基于独立成分分析的模拟网络编码的译码方法及系统的制作方法
专利名称：基于独立成分分析的模拟网络编码的译码方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及模拟传输和网络编码技术领域，特别涉及一种基于独立成分分析的模拟网络编码的译码方法及系统。
背景技术：
因为无线网络的广播传输特性，使得暴露在自由空间中距离较近的节点信号收发之间会产生严重的干扰。所以无线介质本质上需要对抗的一个问题节点间的传输干扰。 目前存在的消除干扰技术大多通过消耗系统资源来实现，如增大发射功率，或占用更多的信道带宽，将不同节点的信号正交化(TDMA，FDMA)。但是以节点资源为代价的消除干扰的解决方式与未来通信系统的高速大容量需求背道而驰，并不是最优的解决办法。
发明内容
(一 )要解决的技术问题本发明要解决的技术问题是在不会消耗更多无线带宽资源的情况下如何有效地利用节点信号间的干扰发送信号。( 二 )技术方案为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于独立成分分析的模拟网络编码的译码方法,包括SI 目的节点接收观测信号Y，其中，Y = KX+N, X为源信号，K为信道状态因子矩阵，N为噪声；S2 :根据所述观测信号Y构造目标矩阵G ；S3 :初始化分离矩阵V得到分离矩阵的初始值Vtl ；S4 :根据所述目标矩阵G和所述分离矩阵V，构造代价函数C (G，V)；S5 :将分离矩阵的初始值Vtl代入所述代价函数C(G，V)，根据联合对角化原理，对所述代价函数C (G，V)进行迭代优化处理，得到分离矩阵V ；S6 :根据分离矩阵V估计源信号文=V.Y和信道状态因子 = V+ ,其中，V+是矩阵V 的逆矩阵。其中，所述步骤S2具体包括计算所述观测信号Y的四阶累积量，对所述四阶累积量重组，形成目标矩阵G。3、根据权利要求2所述的基于独立成分分析的模拟网络编码的译码方法，其特征在于，所述分离矩阵V的初始值Vtl为目标矩阵G的特征值。其中，所述源信号为N个，观测信号Y = [ydl, yd2, . . .，ydN]T，所述观测信号Y的四阶累积量，
权利要求
1.一种基于独立成分分析的模拟网络编码的译码方法，其特征在于，包括51目的节点接收观测信号Y，其中，Y = KX+N, X为源信号，K为信道状态因子矩阵，N 为噪声；52:根据所述观测信号Y构造目标矩阵G ；53:初始化分离矩阵V得到分离矩阵的初始值Vtl ；54:根据所述目标矩阵G和所述分离矩阵V，构造代价函数C (G，V)；55:将分离矩阵的初始值Vtl代入所述代价函数C(G，V)，根据联合对角化原理，对所述代价函数C (G，V)进行迭代优化处理，得到分离矩阵V ；56:根据分离矩阵V估计源信号文=V.Y和信道状态因子
2.根据权利要求I所述的基于独立成分分析的模拟网络编码的译码方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括计算所述观测信号Y的四阶累积量，对所述四阶累积量重组，形成目标矩阵G。
3.根据权利要求2所述的基于独立成分分析的模拟网络编码的译码方法，其特征在于，所述分离矩阵V的初始值Vtl为目标矩阵G的特征值。
4.根据权利要求I所述的基于独立成分分析的模拟网络编码的译码方法，其特征在于，所述源信号为N个，观测信号Y= [ydl, yd2, ...，ydN]T，所述观测信号Y的四阶累积量，NNNN
5.根据权利要求3所述的基于独立成分分析的模拟网络编码的译码方法，其特征在于，所述分离矩阵的初始值％为目标矩阵G第一列子矩阵Α，6Ν+1，62Ν+1，. . .，Gn(n_1)+1，的特征值，分离矩阵为V = (vi，v2，...，vN)τ，其中符号T表示矩阵的转置，Vl，v2，...，vN都是NX I的实数向量，满足条件|hTI = 1 ,其中下标i表示取值为1,2, . . . , N。
6.根据权利要求3所述的基于独立成分分析的模拟网络编码的译码方法，其特征在于，所述代价函数C(G，V)为目标矩阵和分离矩阵的联合对角化衡量标准
