[发明专利]一种基于改进Prony方法的上行时变信道预测方法

说明书

本发明一种基于改进Prony方法的上行时变信道预测方法，该方法应用于TDD系统中，所述上行时变信道预测方法包括以下步骤：S1、计算初始Prony系数；S2、根据Prony系数预测下一时刻的CSI；S3、根据预测的CSI解码用户发送的数据符号；S4、利用解码后的数据符号对CSI进行估计；S5、利用估计的CSI更新Prony系数；S6、预测下一时刻的CSI；S7、解码用户发送的下一个数据符号，重复上述步骤。本发明基于改进Prony方法的上行时变信道预测方法，能够准确预测并估计不同时刻的信道的CSI，本发明提了高信道预测的效率，从而提升系统整体性能。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种基于改进Prony方法的上行时变信道预测方法。

背景技术

在大规模MIMO系统中，得益于基站端的大规模天线，不同用户与基站之间的信道渐进正交，因此仅使用简单的信号处理技术，系统的数据传送速率和能量效率都可以得到很大的提高。但这种优势是基于基站可以精确地估计出CSI这一假设而得到的，因此CSI的获取对系统非常重要。

在快速时变信道中，当前时刻的CSI和下一时刻的CSI是不同的，需对每一时刻的CSI都进行估计。而传统的信道估计方法只能估计固定状态下的CSI。因此，对于时变信道而言，传统的方法已不再适用。而基于Prony方法，用户只需要发送少量的导频信号，基站处理这些导频信号得到相应时刻的CSI的估计值就可以预测并估计后面时刻的CSI。然而，基于传统的Prony方法的信道估计，所需的导频信号个数必须大于信道的路径数。因此，需要一种对Prony方法的改进，来提高信道预测的效率。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种基于改进Prony方法的上行时变信道预测方法。

为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于改进Prony方法的上行时变信道预测方法，该方法应用于TDD(时分双工)系统中，所述上行时变信道预测方法包括以下步骤：

S1、计算初始Prony系数；

S2、根据Prony系数预测下一时刻的CSI(信道状态信息)；

S3、根据预测的CSI解码用户发送的数据符号；

S4、利用解码后的数据符号对CSI进行估计；

S5、利用估计的CSI更新Prony系数；

S6、预测下一时刻的CSI；

S7、解码用户发送的下一个数据符号，重复上述步骤。

进一步的，所述TDD系统中的基站具有M_b根天线，针对单天线的单个用户，簇的数量为L_c，每个簇有一条主路径。

进一步的，S1中根据基站已具备的CSI计算初始Prony系数，包括以下步骤：

S11、设实际的CSI为：

其中，矩阵A是维度为M_b×L_c的矩阵，由导向矢量和路径的初始相位构成，M_b表示基站的天线数，L_c表示信号传输总的路径数，v_j表示第j个路径的多普勒频率分量，(j＝0,1,…,L_c)

设采样时间间隔是Δt，将h(k)表示成第k个采样时刻的信道；

h(k)＝h(kΔt)；

S12、基站根据用户发送的N_p个导频信号获得前N_p个时刻的CSI的估计值令