用于空間調(diào)制信號(hào)的檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于空間調(diào)制信號(hào)的檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 空間調(diào)制是一種新型的多天線傳輸技術(shù)，有別于傳統(tǒng)的二維（實(shí)數(shù)域、虛數(shù)域）調(diào) 制技術(shù)，空間調(diào)制引入第三維：空間維度，即將發(fā)射天線的序號(hào)作為新的映射資源，通過(guò)建 立不同的輸入比特與天線序號(hào)的映射關(guān)系，達(dá)到空間調(diào)制的目的。傳統(tǒng)的多天線技術(shù)，無(wú)論 是復(fù)用還是分集，都將所有的符號(hào)信息通過(guò)全部的發(fā)射天線發(fā)送出去，而在空間調(diào)制中，有 一部分信息是隱含于天線的選擇中，并沒(méi)有實(shí)際傳輸，接收端通過(guò)一定的檢測(cè)算法還原出 發(fā)送信息的天線序號(hào)，即可恢復(fù)出這一部分的比特信息。
[0003] 在空間調(diào)制系統(tǒng)的發(fā)射端，所有的輸入比特被分為兩個(gè)部分，第一部分稱為空間 比特，用來(lái)選擇在每一時(shí)刻進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌l(fā)射天線序號(hào)；第二部分稱為調(diào)制比特，采用傳 統(tǒng)的調(diào)制方法將輸入比特映射為星座點(diǎn)符號(hào)。因此在每一時(shí)刻，只有被選出的那一根發(fā)射 天線才承載相應(yīng)的符號(hào)數(shù)據(jù)，進(jìn)行發(fā)送，其他天線在這一時(shí)刻暫時(shí)處于空閑狀態(tài)，不傳輸任 何數(shù)據(jù)，有效地避免了天線間的相互干擾，也降低了射頻模塊的數(shù)量。
[0004] 但傳統(tǒng)的粒子種群算法在空間調(diào)制信號(hào)檢測(cè)過(guò)程中隨著迭代次數(shù)增加，粒子種類 數(shù)迅速減少，粒子種群多樣性差；且隨著迭代次數(shù)增加收斂性能也降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是為了解決傳統(tǒng)的粒子種群算法在空間調(diào)制信號(hào)檢測(cè)過(guò)程中，存在 隨著迭代次數(shù)增加粒子種類數(shù)迅速減少、收斂性能降低的問(wèn)題，而提出一種用于空間調(diào)制 信號(hào)的檢測(cè)方法。
[0006] -種用于空間調(diào)制信號(hào)的檢測(cè)方法，所述檢測(cè)方法通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)：
[0007] 步驟一、在D維空間中，將待檢測(cè)發(fā)送信號(hào)的潛在解作為一個(gè)粒子，所有潛在解組 成一個(gè)粒子種群，根據(jù)收發(fā)天線數(shù)目和調(diào)制方式設(shè)置迭代次數(shù)Nd和粒子總數(shù)Np,對(duì)粒子的 當(dāng)前粒子速度U、當(dāng)前粒子位置Xi、學(xué)習(xí)因子一 C1和學(xué)習(xí)因子二c 2進(jìn)行初始化設(shè)置；
[0008] 步驟二、將每一個(gè)粒子的當(dāng)前粒子位置Xi根據(jù)空間調(diào)制的特點(diǎn)映射到空間中，通 過(guò)適應(yīng)度函數(shù)迭代公式：q = I Iy-WXi I 12進(jìn)行適應(yīng)度函數(shù)值q的第一次迭代計(jì)算，即將由 已知的信道信息H生成的接收符號(hào)與已知的接收符號(hào)y進(jìn)行比較，得到每一個(gè)粒子的粒子 位置的適應(yīng)度函數(shù)值q，將每一個(gè)粒子第一次得到的適應(yīng)度函數(shù)值q作為自身最優(yōu)適應(yīng)值； 并將整個(gè)粒子種群中所有粒子的自身最優(yōu)適應(yīng)值從小到大排列，將最小的自身最優(yōu)適應(yīng)值 作為全局最優(yōu)值；
