用于空间调制信号的检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于空间调制信号的检测方法。
【背景技术】
[0002] 空间调制是一种新型的多天线传输技术，有别于传统的二维（实数域、虚数域）调 制技术，空间调制引入第三维：空间维度，即将发射天线的序号作为新的映射资源，通过建 立不同的输入比特与天线序号的映射关系，达到空间调制的目的。传统的多天线技术，无论 是复用还是分集，都将所有的符号信息通过全部的发射天线发送出去，而在空间调制中，有 一部分信息是隐含于天线的选择中，并没有实际传输，接收端通过一定的检测算法还原出 发送信息的天线序号，即可恢复出这一部分的比特信息。
[0003] 在空间调制系统的发射端，所有的输入比特被分为两个部分，第一部分称为空间 比特，用来选择在每一时刻进行数据传输的发射天线序号；第二部分称为调制比特，采用传 统的调制方法将输入比特映射为星座点符号。因此在每一时刻，只有被选出的那一根发射 天线才承载相应的符号数据，进行发送，其他天线在这一时刻暂时处于空闲状态，不传输任 何数据，有效地避免了天线间的相互干扰，也降低了射频模块的数量。
[0004] 但传统的粒子种群算法在空间调制信号检测过程中随着迭代次数增加，粒子种类 数迅速减少，粒子种群多样性差；且随着迭代次数增加收敛性能也降低。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是为了解决传统的粒子种群算法在空间调制信号检测过程中，存在 随着迭代次数增加粒子种类数迅速减少、收敛性能降低的问题，而提出一种用于空间调制 信号的检测方法。
[0006] -种用于空间调制信号的检测方法，所述检测方法通过以下步骤实现：
[0007] 步骤一、在D维空间中，将待检测发送信号的潜在解作为一个粒子，所有潜在解组 成一个粒子种群，根据收发天线数目和调制方式设置迭代次数Nd和粒子总数Np,对粒子的 当前粒子速度U、当前粒子位置Xi、学习因子一 C1和学习因子二c 2进行初始化设置；
[0008] 步骤二、将每一个粒子的当前粒子位置Xi根据空间调制的特点映射到空间中，通 过适应度函数迭代公式：q = I Iy-WXi I 12进行适应度函数值q的第一次迭代计算，即将由 已知的信道信息H生成的接收符号与已知的接收符号y进行比较，得到每一个粒子的粒子 位置的适应度函数值q，将每一个粒子第一次得到的适应度函数值q作为自身最优适应值； 并将整个粒子种群中所有粒子的自身最优适应值从小到大排列，将最小的自身最优适应值 作为全局最优值；
[0009] 步骤三、向种群中所有比当前粒子位置的适应度函数值q小的所有粒子学习， 以更新各个粒子的当前粒子速度C ;同时，将粒子位置Xi的各维坐标由sigmoid函数：
【主权项】
1. 一种用于空间调制信号的检测方法，其特征在于：所述检测方法通过以下步骤实 现： 步骤一、在D维空间中，将待检测发送信号的潜在解作为一个粒子，所有潜在解组成一 个粒子种群，根据收发天线数目和调制方式设置迭代次数Nd和粒子总数Np，对粒子的当前 粒子速度U、当前粒子位置\、学习因子一Cl和学习因子二c2进行初始化设置； 步骤二、将每一个粒子的当前粒子位置\根据空间调制的特点映射到空间中，通过适 应度函数迭代公式：q=IIy_H*Xi| |2进行适应度函数值q的第一次迭代计算，即将由已知 的信道信息H生成的接收符号与已知的接收符号y进行比较，得到每一个粒子的粒子位置 的适应度函数值q，将每一个粒子第一次得到的适应度函数值q作为自身最优适应值；并将 整个粒子种群中所有粒子的自身最优适应值从小到大排列，将最小的自身最优适应值作为 全局最优值； 步骤三、向种群中所有比当前粒子位置的适应度函数值q小的所有粒子学习，以 更新各个粒子的当前粒子速度同时，将粒子位置\的各维坐标由sigmoid函数：
