基于独立分量分析的正交空时分组编码盲检测方案
基于独立分量分析的盲信号分离的研究及应用
Ifma 法 用 信息 最 大 化 原理 进行 盲信 号 分离 , no x算 导 出最大输 出熵 。 信息 论 中 。 在 随机 变量 熵就是 给定 观 察变 量 的信 息 度 , 具 有概 率密 度 为 py的随 机 变 量 对 ( )
yt Wxt (= ( ) 1
量. 即:
可 如 随 梯 ( ) 的情 况下 . 使用 任何 经 典 的优化 算法 , ( 机 ) 度 2
31Ifma . no x算 法
其 中式 yf 【 (,(, Y(丁为 源 信 号 的 估 计 矢 算 法 和牛 顿方 法 等 (=y tY t…, tr ) ):) m)
21 0 0年第 1 2期
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建 电
脑
9
基 于 独 立分 量 分 析 的 盲信 号 分 离 的研 究及 应 用
杨 晓梅
(新 疆财 经 大学 计算机 科 学 与工程 学 院 新 疆 乌鲁 木 齐 8 0 1 3 0 2)
【 摘 要 】 本 文介 绍 了独 立分 量 分析 的基 本理 论 , : 分析 了常见 的 I A 算 法 , 绍 了独 立分 量分 析 的主 C 介
要 应 用领 域 . 对 未 来 发 展 趋 势 和 研 究 方 向 进 行 了展 望 。 并
【 关键词 】 独 立分量 分 析 ; : 盲信 号 分 离;C 算法 IA
1 引 言 、
何 先 验知识 .要想 仅从 观 测信 号通过 I A恢 复出源信 C
盲信 号 分离 是 指在 源 信 号 和传 输 通 道参 数 未 知 的 号 是 极 为 困 难 的 . 此 为 了 能 使 I A 问 题 有 确 定 的 解 . 因 C C 情况 下 。 据输入 源 信号 的统 计 特 征 , 由观 测信 号恢 必 须对 I A 问题 做基 本假 设 和约束 条件 : 根 仅 ( ) 个 源 信 号 s 是 零 均 值 的实 随机 信 号 . 在 1各 都 且 复 出源 信号 的过 程 . 称 为肓 信号 分离 ( S ) 当源信 也 B S。 任 意 时 刻 均 相 互 统 计 独 立 号各个成 分具 有 独立性 时 .此 过程 又称 为 独立 分 量分 () 2 源信 号 数 目 I与观 测信 号 数 目 1 相 等 (11 。 I 1 1 1 " 1 1 -) 析 ( A) I 。 C 独立 分量 分 析 是 2 0世 纪 9 0年 代 发展 起 来 的一 项 A满秩 且逆 矩 A 1 一 阵存 在 。
正交空时分组码系统的一种新的盲信道估计算法
( o eeo hs s n no ai c ne ua om l n e i , h n saH n n4 0 8 , hn ) C lg P yi dI r t nS i c,H n nN r a U ir t C a gh u a 10 1C ia l f ca fm o e v sy
空时编码是一种 用于多发射天线系统 的编码技术 。该方 法将编码 、 调制 、 发送 和接 收分集 有机地 结合 在一起 , 效地 有
矩阵。因此跟经典 的盲 信道 估计 方法 相 比 , 文提 出的方 法 本 复杂度大为降低 。通过 M n —ao 真 给 出 了本 文 盲信 道 otCr 仿 e l 估计算法 的性能 , 与使 用训 练序列 估计 信 道算法 和经典 盲 并
D c 06 e .2 0
正 交 空 时分 组 码 系统 的一 种 新 的盲 信 道 估 计 算 法
刘 义 , 王 玲, 刘 辉
( 湖南师范大学 物理与信息科学学院, 长沙 4 0 8 ) 湖 10 1
(ii 15 a o .o c1 1 i 1 @yh o cm.n u5
摘
要: 基于 Q R分解的信道盲估计方法是一种性能优 良的新算法。将该 算法推广 到正交空时
分组码系统 的盲信道估计 问题备受关注 。现有 的针对 空时分
A src:A Q c r a o ae l det a o l rh a odpr r n e ycm iig h c r a o b tat Rf t i t nb sdbi s m t na oi m hsgo ef mac.B o bnn eQRf t l tn a o zi n i i g t o t a oz i
空时分组码通信中的一类ICA盲检测方案
Abta t S ae meb c dn S B )c e s r aal fmpo i yt pr r n yui rnm t i rt src: pc- l kc ig(T C shme ecpbe i r n ss m e omac b s gt s id esy i t o o a o vg e f e n a v i sa g d pc c oig ce sN vr e s, e ne pei anltei omao ( s) t eee eedi o et t t ya ei dn hme. eehl st y ed r s c ne st n r t n c Iat ci r n n r ro re n s f c i s t e h ce h a f i h r v d
h T t e S BC c m o u ia o y tms n d t e r e e c e t n mie s n l l dy ic e d n tte c a n l nc t n s e ,a y wee u d t d t tt a s t d i as bi l,wh h n e o h n e i s h s o e h r t g n h
a he e g o ee t n p ro ma c 。wh c s d f c l t e g a a te o p cf c n r s b c u f c mp iae c iv o d d tc o ef r n i e i h i i ut o b u r n e d i s me s e i c s e ai e a s o o l td f i n i o e c
( . c o l fn oma o c n e n n ie r g S ad n nv r t。 ia 5 1 0 C ia 1 S h o fr f nS i c dE gn ei , h n o gU ies y J n 2 0 0 , hn oI i e a n i n 2 Sae yL b o bl C m nc t n , o te s U iesy Na j g 10 6 C ia . t a . f t Ke Mo i o mu ia o sS uh at nv r t, ni 0 9 , hn ) e i i n2
分组空时块编码结构及其信号检测算法概要
