[發明專利]一種分子通信中基于擴散信道的MIMO接收判決方法

有效

• 申請號: 202011143170.7
• 申請日: 2020-10-23
• 公開（公告）號: CN112350966B
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 盧志強;劉強;楊鯤;毛玉明
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04L25/03
• 分類號: H04L25/03;H04L1/00;H04B7/0413;H03M13/39
• 代理公司: 成都虹盛匯泉專利代理有限公司 51268
• 代理人: 王偉

本發明公開一種分子通信中基于擴散信道的MIMO接收判決方法，應用于分子通信領域，針對現有技術中MIMO模型的誤碼率高的問題，本發明基于MEP判決準則的混合決策判決算法，通過模型中每個接收機的發射序列分布先驗概率、接收機的誤碼概率以及當前時序的接收判決值得到當前時序的綜合判決值，在一定規模的通信過程中，達到降低接收誤碼率的效果。

技術領域

本發明屬于分子通信領域，特別涉及一種基于多入多出(Multiple InputMultiple Output)模型的接收判決技術。

背景技術

在分子通信網絡中，基于擴散信道的單入單出(Single Input Single Output)模型過于簡單，可擴展性差，往往無法滿足該領域的科研需要。而MIMO模型是一種將傳統通信的MIMO技術結合分子通信特點的應用，對該領域提供了更廣闊的技術支持，相對于SISO模型，它可以通過各種方式實現更高的吞吐量，更復雜的網絡環境。但是，MIMO模型的構建同樣存在許多急需解決的問題，比如它相對于SISO模型來說增加了信道間干擾(Inter-LinkInterference)，研究如何降低MIMO模型的誤碼率將是該領域的一個重要課題。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提出一種MIMO分子通信網絡中的多接收機綜合判決算法，基于標準貝葉斯框架下的MAP(Maximum A Posteriori)準則，結合該模型中單個接收機的相關接收判決值、誤判概率，通過算法得出該網絡的綜合接收判決值，該算法基于單個接收機的先驗概率以及誤碼率對其接收判決值進行調整，得到新的判決值，使得判決誤碼率降低。

本發明的技術方案為：一種分子通信中基于擴散信道的MIMO接收判決方法，以2*2MIMO模型為例，包括以下步驟：

S1、初始化MIMO 2*2分子通信網絡，設定信道參數信息，信道內分子基于擴散運動；

S2、考慮多個發射機均同時發射同一二進制序列，序列中01分布概率已知，通常情況下為等概分布；

S3、根據信道信息以及采用的判決準則得到單個接收機的判決閾值以及對應的誤判概率，通常這里采用MAP準則；

S4、根據當前時序單一接收機接收到的分子數以及該接收機的判決閾值得到各個接收機的接收判決值；

S5、通過當前時序的各個接收機的接收值以及對應的誤判概率代入綜合判決算法，得到該時序分子通信網絡接收的判決值。

本發明的有益效果：多入多出(MIMO)分子通信網絡模型相對于SISO模型更符合實際情況，更具有研究潛力，但相對的，MIMO模型的構建同樣存在許多急需解決的問題，比如它相對于SISO模型來說增加了信道間干擾(ILI)，研究如何降低MIMO模型的誤碼率將是該領域的一個重要課題。針對誤碼率過大的問題，本發明提出一種基于多個接收機的判決值的綜合判決方案，在先驗概率(發射機發射序列中比特0與比特1出現的概率)已知的條件下，通過信道信息以及單個接收機的接收判決結果代入綜合判決算法得到綜合判決值，相對于單個接收機的判決結果，誤碼率明顯下降；并且單個接收機的判決準則可以根據具體的MIMO模型做出調整，以得到效果更好的單個判決閾值，從而加強綜合判決方法的有效性。

附圖說明

圖1為本發明提供的算法流程圖；

圖2為本發明實施例提供的2*2MIMO分子通信網絡模型圖。

具體實施方式

為便于本領域技術人員理解本發明的技術內容，下面結合附圖對本發明內容進一步闡釋。

本發明的一種MIMO分子通信網絡中的多接收機綜合判決算法，基于標準貝葉斯框架下的MEP準則，結合該模型中單個接收機的相關接收判決值、誤判概率，通過算法得出該網絡的綜合接收判決值。還包括：單個接收機的接收判決可以采用相同的或不同的判決準則，以針對不同的MIMO環境，達到更好的判決效果。