7.根据权利要求I所述的基于独立成分分析的模拟网络编码的译码方法，其特征在于，所述步骤S5具体包括用于衡量代价的函数为C(G，V)，对角化程度的方法选用最小平方法，考察目标矩阵和分离矩阵的联合对角化的程度。联合对角化为分离矩阵和目标矩阵的运算VGkVT所获得的矩阵，对角化程度表述为VGkVT矩阵的非对角元素的平方和最小，即以
8.根据权利要求7所述的基于独立成分分析的模拟网络编码的译码方法，其特征在于，步骤S5具体计算代价函数的方法包括
9.一种基于独立成分分析的模拟网络编码的译码系统，其特征在于，包括接收模块，用于接收观测信号Y，其中，Y = KX+N, X为源信号，K为信道状态因子矩阵， N为噪声；目标矩阵构造模块，用于根据所述观测信号Y构造目标矩阵G ；分离矩阵初始化模块，用于初始化分离矩阵V得到分离矩阵的初始值Vtl ；代价函数构造模块，用于根据所述目标矩阵G和所述分离矩阵V，构造代价函数C (G，V)；分离矩阵优化迭代模块，用于将分离矩阵的初始值％代入所述代价函数C(G，V)，根据联合对角化原理，对所述代价函数C (G，V)进行迭代优化处理，得到分离矩阵V ；源信号计算模块，利用分离矩阵V估计源信号文= V.Y ,信道状态矩阵 = ν+ ,其中父是源信号X的估计值， 是信道状态矩阵K的估计值。
全文摘要
本发明公开了一种基于独立成分分析的模拟网络编码的译码方法，包括S1目的节点接收观测信号Y，其中，Y＝KX+N，X为源信号，K为信道状态因子矩阵，N为噪声；S2根据观测信号Y构造目标矩阵G；S3初始化分离矩阵V得到分离矩阵的初始值v0；S4根据目标矩阵G和分离矩阵V，构造代价函数C(G，V)；S5将分离矩阵的初始值v0代入代价函数C(G，V)，根据联合对角化原理，对代价函数C(G，V)进行迭代优化处理，得到分离矩阵V；S6根据分离矩阵V估计源信号和信道状态因子还公开了一种基于独立成分分析的模拟网络编码的译码系统。本发明有效地利用信号在无线介质中产生的干扰，进而提高网络容量，解决了现有技术中消除干扰技术需要消耗系统资源的问题。
文档编号H04L1/00GK102611532SQ20121010139
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月31日 优先权日2012年3月31日
发明者杜冰, 陆建华 申请人:清华大学
技术领域：
本发明涉及模拟传输和网络编码技术领域，特别涉及一种基于独立成分分析的模拟网络编码的译码方法及系统。
背景技术：
因为无线网络的广播传输特性，使得暴露在自由空间中距离较近的节点信号收发之间会产生严重的干扰。所以无线介质本质上需要对抗的一个问题节点间的传输干扰。 目前存在的消除干扰技术大多通过消耗系统资源来实现，如增大发射功率，或占用更多的信道带宽，将不同节点的信号正交化(TDMA，FDMA)。但是以节点资源为代价的消除干扰的解决方式与未来通信系统的高速大容量需求背道而驰，并不是最优的解决办法。
发明内容
(一 )要解决的技术问题本发明要解决的技术问题是在不会消耗更多无线带宽资源的情况下如何有效地利用节点信号间的干扰发送信号。( 二 )技术方案为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于独立成分分析的模拟网络编码的译码方法,包括SI 目的节点接收观测信号Y，其中，Y = KX+N, X为源信号，K为信道状态因子矩阵，N为噪声；S2 :根据所述观测信号Y构造目标矩阵G ；S3 :初始化分离矩阵V得到分离矩阵的初始值Vtl ；S4 :根据所述目标矩阵G和所述分离矩阵V，构造代价函数C (G，V)；S5 :将分离矩阵的初始值Vtl代入所述代价函数C(G，V)，根据联合对角化原理，对所述代价函数C (G，V)进行迭代优化处理，得到分离矩阵V ；S6 :根据分离矩阵V估计源信号文=V.Y和信道状态因子 = V+ ,其中，V+是矩阵V 的逆矩阵。其中，所述步骤S2具体包括计算所述观测信号Y的四阶累积量，对所述四阶累积量重组，形成目标矩阵G。3、根据权利要求2所述的基于独立成分分析的模拟网络编码的译码方法，其特征在于，所述分离矩阵V的初始值Vtl为目标矩阵G的特征值。其中，所述源信号为N个，观测信号Y = [ydl, yd2, . . .，ydN]T，所述观测信号Y的四阶累积量，
权利要求
