[发明专利]一种对抗非高斯噪声的盲均衡方法

说明书

技术领域

本发明属于无线通信的信号处理技术领域，适用于无线通信网络，特别是无线传感器网络的节点之间的信道具有多径衰落特性情况下的一种对抗非高斯噪声的盲均衡。

背景技术

无线传感器网络作为一种比较特殊的无线网络，特别强调设备间的通信。无线传感器网络以数据为中心，即无线传感器网络节点既是路由器又是主机。无线传感器节点将本地处理过的数据传输到中间处理节点，中间处理节点作为数据融合节点，可以对接收到的多个信息进行相应的融合及智能处理，最后将信息发送到数据接收端(Sink端)。节点间的信道由于直射、绕射及散射等传播途径的影响而具有典型的多径衰落特性，盲均衡是种能有效对抗无线信道衰落特性的方法。一方面，考虑到无线传感器网络的特殊用途，其环境噪声往往非常恶劣，而传统的盲均衡方法均假设噪声为高斯白噪声前提进行建模，使得算法的鲁棒性和性能由于非高斯噪声的干扰而严重下降甚至失败。另一方面，无线传感网络节点由于使用一个很小的电池作为电源，常无法被充电和替换，因此对信号处理算法有非常严格的能耗限制，而且在一般情况下，节点所需要传递的有用信息通常很少，此时通过信息数据量无法得到准确的统计信息，那么以大数据量为基础的高阶统计量的传统盲均衡方法则无法适用。盲均衡算法的运算负担不能过重，最为直接的方法就是降低算法对数据量本身的要求并提高算法的收敛速度。

发明内容

技术问题：本发明充分考虑无线传感器网络的传输特性，设计一种对抗非高斯噪声的盲均衡新方法。本发明的目的是克服传统基于高阶统计量的盲均衡方法依赖高斯噪声假设、需要大数据量以及收敛速度慢等缺点。本发明提供一种依赖小数据量的具有对抗非高斯噪声能力的快速收敛的盲均衡新方法。有别于传统基于高阶统计量的盲均衡算法利用了高斯噪声的高阶累量值为零而隐性忽略了噪声对实际性能的真实影响。

技术方案：本发明通过使有用信号与噪声能量比最大作为出发点建立代价函数，并推演约束条件的等价形式进行信号的盲均衡的算法模型构建，进而将该优化问题转化为求解无约束优化问题；采用二次ε-不敏感损失函数，并构造符合迭代重加权最小二乘法求解该代价函数的全局最优解。本发明的目的在于提供一种对抗无线传感器网络节点间的非高斯噪声的盲均衡方法，为达到本发明的目的所采用的技术方案是：

通过使得目标节点均衡器输出信号的有用信号与噪声能量比最大作为出发点，并构造迭代重加权最小二乘算法，降低对目标节点观察数据量的要求并提高了收敛速度。按如下步骤进行：

第一步  目标节点通过射频前端接收单元对接收到的射频信号进行前期预处理，得到基带接收信号x_k，则均衡器输出为：

式中：

上标T为矩阵转置

M为信道阶数

L为均衡器阶数

k为符号数，k＝1，2，...，N

y_k为经过均衡器的输出信号

w＝[w₀，...，w_L-1]^T为均衡器向量

w_i表示均衡器的抽头系数，i＝0，1，...，L-1

x_k＝[x_k，x_k-1...，x_k-L+1]^T为均衡器接收信号向量

s_k为基带发送信号

v_k为加性高斯或非高斯噪声

f_i为信道和均衡器的联合冲激响应系数，j＝0，1，...，L+M-2