[發明專利]一種基于改進Prony方法的上行時變信道預測方法

有效

• 申請號: 201911094279.3
• 申請日: 2019-11-11
• 公開（公告）號: CN110890931B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 王海泉;陳躍;高丹蓓;葉杭;黃怡
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: H04B17/373
• 分類號: H04B17/373
• 代理公司: 浙江千克知識產權代理有限公司 33246
• 代理人: 俞昊文

本發明一種基于改進Prony方法的上行時變信道預測方法，該方法應用于TDD系統中，所述上行時變信道預測方法包括以下步驟：S1、計算初始Prony系數；S2、根據Prony系數預測下一時刻的CSI；S3、根據預測的CSI解碼用戶發送的數據符號；S4、利用解碼后的數據符號對CSI進行估計；S5、利用估計的CSI更新Prony系數；S6、預測下一時刻的CSI；S7、解碼用戶發送的下一個數據符號，重復上述步驟。本發明基于改進Prony方法的上行時變信道預測方法，能夠準確預測并估計不同時刻的信道的CSI，本發明提了高信道預測的效率，從而提升系統整體性能。

技術領域

本發明涉及無線通信技術領域，尤其涉及一種基于改進Prony方法的上行時變信道預測方法。

背景技術

在大規模MIMO系統中，得益于基站端的大規模天線，不同用戶與基站之間的信道漸進正交，因此僅使用簡單的信號處理技術，系統的數據傳送速率和能量效率都可以得到很大的提高。但這種優勢是基于基站可以精確地估計出CSI這一假設而得到的，因此CSI的獲取對系統非常重要。

在快速時變信道中，當前時刻的CSI和下一時刻的CSI是不同的，需對每一時刻的CSI都進行估計。而傳統的信道估計方法只能估計固定狀態下的CSI。因此，對于時變信道而言，傳統的方法已不再適用。而基于Prony方法，用戶只需要發送少量的導頻信號，基站處理這些導頻信號得到相應時刻的CSI的估計值就可以預測并估計后面時刻的CSI。然而，基于傳統的Prony方法的信道估計，所需的導頻信號個數必須大于信道的路徑數。因此，需要一種對Prony方法的改進，來提高信道預測的效率。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的缺陷，提供了一種基于改進Prony方法的上行時變信道預測方法。

為了實現以上目的，本發明采用以下技術方案：

一種基于改進Prony方法的上行時變信道預測方法，該方法應用于TDD(時分雙工)系統中，所述上行時變信道預測方法包括以下步驟：

S1、計算初始Prony系數；

S2、根據Prony系數預測下一時刻的CSI(信道狀態信息)；

S3、根據預測的CSI解碼用戶發送的數據符號；

S4、利用解碼后的數據符號對CSI進行估計；

S5、利用估計的CSI更新Prony系數；

S6、預測下一時刻的CSI；

S7、解碼用戶發送的下一個數據符號，重復上述步驟。

進一步的，所述TDD系統中的基站具有M_b根天線，針對單天線的單個用戶，簇的數量為L_c，每個簇有一條主路徑。

進一步的，S1中根據基站已具備的CSI計算初始Prony系數，包括以下步驟：

S11、設實際的CSI為：

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

設采樣時間間隔是Δt，將h(k)表示成第k個采樣時刻的信道；

h(k)＝h(kΔt)；

S12、基站根據用戶發送的N_p個導頻信號獲得前N_p個時刻的CSI的估計值令