[发明专利]利用回声状态网络预测混沌基带无线通信解码阈值的方法

说明书

本发明公开了一种利用回声状态网络预测混沌基带无线通信解码阈值的方法，步骤包括：步骤1、确定回声状态网络参数；步骤2、对储备池状态进行初始化；步骤3、进行输出权值的训练；步骤4、预测当前符号的解码阈值；步骤5、符号解码；步骤6：如果n＜L_F，L_F为一个数据帧的总长度，转向步骤4；步骤7：令F_r＝F_r+1，n₀＝0,n_max＝n_t，r(n₀)＝r(n)，如果F_r＜N_F，N_F为传输总帧数，转向步骤3，继续解码后续更多帧的符号信息；否则，结束完成所有解码。本发明的方法，利用回声状态网络良好的短期记忆能力，准确地预测当前符号对应的解码阈值，更加有效地减小了多径传输引起的码间干扰，降低了误码率，降低了计算量。

技术领域

本发明属于人工智能及无线通信技术领域，涉及一种利用回声状态网络预测混沌基带无线通信解码阈值的方法。

背景技术

混沌由于其固有的特性，如初始条件敏感性高、宽带性、正交性、易生成性等，在通信领域有着广阔的应用前景。90年代初期，混沌在通信中的应用主要有两个方面，一种是安全通信，另一种是扩频通信。扩频通信的研究形成了一些局域网络通信标准，如IEEE802.15.6。由于混沌已成功地应用于光纤通信信道中，并获得了更高的比特率，混沌通信的研究重点也从高斯噪声的理想信道转移到约束条件复杂的实际通信信道。近几年，研究发现混沌适合通信应用的新特性，如混沌信号能用非常简单的匹配滤波器，最大限度地提高信噪比。满足一定条件，混沌经过多径无线信道后，传输信息并没有丢失。另外，混沌特性能被用来减小码间干扰(ISI)的影响。与传统的非混沌通信相比，实验表明混沌基带无线通信获得了更好的性能。

虽然混沌基带无线通信系统(CBWCS)已经获得较好的性能，但仅使用了包含过去符号码间干扰的次优解码阈值或者增加预测未来一位符号信息的改进次优解码阈值来解码信息。因预测更多未来符号信息十分困难，想通过计算获得对应的最优解码阈值十分困难。这成为了进一步提高混沌基带无线通信系统性能的障碍。因此，寻找更好的解码阈值已成为亟需解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用回声状态网络预测混沌基带无线通信解码阈值的方法，解决了现有技术的最优解阈值在当前时刻无法计算的难题。

本发明所采用的技术方案是，一种利用回声状态网络预测混沌基带无线通信解码阈值的方法，按照以下步骤实施：

步骤1、确定回声状态网络参数；

步骤2、对储备池状态进行初始化；

步骤3、进行输出权值的训练；

步骤4、预测当前符号的解码阈值；

步骤5、符号解码，

当过采样率为N_s时，最大信噪比点为该符号对应的第个采样点，根据最大信噪比点的值及以下解码规则公式(7)解码符号s_n，表达式如下：

至此，完成直接使用预测阈值的符号s_n的解码；

步骤6：如果n＜L_F，L_F为一个数据帧的总长度，转向步骤4；

步骤7：令F_r＝F_r+1，n₀＝0,n_max＝n_t，r(n₀)＝r(n)，如果F_r＜N_F，N_F为传输总帧数，转向步骤3，继续解码后续更多帧的符号信息；否则，结束完成所有解码。