分组空时块编码结构及其信号检测算法摘要:本文提出一种可用于宽带数字移动通信系统的多输入多输出(MIMO)无线传输系统架构——分组的空时块编码(G-STBC)MIMO结构,即发送天线被分成若干组,组内的多根天线进行STBC编码,而各组发送的数据流相互独立。
针对这一系统架构,提出了基于迫零检测的最优排序串行干扰消除(OZF SIC)接收信号检测算法的实现方案。
计算机仿真结果表明,这种空时编码MIMO结构在等数据率的情况下能获得比相应的V-BLAST系统更优的性能。
G-STBC-MIMO结构可以使发送天线多于接收天线,因此,对于无线通信系统下行链路以及大数据量广播业务系统(如数字高清晰度电视地面传输系统)都较V-BLAST更具有优势。
关键词:分组空时块编码; 多输入多输出;串行干扰抵消; 迫零检测;算法A Group-Wise Space-time Block Coded MIMO Wireless Transmission System and itsSignal Detection AlgorithmZHOU Jie, GUAN Yun-feng, XU You-yun, LUO Han-wen, GE Jian-hua (Department of Electronic Engineering, Shanghai Jiao Tong University,Shanghai 200030, China)Abstract:This paper presents an efficient multiple-input-multiple-output (MIMO) wireless transmission system architecture, named "Group-wise Space-time Block Coded (G-STBC)" MIMO system, which may be suitable for broadband mobile communications. In such systems, transmit antennas are partitioned into several groups and each group transmits independent data stream which is individually STBC encoded. As its receiving signal detecting solution,an Optimal Zero Forcing Successive Interference Cancellation (OZF SIC) scheme is proposed. Simulation results show that this space-time architecture as well as its detection method outperforms corresponding V-BLAST greatly with the same transmission rate. G-STBC makes it possible that transmit antennas are more than that of receiver, which is a great advantage over V-BLAST especially in downlink wireless systems and some broadcasting systems like ADTB-T (Advanced Digital Television Broadcasting-Terrestrial).Keywords:G-STBC; MIMO;Successive Interference Cancellation(SIC); ZF-Detection; Algorithm一、引言在丰富散射环境下,多输入多输出(MIMO)技术能在不增加额外带宽和发射功率的情况下,成倍地提高通信系统的容量和频谱利用率,有效提高数据通信速率,成为无线通信领域研究的热点。
基于空时分组码的盲检测方法研究的开题报告
基于空时分组码的盲检测方法研究的开题报告一、研究背景及意义随着信息技术的发展,人们对信息传输的速度、质量和安全性要求越来越高。
为了解决此问题,近年来广泛研究了一种新型的码型——空时分组码(STBC)。
STBC是一种能够在多个天线之间进行编码和解码的技术,能够有效地提高无线信道的数据传输速度和可靠性。
但是,在STBC编码中,由于其冗余性和复杂性,其盲检测成为了一项非常困难的问题,防止协议的误判也是一个挑战。
因此,本文的研究意义在于实现对STBC编码的盲检测,从而能够更有效地保障无线通讯的安全性和可靠性。
二、研究内容(一)STBC编码的基本原理本研究将从理论上对STBC的编码原理进行介绍,包括STBC的设计思想、构造方法、突发干扰的抵抗能力等。
(二)STBC的检测方法研究本研究将对已有的STBC检测方法进行分析和总结,分析其优缺点。
针对现有问题,研究基于盲检测的方法。
提出新的STBC检测算法,利用高斯混合模型和贝叶斯网络算法,能够有效地降低盲检测的错误率,提高检测的准确性。
(三)算法性能评估本研究将通过模拟实验验证提出的算法的效果并进行性能评估,与现有算法进行对比,验证新算法的可行性和有效性。
三、预期成果完成本次研究后,预期取得以下成果:(一)深刻理解STBC的编码原理和检测方法。
(二)提出基于盲检测的STBC检测算法,能够有效地降低盲检测的错误率,提高检测的准确性。
(三)通过模拟实验验证提出的算法的效果并进行性能评估,与现有算法进行对比,验证新算法的可行性和有效性。
四、研究方法本研究将主要采用理论分析和模拟实验相结合的方法,具体研究流程如下:(一)对STBC的编码原理进行理论分析。
(二)对现有的STBC检测方法进行分析和总结。
(三)提出基于盲检测的STBC检测算法并进行算法改进。
(四)通过模拟实验验证提出的算法的效果并进行性能评估。
五、研究计划本研究的时间安排如下:(一)第1-2周:调研和阅读相关文献,制定详细研究计划。
基于分布式空时编码的盲检测战术协同通信网络
关键 词 : 协 同通 信 网络 ;分布 式 空 时编 码 ; 独 立成 分分 析 ;最 大似 然检 测 中图分 类号 : T P 3 9 3 文献 标识 码 :A 文 章编 号 : 1 6 7 4 — 9 0 9 X( 2 0 1 3 ) 0 1 — 0 0 2 1 — 0 4
Ta c t i c a l Co o p e r a t i v e Co m m un i c a t i o n Ne t wo r k wi t h Bl i nd De t e c t i o n
Ba s e d o n Di s t r i bu t e d S pa c e - Ti me Co d i n g
F a n Xi a n x u e Ga o C h e n g z h i J i n Xi n g h u a
