[发明专利]一种60GHz毫米波通信系统下的信号检测方法与装置

摘要

本发明针对60GHz毫米波非线性通信系统提出一种新信号检测方案，该方案基于贝叶斯统计推理机制，可同时有效解决系统非线性畸变及频率选择性多径衰落问题，实现对信道增益以及信源信号进行联合盲估计。本发明设计一种应用于非线性系统的重要性函数，从而克服了非线性特性对于传统贝叶斯方法的限制；进一步基于蒙特卡洛序贯重要性采样MC‑SIS思想，通过一系列具有权重的离散粒子逼近实际概率密度分布函数(PDF)；最后利用粒子滤波技术实现对码元信号的实时估计与多径信道迭代更新(见附图)。本发明可应用于非线性系统的信号检测，极大提高了系统传输性能。该方法无需训练序列，同时亦可实现信号实时估计与检测。

主权项

一种信号检测实现方法，能够实现多径信道非线性系统下的高性能信号检测，其特征在于：充分考虑60GHz毫米波通信系统的非线性特性，利用新提出的动态状态空间模型，实现对于信源信号和多径信道增益的联合估计；其中，所述新提出的动态状态空间模型为：x_k＝Fx_k‑1+u_k,k＝1,2,....,；y_k＝h^Hg(x_k)+v_k,k＝1,2,....,x_k＝Fx_k‑1+u_k,k＝1,2,....,称为状态方程，x_k表示k时刻状态向量，x_k^H＝[x_k‑L+1….x_k]_1×L，x_k称为k时刻发射端隐藏状态，x_k{A},k＝0,1,2,…,u_k^H＝[0 0…x_k]_1×L；F表示L×L阶状态转移矩阵，其中，所述L×L阶状态转移矩阵为：y_k＝h^Hg(x_k)+v_k,k＝1,2,....,称为观测方程，表示接收信号y_k与隐藏状态x_k之间的映射关系；其中，g(.)表示非线性PA函数，g(.)的函数表达式为：$(G\left(A\right)=g\frac{A}{{(1+{\left(gA/A_{sat}\right)}^{2s})}^{\frac{1}{2s}}}$$\mathrm{\Ψ}\left(A\right)=\frac{{\mathrm{\αA}}^{q_1}}{(1+{\left(A/\mathrm{\β}\right)}^{q_2})})$A和G(A)代表输入和输出的电压幅值；线性增益g＝4.65；失真拐点平滑程度s＝0.81；输出电压幅度饱和值A_sat＝0.58V，上述Ψ(A)为输入电压幅值为A时产生的相位失真大小，单位为角度制；α,β,q₁,q₂的取值分别为2560,0.114,2.4,2.3；利用泰勒级数一阶展开思想，将线性化模型引入到粒子滤波重要性函数，根据所述重要性函数产生粒子；其中，所述利用泰勒级数一阶展开思想，将线性化模型引入到粒子滤波重要性函数，根据所述重要性函数产生粒子，包括：将y_k＝h^Hg(x_k)+v_k,k＝1,2,....,在x_k＝x_k^*处进行一阶展开，如下式所示：$y_k=h^{H}g\left(x_k^{*}\right)+h^H\[\frac{\∂g\left(x_k\right)}{\∂x_k}{|}_{x_k=x_k^{*}}(x_k-x_k^{*})\]+v_k$其中，x⁽ⁱ⁾表示之前时刻生成的粒子，用前一时刻更新的信道均值统计量代替实际h，即有h等于上述可用如下形式表达：

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