_设定为相应的〇或1，以更新各个粒子的当前粒子位置\，完成第一次迭代； 步骤四、利用步骤三得到的新的粒子位置\，通过适应度函数迭代公式进行第二次迭 代，得到每一个粒子的新的适应度函数值q'，将整个粒子种群中所有粒子的新的适应度函 数值q'从小到大排列，将最小的新的适应度函数值与上一次迭代计算中得到的全局最优 值比较，取二者中较小者作为新的全局最优值，并将粒子种群中新的全局最优值作为性能 好粒子，同时，保存这个新的全局最优值的对应位置，作为最优位置； 步骤五、第二次向种群中所有比当前粒子位置的适应度函数值q小的所有粒子学习， 以更新各个粒子的当前粒子速度以；同时，将粒子位置\的各维坐标由sigmoid函数：
设定为相应的〇或1，以更新各个粒子的当前粒子位置\，完成第二次迭代； 步骤六、重复步骤四和步骤五的迭代计算，直到完成Nd次迭代计算，通过迭代计算得 到粒子的最新的最优适应值，再利用最新的最优适应值与上一次获得的新的全局最优值的 比较得到最新的全局最优值，再将最小者作为最后的全局粒子最优值，并输出此时最后的 粒子最优值对应的全局最优位置作为检测符号。
2. 根据权利要求1所述用于空间调制信号的检测方法，其特征在于：步骤三所述更新 各个粒子的当前粒子速度U的过程，通过公式：
向种群中所有比当前粒子位置的适应度 函数值q小的所有粒子学习，以得到更新后的速度t1;式中， ?^丨表示当前粒子速度，
表示全局最优位置与当前位置的差距，Cl为随机生成的0到4之间的数， 通常取值为2 ;
表示根据权重不同向种群中所有比当前粒子位置的适应度函数值q 小的所有粒子学习，c2为随机生成的0到4之间的数，通常取值为2,m表示当前粒子的排 列序号； C为k时刻更新后第i个粒子第d比特位的速度；i= 1，2, 3, . . .，N，N表示粒子的 总数， ?为[〇，1]区间均匀分布的随机数， U:为k时刻第i个粒子第d比特位的速度； 表示权重函数，且
，qnd表示序号为n的粒子的适应度函数值，n表示 与粒子的m值相应的所要进行更新的粒子序号， 圮为k时刻全局最优粒子的第d比特位的全局最优值，取值为0或者1， 巧为k时刻第i个粒子第d比特位的个体最优值，取值为0或者1， 私为k时刻要更新的第i个粒子第d比特位的位置坐标，取值为0或者1。
3.根据权利要求1或2所述用于空间调制信号的检测方法，其特征在于：所述将当前 粒子速度K向种群中所有比当前粒子位置的适应度函数值q小的所有粒子学习的学习程 度由权重函数《nj决定。
【专利摘要】用于空间调制信号的检测方法，属于天线传输领域。传统的粒子种群算法在空间调制信号检测过程中，存在随着迭代次数增加粒子种类数迅速减少、收敛性能降低的问题。一种于空间调制信号的检测方法，每次迭代中对每一个粒子的位置根据空间调制的特点映射到空间中去，计算能够反应粒子性能的好坏的适应度函数值。再比较当前粒子的适应度函数值与粒子的历史粒子自身最优适应值比较，将最小的作为最新的全局最优值。通过向粒子种群最优粒子学习和向粒子种群中所有性能比它好的粒子学习的方式，更新粒子的位置与速度。当迭代计算达到最大次数后，输出最后的全局最优值对应的全局最优位置作为检测符号，即与接收符号对应的接收符号。
【IPC分类】H04L1-06
【公开号】CN104579588
【申请号】CN201510060867
【发明人】管春萌, 刘宁庆, 张文彬, 韩雪, 刘通
【申请人】哈尔滨工业大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年2月5日