空移鍵控系統(tǒng)中基于K-Means聚類算法的盲檢測(cè)研究.pdf

1、空移鍵控(Space Shift Keying，SSK)作為一種新型多輸入多輸出(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)技術(shù)，近年來(lái)受到人們的廣泛關(guān)注。相比傳統(tǒng)MIMO需要傳輸幅值相位調(diào)制（Amplitude/Phase Modulation，APM）星座，SSK系統(tǒng)僅以激活的單一發(fā)射天線索引作為信息傳遞的載體，其主要優(yōu)點(diǎn)是發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且能效高。與此同時(shí)，僅激活單一發(fā)射天線可以避免傳統(tǒng)MIMO復(fù)用技術(shù)

2、中天線間干擾（Inter-Antenna Interference，IAI）和天線間同步(Inter-Antenna Synchronization，IAS)的問(wèn)題。對(duì)于SSK系統(tǒng)接收端檢測(cè)技術(shù)，相比理想信道狀態(tài)信息(Channel State Information，CSI)下的檢測(cè)算法，在未知CSI的情況下，基于K-均值聚類（K-Means Clustering，KMC）的盲檢測(cè)算法可以有效降低檢測(cè)的復(fù)雜度。在塊衰落信道模型下，KM

3、C算法和基于聚類結(jié)果的窮舉解映射均與發(fā)送序列長(zhǎng)度成正比。因此，本文主要針對(duì)如何降低KMC盲檢測(cè)算法的計(jì)算復(fù)雜度方面展開(kāi)研究，重點(diǎn)討論了KMC算法盲估計(jì)CSI和基于聚類結(jié)果的窮舉解映射。
　　首先，論文分析了SSK系統(tǒng)模型和信號(hào)模型。針對(duì)SSK系統(tǒng)盲檢測(cè)器，結(jié)合數(shù)據(jù)挖掘領(lǐng)域中的聚類算法，分析了KMC算法與接收端檢測(cè)技術(shù)之間的聯(lián)系與轉(zhuǎn)換，并給出了數(shù)學(xué)推導(dǎo)。對(duì)KMC算法的聚類結(jié)果解映射為信息比特，借助信道編碼的糾檢錯(cuò)能力進(jìn)行窮舉解映射。

4、
　　其次，從提高系統(tǒng)誤碼率性能的角度考慮，對(duì)KMC算法初始質(zhì)心的選取進(jìn)行改進(jìn)，將隨機(jī)初始化質(zhì)心改進(jìn)為優(yōu)化初始化質(zhì)心。從降低KMC盲檢測(cè)算法計(jì)算復(fù)雜度的角度考慮，用截?cái)嘈蛄写嬖l(fā)送序列，通過(guò)KMC聚類算法盲估計(jì)出系統(tǒng)的CSI，以盲估計(jì)的CSI直接對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行分簇。算法復(fù)雜度分析表明:基于KMC算法盲估計(jì)CSI的檢測(cè)算法的計(jì)算復(fù)雜度由原本與發(fā)送序列長(zhǎng)度成正比降低到與發(fā)送序列長(zhǎng)度無(wú)關(guān)。仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)比了隨機(jī)初始化質(zhì)心算法和優(yōu)化初始化質(zhì)

5、心算法的系統(tǒng)誤碼率性能，并驗(yàn)證了KMC盲檢測(cè)算法和基于KMC算法盲估計(jì)CSI的檢測(cè)算法的系統(tǒng)誤碼率性能。
　　最后，分析了基于KMC算法聚類結(jié)果的窮舉解映射算法，對(duì)窮舉解映射算法借助信道編碼輔助解映射進(jìn)行改進(jìn)，從原本將整個(gè)接收序列直接進(jìn)行檢錯(cuò)改為根據(jù)差錯(cuò)間隔對(duì)接收序列進(jìn)行選擇性的檢錯(cuò)。算法復(fù)雜度分析表明:原本的整體解映射算法的計(jì)算復(fù)雜度與發(fā)送序列長(zhǎng)度成正比，改進(jìn)的局部解映射算法的計(jì)算復(fù)雜度降低，并與發(fā)送序列長(zhǎng)度無(wú)關(guān)。仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了