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专利号: 2023103325593
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:授权未缴费
专利领域: 电通信技术
更新日期:2025-06-13
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于FFDNet的OFDM‑IM信号检测方法,其特征在于,包括:S1:在OFDM‑IM系统中,发送端将信号X通过信道H发送到接收端,得到接收信号Y,并对接收信号Y进行均衡处理,得到二维格式的均衡信号S2:对二维格式的均衡信号的静默子载波上的信号进行数据增强,得到的增强后的均衡信号S3:建立FFDNet降噪网络;所述FFDNet降噪网络包括:降采样层、图结合层、CNN降噪层、重组层;

S4:通过降采样层对增强后的均衡信号 降采样,得到4个同样大小的子图,若噪声水平为δ,则噪声为noise=δ/255×randn(size(label)),与此同时获得4个子图对应信噪比的噪声水平图M,且噪声水平图M的大小与子图的大小一致;

S5:将增强后的均衡信号 的子图和子图对应噪声水平图M进行组合,得到训练数据样本S6:将信号X作为标签同训练数据样本 输入CNN降噪层,进行CNN降噪层的训练;

S7:将二维格式的均衡信号 输入训练好的CNN降噪层进行数据降噪,得到降噪后的信号Yde和降噪后的信号的能量分布Ede;

S8:利用噪声估计水平δ分别计算量分布系数γ和信号组合系数β,通过重组层对降噪后的信号Yde和降噪后的信号的能量分布Ede进行重组,得到重组后的待检测信号和重组后的能量分布;

S9:构建检测网络,并对检测网络进行训练;

S10:利用训练好的检测网络对重组后的待检测信号进行检测,并通过重组后的能量分布判断激活载波的位置,得到信号估计的 对信号估计的值 进行判决,得到估计的比特流

2.根据权利要求1所述的一种基于FFDNet的OFDM‑IM信号检测方法,其特征在于,对二维格式的均衡信号的静默子载波上的信号进行数据增强,包括:其中, 表示增强后的均衡信号,n1、 分别表示静默载波位置、NL的噪声分布, 为均衡信号的实部, 为均衡信号的虚部。

3.根据权利要求1所述的一种基于FFDNet的OFDM‑IM信号检测方法,其特征在于,将发送信号X作为标签同训练数据样本 输入CNN降噪层,进行CNN降噪层的训练,包括:其中,Loss1表示降噪网络的损失函数,M1表示降噪网络的训练集大小,fde表示降噪函数, 表示训练数据样本,θde(δ)表示降噪网路的常量,δ表示噪声估计水平,X表示发送信号。

4.根据权利要求1所述的一种基于FFDNet的OFDM‑IM信号检测方法,其特征在于,将二维格式的均衡信号 输入训练好的CNN降噪层进行数据降噪,得到降噪后的信号Yde和降噪后的信号的能量分布Ede,包括:降噪后的信号Yde:

其中,Yde表示降噪后的信号,fde表示降噪函数, 表示二维格式的均衡信号,θde(δ)表示降噪网路的常量,δ表示噪声估计水平;

降噪后的信号的能量分布Ede:

其中,Ede表示降噪后的信号的能量分布,Yde表示降噪后的信号, 和分别表示对应载波位置上的降噪信号。

5.根据权利要求1所述的一种基于FFDNet的OFDM‑IM信号检测方法,其特征在于,利用噪声估计水平δ分别计算能量分布系数γ和信号重组系数β,包括:能量分布系数γ:

信号重组系数β:

其中,δ表示噪声估计水平,SNR表示实际信道环境中的信噪比。

6.根据权利要求1所述的一种基于FFDNet的OFDM‑IM信号检测方法,其特征在于,对降噪后的信号Yde和降噪后的信号的能量分布Ede进行重组,得到重组后的被检测信号和重组的能量分布,包括:重组后的待检测信号:

重组后的能量分布:

其中,Yd表示重组后的待检测信号,Yde表示降噪后的信号, 表示二维格式的均衡信号,β表示检测信号重组系数,Esum表示重构后的信号的能量分布,Y表示接收信号,γ表示能量分布系数。

7.根据权利要求1所述的一种基于FFDNet的OFDM‑IM信号检测方法,其特征在于,所述检测网络,包括:由2层全连接网络构成的DNN结构,第一层为128个神经元,激活函数为Tanh函数,第二层为S个神经元,激活函数为Sigmoid函数,其中,S表示输出的比特位数。

8.根据权利要求1所述的一种基于FFDNet的OFDM‑IM信号检测方法,其特征在于,对检测网络进行训练,包括:其中,Loss2表示检测网络的损失函数,M2表示检测网络的训练集大小,L表示检测网络的输出,b表示随机的生成数据比特流。

9.根据权利要求1所述的一种基于FFDNet的OFDM‑IM信号检测方法,其特征在于,利用训练好的检测网络对重组后的待检测信号进行检测,并通过重组后的能量分布判断激活载波的位置,得到信号估计的值 包括:其中, 表示检测网络的输出信号估计值,fim分别表示检测函数,θim表示检测函数的常数,Yd表示重组后的待检测信号,Esum表示重构后的信号的能量分布。

10.根据权利要求1所述的一种基于FFDNet的OFDM‑IM信号检测方法,其特征在于,对信号估计的值 进行判决,得到估计的比特流 包括:计算所估计的信号 同发送比特0和1的欧氏距离,将最短欧氏距离对应的比特值作为最终的比特流