[发明专利]一种面向非线性观测的信号重建方法

说明书

本发明公开一种面向非线性观测的信号重建方法，利用非线性观测的一些性质，该方法由三个信号估计模块组成，其中模块A和模块B为两个后验均值估计器，而模块C将估计问题限制在z＝Ax线性空间内，是一个线性空间估计器；三个模块按照A→C→B→C→A→…迭代规则，计算外信息并传递到下一个模块，作为下一个模块的先验信息；直到或者到达设定的迭代次数时终止计算，得到最终估计结果其中tol为设定的终止参数。此种方法通过三个模块的循环迭代和消息传递，能够在一般的线性变换和非线性观测下精确地重建发送信号。

技术领域

本发明属于5G(第五代移动通信技术)大规模MIMO理论与技术和毫米波通信关键技术研究领域，特别涉及一种面向非线性观测的信号重建方法。

背景技术

大规模多天线发送多天线接收(MIMO)和毫米波通信技术作为5G的两大核心技术，可以深度挖掘利用空间资源、提高频谱利用率和提供更宽的频谱，近几年来一直是移动通信领域研究开发的主流技术。由于大规模MIMO和毫米波通信系统中基站配置天线数量非常大，若采用高精度的模数转换器，基站的成本将变得难以承受。接收端通过使用低精度量化器可以显著的降低基站的能量和硬件实现开销。然而，低精度量化器的引入带来了严重的非线性失真，如何从低精度量化信号等非线性观测中重建发送信号成了新的问题。同时，毫米波通信系统中由于硬件不完美带来的非线性失真问题需要新的信号重建算法恢复原始信号。

传统的一些线性重建算法由于没有考虑非线性操作的特性，在非线性观测的情形下性能很差，同时一些非线性重建方法要求线性变换矩阵A具有特殊的性质，例如GTurbo-CS方法要求矩阵A是DFT矩阵，GAMP方法要求矩阵A中各元素是服从高斯分布的，这对信号重建问题带来了诸多限制。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种面向非线性观测的信号重建方法，其通过三个模块的循环迭代和消息传递，能够在一般的线性变换和非线性观测下精确地重建发送信号。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种面向非线性观测的信号重建方法，包括模块A、B、C，其中，模块A和模块B为两个后验均值估计器，模块C为线性空间估计器，模块C将估计问题限制在z＝Ax线性空间内；所述方法包括如下步骤：

步骤1，根据接收到的非线性观测和外信息r1z,v1z计算变量z的后验均值和方差