太赫兹频段体内纳米尺度通信系统的调制模式检测与分类
信息论
2018-07-31 v1 math.IT
摘要
本工作开启了设计太赫兹(THz)频段智能/认知纳米接收机的努力。具体而言，我们研究了智能纳米接收机的两个基本要素——调制模式检测(区分基于脉冲的调制与基于载波的调制)与调制分类(识别正在使用的确切调制方案)。为实现调制模式检测，我们在纳米接收机的通带中构建了一个二元假设检验，并给出了两种错误概率的闭式表达式。至于调制分类，我们旨在用高斯混合模型(GMM)表示感兴趣的信号。这需要对THz信道冲激响应进行显式估计，并随后通过解卷积对其进行补偿。然后我们通过期望最大化(Expectation-Maximization)算法学习GMM参数。接着我们对每个混合密度进行高斯近似，以计算对称Kullback-Leibler散度，从而区分各种调制方案(即进制相移键控、进制正交振幅调制)。关于模式检测的仿真结果表明，存在一个唯一的帕累托最优点(对于SNR与判决门限二者)，使得两种错误概率均被最小化。调制分类仿真结果的主要结论是，对于预先指定的正确分类概率，识别更高阶调制方案需要更高的SNR。更广泛地说，本工作应引发学界对设计智能/认知纳米接收机(能够执行各种智能任务，例如调制预测等)的兴趣。
引用
@article{arxiv.1807.10964,
title = {Modulation Mode Detection & Classification for in-Vivo Nano-Scale Communication Systems Operating in Terahertz Band},
author = {M. Ozair Iqbal and M. Mahboob Ur Rahman and M. Ali Imran and Akram Alomainy and Qammer H. Abbasi},
journal= {arXiv preprint arXiv:1807.10964},
year = {2018}
}
备注
10 pages, 10 figures