[發明專利]基于加權集成聚類算法的MIMO系統的盲多徑識別方法及系統

有效

• 申請號: 201910498580.4
• 申請日: 2019-06-10
• 公開（公告）號: CN110233653B
• 公開（公告）日: 2020-03-20
• 發明（設計）人: 謝寧;譚杰
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: H04B7/0452
• 分類號: H04B7/0452;G06K9/62
• 代理公司: 深圳舍穆專利代理事務所(特殊普通合伙) 44398
• 代理人: 黃賢炬

本公開涉及一種基于加權集成聚類算法的MIMO系統的盲多徑識別方法，其包括：多個用戶端向基站發送通信請求信號；用戶端基于基站反饋的應答信號調整用戶端發射功率，以使基站允許用戶端的通信請求；用戶端向基站發送信息信號；基站基于分離的信息信號生成基本聚類算法的輸入信號，基于各個基本聚類算法的輸出結果，基站通過加權集成聚類算法自適應調整各個基本聚類算法輸出結果的權重，并根據加權集成聚類算法的輸出對用戶端的信息信號的路徑進行識別；基站對每個用戶端的最大比合并，并解碼每個用戶端的信息信號。根據本公開，能夠基于加權集成聚類算法穩定且有效地進行多徑識別。

技術領域

本公開涉及無線通信技術領域，具體涉及一種基于加權集成聚類算法的MIMO系統的盲多徑識別方法及系統。

背景技術

隨著用戶對無線通信數據傳輸的需求越來越高，愈加需要高質量的無線通信技術的應用，為了達到高速度高容量的數據傳輸需求，多入多出MIMO技術(Multiple-InputMultiple-Output)受到市場的廣泛關注，特別是多用戶MIMO系統。多用戶MIMO提供了用于無線通信的空分多址(SpaceDivision MultipleAccess，SDMA)架構，且多用戶MIMO系統能夠提供超越傳統點對點MIMO系統的巨大優勢。在SDMA中，多個用戶使用相同的頻率信道同時傳輸，從而增加可實現的容量，而無需額外的RF頻譜。SDMA接收器的主要任務之一是區分源發送的信號。

為了實現高速可靠的通信，需要進行信道識別。在現有技術中，通常通過三種方法實現信道識別。這三種方法分別是發送訓練序列、復雜的預編碼器技術和利用發送信號的某些特殊屬性。在第一種方法中，過多的訓練序列引起導頻污染問題，即可能由相鄰小區中導頻序列的重用引起殘留干擾。在第二種方法中，當發射機預先知道信道中的干擾時，可以設計代碼進行補償，使得信道的容量與沒有干擾的情況相同。然而，第二種方法不適用于實際的無線通信環境，這是因為可以先驗地假設信道狀態信息(CSI)的信息很少。

第三種方法利用與通過接收信號的時間和空間過采樣產生的虛擬信道相關聯的循環平穩特性。例如，引入具有投影的迭代最小二乘和具有枚舉算法的迭代最小二乘，或者利用二進制移位鍵控(BSK)的有限字母屬性，相移鍵控(PSK)和正交幅度調制(QAM)數字調制格式。還有單輸入多輸出(SIMO)系統識別策略擴展到MIMO情況。然而第三種方法存在兩個主要問題：其一，傳輸信號是特殊類型而不是一般類型，其二，需要足夠大的接收數據樣本，并不適用于超可靠和低延遲通信(URLLC)。具體而言，URLLC是5G新無線電(NR)支持的新服務類別，其針對的是新興應用，其中數據消息是時間敏感的，必須在高可靠性和低延遲要求的情況下端到端地安全地交付。低延遲要求意味著在截止日期之前無法在接收器處解碼的數據傳輸無用且可從系統中丟棄，從而導致可靠性的損失。對于低延遲通信，即大約1ms的端到端延遲，建議使用短數據包。因此，第三種方法不適合這種情況。

在大規模MIMO系統中，信道識別越來越受到挑戰。原因是因為除了基站(BS)配備大型天線以及之外，每個用戶(也稱用戶端)還配備了許多天線，這為每個用戶產生了大量的多徑。在大規模MIMO系統中，能夠通過有效的組合技術提高消息的接收質量。如果每條路徑可以準確地分類到相應的用戶，則可以應用物理層認證，通過將當前時隙中每個用戶的CSI與先前時隙進行比較來提高整個系統的安全性。然而，由于小規模多徑衰落和接收機噪聲能夠引起隨機性，且每個用戶都具有發射功率的限制，不能被基站任意調整，因此，有的路徑可能難以分類。

發明內容

本公開是有鑒于上述的狀況而提出的，其目的在于提供一種能夠穩定且有效地進行多徑識別的基于加權集成聚類算法的MIMO系統的盲多徑識別方法及系統。