[發明專利]一種正交解析常模信號恢復方法

有效

• 申請號: 202010138071.3
• 申請日: 2020-03-03
• 公開（公告）號: CN111327549B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 樊寬剛;劉平川;王文帥;陳宇航;楊杰;楊斌
• 申請（專利權）人: 江西理工大學
• 主分類號: H04L25/03
• 分類號: H04L25/03
• 代理公司: 北京京萬通知識產權代理有限公司 11440
• 代理人: 萬學堂;魏振華

一種正交解析常模信號恢復方法，本方法是針對信號源的正交性做出優化與改進；具體步驟是：對信號源進行初始化設定，設定所需恢復的信號源為相互正交的常模信號；使用天線陣列接收信號，天線接受到信號源S后，傳輸信號X＝AS供后續步驟進行相關處理；利用信號源正交與常模特性進行信號模量恢復。并根據信號源正交性，給出信號恢復中新的限制條件使用Gerchberg?Saxton迭代方式進行信號相位恢復；使用平均模量誤差和誤碼率進行信號恢復性能評估；信號恢復完成，并將其運動到盲均衡中。本發明提出的方法恢復出的信號具有更高的準確性、抗干擾能力和較少限制條件。

技術領域

本發明涉及無線通信技術領域，特別是涉及一種正交解析常模信號恢復方法。

背景技術

盲均衡與盲估計是信號處理領域的重要問題，自適應天線矩陣通常用來解決這類問題。盲估計主要關注對信號源個數的估計與信號波達角度的估計。盲均衡更多側重于補償信道中的信號失真，并且通過天線陣列把原始信號從天線接收到的各種信號中分離并恢復出來。目前各行各業儀器設備越來越多采用無線通信方式進行模塊間或系統間的通信，而盲均衡與盲分離的一個典型應用場景就是無線通信系統中的信號處理。使用盲均衡的信號恢復技術保證了無線信號經過多信道傳輸后的準確性，能夠把原始信號中有用的部分恢復出來，實際上是保證了無線通信系統的穩定性。

恒模算法(CMA,Constant Modulus Algorithm)是盲均衡與盲估計的一種經典算法，它具有計算復雜度較低、易于實現、收斂性好的特點。但CMA也存在收斂速度較慢、穩態誤差較大等問題。

解析恒模方法(ACMA,Analytical Constant Modulus Algorithm)是一種改進的恒模方法，它使用數學上提取特征值的思想實現了一種收斂速度更快、限制條件更寬泛的盲均衡信號恢復方法。但它并沒有考慮到如果信號源存在相互正交的特性，該方法尋找最優權重向量的限制條件會發生一定的改變，從而導致信號恢復精度仍有提升空間，特別是噪聲干擾較強的條件下信號的恢復精度有待提高。若使用解析常模方法，會導致利用信號間正交性的儀器信號恢復精度不夠高，在通信環境較惡劣的情況下容易出現通信不穩定的情況。

因此需要對以ACMA為基礎的信號源的正交性做出進一步優化與改進。

在本發明專利申請中，各技術詞語和公式參數的含義如下：

1.盲均衡(Blind Equalization)：通過一個未知信道的輸出信號，恢復出一個未知的輸入信號序列。通常用于補償無線通信系統中的信道、信號失真。

2.盲估計(Blind Estimation)：在不知道初始信號信息的基礎上，估計出目標信號的相關信息，例如信號源個數，信號的傳達到天線的角度等。

3.恒模算法(CMA)：盲均衡與盲估計的一種經典算法，它具有計算復雜度較低、易于實現、收斂性好的特點。

4.解析恒模方法(ACMA)：一種改進的恒模方法，使用線性代數以及矩陣論的方法可以快速恢復出原始信號。

5.核函數：將數據映射到高維的一種函數。

6.Househodler變換：將一個向量變換為由一個超平面反射的鏡像

7.QZ分解：一種矩陣分解方法，可以把矩陣的特征值提取出來。

8.QR分解：一種矩陣分解方法，將矩陣分解為正規正交矩陣和上三角矩陣。

文中各公式的參數含義是：

w^T代表轉置；

代表共軛；

w^*代表共軛轉置；

代表列向量；

代表行向量；