[发明专利]基于增强型ELM的叠加CSI反馈方法

说明书

本发明公开了一种基于增强型ELM的叠加CSI反馈方法，包括：S1、站接收移动端的叠加CSI反馈信息s，得到接收序列r；S2、建增强型ELM干扰消除网络；S3、增强型ELM干扰消除网络进行离线训练，得到网络参数；S4、用训练得到的网络参数在线运行增强型ELM干扰消除网络，恢复下行信道状态信息h和上行用户序列d。与基于ELM叠加CSI反馈方法相比，本发明在参数量相当的情况下，能够获得更好的下行CSI恢复性能和上行用户数据序列的检测性能。

技术领域

本发明涉及频分双工(FDD,frequency division duplex)大规模多输入多输出(mMIMO,multiple input multiple output)系统的叠加反馈技术领域，特别涉及一种基于极限学习机(ELM,extreme learning machine)的增强型叠加信道状态信息(CSI,channelstate information)反馈方法。

背景技术

大规模多输入多输出技术作为第五代无线通信系统(5G,Fifth Generationwireless systems)实现高吞吐量绿色无线电的关键技术。基站(BS,base station)进行下行波束成形和用户选择需要实时的信道状态信息，在时分双工模式下，基站可以利用上、下行链路的互易性通过估计上行链路信道得到下行CSI。然而，在FDD模式下，信道互易条件变弱甚至难以适用，下行CSI通常需要用户估计并反馈至基站。近几年来，机器学习尤其是深度学习(DL,Deep Learning)在通信系统中受到了广泛关注。与传统CSI的反馈方法相比，基于机器学习的CSI反馈方法能显著地减少反馈开销。但现有的基于机器学习的CSI反馈技术仍不可避免地占用着上行带宽资源，导致频谱利用率下降，亟待进一步研究改善上行带宽资源占用的CSI反馈方法。

叠加CSI反馈是避免上行带宽资源占用的行之有效的方法之一，将下行CSI叠加在上行用户数据序列(UL-US,uplink user data sequence)上进行反馈，提高了频谱效率。然而，叠加引起的叠加干扰，以及复杂的干扰消除算法，造成工程应用上的困难。幸运的是，ELM因其结构简单，训练速度快等优点，引起广泛关注。近年来，ELM网络与叠加技术激发了基于ELM的叠加CSI反馈技术的研究。然而，将ELM网络简单的引入叠加CSI反馈中，仍难以满足日益增长的UL-US检测性能与下行CSI的恢复精确需求，亟待进一步改善。

发明内容

针对上述技术问题，发明提供一种基于增强型ELM的叠加CSI反馈方法，改善基于ELM的叠加CSI反馈方法。与基于ELM叠加CSI反馈方法相比，本发明在参数数量相当的情况下，获得更好的下行CSI恢复性能和上行用户数据的检测性能。

具体技术方案为：

基于增强型ELM的叠加CSI反馈方法，包括以下步骤：

S1、接收移动端的叠加CSI反馈信息s，得到接收序列r；

S2、构建增强型ELM干扰消除网络；

S3、对增强型ELM干扰消除网络进行离线训练，得到网络参数；

S4、利用训练得到的网络参数在线运行增强型ELM干扰消除网络，恢复下行信道状态信息h和上行用户序列d。

该方法步骤S1所述的基站接收移动端的叠加CSI反馈信息s为：

其中，ρ∈[0,1]表示叠加因子，E_x表示用户发送功率，下行信道状态信息h的长度为N，P为M×N的walsh扩频矩阵，上行用户序列d长度为M。接收得到接收序列为：

其中，为上行CSI，表示噪声矢量。

该方法步骤S2所述的增强型ELM干扰消除网络架构描述如下：