[发明专利]一种基于HF MIMO预编码系统的信道预测方法

摘要

本发明涉及一种基于HF MIMO预编码系统的信道预测方法，将短波时变信道建模为一个ARMA滤波器，提取短波信道的时域特征进行参数估计，根据信道预测值的SVD分解来进行预编码。与现有技术相比，本发明考虑了短波信道中的反馈延迟以及信道估计误差，利用信道矩阵的预测值进行预编码矩阵和接收合并矩阵的设计，从而能够降低反馈延迟对系统性能的影响。

主权项

1.一种基于HF MIMO预编码系统的信道预测方法，其特征在于，将短波时变信道建模为一个ARMA滤波器，提取短波信道的时域特征进行参数估计，根据信道预测值的SVD分解来进行预编码，从而降低了反馈延迟对系统性能的影响；该预测方法具体包括以下步骤：步骤1：采用P阶ARMA滤波器对短波时变信道进行建模，根据第k个数据块前的P个信道估计值，去预测反馈延迟Q个数据块后的信道，信道预测值表示为：其中wji＝[wji(0)，...，wji(P‑1)]T表示P阶ARMA滤波器系数，表示第k个数据块前的P个信道估计值，L_b为每个数据块的长度；步骤2：根据信道预测值与实际值的最小均方差MMSE准则选取wji，均方差σ表示为：其中hji((k+Q)Lb)表示第k个数据块信道响应的实际值；步骤3：为使σ最小化，最优的滤波器系数wji表示为：其中步骤4：在ITS短波信道模型中，信道的冲激响应h(t，τ)是传播时间t和各路径传播时间延迟τ的函数：其中N为传输模式的数目；pi(τ)为第i个模式的延时功率分布，代表了短波信道的时间延迟扩展特性；Di(t，τ)为确定性相位函数，代表了短波信道的多普勒频率偏移特性；ψi(t，τ)为随机调制函数，代表了短波信道的多普勒频率扩展特性，信道冲激响应的时间自相关特性由最大多普勒频移fd决定，即其中Ts表示符号周期，J0(.)表示零阶第一类Bessel函数，n和n′分别表示不同的时刻；步骤5：用rji表示步骤3中矩阵R的元素，ui表示向量u的元素，根据步骤4信道的时间自相关特性，它们表示为：ui＝J0(2πfd|Q+i|LbTs)其中j，i∈[0，P‑1]，δ(·)表示单位脉冲函数，N0表示噪声功率，EP表示信号功率，δ(j‑i)表示j‑i时刻的冲激函数；步骤6：用表示信道矩阵的预测值，其元素为对进行SVD分解：其中*表示共轭转置，那么发射预编码矩阵接收合并矩阵表示奇异值矩阵。