[发明专利]遥测信道非相干大规模SIMO处理方法、系统及应用

权利要求书

1.一种遥测信道非相干大规模SIMO处理方法，其特征在于，所述遥测信道非相干大规模SIMO处理方法包括：

高超声速飞行器等离子体鞘套信道的建模：建立时变等离子体鞘套的分层电子密度模型；并计算等离子体鞘套透射系数；

构建高超声速飞行器大规模下行SIMO系统模型：由高超声速飞行器端单天线和一个多天线接收站组成；

优化的功率调制：依据等离子体鞘套信道的平均功率衰减和下行信道的渐进特性设计优化；

非相干检测：采用简化的可变逆跳蒙特卡洛算法估计概率密度函数，进行基于ML的快速非相干检测；

所述构建高超声速飞行器大规模下行SIMO系统模型：由高超声速飞行器端单天线和一个多天线接收站组成，其中接收站配备根天线，该系统在一个时隙内的接收站端等效基带信号接收模型为：

其中是维接收信号向量，为发送信号，是维信道矩阵，由矩阵元素构成，是接收端复高斯白噪声，的每一个元素均服从循环对称复高斯CSCG分布，且均值为零，方差为即

为高超声速飞行器下行链路等离子体鞘套-莱斯信道，其中表示等离子体鞘套信道，由得到；表示空间莱斯信道衰落，即的包络服从莱斯分布，噪声方差和为未知信息，已知等离子体鞘套信道的平均功率衰减

所述优化的功率调制：发送符号其中为第个符号的功率，是编码本，是的基数，等概率发送，且满足平均功率约束依据等离子体鞘套信道的平均功率衰减和下行信道的渐进特性设计优化的

的自适应设计方法具体包括：

(1)对于令的解调区间其中表示解调边界令由0均值独立随机变量实现，的矩母函数为令对于优化星座有令

(2)利用算法1和算法2搜索到满足功率约束的最高和相应的最优星座算法1用于初始化和更新值，算法1得出值代入算法2；算法2搜索出当前值下的发送星座；算法1依据算法2所得星座是否满足功率约束条件，更新值；循环算法1和2，直至值满足设定精度10^-3，得到输出满足功率约束的最高和相应的最优星座算法1和2具体如下：

算法1：初始化代入算法2；若算法2星座满足功率约束条件，令若算法2星座不满足功率约束条件，令得到的t值继续代入算法2，再次得到值，循环算法1，直至值满足设定精度10^-3；

算法2：令选择的最小值，使得为且此过程按顺序执行，直到找到检查是否满足功率约束条件；如果满足，保留这个星座，利用算法1增加并重复这个过程；如果不满足，应该丢弃该星座，利用算法1减小并重复这个过程；

所述基于ML的快速非相干检测：计算接收向量的平均功率：由于等离子体鞘套信道的高动态和深衰落特性，造成的条件概率密度函数未知，在接收站端设计一种简化的可变逆跳蒙特卡洛算法估计的条件概率密度函数(CPDF)则最大似然(ML)解调器输出为：

其中为似然函数/条件概率密度函数；

所述简化的可变逆跳蒙特卡洛算法具体包括：整个模型的概率密度函数用混合高斯过程描述：

其中表示状态在混合高斯过程中的状态概率，即第个高斯过程在混合高斯过程中所占比率，表示均值和方差；

考虑一个二维时变序列描述接收统计量的非平稳随机过程，其中表示接收端的统计序列，表示隐藏状态的序列，表示马尔科夫模型中的状态数，需要估计的参数是其中；参数先验分布：初始化为其中表示具有参数和的伽马分布，代表Dirichlet分布；

在初始时刻，状态数设置为剩余变量都基于它们的先验分布被初始化；最大迭代次数设置为迭代时刻所有相关参数的状态空间在迭代时刻更新为新的状态空间，即每个迭代总结为：

1)更新

其中为时刻隐藏状态的个数；

2)更新

3)更新

4)更新

2.如权利要求1所述的遥测信道非相干大规模SIMO处理方法，其特征在于，所述建立时变等离子体鞘套的分层电子密度模型并计算等离子体鞘套透射系数