[發(fā)明專利]一種歷史數(shù)據(jù)缺失條件下的短波多信道聯(lián)合預(yù)測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410331260.7
• 申請(qǐng)日: 2014-07-11
• 公開（公告）號(hào): CN105323195B
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王金龍;沈良;丁國如;任國春;陳瑾;吳啟暉;高翔;高瞻;鄭學(xué)強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L25/02
• 分類號(hào): H04L25/02
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 唐代盛;孟睿

1.一種歷史數(shù)據(jù)缺失條件下的短波多信道聯(lián)合預(yù)測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1.信道狀態(tài)數(shù)據(jù)的形式化表征：

令m表示信道個(gè)數(shù)，n+1表示時(shí)隙個(gè)數(shù)，多信道狀態(tài)數(shù)據(jù)表征成大小為m×(n+1)的矩陣X；其中：

矩陣X中每個(gè)元素X_ij,i∈{1,...,m},j∈{1,...,n+1}表示第i個(gè)信道在第j個(gè)時(shí)隙的狀態(tài)數(shù)據(jù)；

矩陣X的每行X_i.:＝[X_i1,X_i2,...,X_in+1],i∈{1,...,m}表示第i個(gè)信道連續(xù)n+1個(gè)時(shí)隙的狀態(tài)數(shù)據(jù)；

矩陣的每列X_.j:＝[X_1j,X_2j,...,X_mj]^T,j∈{1,...,n+1}表示在第j個(gè)時(shí)隙m個(gè)信道的狀態(tài)數(shù)據(jù)；

步驟2.多信道聯(lián)合預(yù)測(cè)建模：

假設(shè)前n個(gè)時(shí)隙m個(gè)信道的狀態(tài)數(shù)據(jù){X_.j,j∈{1,...,n}}屬于歷史數(shù)據(jù)，第n+1個(gè)時(shí)隙m個(gè)信道的狀態(tài)數(shù)據(jù)X_.j,j＝n+1屬于待預(yù)測(cè)的狀態(tài)數(shù)據(jù)，將多信道聯(lián)合預(yù)測(cè)問題建模為式(1)所示的問題：

式(1)中，P_w(X)為歷史狀態(tài)數(shù)據(jù)矩陣，歷史狀態(tài)數(shù)據(jù)矩陣可以如式(2)表示：

公式(2)中，X_ij屬于已知的歷史狀態(tài)數(shù)據(jù)；M_ij屬于缺失的歷史狀態(tài)數(shù)據(jù)；

式(1)中，矩陣Z為將不完整的歷史狀態(tài)數(shù)據(jù)矩陣P_w(X)中缺失的歷史狀態(tài)數(shù)據(jù)補(bǔ)全后獲得的數(shù)據(jù)矩陣，且表示矩陣F范數(shù)的平方；||Z||_*為核范數(shù)，表示矩陣奇異值的和；λ為拉格朗日因子；

步驟3.多信道聯(lián)合預(yù)測(cè)：

3.1輸入不完整的多信道數(shù)據(jù)矩陣P_w(X)，一組拉格朗日乘子λ₁>λ₂>···>λ_k和誤差門限ε，初始化Z⁽¹⁾＝0,j＝1,i＝1；

3.2依次迭代執(zhí)行以下迭代運(yùn)算：

1)引入中間變量γ，令γ＝ε+1；

2)依次執(zhí)行以下運(yùn)算：其中，表示P_w(Z^(j))的補(bǔ)集，是對(duì)矩陣中各個(gè)元素獨(dú)立進(jìn)行運(yùn)算的運(yùn)算符，假設(shè)x為矩陣的任一元素，則有

3)當(dāng)γ＞ε時(shí)，j＝j(luò)+1，跳到2)；當(dāng)γ≤ε且i＜k時(shí)，i＝i+1，跳到1)；當(dāng)γ≤ε且i＝k時(shí)，步驟3.2迭代運(yùn)算終止，獲得矩陣矩陣第n+1列元素為根據(jù)其前n列元素表示的前n個(gè)時(shí)隙m個(gè)信道的歷史狀態(tài)數(shù)據(jù){X_.j,j∈{1,...,n}}預(yù)測(cè)獲得的第n+1個(gè)時(shí)隙m個(gè)信道的狀態(tài)數(shù)據(jù)。

2.如權(quán)利要求1所述歷史數(shù)據(jù)缺失條件下的短波多信道聯(lián)合預(yù)測(cè)方法，其特征在于，還包括步驟4信道預(yù)測(cè)性能評(píng)估：

使用預(yù)測(cè)均方根誤差RMSE(n)來評(píng)估信道預(yù)測(cè)性能，計(jì)算公式如式(3)所示：

式(3)中，表示第n+1個(gè)時(shí)隙中待預(yù)測(cè)的狀態(tài)數(shù)據(jù)的真實(shí)值，表示第n+1個(gè)時(shí)隙中狀態(tài)數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)值。