全反馈神经网络信号盲检测的增益因子调整方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102780542A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102780542A(43)申请公布日2012.11.14(21)申请号201210252110.8(22)申请日2012.07.19(71)申请人南京邮电大学地址210003江苏省南京市鼓楼区新模范马路66号(72)发明人张志涌张昀于舒娟江洁(74)专利代理机构南京经纬专利商标代理有限公司32200代理人叶连生(51)Int.Cl.H04L1/00(2006.01)H04L25/03(2006.01)权利要求书权利要求书2页2页说明书说明书66页页附图附图33页(54)发明名称全反馈神经网络信号盲检测的增益因子调整方法(57)摘要本发明公开了全反馈神经网络信号盲检测的增益因子调整方法，在全反馈神经网络中使用方法可有效加快算法的收敛速度，避开伪平衡点的吸引域，可一定程度提高算法检测性能。该方法通过接收信号矩阵的奇异值分解的值空间矩阵重构一个新矩阵，并计算该新矩阵的各列指标量最小的对应向量作为初始状态向量，并记录盲检测时的伪平衡点向量，进而从新矩阵中向量中寻找一组列向量，使得该基向量与伪平衡点间的欧氏距离大于伪平衡点吸引域半径，重新进入网络反馈过程。CN1027854ACN102780542A权利要求书1/2页1.一种全反馈神经网络信号盲检测的增益因子调整方法，其特征是：该方法根据网络的状态内积对增益因子进行分段调整，在网络运行的初始阶段以增益因子＞1.7进行放大，直到接近平衡点时再缩小增益因子=1，步骤如下：1）.接收数据矩阵构造接收端接收单个用户发送信号，经过过采样，获得离散时间信道的接收方程：，式中，是发送信号阵，为信道阶数，为均衡器阶数，为所需数据长度；；其中，表示复数标量，分别表示的实部、虚部，且都属于集合，，，，，和为正整数，表示发送信号所属星座的电平数；时刻为正整数，是由，构成的块Toeplitz矩阵，是信道冲激响应；是过采样因子；表示共轭转置；表示转置；是接收数据阵，其中；2）.将接收数据矩阵进行奇异值分解获得值空间和零空间向量，这里是奇异值分解中的酉基阵;是零矩阵，是酉基阵；是酉基阵；是奇异值阵；3）．构造性能函数与优化问题，，其中，表示信号的估计值，其每个元素都属于集合其所属字符集；；4）.权矩阵配置由于复数连续全反馈神经网络能量函数的平衡点就是优化问题对应的极值点，将检测信号的优化问题映射到能量函数，可设置权矩阵；其中是维的单位阵；5）.因子设置与网络运行利用离散全反馈神经网络动力学方程进行迭代，直到，其中为增益因子，为激活函数，且：2CN102780542A权利要求书2/2页，其中表示取整运算，为函数自变量；为模N运算；在网络运行的初始阶段以增益因子＞1.7进行放大，直到接近平衡点时再缩小增益因子=1，当状态向量内积满足时，置。3CN102780542A说明书1/6页全反馈神经网络信号盲检测的增益因子调整方法技术领域[0001]本发明涉及无线通信信号处理领域及神经网络领域，尤其是涉及无线通信网络的接收系统的信号盲检测领域。背景技术[0002]近年，无线通讯技术迅猛发展和多种通讯概念的提出，使得信号传输速率的极大提高及无线传输信道的时变特性增强，这必然对盲检测技术提出了更为严格的技术要求，如：信道的快速时变特性；调制方式的多样化和星座密集化；为减少能耗和系统开销，就要求算法的运算负担减轻的同时收敛速度需要加快等等[0003]为解决遗传、蚁群、免疫、微粒群等多种智能算法引起的容易陷入局部极小值且收敛速度慢的问题，许多文献开始使用全反馈神经网络对信号盲检测问题进行研究。2006年文献[31]对实数全反馈Hopfield神经网盲检测BPSK信号与QPSK信号进行试探性研究，获得成功。2008年文献[32-33]中运用复数全反馈Hopfield神经网成功地解决了QPSK星座信号的盲检测问题。从2010年起，文献[34-35]分别采用“多电平激励函数”和“多相位激励函数”的复数全反馈Hopfield神经网，用于盲检测64QAM之类的MQAM和8PSK之类的MPSK复杂星座信号。[0004]在以上的探索过程中，一方面观察到，复数全反馈Hopfield神经网具有盲检测复杂星座信号的良好潜力；另一方面也暴露出，全反馈Hopfield神经网比较容易陷入局部极小且有时收敛较慢的弱点。尽管文献[34-35]分别进行了多值或多相位激励函数下的稳定性分析，但都没有讨论“如何避免陷入非真解平衡点”和“加快搜索真解”的问题。在这些文献中，Hopfield神经网运行所需的初始向量随机产生，如搜索陷入局部极小平衡点，则更换随机初始向量再次进行搜索。如此重复，直到找到“真解平衡点”止。发明内容[0005]技术问题：本发明的目的是针对全反馈