( Th e 2 8 t h Re s e a r c h I n s t i t u t e o f Ch i n a El e c t r o n i c s Te c h n o l o g y Gr o u p Co r p o r a t i o n,Na n j i n g 2 1 0 0 0 7 ,Ch i n a ) Abs t r a c t :Co op e r a t i ve c o mm u ni c a t i on ne t wor k c a n i mp r ov e t he s y s t e m c a p a bi l i t y a n d t he r e l i a bi l i —
分析 ( I C A) 可 以在 系统 信道参 数 未知 , 且 不添加 导 频 的情 况下 , 实现 未知数 据 的盲 分 离。考 虑 到战
几种准正交空时分组码的编码方案分析
自从 Almo t空 时编码 方案 [ 提 出后 , 交 空 a ui 1 正 时 分 组 码 ( to o n lS ae Ti lc o e Orh g r a p c me B o k C d , OS C 得 到 了广 泛 的关 注 Dn 。正 交 空 时分 组 码 TB ) -]
出 了一 定 的计 算 机 模 拟 结果 以说 明理 论 分 析 的 有 效 性 。
关键词 : 准正交空时码 ; 分集增益 ; 大似 然解码复 杂度 ; 最 星座 图旋转
中图 分 类 号 : TN9 12 1. 3 文献标识码 : A 文章 编 号 :0 7 3 6 (0 2O — 0 5— 8 1 0 — 2 4 2 1 ) 1 0 0 0
21 0 2年 1月 第 1.- 期 7 第1  ̄ -
西 安 邮 电 学 院 学 报 J RNALOFXIAN VE ST O O T D E E OMMUNI AT ONS OU ’ UNI R I Y F P S SAN T L C C I
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Ke wo d : u s— rh g n ls a et ec dn y r s q a i t o o a p c -i o ig,dv riy g i o m ie st an,t em a i m i ei o d d c d n h xmu l l o e o ig k h c mp e iy o selto o a in o lxt ,c n tl in r tto a
基于独立分量分析的多天线空时盲接收方案
Ab ta t Anid p n e t o o e t n ls I A tc nq e sc n iee ee potdt ewi ls on — sr c : e e d n mp n n a i C ) e h iu o s rd t b x li t r e s imu n c a y s( wa d o e oh e c
s t s e e a pe i c m od l ort CA ysem ,s v r ls c f i e sf he I wer sa ls ed e e t b ih .The r usn s a ans ha ne si ai n ro sa d e ob t es g i tc n le tm to e r r n h t
第 3 卷第 l 2期 21 0 0年 1 2月
通
信
学
报
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J u a n Co o m l mm u i ai n o nc t s o
基 于 独 立 分 量 分 析 的 多 天 线 空 时 盲 接 收 方 案
许 宏 吉 1, ,刘 琚 一 ,, 24 3 , ,徐 q_ 3 杨 华 中 。 f i _ ,庄 丈 君
(.山东大 学 信 息科 学 与工程 学 院 , 山东 济 南 20 0 :2 1 5 10 .东南 大 学 移动 通 信 国家重 点 实验 室 ,江 苏 南京 20 9 106 3 清 华大 学 电子 工程 系 ,北 京 10 8 ;4 . 00 4 .浪潮 集 团有 限公 司 , 山东 济 南 20 0 ) 5 10
XU Ho gj ’ L U 2X h —h n Y NG az o g , HUA n - ' I J 1 U S uz e g , A i , u, Hu —h n Z NG njn We - 4 u
快速定点独立分量分析在盲源分离中的应用
+--W$K0 =W$k +△W$
-
-
,
W$ -
-
k+1
=
-
.
W$k0 W$k0
为了控制迭代不至于在最优点附近振荡,
( 9) 必须选择非常小的 α,
但这会减慢收敛速度。为此, 文献[5] 提出了改进算法
+--W$k0 =E{X&·(W$k·X&)3 }- 3W$k
-
-
,
W$ -
-
k+1
=
-
.
W$k0 W$k0
(t)可以观察或测量到。ICA 的目的就是要从观测矢量中恢复出源信号
"W$
矢 量 , 即 要 找 到 一 个 分 离 矩 阵 W,使 X(t)通 过 W 时 的 输 出 Y(t)为 源 信
其中, α是一个小常数, 用于控制迭代过程的步幅。为此, 将( 6) 式
号的估计, 即
两 边 取 优 化 变 量W$ 的 导 数 得 到
● 【参 考 文 献 】
[ 1] Hyvarinen,A.《独立成分分析》[ M] .周宗潭等.北京:电子工业出版社.2007.6. [ 2] 张贤达, 保铮.盲信号分离[ J] .电子学报.2001.29(12): 1766- 1771. [ 3] 杨 竹 青 , 李 勇 , 胡 德 文.独 立 成 分 分 析 方 法 综 述 [ J] .自 动 化 学 报 , 2002, 28(5): 762- 772. [ 4] Independent Component Analysis Applied to Feature Extraction from Colour and Stereo Images Network: Computation in Neural Systems 111: 191 - 210, Aug. 2000 [ 5] Hyvarinen A,Cja E. independent component analysis: algorithms and applications[ J] .Neural Networks,2000,13( 4- 5) : 411- 430. [ 6] Hyvarinen A. Fast and robust fixed- point algorithm for independent component analysis[J]. IEEE Trans. On Neural Networks,1999,10( 3) : 626- 634.
