[发明专利]基于储备池计算的复数域多值通信信号盲检测方法

权利要求书

1.一种储备池计算的复数域多值通信信号盲检测方法，其特征在于包括以下步骤：

第一步：构建信号接收模型

不失一般性，考虑基带线性、时不变、单输入单输出的离散时间系统，假设传输序列{s_n}是独立同分布（i.i.d）序列；忽略噪声时，单输入多输出通信系统接收方程、盲处理方程可表述为

(x(t))q×1=Σj=0L(Hj)q×1s(t-j)=[H0,...,HLh]q×(L+1)(s(t))(L+1)×1]]>和X_N=SΓ^H，其中：上标H表示共轭转置，q为过采样因子/接收天线个数，Γ=Γ_L(H_j)是(H_j,j=0,1,...,L)构成的Toeplitz形式的平滑矩阵，是通信信道的冲激响应，L_h为信道阶数，L为均衡器长度，

(X_N)_N×(L+1)q=[x_L(t),...,x_L(t+N-1)]^T是接收数据阵，而发送信号阵为S(t)=[s_N(t),_sN(t-1),...,s_N(t-M-L)]_N×(L+M+1)。

第二步：构造储备池权值矩阵

首先构造储备池W阵，为可利用QR分解，首先将接收信号矩阵X_N作如下转化

XNT=(SΓH)T=Γ*ST]]>

其中上标*表示共轭；

此时为一高矩（N>>q×(M+1)）；假设列满秩，则有

XNT=[Q,Qc]·R0=QR]]>

其中，为一正交矩阵，为一非零上三角矩阵，而且有[Q,Q_c]^H·[Q,Q_c]=I。

进而构造储备池W_in矩阵

W_in=QQ^H

这里：是一个主对角元素为实数的对称埃米特矩阵；其特征值由L_h×q个1和N-L_h×q个0组成；

第三步：构造储备池计算网络非线性读出函数

不失一般性，假设发送QAM信号的同相和正交部分字符集均属于A={±1,±3,...,±d_n|d_n=2n-1}，n=1,2,...；2n为发送信号所属字符集的字符总数；仅考虑同相部分，设计储备池读出函数；

第四步：构造储备池计算网络读出函数更新准则优化问题

w^out=argmin{12||wout||22+C·E{fϵ(R,|uiTwout|2)}}]]>

其中：wout=[w0,w1,...,wL-1]T,R=E{Re(s)4}E{Re(s)2},]]>u_i=[u_i,u_i-1,...,u_i-L+1]^T,i=L-1,L,...,N-1；为损失函数，其作用是控制支持向量回归拟合精度，若观察值与预测期望值之间不超过实现约定的ε时，则认为在该点的预测值是无损的，即使预测值和观察值可能并不完全相等；

第五步：求解优化问题最优解

若采用二次ε-不敏感损失函数作为损失函数时，即f_ε(R,|uw_out)为二次ε-不敏感损失函数：

fϵ(R,|uiTwout|)=||uiTwout|-R|ϵ2=(|uiTwout|2-R-ϵ)2,||uiTwout|2-R|>ϵ0,||uiTwout|2-R|≤ϵ]]>

代价函数则进而改写为

w^out=argmin{12||wout||22+CN·Σi=L-1Nfϵ(||uiTwoutl|2-Rp|2)}]]>

得到第l次迭代读出权值向量w唯一解

w^out=(CNUHAYU+I)-1UH(2RA+BE)y]]>

第六步计算获得迭代结束时储备池网络输出

y~=freadout(Uw^out)=freadout((CNUHAYU+I)-1UH(2RA+BE)y)]]>

其中f_readout(·)为读出函数算子；

y=[yL-1,yL,...,yN](N-L+1)×1T.]]>