[发明专利]一种信道信息损失讨论的计算方法及系统

权利要求书

1.一种信道信息损失讨论的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

建立线性离散系统最小信息损失MIL的信源信道模型；

依据信源信道模型建立MIL的动态状态估计模型，包括各时刻量测噪声的相关性和量测噪声的概率分布类型；

所述量测噪声的概率分布类型包括高斯噪声模型和拉普拉斯噪声模型；

所述信源信道模型考虑一个线性离散系统，则有：

其中，分别为系统的状态量、外部干扰、真实输出、量测量，为量测噪声；

定义初始时刻t₀到当前时刻t_n的离散时间参数集合为T＝{t₀,t₁,…,t_n}，并记{x_n}＝x₀,x₁,…,x_n、{ξ_n}＝ξ₀,…,ξ_n、{z_n}＝z₀,…,z_n、{v_n}＝v₀,…,v_n分别为对应时刻状态量、外部干扰、量测量和量测真值的集合；{η_n}＝η₀,…,η_n为对应时刻量测噪声的集合；

所述线性离散系统的信源为{u_n}＝u₀,u₁,…,u_n，所述信源为决定线性离散系统量测真值的各时刻未知量的最小集合，信道为信源产生量测值的过程，其中：

为便于后面建立信息损失模型，定义向量：

则对于T内的所有时刻，有：

其中，G、H的取值如下所示：

量测噪声Λ_n与U_n相互独立，则由式(1.4)有

f(U_n|Z_n)＝f(Z_n-H·G·U_n)＝f(Λ_n)    (1.6)

此时，信道信息损失可以表示如下：

对于量测噪声向量Λ_n，由条件概率公式有：

将式(1.8)代入式(1.7)，有信道信息损失如下：

2.根据权利要求1所述的信道信息损失讨论的计算方法，其特征在于，各时间段的量测噪声满足马尔可夫性模型如下：

当前时刻的量测噪声取值仅与上一时刻的量测噪声取值相关，有

f(η_k|Λ_k-1)＝f(η_k|η_k-1)    (2.0)

信道信息损失则改写为：

3.根据权利要求1所述的信道信息损失讨论的计算方法，其特征在于，有色量测噪声模型如下：

若噪声序列{η_n}满足下式，则称为有色噪声过程：

η_k＝N_k-1η_k-1+γ_k    (2.2)

其中，η₀＝γ₀，{γ_k}为各个时刻互不相关的零均值高斯白噪声序列，由此得各个时刻的量测噪声表达式为：

故有：

定义式(2.4)中的矩阵项为向量项为Υ_n，为一个下三角矩阵且对角元素均为1，一定为可逆矩阵，故有：

故有色量测噪声下的信道信息损失表示为：

4.根据权利要求1所述的信道信息损失讨论的计算方法，其特征在于，各时间段的量测噪声相互独立模型如下：

各时间段的量测噪声相互独立，此时有：

则信道信息损失可以改写为：