一种基于独立分量分析的OFDM-IDMA检测方法
一种基于独立分量分析的OFDM-IDMA检测方法冯肖扬;徐鑫【摘要】提出了一种基于独立分量分析(ICA)的OFDM-IDMA检测新方法.独立分量分析是信号盲源分离领域中的新技术,它可以在系统用户特征序列未知的情况下,成功地提取出有用信号,节省了系统的资源.经过进一步优化,ICA可适用于OFDM-IDMA系统中,成功地实现对系统用户信号的检测.最后通过计算机仿真结果验证了该算法的有效性,且检测性能优于过去的方法;采用ICA算法检测器的OFDM-IDMA系统,还可减小通信传输时的误码率.【期刊名称】《通信技术》【年(卷),期】2015(048)004【总页数】5页(P392-396)【关键词】独立分量分析;交织多址;OFDM-IDMA系统;检测器【作者】冯肖扬;徐鑫【作者单位】中国电子科技集团第三十研究所,四川成都610041;中国电子科技集团第三十研究所,四川成都610041【正文语种】中文【中图分类】TN918.91交织多址(IDMA, Interleave-division Multiple Access)是在传统的码分多址方式(CDMA)基础上提出来的新技术,不采取正交扩频码方式以区分用户,而是针对不同用户分配不同的交织器[1]。
IDMA除了具有系统容量大、抗衰落能力强、可减少对扩频序列的依赖从而降低系统复杂度等优点,还比CDMA频谱效率更高。
IDMA与OFDM两者结合的OFDM-IDMA系统不仅能利用IDMA技术抑制多址干扰(MAI),而且能利用OFDM技术减轻符号间干扰(ISI),因此成为了未来移动通信系统的主要技术方案之一。
另一方面,独立分量分析(ICA,Independent component analysis)方法已经在信号处理领域中得到了众多关注。
它作为盲源分离算法(BSS)中的一种新思路,可以在源信号和信道状态等先验信息未知的情况下,估计出信号的各个分量,通常它是对观测到的源信号的线性混叠信号实现分离。
一种基于高阶累积量的正交空时分组码盲识别方法
一种基于高阶累积量的正交空时分组码盲识别方法闫文君;张立民;凌青;孔东明【摘要】针对全盲条件下正交空时分组码(OSTBC)的正交性识别问题,提出一种基于高阶累积量的OSTBC识别方法。
通过对接收信号白化,在不需要信道估计的情况下,消除信道对识别结果的干扰,既减少了算法复杂度,又提高了低信噪比条件下 OSTBC 的识别概率;考虑实际系统中噪声对识别结果的影响,利用高阶累积量(阶数大于2)的去噪声特性,消除噪声对于 STBC 正交特性识别的影响;分析了两种四阶累积量的 OSTBC 识别特性,选取了适用于OSTBC 识别的四阶累积量作为特征参数。
仿真结果表明,所提出方法对于 OSTBC 识别问题区分性能较好。
%A simple method,based on higher-order cumulants,is proposed for the recognition of Orthogonal Space-time Block Code (STBC).Considering the impact of channel,we propose a method of signals whitening without estimating the channel state information.This method eliminates the channel interference for the recognition.It not only reduces the complexity of the algorithm,but also improves recognition probability ratio of Orthogonal STBC in low SNR.We use high-er-order cumulants (of order greater than 2)to eliminate the impact of noise.We analyze the two fourth-order cumulants, and select the more suitable fourth-order cumulants as Characteristic parameters for the recognition.Simulation results show that the proposed method for blind recognition of Orthogonal STBC has good performance.【期刊名称】《电子学报》【年(卷),期】2016(044)005【总页数】7页(P1258-1264)【关键词】空时分组码;高阶累积量;信号识别【作者】闫文君;张立民;凌青;孔东明【作者单位】海军航空工程学院电子信息工程系,山东烟台 264001;海军航空工程学院融合所,山东烟台 264001;海军航空工程学院电子信息工程系,山东烟台264001;海军装备部,山西太原 030027【正文语种】中文【中图分类】TN911.7MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)系统是下一代无线通信系统中的关键技术.其中,空时分组码(STBC)的盲识别问题受到越来越多的关注.从1998年Alamouti提出空时编码以来[1],对正交空时分组码(OSTBC)[2]和准正交空时分组码(QOSTBC)[3]的问题研究较为广泛.