[發(fā)明專利]一種基于改進(jìn)Prony方法的上行時(shí)變信道預(yù)測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911094279.3
• 申請(qǐng)日: 2019-11-11
• 公開（公告）號(hào): CN110890931B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王海泉;陳躍;高丹蓓;葉杭;黃怡
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H04B17/373
• 分類號(hào): H04B17/373
• 代理公司: 浙江千克知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33246
• 代理人: 俞昊文

1.一種基于改進(jìn)Prony方法的上行時(shí)變信道預(yù)測(cè)方法，該方法應(yīng)用于TDD系統(tǒng)中，其特征在于，所述上行時(shí)變信道預(yù)測(cè)方法包括以下步驟：

S1、計(jì)算初始Prony系數(shù)；

S2、根據(jù)Prony系數(shù)預(yù)測(cè)下一時(shí)刻的CSI；

S3、根據(jù)預(yù)測(cè)的CSI解碼用戶發(fā)送的數(shù)據(jù)符號(hào)；

S4、利用解碼后的數(shù)據(jù)符號(hào)對(duì)CSI進(jìn)行估計(jì)；

S5、利用估計(jì)的CSI更新Prony系數(shù)；

S6、預(yù)測(cè)下一時(shí)刻的CSI；

S7、解碼用戶發(fā)送的下一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)，重復(fù)上述步驟；

所述TDD系統(tǒng)中的基站具有M_b根天線，針對(duì)單天線的單個(gè)用戶，簇的數(shù)量為L(zhǎng)_c，每個(gè)簇有一條主路徑；S1中根據(jù)基站已具備的CSI計(jì)算初始Prony系數(shù)，包括以下步驟：

S11、設(shè)實(shí)際的CSI為：

其中，矩陣A是維度為M_b×L_c的矩陣，由導(dǎo)向矢量和路徑的初始相位構(gòu)成，M_b表示基站的天線數(shù)，L_c表示信號(hào)傳輸總的路徑數(shù)，v_j表示第j個(gè)路徑的多普勒頻率分量，j＝0,1,…,L_c；

設(shè)采樣時(shí)間間隔是Δt，將h(k)表示成第k個(gè)采樣時(shí)刻的信道；

h(k)＝h(kΔt)；

S12、基站根據(jù)用戶發(fā)送的N_p個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)獲得前N_p個(gè)時(shí)刻的CSI的估計(jì)值令

S13、根據(jù)改進(jìn)Prony方法建立方程組：

S14、對(duì)H₀進(jìn)行SVD分解，H₀＝U₀D₀V₀^H，H₀是前N_p-1個(gè)CSI所構(gòu)成的矩陣)其中，U₀是M_b×(N_p-1)的單位陣，D₀是(N_p-1)×(N_p-1)的對(duì)角陣且對(duì)角陣上的元素按降序排列，V₀是(N_p-1)×(N_p-1)的單位陣，設(shè)定一個(gè)大于0的數(shù)∈，為增加方程的穩(wěn)定性去除小于∈的奇異值；假設(shè)有N_q個(gè)奇異值大于∈，則取U₀和V₀的前N_q列構(gòu)成新的矩陣取D₀的前N_q個(gè)對(duì)角元素構(gòu)成新的對(duì)角陣

S15、利用最小二乘法解方程解得初始的Prony系數(shù)：

S2中預(yù)測(cè)下一時(shí)刻的CSI具體如下：

S3中所述解碼用戶發(fā)送的數(shù)據(jù)符號(hào)，包括如下步驟：

用戶向基站發(fā)送數(shù)據(jù)符號(hào)s_m，第一次發(fā)送的信號(hào)標(biāo)為s₁，m＝1，基站接收到的信號(hào)用y_m表示：

其中，ρ為信噪比，w_m為標(biāo)準(zhǔn)復(fù)正態(tài)分布的高斯噪聲，根據(jù)基站接收到的信號(hào)，利用預(yù)測(cè)的解碼用戶所發(fā)送的信號(hào)，用戶所發(fā)送的信號(hào)用表示；

S4中所述對(duì)CSI進(jìn)行估計(jì)具體如下：

其中表示對(duì)第N_p+m個(gè)時(shí)刻的CSI進(jìn)行第一次估計(jì)的值，

將投影到矩陣U₀所生成的空間，即得到最終所估計(jì)的CSI，如下所示：

S5中利用估計(jì)的CSI更新Prony系數(shù)，具體包括以下步驟：

S51、構(gòu)造矩陣每得到一個(gè)估計(jì)的便將其估計(jì)的前N_p-1個(gè)放入矩陣中，矩陣的維度為(m+1)M_b×N_p，當(dāng)m＝1，矩陣如下所示：

S52、對(duì)進(jìn)行SVD分解，分解過(guò)程同的SVD分解，得到矩陣并更新Prony系數(shù)向量，更新的Prony系數(shù)向量的計(jì)算過(guò)程如下：

S6中所述預(yù)測(cè)再下一時(shí)刻的CSI具體如下：

S7中具體如下：

令m＝m+1，根據(jù)上述步驟得到第N_p+m+1個(gè)時(shí)刻的CSI的預(yù)測(cè)值