[发明专利]基于hadamard码和波束成形的终端身份辨识方法

权利要求书

1.一种基于hadamard码和波束成形的终端身份辨识方法，其特征在于，包括波束成形设计和终端身份检测两个部分，具体步骤如下：

步骤一、波束成形设计，包括物联网终端功率分配和波束成形矢量优化两部分：物联网终端功率分配，假设每个簇头总功率固定，对信道条件好的终端少分配功率，然后求解优化函数，得到每个物联网终端的功率分配系数；波束成形矢量优化，在簇头到卫星的传输过程中，以最大化总速率为目标函数，设置波束成形矢量模值为1，然后求解优化函数，得到波束成形矢量；

步骤二、终端身份检测：对于某个波束的接收信号，先估计时延，然后在对应的时延处进行自相关性检测，再估计信道系数，然后在接受序列中减去估计的用户序列，最后与判决门限比较，看是否检测出全部用户。

2.根据权利要求1所述的基于hadamard码和波束成形的终端身份辨识方法，其特征在于，所述步骤一的物联网终端功率分配具体包括以下流程：

首先，对于第m个簇中N_m-1终端将其数据发送到簇中，在异步情况下，簇头接收到的信号写成：

其中，a是hadamard码序列的阶数，(·)_j表示序列的第j个符号，δ_max是最大时延，N_m是第m个波束内物联网终端的个数，α_m,n是第m个簇内第n个终端的功率，s_m,n是第m个簇内第n个终端的信号，采用hadamard序列，n_ch,m是均值为零，方差为的加性高斯噪声，h_m,n表示第m个簇内的第n个终端到簇头之间链路的瞬时信道状态信息；

然后，第m个簇的簇头将其接收到的数据和它自己的数据发送给卫星，第m个簇在卫星上接收到的信号表示为：

其中，是簇头传输的信号，α_m,1是分配给簇头的发射功率，假设s_m,1是簇头本身的信号，w_m是第m个波束的波束成形矢量，h_m是卫星和第m个簇头之间的信道模型；

此外，优化问题被表述为：

其中，表示信干噪比阈值，表示第m个波束内的终端功率之和，通过求解这个优化问题，得到功率分配系数，用于下一步骤波束成形。

3.根据权利要求2所述的基于hadamard码和波束成形的终端身份辨识方法，其特征在于，所述步骤一在功率分配的基础上，利用波束成形来最大化和速率，设计的优化问题表述为：

通过求解这个优化问题，得到波束成形矢量，最后就能得到卫星的接收信号。

4.根据权利要求3所述的基于hadamard码和波束成形的终端身份辨识方法，其特征在于，所述步骤二中的具体流程为：首先设定时延，然后通过最小二乘法估计信道系数，最后，计算经过抵消后的接收序列的能量，如果能量值小于判决门限，则说明已经把所有的用户身份都检测出来了，如果能量值大于判决门限，则继续检测用户身份序列，直至能量值小于判决门限。

5.根据权利要求4所述的基于hadamard码和波束成形的终端身份辨识方法，其特征在于，所述步骤二中，设定时延为t，则检测公式为：

其中：是hadamard的码本序列，通过hadamard的自相关性检测，在每个时延处，得到接收信号序列与码本相乘之后产生的峰值peak(t)和峰值的位置index(t)，然后找到peak中的最大值，此时的t即为最佳匹配时延，此时的index就是终端的身份序列号，通过序列号在码本中找到终端的身份序列。