢量，由下式求得：

其中，自相關矩陣互相關矩陣

③遍歷之后選擇第一個非零抽頭，然后從Π中剔除掉選中的將其并入到Ω中，中并入第個抽頭位置對應的導頻塊即：

④在確定了第一個抽頭位置之后，再遵循最小均方誤差準則，從剩余的T-1位置中選擇下一個非零抽頭，前兩個非零位置確定后，再類似從剩余的T-2個位置中挑選出一個，依次類推，直到挑選出所有Q個非零抽頭位置；

步驟二中采用互相關矢量算法自適應地尋找最優時域濾波器非零抽頭位置的具體過程如下：

①接收端收到空時接收導頻擴展矩陣Y＝[X₀ X₁…X_Δ]之后，計算其互相關矢量p＝Y^Hs；其中，s為N×1維理想導頻信號；

②將互相關矢量p表示為其中表示對應第q個位置的接收導頻信號互相關矢量；

③計算||p_q||²，q＝0,1,…,Δ，從這Δ個值中挑選出最大的Q個值，即

將其對應的索引作為需要選擇的Q個非零抽頭位置；

計算自適應權值的具體過程為：根據貪婪算法或互相關矢量算法得到的非零抽頭位置，確定對應的接收端導頻塊，再利用最小均方誤差準則準則，求出維納解，得到自適應權值

其中，R為自相關矩陣，p為互相關矢量；

采用貪婪算法選擇的抽頭位置集合為Ω，選中的接收導頻塊集合為則自相關矢量互相關矢量

2.根據權利要求1所述的一種基于稀疏感知的自適應空時均衡方法，其特征在于，步驟三的具體過程如下：

利用步驟二得到的自適應權值對各數據塊進行均衡：

其中，為接收之后恢復出來的數據部分，為選中抽頭位置對應的接收數據塊，去掉恢復之后各數據塊末尾的獨特字，完成信道的均衡。