一种基于AP聚类算法的空间调制系统盲检测方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107017969A(43)申请公布日2017.08.04(21)申请号201710259754.2(22)申请日2017.04.19(71)申请人电子科技大学地址611731四川省成都市高新西区西源大道2006号(72)发明人游龙飞杨平肖悦(74)专利代理机构成都点睛专利代理事务所(普通合伙)51232代理人葛启函(51)Int.Cl.H04L1/00(2006.01)H04L1/06(2006.01)H04L25/03(2006.01)G06K9/62(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图2页(54)发明名称一种基于AP聚类算法的空间调制系统盲检测方法(57)摘要本发明属于通信抗干扰技术领域，具体的说是涉及一种基于AP聚类算法的空间调制系统检测方法。本发明主要为了获得更好的检测性能，具体方法如下：将L个时隙的接收信号视为L个观测值，首先初始化吸引度矩阵R和归属度矩阵A为零矩阵；然后输入相似度矩阵S，通过最大化最小欧式距离的思想设置合适的参考度；接着迭代计算吸引度矩阵R和归属度矩阵A，直至它们收敛；最后输出聚类结果并解映射为信息比特。本发明的有益效果为，和传统的K均值聚类检测算法相比，AP聚类检测算法能够获得更好的性能，且具有较低的算法复杂度。CN107017969ACN107017969A权利要求书1/2页1.一种基于AP聚类算法的空间调制系统盲检测方法，设定空间调制系统有Nt根发送天线，Nr根接收天线，调制阶数为M，X＝[x1,...,xL]是长度为L的发送信号序列，即取L个时隙的发送信号；XSM是发送信号集合，是接收符号序列；将L个时隙的接收信号当做L个观测值，即发送信号相同的时隙所接收到的信号可被分为一个类即其特征在于，包括以下步骤：a.初始化吸引度矩阵R和归属度矩阵A为零矩阵；b.根据公式1和公式2输入相似度矩阵S：其中z是i在集合l中的索引，p取矩阵S中除对角元外的所有元素的均值。相似度矩阵S的元素s(i,j)表示第i个观测值和第j个观测值间的相似度，其对角元素s(i,i)表示参考度，其值越大，则第i个观测值是聚类中心的概率越大；其中获得集合l的具体步骤如下：b1.假设l＝{iyi被选为聚类中心}是被选为聚类中心的观测值的索引的集合，令l＝φ,作为初始值，输入K值；b2.计算每个观察值之间的欧氏距离矩阵，以得到一个矩阵其元素为b3.令其中b4.将加入集合l中，并更新集合为其中b5.重复步骤b4直至集合l的基数为K；c.通过公式3至公式6迭代计算吸引度矩阵R和归属度矩阵A直至它们收敛：吸引度元素r(i,j)表示第j个观测值适合作为第i个观测值的聚类中心的程度；归属度元素a(i,j)表示第i个观测值选择第j个观测值作为它的聚类中心的程度；rt+1(i,j)＝(1-λ)rt+1(i,j)+λrt(i,j)(公式5)at+1(i,j)＝(1-λ)at+1(i,j)+λat(i,j)(公式6)其中，0<λ<1；2CN107017969A权利要求书2/2页d.输出其中是第i个观测值被分配到的类的聚类中心的索引；e.将聚类结果解映射为比特信息。3CN107017969A说明书1/4页一种基于AP聚类算法的空间调制系统盲检测方法技术领域[0001]本发明属于通信抗干扰技术领域，涉及空间调制(SpatialModulation,SM)技术，盲检测技术(BlindDetection)，多输入多输出(MultipleInputMultipleOutput,MIMO)技术，以及AP聚类(AffinityPropagation,AP)算法。背景技术[0002]空间调制技术作为一种新的MIMO技术近来受到广泛关注。在空间调制系统中，每个时隙仅激活一根发送天线传送数据，从而避免了信道间的干扰，对天线间的同步性要求也有所降低，并且在接收端，即使接收天线数小于发送天线数时也可以进行检测。[0003]对于空间调制系统的检测也是一个热门问题，在早期的工作中，有三种典型的空间调制检测算法：最大似然检测，匹配滤波检测和球形译码检测。而这些检测均假设已知完美信道状态信息，而完美信道状态信息在实际中是很难获取的。因此，近年来陆续有人提出了无需知道信道状态信息的盲检测算法，而大部分的盲检测算法均需要发送一些训练符号序列，从而导致资源的浪费。于是近来又有人提出了一种基于K均值聚类算法的盲检测算法，无需知道信道状态信息，也无需用到训练符号，但其仍需事先知道聚类的数目。发明内容[0004]本发明的目的，就是针对空间调制系统提出一种基于AP聚类算法的盲检测算法。[0005]本发明的技术方案如下：[0006]假设有Nt根发送天线，Nr根接收天线，调制阶数为M，X＝[x1,...,xL]