[0009] 步驟三、向種群中所有比當(dāng)前粒子位置的適應(yīng)度函數(shù)值q小的所有粒子學(xué)習(xí)， 以更新各個(gè)粒子的當(dāng)前粒子速度C ;同時(shí)，將粒子位置Xi的各維坐標(biāo)由sigmoid函數(shù)：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于空間調(diào)制信號(hào)的檢測(cè)方法，其特征在于：所述檢測(cè)方法通過(guò)以下步驟實(shí) 現(xiàn)： 步驟一、在D維空間中，將待檢測(cè)發(fā)送信號(hào)的潛在解作為一個(gè)粒子，所有潛在解組成一 個(gè)粒子種群，根據(jù)收發(fā)天線數(shù)目和調(diào)制方式設(shè)置迭代次數(shù)Nd和粒子總數(shù)Np，對(duì)粒子的當(dāng)前 粒子速度U、當(dāng)前粒子位置\、學(xué)習(xí)因子一Cl和學(xué)習(xí)因子二c2進(jìn)行初始化設(shè)置； 步驟二、將每一個(gè)粒子的當(dāng)前粒子位置\根據(jù)空間調(diào)制的特點(diǎn)映射到空間中，通過(guò)適 應(yīng)度函數(shù)迭代公式：q=IIy_H*Xi| |2進(jìn)行適應(yīng)度函數(shù)值q的第一次迭代計(jì)算，即將由已知 的信道信息H生成的接收符號(hào)與已知的接收符號(hào)y進(jìn)行比較，得到每一個(gè)粒子的粒子位置 的適應(yīng)度函數(shù)值q，將每一個(gè)粒子第一次得到的適應(yīng)度函數(shù)值q作為自身最優(yōu)適應(yīng)值；并將 整個(gè)粒子種群中所有粒子的自身最優(yōu)適應(yīng)值從小到大排列，將最小的自身最優(yōu)適應(yīng)值作為 全局最優(yōu)值； 步驟三、向種群中所有比當(dāng)前粒子位置的適應(yīng)度函數(shù)值q小的所有粒子學(xué)習(xí)，以 更新各個(gè)粒子的當(dāng)前粒子速度同時(shí)，將粒子位置\的各維坐標(biāo)由sigmoid函數(shù)：
_設(shè)定為相應(yīng)的〇或1，以更新各個(gè)粒子的當(dāng)前粒子位置\，完成第一次迭代； 步驟四、利用步驟三得到的新的粒子位置\，通過(guò)適應(yīng)度函數(shù)迭代公式進(jìn)行第二次迭 代，得到每一個(gè)粒子的新的適應(yīng)度函數(shù)值q'，將整個(gè)粒子種群中所有粒子的新的適應(yīng)度函 數(shù)值q'從小到大排列，將最小的新的適應(yīng)度函數(shù)值與上一次迭代計(jì)算中得到的全局最優(yōu) 值比較，取二者中較小者作為新的全局最優(yōu)值，并將粒子種群中新的全局最優(yōu)值作為性能 好粒子，同時(shí)，保存這個(gè)新的全局最優(yōu)值的對(duì)應(yīng)位置，作為最優(yōu)位置； 步驟五、第二次向種群中所有比當(dāng)前粒子位置的適應(yīng)度函數(shù)值q小的所有粒子學(xué)習(xí)， 以更新各個(gè)粒子的當(dāng)前粒子速度以；同時(shí)，將粒子位置\的各維坐標(biāo)由sigmoid函數(shù)：
設(shè)定為相應(yīng)的〇或1，以更新各個(gè)粒子的當(dāng)前粒子位置\，完成第二次迭代； 步驟六、重復(fù)步驟四和步驟五的迭代計(jì)算，直到完成Nd次迭代計(jì)算，通過(guò)迭代計(jì)算得 到粒子的最新的最優(yōu)適應(yīng)值，再利用最新的最優(yōu)適應(yīng)值與上一次獲得的新的全局最優(yōu)值的 比較得到最新的全局最優(yōu)值，再將最小者作為最后的全局粒子最優(yōu)值，并輸出此時(shí)最后的 粒子最優(yōu)值對(duì)應(yīng)的全局最優(yōu)位置作為檢測(cè)符號(hào)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述用于空間調(diào)制信號(hào)的檢測(cè)方法，其特征在于：步驟三所述更新 各個(gè)粒子的當(dāng)前粒子速度U的過(guò)程，通過(guò)公式：