较早的OSTBC识别和估计问题都需要知道信道信息,在全盲条件下对OSTBC问题的研究,主要有子空间算法[4,5]和二阶统计模型算法[6].2008年以来,Young和Mohamed Mare等采用高阶循环累积模型识别Alamouti码[7,8];Vincent Choqueuse等人相继基于二阶统计量,利用空时分组码的冗余性和相关性进行OSTBC识别[9~11],取得了不错的进展.上述算法均是在假定空时分组码模型为OSTBC的前提下进行的,而空时分组码的正交性的识别作为一个重要问题,还极少有人研究.在STBC识别问题上,国内外对于高阶累积量算法[12,13]和STBC正交性的识别问题[14,15]的研究较少,文献[12]基于四阶累积量对STBC进行识别的算法考虑的是没有信道的理想模型;文献[13]的算法考虑了信道对于STBC识别的影响,在识别过程中,采用MMSE准则的基于导频的信道估计方法预先估计出信道矩阵,再基于四阶累积量进行STBC识别.文献[14]和[15]是仅有的两篇研究空时分组码正交特性识别的文章,文献[14]采用FastICA的方法估计信道信息,研究了实STBC的正交性识别方法,没有考虑复信号的情况;文献[15]的识别算法考虑了信道对于识别问题的影响,采用恒模算法进行信道估计,进而进行STBC正交性的识别.但在低信噪比条件下,信道估计[13~15]产生的误差对于STBC正交性识别结果影响较大.在全盲条件下对复正交空时分组码进行识别,必须考虑信道和噪声对估计结果的影响.本文利用高阶累积量的去噪特性消除噪声,并提出一种接收信号处理方法,在不估计信道情况下对STBC进行正交特性识别.本文中,[]T表示转置,[]H表示共轭转置,[]*表示共轭.对于采样信号组数为l,维数为n的复随机向量Xn,其零时延二阶矩可定义为以下两种形式[16]:相应的四阶累积量可表示为[17]:对于连续的随机变量x,其第一特征函数(矩函数)为φ(w),第二特征函数(累积量函数)为ψ(w),其k阶矩可表示为[18]:由公式(7)~(10)可得,零均值高斯随机变量的其k阶矩可表示为:综上所述,零均值的高斯信号的高阶累积量(阶数大于2)等于零,而偶次阶的高阶矩不为零.因此高阶累积量比高阶矩更适合用作随机信号的高阶统计分析工具,信号的高阶统计分析和处理本质上就是非高斯信号的分析和处理[19].在进行正交空时码的盲识别时,采用四阶累积量作为统计分析工具,高斯白噪声的四阶累积量近似为零,通过观测接受信号的四阶累积量基本可以忽略噪声对于观测值的影响.考虑具有nt个发射天线的空时分组码,待发射符号个数为n,S=[s1,s2…sn]T为发射信号,si为其中第i个符号,各符号独立分布,发射一组空时分组码所需时间间隔为L,空时分组编码矩阵维数为nt×L.取长度为2n的序列=[Re(ST),Im(ST)]T将S的实部和虚部同时表示在一个列向量中,那么发射端的nt×L维矩阵可以表示为[10]:本文假定传输信号为经过正交相移键控(QPSK)的独立同分布信号,则传输信号s的实部和虚部满足E[s2].假定接收端具有nr个接收天线,nr×nt维矩阵H为准静态平坦衰落信道,且nr>nt,即信道矩阵为列满秩矩阵,噪声为加性噪声且与发射信号相互独立,则第k个时刻接收到的nr×L维STBC矩阵Yk可表示为[10]:假定nr×nr维矩阵R为无噪声接收信号HC(S)的协方差矩阵,即,则:接收信号的白化处理,本质上是将普通信道矩阵H,转换为满秩酉矩阵WH.由于采用了高阶累积量对接收信号进行处理,可以忽略噪声对于高阶累积量的影响;又由于C(S)矩阵为正交阵,其高阶累积量为对角阵;因此,将信道矩阵转换为满秩酉矩阵后,接收信号的四阶累积量也会呈现对角特性,这个特性将在章节4.1进行推导.对无噪声接收信号的变换形式WHC(S)计算各阶累积量.第k个时刻接收到的nt×1维无噪声信号为:由文献,所以:AjSi为一个常数,设为α,则公式(22)可表示为:本文采用c42作为特征参数,而不采用最常见的四阶累计量c40作为特征参数,是由于在信道未知的情况下,接收信号的四阶累计量c40没有规律.对于无噪声接收信号四阶累积量c40x,根据公式(5),c40x与m20x和m40x两个参数相关.对于OSTBC,由公式(20),m20x(0);对于m40x此公式的结果是不可预料的,即c40的结果不能预料,因此不能采用c40作为特征参数.为验证c42作为特征参数的合理性,在5.3节中将举例进行说明该特征值的选取优势.本文提出的基于高阶累积量的STBC正交性识别算法在不同信噪比条件下经历以下步骤:(1)采样,初始化数据;(2)计算R矩阵;(3)计算特征值分解公式:R=UΛUH;(4)根据式(16),求取白化参数WH;(5)根据式(17),求取白化后接收信号k;(6)求取接收信号k的四阶累积量c42,若c42为对角线元素相同的对角阵,则判定为正交空时分组码,否则为非正交空时分组码;(7)重复步骤1~步骤6进行蒙特卡洛仿真,计算识别概率.本算法的算法复杂度主要包括:计算R矩阵并对其进行奇异值分解的计算复杂度是),预白化计算复杂度是),求接收信号k的四阶累积量c42的计算复杂度是),判定四阶累积量c42是否为对角阵的算法复杂度是O(1).为验证算法,取5种类型STBC,其中三种OSTBC分别代表了不同发射天线数和不同码长的空时分组码:(1)发射信号为Alamouti STBC[1],发射天线数nt=2,码矩阵长度L=2;(2)发射信号为Ganesan OSTBC[9],发射天线数nt=3,码矩阵长度L=4,其码矩阵形式为:(3)发射信号为Tarokh OSTBC[9],发射天线数nt=3,码矩阵长度L=8,其码矩阵形式为:发射信号为NOSTBC1,发射天线数nt=2,码矩阵长度L=2,其码矩阵形式为:发射信号为NOSTBC2,发射天线数为nt=4,码矩阵长度为L=4,其码矩阵形式为: 接收信号的四阶累积量c42的理论值为对角线元素相同的对角阵,该矩阵应该满足三个条件[20]:(1)对角线元素相同;(2)对角线元素不为0;(3)不在对角线上元素都是0.