1.一种基于独立成分分析的模拟网络编码的译码方法，其特征在于，包括51目的节点接收观测信号Y，其中，Y = KX+N, X为源信号，K为信道状态因子矩阵，N 为噪声；52:根据所述观测信号Y构造目标矩阵G ；53:初始化分离矩阵V得到分离矩阵的初始值Vtl ；54:根据所述目标矩阵G和所述分离矩阵V，构造代价函数C (G，V)；55:将分离矩阵的初始值Vtl代入所述代价函数C(G，V)，根据联合对角化原理，对所述代价函数C (G，V)进行迭代优化处理，得到分离矩阵V ；56:根据分离矩阵V估计源信号文=V.Y和信道状态因子
2.根据权利要求I所述的基于独立成分分析的模拟网络编码的译码方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括计算所述观测信号Y的四阶累积量，对所述四阶累积量重组，形成目标矩阵G。
3.根据权利要求2所述的基于独立成分分析的模拟网络编码的译码方法，其特征在于，所述分离矩阵V的初始值Vtl为目标矩阵G的特征值。
4.根据权利要求I所述的基于独立成分分析的模拟网络编码的译码方法，其特征在于，所述源信号为N个，观测信号Y= [ydl, yd2, ...，ydN]T，所述观测信号Y的四阶累积量，NNNN
5.根据权利要求3所述的基于独立成分分析的模拟网络编码的译码方法，其特征在于，所述分离矩阵的初始值％为目标矩阵G第一列子矩阵Α，6Ν+1，62Ν+1，. . .，Gn(n_1)+1，的特征值，分离矩阵为V = (vi，v2，...，vN)τ，其中符号T表示矩阵的转置，Vl，v2，...，vN都是NX I的实数向量，满足条件|hTI = 1 ,其中下标i表示取值为1,2, . . . , N。
6.根据权利要求3所述的基于独立成分分析的模拟网络编码的译码方法，其特征在于，所述代价函数C(G，V)为目标矩阵和分离矩阵的联合对角化衡量标准
7.根据权利要求I所述的基于独立成分分析的模拟网络编码的译码方法，其特征在于，所述步骤S5具体包括用于衡量代价的函数为C(G，V)，对角化程度的方法选用最小平方法，考察目标矩阵和分离矩阵的联合对角化的程度。联合对角化为分离矩阵和目标矩阵的运算VGkVT所获得的矩阵，对角化程度表述为VGkVT矩阵的非对角元素的平方和最小，即以
8.根据权利要求7所述的基于独立成分分析的模拟网络编码的译码方法，其特征在于，步骤S5具体计算代价函数的方法包括
9.一种基于独立成分分析的模拟网络编码的译码系统，其特征在于，包括接收模块，用于接收观测信号Y，其中，Y = KX+N, X为源信号，K为信道状态因子矩阵， N为噪声；目标矩阵构造模块，用于根据所述观测信号Y构造目标矩阵G ；分离矩阵初始化模块，用于初始化分离矩阵V得到分离矩阵的初始值Vtl ；代价函数构造模块，用于根据所述目标矩阵G和所述分离矩阵V，构造代价函数C (G，V)；分离矩阵优化迭代模块，用于将分离矩阵的初始值％代入所述代价函数C(G，V)，根据联合对角化原理，对所述代价函数C (G，V)进行迭代优化处理，得到分离矩阵V ；源信号计算模块，利用分离矩阵V估计源信号文= V.Y ,信道状态矩阵 = ν+ ,其中父是源信号X的估计值， 是信道状态矩阵K的估计值。
全文摘要
本发明公开了一种基于独立成分分析的模拟网络编码的译码方法，包括S1目的节点接收观测信号Y，其中，Y＝KX+N，X为源信号，K为信道状态因子矩阵，N为噪声；S2根据观测信号Y构造目标矩阵G；S3初始化分离矩阵V得到分离矩阵的初始值v0；S4根据目标矩阵G和分离矩阵V，构造代价函数C(G，V)；S5将分离矩阵的初始值v0代入代价函数C(G，V)，根据联合对角化原理，对代价函数C(G，V)进行迭代优化处理，得到分离矩阵V；S6根据分离矩阵V估计源信号和信道状态因子还公开了一种基于独立成分分析的模拟网络编码的译码系统。本发明有效地利用信号在无线介质中产生的干扰，进而提高网络容量，解决了现有技术中消除干扰技术需要消耗系统资源的问题。
文档编号H04L1/00GK102611532SQ20121010139
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月31日 优先权日2012年3月31日
发明者杜冰, 陆建华 申请人:清华大学
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