[發(fā)明專(zhuān)利]一種數(shù)據(jù)自適應(yīng)無(wú)線通信信道預(yù)測(cè)方法、存儲(chǔ)介質(zhì)及設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011304083.5
• 申請(qǐng)日: 2020-11-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112422212B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-12-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 薛江;劉冠章;王蕾;段啟宏
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 杭州勒貝格智能系統(tǒng)股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H04B17/373
• 分類(lèi)號(hào): H04B17/373;H04B17/391;G06F17/14
• 代理公司: 西安通大專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 高博

1.一種數(shù)據(jù)自適應(yīng)無(wú)線通信信道預(yù)測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、存儲(chǔ)通信系統(tǒng)從初始時(shí)刻到當(dāng)前時(shí)刻接收端接收到的發(fā)射端發(fā)射的導(dǎo)頻信號(hào)對(duì)應(yīng)的信道狀態(tài)信息；

S2、基于Ljung-Box檢驗(yàn)方法、Brock-Dechert-Scheinkman檢驗(yàn)方法以及Augmented-Dickey-Fuller檢驗(yàn)方法分析步驟S1保存的信道狀態(tài)信息時(shí)間序列的隨機(jī)性、非線性以及平穩(wěn)性，得到信道序列的數(shù)據(jù)特征；

S3、基于變分模態(tài)分解對(duì)步驟S2的信道序列數(shù)據(jù)特征進(jìn)行預(yù)處理，提取信道序列數(shù)據(jù)的頻域特征，得到多個(gè)不同頻率的窄帶模態(tài)信號(hào)；

S4、結(jié)合步驟S2的信道數(shù)據(jù)分析方法和步驟S3的信道數(shù)據(jù)分解方法，基于不同模態(tài)信號(hào)的數(shù)據(jù)特征，對(duì)各個(gè)模態(tài)分別設(shè)計(jì)不同重量的自回歸模型，得到對(duì)原始信道序列的預(yù)測(cè)結(jié)果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)自適應(yīng)無(wú)線通信信道預(yù)測(cè)方法，其特征在于，步驟S2中，對(duì)步驟S1得到的信道狀態(tài)信息，通過(guò)在一系列的導(dǎo)頻信號(hào)處實(shí)施信道估計(jì)，得到信道狀態(tài)信息序列，記為將信道估計(jì)得到的信道狀態(tài)信息序列拆分為實(shí)部和虛部?jī)刹糠郑謩e記為T(mén)為導(dǎo)頻信號(hào)的長(zhǎng)度。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)據(jù)自適應(yīng)無(wú)線通信信道預(yù)測(cè)方法，其特征在于，隨機(jī)性檢驗(yàn)具體為：

針對(duì)實(shí)部信道序列首先利用Ljung-Box檢驗(yàn)方法對(duì)序列的隨機(jī)性進(jìn)行檢驗(yàn)，即信道序列滯后相關(guān)的存在性分析，確定原假設(shè)H₀和備擇假設(shè)H₁；構(gòu)造檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量ρ_k為信道序列的k階滯后的相關(guān)系數(shù)，統(tǒng)計(jì)量服從自由度為m的卡方分布，給定顯著性水平α，對(duì)應(yīng)的拒絕域?yàn)樵僭O(shè)H₀成立意味著信道序列是白噪聲序列，否則認(rèn)為信道序列間存在相關(guān)性，可預(yù)測(cè)；

Brock-Dechert-Scheinkman檢驗(yàn)具體為：

借助AR模型擬合信道序列，將AR模型的擬合殘差序列記為r＝[r₁,r₂,…,r_T]，令m維向量對(duì)線性模型擬合的殘差r分析其獨(dú)立性，這一步采用Brock-Dechert-Scheinkman檢驗(yàn)方法，設(shè)用于信道序列檢驗(yàn)時(shí)的原假設(shè)H₀和備擇假設(shè)H₁；根據(jù)關(guān)聯(lián)積分給出最終的Brock-Dechert-Scheinkman檢驗(yàn)方法檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量：σ(δ)是的標(biāo)準(zhǔn)差，C(N,1,δ)^m為C(N,1,δ)的m次方，N＝T-m+1，H(·)是一個(gè)示性函數(shù)，統(tǒng)計(jì)量的漸進(jìn)分布為N(0,1)；

Augmented-Dickey-Fuller檢驗(yàn)方法具體為：

根據(jù)實(shí)部 信道序列的一階矩以及二階矩的特征，確定原假設(shè)H₀和備擇假設(shè)H₁如下：

H₀:ρ＝1

H₁:ρ1

其中，ρ是Augmented-Dickey-Fuller檢驗(yàn)估計(jì)模型中的參數(shù)，原假設(shè)H₀成立時(shí)信道數(shù)據(jù)中存在單位根，即信道數(shù)據(jù)非平穩(wěn)，否則信道數(shù)據(jù)是平穩(wěn)的。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)自適應(yīng)無(wú)線通信信道預(yù)測(cè)方法，其特征在于，步驟S3中，利用希爾伯特濾波器將信道序列模態(tài)信號(hào)u_k(t)變換為解析信號(hào)，只有正頻率部分被保留；利用傅里葉變換的性質(zhì)，通過(guò)頻譜搬移將得到的解析信號(hào)頻譜遷移至基帶；對(duì)得到基帶信號(hào)求導(dǎo)，對(duì)二范數(shù)的取平方來(lái)計(jì)算某一模態(tài)k的帶寬，求和得到所有模態(tài)的總帶寬；使用增廣拉格朗日乘子法引入二次懲罰項(xiàng)和拉格朗日乘子松弛，得到無(wú)約束優(yōu)化模型，利用Plancherel-Fourier等距定理把信道從時(shí)域變換到頻域，進(jìn)一步利用交替方向乘子法進(jìn)行求解，得到多個(gè)不同頻率的窄帶模態(tài)信號(hào)。