向種群中所有比當(dāng)前粒子位置的適應(yīng)度 函數(shù)值q小的所有粒子學(xué)習(xí)，以得到更新后的速度t1;式中， ?^丨表示當(dāng)前粒子速度，
表示全局最優(yōu)位置與當(dāng)前位置的差距，Cl為隨機(jī)生成的0到4之間的數(shù)， 通常取值為2 ;
表示根據(jù)權(quán)重不同向種群中所有比當(dāng)前粒子位置的適應(yīng)度函數(shù)值q 小的所有粒子學(xué)習(xí)，c2為隨機(jī)生成的0到4之間的數(shù)，通常取值為2,m表示當(dāng)前粒子的排 列序號(hào)； C為k時(shí)刻更新后第i個(gè)粒子第d比特位的速度；i= 1，2, 3, . . .，N，N表示粒子的 總數(shù)， ?為[〇，1]區(qū)間均勻分布的隨機(jī)數(shù)， U:為k時(shí)刻第i個(gè)粒子第d比特位的速度； 表示權(quán)重函數(shù)，且
，qnd表示序號(hào)為n的粒子的適應(yīng)度函數(shù)值，n表示 與粒子的m值相應(yīng)的所要進(jìn)行更新的粒子序號(hào)， 圮為k時(shí)刻全局最優(yōu)粒子的第d比特位的全局最優(yōu)值，取值為0或者1， 巧為k時(shí)刻第i個(gè)粒子第d比特位的個(gè)體最優(yōu)值，取值為0或者1， 私為k時(shí)刻要更新的第i個(gè)粒子第d比特位的位置坐標(biāo)，取值為0或者1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述用于空間調(diào)制信號(hào)的檢測(cè)方法，其特征在于：所述將當(dāng)前 粒子速度K向種群中所有比當(dāng)前粒子位置的適應(yīng)度函數(shù)值q小的所有粒子學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)程 度由權(quán)重函數(shù)《nj決定。
【專利摘要】用于空間調(diào)制信號(hào)的檢測(cè)方法，屬于天線傳輸領(lǐng)域。傳統(tǒng)的粒子種群算法在空間調(diào)制信號(hào)檢測(cè)過(guò)程中，存在隨著迭代次數(shù)增加粒子種類數(shù)迅速減少、收斂性能降低的問(wèn)題。一種于空間調(diào)制信號(hào)的檢測(cè)方法，每次迭代中對(duì)每一個(gè)粒子的位置根據(jù)空間調(diào)制的特點(diǎn)映射到空間中去，計(jì)算能夠反應(yīng)粒子性能的好壞的適應(yīng)度函數(shù)值。再比較當(dāng)前粒子的適應(yīng)度函數(shù)值與粒子的歷史粒子自身最優(yōu)適應(yīng)值比較，將最小的作為最新的全局最優(yōu)值。通過(guò)向粒子種群最優(yōu)粒子學(xué)習(xí)和向粒子種群中所有性能比它好的粒子學(xué)習(xí)的方式，更新粒子的位置與速度。當(dāng)?shù)?jì)算達(dá)到最大次數(shù)后，輸出最后的全局最優(yōu)值對(duì)應(yīng)的全局最優(yōu)位置作為檢測(cè)符號(hào)，即與接收符號(hào)對(duì)應(yīng)的接收符號(hào)。
【IPC分類】H04L1-06
【公開(kāi)號(hào)】CN104579588
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510060867
【發(fā)明人】管春萌, 劉寧慶, 張文彬, 韓雪, 劉通
【申請(qǐng)人】哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2015年2月5日