空移鍵控系統(tǒng)中基于K-Means聚類算法的盲檢測研究.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)點是發(fā)射機結(jié)構(gòu)簡單且能效高。與此同時，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)的問題。對于SSK系統(tǒng)接收端檢測技術(shù)，相比理想信道狀態(tài)信息(Channel State Information，CSI)下的檢測算法，在未知CSI的情況下，基于K-均值聚類（K-Means Clustering，KMC）的盲檢測算法可以有效降低檢測的復(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)送序列長度成正比。因此，本文主要針對如何降低KMC盲檢測算法的計算復(fù)雜度方面展開研究，重點討論了KMC算法盲估計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)模型和信號模型。針對SSK系統(tǒng)盲檢測器，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能力進行窮舉解映射。

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　　其次，從提高系統(tǒng)誤碼率性能的角度考慮，對KMC算法初始質(zhì)心的選取進行改進，將隨機初始化質(zhì)心改進為優(yōu)化初始化質(zhì)心。從降低KMC盲檢測算法計算復(fù)雜度的角度考慮，用截斷序列代替原發(fā)送序列，通過KMC聚類算法盲估計出系統(tǒng)的CSI，以盲估計的CSI直接對接收信號進行分簇。算法復(fù)雜度分析表明:基于KMC算法盲估計CSI的檢測算法的計算復(fù)雜度由原本與發(fā)送序列長度成正比降低到與發(fā)送序列長度無關(guān)。仿真實驗對比了隨機初始化質(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，并驗證了KMC盲檢測算法和基于KMC算法盲估計CSI的檢測算法的系統(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，對窮舉解映射算法借助信道編碼輔助解映射進行改進，從原本將整個接收序列直接進行檢錯改為根據(jù)差錯間隔對接收序列進行選擇性的檢錯。算法復(fù)雜度分析表明:原本的整體解映射算法的計算復(fù)雜度與發(fā)送序列長度成正比，改進的局部解映射算法的計算復(fù)雜度降低，并與發(fā)送序列長度無關(guān)。仿真實驗驗證了