[發明專利]高頻段頻譜占用的Volterra預測方法

有效

• 申請號: 201510363063.8
• 申請日: 2015-06-26
• 公開（公告）號: CN105050114B
• 公開（公告）日: 2018-10-02
• 發明（設計）人: 白楊;李宏博;張云;荊薇
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H04W24/02
• 分類號: H04W24/02;H04B17/00;H04W16/10
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 楊曉輝

1.高頻段頻譜占用的Volterra預測方法，該方法的具體步驟為：

步驟一：利用狀態空間理論對高頻段頻譜占用因子序列進行狀態空間重構，獲得頻譜占用因子序列狀態空間的重構序列；

步驟二：利用頻譜占用因子序列狀態空間的重構序列，建立高頻段頻譜占用因子序列的Volterra預測模型；

步驟三：采用遞歸最小二乘算法，對Volterra預測模型的核系數進行動態調整，實現高頻段頻譜占用的Volterra預測；

其中步驟一所述的高頻段頻譜占用因子序列進行狀態空間重構的方法為：

頻譜占用因子Q的時間序列為Q＝{q(n),n＝1,2,…,N}，對Q進行狀態空間重構，重構后的頻譜占用因子序列狀態空間的重構序列：

p(n)＝[q(n),q(n-1),…,q(n-m+1)]

其中，q(n)為在n時刻的頻譜占用因子Q的量測值，q(n-m+1)為在n-m+1時刻的頻譜占用因子Q的量測值，m為嵌入維數；

其特征在于，步驟二所述的建立高頻段頻譜占用因子序列的Volterra預測模型的方法為：

對非線性系統高頻段頻譜的Volterra級數展開：

其中，w_c(n)表示在n時刻的常數項Volterra核系數，∞表示在n時刻的預測模型第i階Volterra核系數，x(n)為輸入信號，d'(n)表示在系統辨識應用中沒有測量噪聲時未知系統的輸出；l₁,l₂,…,l_i為延遲時間；

d'(n)的二階截斷形式：

其中，m為輸入信號x(n)的嵌入維數，e(n)為截斷誤差，令d'(n)＝q(n+1)，x(n)＝q(n)，利用重構后的狀態矢量p(n)，求q(n+1)的二階截斷Volterra級數；

高頻段頻譜占用因子序列的Volterra預測模型為q(n+1)的二階截斷Volterra級數，表示形式為：

其中，w_c(n)表示在n時刻的常數項Volterra核系數，表示在n時刻的一階Volterra核系數，表示在n時刻的二階Volterra核系數，m為嵌入維數。

2.根據權利要求1所述的高頻段頻譜占用的Volterra預測方法，其特征在于，步驟三所述利用遞歸最小二乘算法對Volterra預測模型核系數進行動態調整的方法具體為：

預測模型的系數矢量W(n)為：

W(n)＝[w_c(n),w₀(n),w₁(n),…,w_{m_1}(n),w_0,0(n),w_0,1(n),…,w_m-1,m-1(n)]^T，

輸入信號矢量U(n)為：

U(n)＝[1,q(n),q(n-1),…,q(n-m+1),q²(n),q(n)q(n-1),…,q²(n-m+1)]^T，

那么，Volterra預測模型中q(n+1)的矩陣表示形式為：

q(n+1)＝U^T(n)W(n)+e(n)

使用遞歸最小二乘自適應算法實時調整Volterra級數模型的系數矢量W(n)；遞歸最小二乘自適應算法的遞推形式：

其中，為預測值，q(n+1)為真實值，S_D(n)為在n時刻的確定性相關矩陣的逆矩陣，ψ(n+1)為用于降低計算負擔的輔助向量，λ為指數加權因子，取值范圍為0≤λ≤1。