但由于信道信息和噪声干扰,c42的仿真结果并非严格的对角线元素相同的对角阵.为满足算法需求,特规定:规则1:主对角元素与非主对角元素能量之比较大.满足下列关系[15]:规则2:主对角元素方差较小,满足vdiag<0.005,主对角线元素的方差表征主对角元素间的差异,方差越小,差异越小,此规则限定了主对角元素值差别不大,近似认为满足此条件的矩阵主对角元素相同,对应条件1.规则3:令四阶累积量矩阵c42的主对角元素为零,表示为42,Οc42为与42维数相同的全零矩阵.取42和Οc42的距离42-Οc42|表示非主对角元素大小,Dist越小,表示非主对角元素值越接近于零,对应条件3,取Dist<0.01.(1)特征参数选取为分析c40和c42作为特征参数的性能,在信噪比为0dB和5dB下,对5.1节中三种OSTBC取任意一次采样的c40和c42.接收天线数为6,传输信号进行QPSK调制.仿真结果如下:对Alamouti STBC,0dB下:5dB下:对Ganesan OSTBC,0dB下:5dB下:对Tarokh OSTBC,0dB下:5dB下;可以看出三种不同STBC的c42具有明显的对角特性,c40则不具有对角特性,因此选用c42作为特征参数.(2)不同STBC的识别概率分别对五种STBC的传输信号进行QPSK调制,在信噪比-15dB~10dB下进行1000次蒙特卡洛仿真,分别计算不同信噪比下不同空时分组码的识别概率,其中信道为准静态信道,接收天线数目均为6,接收到采样信号组数均为1024组,仿真结果如图1所示.三种OSTBC在信噪比为-5dB时,四阶累积量对角率开始趋近于1,当信噪比大于-3dB时,三种OSTBC的对角率恒定为1;两种NOSTBC的c42x基本全部为非对角矩阵.说明本文提出的基于高阶累积量的OSTBC识别方法区分性好、稳定性高.(3)不同采样信号数识别效果分析采样信号数分别取512、1024、2048和4096,使用QPSK调制,在信噪比为-15dB~0dB下对Alamouti STBC进行1000次蒙特卡洛仿真,接收天线均为6,仿真结果如图2.随着天线采样信号数增大,低信噪比条件下的Alamouti STBC识别率提高,说明采样信号数对于OSTBC识别率有着较大影响,采样信号越多越有利于识别.(4)不同接收天线数目效果分析接收天线数目分别取2、3、4、5、6,使用QPSK调制,在信噪比为-15dB~0dB下对Alamouti STBC进行1000次蒙特卡洛仿真,采用信号组数为1024,仿真结果如图3.随着接收天线数目增多,Alamouti STBC的正交识别概率增大.其原因在于接收天线数目的增多本质上是采样信号呈倍数增加,从而使得噪声对接收信号四阶累积量的影响变小.(5)不同调制方式识别效果分析分别使用BPSK、QPSK和8PSK进行调制,在信噪比为-15dB~0dB下对Alamouti STBC进行1000次蒙特卡洛仿真,采用信号组数为1024,接收天线数目为6,仿真结果如图4.可以看出本方法对不同的调制方式传输信号的识别差异不大.(6)与其他识别算法性能比较为了说明本文提出方法的区分性能,对赵算法[9]和Choqueuse算法[14]进行仿真和比较.使用QPSK调制,在信噪比为-10dB~10dB的情况下对Alamouti STBC进行1000次蒙特卡洛仿真,采样信号组数为1024,接收天线数均为4,仿真结果如图5.本文所提出的算法在OSTBC识别概率上优势突出,赵算法在2dB附近识别概率接近1,Choqueuse算法在4dB附近识别概率接近1.Choqueuse的算法主要适用于不同STBC的识别,并非直接用于识别STBC的正交性,因此其正交识别性能较弱;赵算法进行了信道估计,在低信噪比条件下,其估计的结果产生的误差不免影响到OSTBC的识别,因此其区分性相对较弱.针对OSTBC识别中存在的问题,提出一种基于高阶累积量的识别算法.证明了经白化处理的接收信号的四阶累积量矩阵为对角元素相同的对角阵.在不需要信道估计的情况下,可采用四阶累积量直接对STBC的进行正交性识别.识别的性能会受到接收信号采样数、接受天线个数影响,但与发射信号调制方式无关.仿真结果表明,本文提出的算法与其他算法相比区分性较好.闫文君男,1986年生于山东莱州.海军航空工程学院电子信息工程系博士研究生,研究方向为空时分组码检测、MIMO技术.张立民男,1966年生于辽宁开原.2005年获天津大学信号与信息处理专业博士学位,现为海军航空工程学院融合所教授,研究方向为卫星信号处理、武器系统仿真等.。
空时分组码通信中的一类ICA盲检测方案
