一种基于张量的车地接收机

1.本发明属于信息获取领域，具体涉及基于张量的车地接收机。


背景技术：

2.在大规模多输入多输出系统中，需要利用信道状态信息进行信号检测和资源分配，因而获取精确的信道状态信息极为重要。传统的信道估计方法需要大量训练序列进行信道估计，这导致估计性能受到严重影响。根据以上问题，盲信号处理技术应运而生。正则交替最小二乘法可以在不借助导频序列的情况下联合估计用户符号和信道状态信息，但是在实际信号处理过程中面临对高维数据处理性能差、收敛速度慢的问题，而基于张量的车地无线信号处理算法，在迭代过程中依据秩递归生成初始值，可以在一定的秩和信噪比范围内误码性能和迭代速度优于正则交替最小二乘法，且计算量小。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供基于张量的车地无线信号处理算法，使车地接收机解决上述背景中信号获取收敛速度慢的问题。
4.本发明提供了基于张量的车地无线信号处理算法，包括如下步骤：
5.步骤1，初始化编码矩阵利用正则交替最小二乘法对接信号张量进行秩r＝1分解，得到d1、p1、q1。其中矩阵h表示天线到车载接收机的信道矩阵，矩阵a表示天线分配矩阵，矩阵u表示频率分配矩阵，矩阵c表示频率编码矩阵，n、r、l、m、k分别代表符号个数、空时编码组数、载波个数、发射天线数、接收天线数。
6.步骤2，将接收信号张量y与估计得到的张量因子y1重构而成的进行相减，得到秩r＝1的张量残差y
res
；
7.步骤3，对张量残差y
res
进行秩r＝1分解，得到秩r＝1的张量残差y
res
对应的张量因子d'、p'、q'；
8.步骤4，将估计得到的秩r＝1张量因子d1、p1、q1与对应的张量残差因子d'、p'、q'合并作为秩r＝2的初始化因子矩阵；
9.步骤5，当秩r小于r时，将初始化矩阵应用正则交替最小二乘法求得对应秩r的张量因子，重复第二至第五步，直到r＝r。
10.其中，正则交替最小二乘法流程如下：
11.步骤1，初始化
12.步骤2，当d、p、q没有达到收敛条件时，令
13.[0014][0015][0016]
其中，收敛条件为两次迭代矩阵因子均方误差差值均小于10-5
。
[0017]
采用基于张量的车地无线信号处理算法完成对车载设备接收信号的估计工作，在原有正则交替最小二乘法的基础上，通过不断进行秩递归操作，将张量分解因子与张量残差因子进行合并作为递推操作的初始值，经过验证，在秩较大情况下，该算法能够有效减少算法迭代次数，提升误码性能，保证信号接收质量的同时减少了计算量。
附图说明
[0018]
图1为本发明的系统模型；
[0019]
图2为r＝5时归一化均方误差随信噪比的变化曲线图；
[0020]
图3为r＝15时归一化均方误差随信噪比的变化曲线图。
具体实施方式
[0021]
下面对基于张量的车地无线信号处理算法进行详细说明，但应当说明的是，本领域普通技术人员根据基于张量的车地无线信号处理算法所做的功能、方法，或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。
[0022]
本发明提供了基于张量的车地无线信号处理算法，包括如下步骤：
[0023]
步骤1，初始化编码矩阵利用正则交替最小二乘法对接信号张量进行秩r＝1分解，得到d1、p1、q1。矩阵h表示天线到车载接收机的信道矩阵，矩阵a表示天线分配矩阵，矩阵u表示频率分配矩阵，矩阵c表示频率编码矩阵，n、r、l、m、k分别代表符号个数、空时编码组数、载波个数、发射天线数、接收天线数。
[0024]
步骤2，将接收信号张量y与估计得到的张量因子y1重构而成的进行相减，得到秩r＝1的张量残差y
res
；
[0025]
步骤3，对张量残差y
res
进行秩r＝1分解，得到秩r＝1的张量残差y
res
对应的张量因子d'、p'、q'；
[0026]
步骤4，将估计得到的秩r＝1张量因子d1、p1、q1与对应的张量残差因子d'、p'、q'合并作为秩r＝2的初始化因子矩阵；
[0027]
步骤5，当秩r小于r时，将初始化矩阵应用正则交替最小二乘法求得对应秩r的张量因子，重复第二至第五步，直到r＝r。
[0028]
其中，正则交替最小二乘法流程如下：
[0029]
步骤1，初始化
[0030]
步骤2，当d、p、q没有达到收敛条件时，令
[0031]
[0032][0033][0034]
其中，收敛条件为两次迭代矩阵因子均方误差差值均小于10-5
。
[0035]
本发明相比于其他发明有明显的优势包括：
[0036]
(1)本发明采用方法迭代次数少。
[0037]
(2)在秩比较大的情况下误码性能要更好。
[0038]
为了验证所提算法的性能，建立系统模型对该方法进行分析。应注意到：一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0039]
请参照图1，图1为本发明的系统模型图。
[0040]
步骤1，初始化编码矩阵利用正则交替最小二乘法对接信号张量进行秩r＝1分解，得到d1、p1、q1。矩阵h表示天线到车载接收机的信道矩阵，矩阵a表示天线分配矩阵，矩阵u表示频率分配矩阵，矩阵c表示频率编码矩阵，n、r、l、m、k分别代表符号个数、空时编码组数、载波个数、发射天线数、接收天线数。
[0041]
步骤2，将接收信号张量y与估计得到的张量因子y1重构而成的进行相减，得到秩r＝1的张量残差y
res
；
[0042]
步骤3，对张量残差y
res
进行秩r＝1分解，得到秩r＝1的张量残差y
res
对应的张量因子d'、p'、q'；
[0043]
步骤4，将估计得到的秩r＝1张量因子d1、p1、q1与对应的张量残差因子d'、p'、q'合并作为秩r＝2的初始化因子矩阵；
[0044]
步骤5，当秩r小于r时，将初始化矩阵应用正则交替最小二乘法求得对应秩r的张量因子，重复第二至第五步，直到r＝r。
[0045]
其中，正则交替最小二乘法流程如下：
[0046]
步骤1，初始化
[0047]
步骤2，当d、p、q没有达到收敛条件时，令
[0048][0049][0050][0051]
其中，收敛条件为两次迭代矩阵因子均方误差差值均小于10-5
。
[0052]
该算法r＝5时归一化均方误差随信噪比的变化曲线图和r＝15时归一化均方误差随信噪比的变化曲线如图2、图3所示，可以看出，该算法优于正则交替最小二乘法，与正则交替最小二乘法相比本发明采用方法迭代次数少，且在秩比较大的情况下误码性能要更
好。
[0053]
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示例的细节，而且在不背离本发明精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。