基于深度学习的空间调制接收机检测算法研究

来源 :山东大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:gyk0088
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
作为一种新型多天线(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)技术,空间调制(Spatial Modulation,SM)利用天线序号携带比特信息,即任一时隙仅激活一根发射天线,接收机恢复相应的天线序号和调制符号,从而解调出比特信息。因此,空间调制技术能够在可靠性、能量效率、频谱效率以及复杂度等方面实现较好的折中,已成为下一代无线通信系统的关键技术之一。接收机检测算法是整个通信系统复杂度和性能的决定性因素,尤其是在空间调制系统中,接收机既要估计发射天线序号,也要恢复出调制符号,检测算法的设计就显得至关重要。在已有的检测算法中,基于穷举搜寻的最大似然(Maximum Likelihood,ML)检测算法可保证性能最优,但其复杂度也是最高的;基于最大比合并(Maximum Ratio Combining,MRC)的检测算法复杂度较低,但性能是次优的;此外,许多检测方案或基于压缩感知原理,或基于球形译码设计,获得了复杂度和性能的折中。不同于已有研究工作,本论文利用神经网络模型进行接收机检测设计,通过构建深度去噪神经网络模型提高空间调制接收机检测的可靠性,同时兼顾系统复杂度。本文的主要研究工作和创新点如下:1)基于深度去噪自编码器的空移键控(Space Shift Keying,SSK)检测算法研究——空移键控是最经典的空间调制设计方案,这一方案仅使用天线序号携带比特信息,接收机需要恢复相应的天线序号。本论文构建了一个深度去噪自编码器,重构接收机带有高斯白噪声的数据。为了兼顾检测的时间复杂度,本文对重构的数据在维度上进行分组,并利用组内距离的均值提出了自适应阈值,逐步缩小搜索空间,在保证搜索精度的同时提高检索效率。仿真结果表明,本模型去噪性能显著,模型收敛效果较好并稳定,在不同的天线配置、不同的信噪比条件下都有着良好的鲁棒性。2)基于深度去噪神经网络的空间调制检测算法设计——空间调制系统的接收机既要估计天线序号,也要恢复调制符号。本论文首先将复信号和调制符号分解为实数数据,构建了一个深度去噪神经网络,利用带有噪声的数据作为模型的输入,将天线的序号和调制符号进行组合,得到对应的标签,再进行模型训练,本模型通过优化分类误差和重构误差的联合损失形式,端到端地训练模型,降低了噪声对网络性能的影响。仿真实验结果表明,基于深度去噪神经网络的检测算法在不同天线数目设置、不同信噪比条件下的鲁棒性强,能够显著地提高重构数据信噪比,获得了优于MRC的性能。
其他文献
在当前经济发展背景下,资金“脱实入虚”与贫富分化严重是当前我国经济和社会面临的两大难题,发展普惠金融是解决这两大难题的有效工具之一。本文以偏远贫困地区——阿鲁科尔沁旗为研究对象,利用使用情况、可得性和质量三个指标,通过横向和纵向比较普惠金融发展现状做了全面的分析和概括。分析结果发现,近两年来阿鲁科尔沁旗普惠金融发展迅速,尤其是互联网金融发展十分迅猛,但是从整体上看仍处于较低水平,具有较大的发展潜力
电化学传感器具有灵敏度高、响应快、设备简单、易微型化等特点,在环境监测、农残分析、食品工业等检测领域受到人们的广泛关注。设计和制备新型纳米材料,并将其作为电极材料
随着增强现实(Argument Reality,AR)和机器视觉的发展,单一的二维场景和落后的交互手段已经不能满足用户日益增长的体验感需求。AR的本质是将渲染出的虚拟物体叠加在相机拍摄的真实世界图层之上,虚拟物体是三维的,而相机拍摄的图像是二维的,这导致了二者无法完美叠加,从而显示上存在错位,晃动等视觉错误,用户体验感差。其次,传统交互手段无法满足AR交互需求,借助数据手套或手柄需要额外辅助设备,
随着科技的发展,多智能体系统在实际中有着越来越广泛的应用,同时也吸引了大量学者的关注.一致性问题是指在多智能体系统中相邻智能体之间通过信息交互来对自身的状态进行更
广西是我国西南边疆省份经济发展比较落后的地区,随着其城市化进程不断推进和经济快速发展对各种资源的需求在不断增加,尤其是对土地资源的需求在不断的增加,土地供应的压力也在加大。但同时在城市建设用地利用过程中的低效闲置的现象又普遍存在,如何对建设用地投入的数量进行有效的控制,缓解土地的供需之间的矛盾及提高建设用地之间的配置效率,备受有关部门和学者们的关注。本文在阅读和参考已有的国内外文献的基础上,选取广
随着互联网的普及与发展,数字音乐的数量也在不断增加,如何对大量的歌曲信息进行有效的组织和管理,以及如何利用音乐内容等相关信息检索音乐,已经成为音乐信息检索领域一个重
动力电池是电动汽车的主要动力源,电池的荷电状态(State of Charge,SOC)相当于传统燃油车的油表,SOC的精确估计,对于电动汽车能量管理优化、动力电池容量的提高、防止电池过充电和过放电、对电动汽车使用过程中动力电池的安全性能以及长寿命等有着重要的作用。由于动力电池工作时其内部有复杂的电化学反应发生,导致电池内部表现出较强的时变性与非线性,这就使得电池管理系统(Battery Mana
养老问题是人类所面临的共同的问题。老龄化的到来给中国社会带来了巨大的养老压力,尤其对低收入老年人来说更是一个挑战。我国经济高速增长的同时,社会贫富差距也越来越严重
森林枯落物是森林生态系统的重要功能部分,其含水率的原位测定对研究森林水文特征、森林土壤呼吸和碳循环具有重要作用。此外,森林地表可燃物主要集中于枯落物未分解层,其水分含量直接影响林火点燃的难易程度以及火势强弱,因此,快速、准确获取枯落物含水率对于林火监测以及森林火险等级预测具有重要意义。与土壤层相比,枯落物层具有结构松散、有机质含量高、厚度较薄的特点,且紧实度的变化对其含水率的测量影响较大,常见的土
与国际成熟市场相比,A股市场仍存在着停牌事由较多、停牌期限特别是重大资产重组("重组")停牌期限较长等问题。随着资本市场国际化进程的推进,尤其是A股加入MSCI后,市场双向