空时分组码通信中的一类ICA盲检测方案许宏吉;刘琚;谷波;胡慧博【期刊名称】《通信学报》【年(卷),期】2007(28)6【摘要】空时分组码(STBC)通过使用发射分集策略和空时编码方案可以明显改善系统性能.然而,其接收端必须获得准确的信道状态信息(CSI)才能进行有效的信号检测.而对于复杂的无线通信环境,这种前提条件有时却难以得到满足.独立分量分析(ICA)是一种将一个复杂的数据集合分解为多个独立子集的盲源分离(BSS)技术.通常情况下,即使没有空间信道的任何信息,ICA也可以仅凭接收信号恢复出发射信号.提出了一种利用ICA技术的STBC盲信号检测方案,在建立了适用于ICA的特定通信系统模型后,几种典型的ICA算法被用来进行性能比较.理论分析表明,ICA盲接收技术的应用可以在一定程度上替代基于信道估计的传统方法,增强系统对信道估计错误的顽健性.仿真实验结合了具体的STBC系统,比较了基于ICA的不同方案的性能,并讨论了最优的信号检测方案.【总页数】8页(P12-19)【作者】许宏吉;刘琚;谷波;胡慧博【作者单位】山东大学,信息科学与工程学院,山东,济南,250100;东南大学,移动通信国家重点实验室,江苏,南京,210096;山东大学,信息科学与工程学院,山东,济南,250100;东南大学,移动通信国家重点实验室,江苏,南京,210096;山东大学,信息科学与工程学院,山东,济南,250100;山东大学,信息科学与工程学院,山东,济南,250100【正文语种】中文【中图分类】TN911.7【相关文献】1.基于ICA的空时分组码盲检测算法研究 [J], 孙钢灿;宋婉莹2.频率选择性信道下空时分组码直接盲信号检测算法 [J], 邓科;殷勤业;丁乐;赵铮3.波束空时分组码系统中一种基于ICA的正交检测方案 [J], 刘琚;谷波;许宏吉4.基于降维盲信道估计的空时分组码MC-CDMA系统信号检测 [J], 胡兵;李平安;俞卞章5.超宽带通信中空时分组码的一种闭式盲解码法 [J], 成先涛;朱维乐因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
基于独立分量分析的实正交空时分组码盲识别
基于独立分量分析的实正交空时分组码盲识别赵知劲;陈林;王海泉;沈雷【期刊名称】《通信学报》【年(卷),期】2012(000)011【摘要】10.3969/j.issn.1000-436x.2012.11.001% 提出一种基于独立分量分析的正交空时分组码(OSTBC)盲识别方法。
首先给出了接收信号模型,利用独立分量分析得到含有编码矩阵的虚拟信道矩阵,然后利用编码矩阵特性,证明得到正交空时分组码的虚拟信道矩阵的相关矩阵为对角矩阵;最后提出用于正交空时分组码识别的2个特征参数:稀疏度和方差。
仿真结果表明,所提出方法能够较好地识别正交空时分组码。
【总页数】7页(P1-7)【作者】赵知劲;陈林;王海泉;沈雷【作者单位】杭州电子科技大学通信工程学院,浙江杭州 310018; 中国电子科技集团第36研究所通信系统信息控制技术国家级重点实验室,浙江嘉兴 314001;杭州电子科技大学通信工程学院,浙江杭州 310018;杭州电子科技大学通信工程学院,浙江杭州 310018;杭州电子科技大学通信工程学院,浙江杭州 310018【正文语种】中文【中图分类】TN911.7【相关文献】1.基于高阶累积量的正交空时分组码盲识别 [J], 赵知劲;谢少萍;胡伟康;王海泉;沈雷2.一种基于高阶累积量的正交空时分组码盲识别方法 [J], 闫文君;张立民;凌青;孔东明3.基于JADE与特征提取的正交/非正交空时分组码盲识别 [J], 张天骐; 范聪聪; 喻盛琪; 赵健根4.基于卷积神经网络的串行空时分组码盲识别算法 [J], 张聿远;闫文君;张立民;张媛5.一种正交空时分组码盲识别方法 [J], 赵知劲;陈林;沈雷;王海泉因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
基于独立分量分析(ICA)的通信信号盲侦察技术
基于独立分量分析(ICA)的通信信号盲侦察技术付卫红;杨小牛;刘乃安;曾兴雯【期刊名称】《四川大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2007(044)006【摘要】在通信对抗中,由于电磁环境的复杂性和通信信号调制方式的多样性,我们事前无法确知接收信号的任何信息,给通信侦察带来了极大的困难.为解决复杂多信号环境下的通信侦察难题,作者提出了一种采用独立分量分析(ICA)技术,对原始信号进行盲分离,然后分别对分离的各个信号进行后续处理的盲侦察技术.在介绍ICA技术的基础上,采用基于自然梯度的ICA算法(EASI算法)对分离效果进行了仿真.仿真结果表明,采用该方法在无需任何先验知识的情况下(如载频、信号带宽、调制样式),可以很好地分离出原始发射信号,为后续信号处理(如分析识别、解调等)奠定了基础.【总页数】5页(P1245-1249)【作者】付卫红;杨小牛;刘乃安;曾兴雯【作者单位】西安电子科技大学ISN国家重点实验室,西安,710071;通信系统信息控制技术国家级重点实验室,嘉兴,314001;西安电子科技大学ISN国家重点实验室,西安,710071;西安电子科技大学ISN国家重点实验室,西安,710071【正文语种】中文【中图分类】TN911.7【相关文献】1.基于独立分量分析的航空发动机振动信号盲源分离 [J], 刘秀芳;艾延廷;张宬2.基于盲源分离的通信侦察信号处理 [J], 许士敏;陈鹏举3.基于独立分量分析的地震信号盲源分离及应用 [J], 孟会杰;苏勤;曾华会;徐兴荣;刘桓;张小美4.通信侦察中通信复信号的盲源分离算法 [J], 付卫红;杨小牛;刘乃安;曾兴雯5.基于概率密度估计盲分离的通信信号盲侦察技术 [J], 付卫红;杨小牛;刘乃安;曾兴雯因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
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同时,一些基 于信道估计 的检测算法也被用来进行性能 比较 。瑞利衰落信道下的仿真结果表 明,2种新方案均具
有较好 的系统适应性和误码率性 能。 关键 词:通信与图分类号:T 9 1 N 1. 7 文献标识码:A 文章编 号:10 .3 X 2 0 )20 2 .5 004 6 (0 6 1.170
Bl d d t c i n o r h g n l p c ・i e i e e to f t o o a a e tm n o s bl c o i g b s d o CA c e e o k c d n a e n I sh m s
G UB , I X H n - o.LUJ , U o g i - u j
增益 , 而且可以在不牺牲 带宽的情 况下获得 更高的编码增益 。 是其 译码 却需要精确 的信道状态信息( s) 因此 , 但 c i, 信道信息估计 的准确性严重 影响系统的性能。基于独立分量分析 (CA)的盲源分 离 ( S ) I B S技术可 以在不进行信 道估计 的情况下对发射信号实现有效检测 。通过利用 O T C的正交特性 ,提 出了 2种基于 I A的盲检测方案 , SB C
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第 2 第 l 期 7卷 2
20 06年 l 2月
通
信
学
报
、 .7 b1 N O 1 2 .2
J u n l n Co o r a mmu i ai n o he t s o
基 于独立分量分析 的正交空 时分组编码盲检测方案
Ab t a t By i t d c n n o m a o n b t p c n i o i ,r s td v r i an c u d b c i v d b r s r c : n r u i g i f r t n i o h s a e a d t o i me d ma n t n a mi ie s y g i o l e a h e e y o - t
to o a s a et lc o ig( T C , dh g e o i gg n c ud b ban to t a r c f a d i t. h g n l p c -me o k c dn OS B ) a h r dn a o l eo tie wi u ci eo n w d i b n i c i d h s f i b h H w v rted c dn e u e c u aec a n ls t i oma o C I w c t n l d t mie e s s m e- o e e e o ig r i d ac rt h n e t e n r t n( S ) h h s o gy e r n t y t p r h q r a f i , i r e d h e f r n c . h d p n e t o o e t a s ( A b s l d s uc e aa o B S t h iu sc udb sdt o ma e T e n e d n mp n n l i I ) ae bi resp rt n( S ) e n e o l u e i e c n a y s C d n o i c q e o
u e o ro a c v l a o . i l t n r s l o y e g d n h n esd mo srt d t a et e s h me s df r f r n ee au t n S mu a o e u t f r e p m i i s Ra li h f i gc a n l e n t e t a a h t wo n w c e s h
谷 波 1 ,刘琚 , 宏 吉 , 2 许
(. 1山东大 学 信息 科 学与工 程学 院,山 东 济 南 20 0 ; 5 10 2 .西安 电子 科技 大学 综合 业 务 网国家 重 点实验 室,陕西 西 安 70 7 ) 10 1
摘
要 :通过在不 同天线发射 的信号之间引入时域和空域信息,正交空时分组编码 ( S B O T c)可 以获得发射分集
( . c o l f noma o ce c n gneig S a d t iest, ia 5 1 0 C ia 1 S h o fr t nS inea dEn ie rn , h a ot Unv riy Jn n2 0 0 , hn , oI i g
2 Sa e a . fne rtdS rie ew r sXii nv ri , i l7 0 7 , hn ) . t eK yL b o I t ae ev s t ok , da U ies y X ’ l 1 0 1 C ia t g c N n t a
d t t eta s R d s g a swi o t h n e s ma o . wo n w c e s r r p s db e n I ee n m e i n l t u a n l t t n T e s h me ep o o e a d o CA l d d t c o c t r h i h c ei i we s b i ee t n n i b x l i n e 0 t o o a i fOS y e p o t g t r g n l y o TBC. d me wh l o e e t g a g r h a e nc a n l si t n we e i h h t An a i es me d tc n l o i msb d o h n e t n i t s e ma o r i