本發(fā)明涉及無線通信，具體涉及一種基于有限元的信道信息反饋方法。

背景技術(shù)：

1、在5g等現(xiàn)代通信系統(tǒng)中，通信信號的發(fā)射功率和速率是一個根據(jù)信道質(zhì)量信息而動態(tài)變化的，發(fā)射功率和速率分配的優(yōu)化機制就是建立在發(fā)射端能夠?qū)崟r而有效的接收到接收端反饋的實時信道信息的基礎(chǔ)上?；谝陨戏治?，如何在不過多占用現(xiàn)有通信資源的基礎(chǔ)上，能夠有效的把信道信息從接收端反饋到發(fā)射端，是實現(xiàn)高效資源分配和通信的一個關(guān)鍵步驟。因此如何通過合理利用現(xiàn)有通信資源來實現(xiàn)信道信息反饋，以提高通信效率的信道信息反饋的問題成為企業(yè)生產(chǎn)過程中急需解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種基于有限元的信道信息反饋方法，用以解決如何在不過多占用現(xiàn)有通信資源的基礎(chǔ)上，把信道信息從接收端反饋到發(fā)射端的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明方法以基于通信容量最大化機制來分配不同信道間的發(fā)射功率以選擇需要的序列。具體地，該方法包括如下步驟：

3、1)設(shè)置一個信道信息量化的碼本，碼本大小根據(jù)使用的反饋的比特數(shù)確定，生成若干個訓練序列矢量，所述訓練序列矢量的個數(shù)多于信道信息量化的碼本大小，從所述若干個訓練序列矢量中選擇與碼本大小相同個數(shù)的訓練序列矢量形成起始碼本，開始迭代；

4、2)將迭代的訓練序列矢量按照設(shè)定規(guī)則分成與碼本大小相同個數(shù)的組；

5、3)根據(jù)通信系統(tǒng)容量最大化規(guī)則在每組中選擇新的訓練序列矢量，形成新的碼本；

6、4)根據(jù)畸變函數(shù)確定畸變函數(shù)的數(shù)值的改變量，若改變量滿足設(shè)定畸變改進閾值，則停止迭代，并將起始碼本作為需要的反饋碼本信息，進行信道信息反饋，否則在滿足繼續(xù)迭代的條件下將新的碼本作為起始碼本重新開始迭代。

7、其有益效果為：本發(fā)明的方法首先將接收端的信道信息設(shè)置一個量化的碼本序列，然后根據(jù)通信系統(tǒng)容量最大化的優(yōu)化機制，并結(jié)合畸變函數(shù)開始算法的迭代，直到畸變函數(shù)的數(shù)值不再減少(找到了畸變函數(shù)的最小值)，確定該碼本就是序列中需要反饋的信道信息，因此基于此碼本進行信道信息反饋的過程只需要很少的比特數(shù)就可以將有效信息反饋到發(fā)射端，最小程度占用了正常的通信帶寬資源，提高了通信效率。

8、基于上述，步驟1)中，碼本大小h的計算公式為：h＝2k，其中，k為使用的反饋的比特數(shù)。

9、基于上述，步驟1)中，采用隨機選取法從所述若干個訓練序列矢量（ti|i＝0,1,2…m)中選擇與碼本大小相同個數(shù)的訓練序列矢量形成起始碼本

10、本發(fā)明的方法得到起始碼本的方法是通過在訓練序列矢量中隨機選擇的方法，此隨機選擇的方法簡單不需要初始計算。

11、基于上述，步驟2)中，所述設(shè)定規(guī)則為：q＝1,2,...,h。

12、基于上述，步驟3)中，根據(jù)通信系統(tǒng)容量最大化規(guī)則在每組中選擇新的訓練序列矢量的公式為：

13、

14、其中，n是通信信道的數(shù)量，snrn是第n個信道的信號噪聲比，ptot是發(fā)射端總的發(fā)射功率。

15、基于上述，步驟4)中，所述畸變函數(shù)為：

16、

17、基于上述，步驟4)中，若滿足則判斷改變量滿足設(shè)定畸變改進閾值。

18、本發(fā)明中通過設(shè)定畸變改進閾值ε，通過此接近但不等于零的正數(shù)來判斷畸變函數(shù)的數(shù)值不再減少(找到畸變函數(shù)的最小值)。

19、基于上述，步驟4)中，根據(jù)所述需要的反饋碼本信息確定需要反饋的比特數(shù)。

20、基于上述，步驟4)中，根據(jù)b＝log2h確定需要反饋的比特數(shù)，其中h為所述需要的反饋碼本信息對應的碼本大小。

21、基于本發(fā)明的方法還能夠確定需要的序列的反饋比特數(shù)。

22、基于上述，步驟1)中還設(shè)置最大迭代次數(shù)，步驟4)中滿足繼續(xù)迭代的條件為：迭代次數(shù)未達到最大迭代次數(shù)。

23、本發(fā)明中最大迭代次數(shù)的限制能夠防止計算程序陷入死循環(huán)，同時也可以控制計算精度和計算時間。

24、上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，詳細說明如下。

技術(shù)特征：

1.一種基于有限元的信道信息反饋方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于有限元的信道信息反饋方法，其特征在于，步驟1)中，碼本大小h的計算公式為：h＝2k，其中，k為使用的反饋的比特數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于有限元的信道信息反饋方法，其特征在于，步驟1)中，采用隨機選取法從所述若干個訓練序列矢量(ti|i＝0,1,2…m)中選擇與碼本大小相同個數(shù)的訓練序列矢量形成起始碼本

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于有限元的信道信息反饋方法，其特征在于，步驟2)中，所述設(shè)定規(guī)則為：q＝1,2,...,h。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于有限元的信道信息反饋方法，其特征在于，步驟3)中，根據(jù)通信系統(tǒng)容量最大化規(guī)則在每組中選擇新的訓練序列矢量的公式為：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于有限元的信道信息反饋方法，其特征在于，步驟4)中，所述畸變函數(shù)為：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于有限元的信道信息反饋方法，其特征在于，步驟4)中，若滿足則判斷改變量滿足設(shè)定畸變改進閾值。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于有限元的信道信息反饋方法，其特征在于，步驟4)中，根據(jù)所述需要的反饋碼本信息確定需要反饋的比特數(shù)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于有限元的信道信息反饋方法，其特征在于，步驟4)中，根據(jù)b＝log2h確定需要反饋的比特數(shù)，其中h為所述需要的反饋碼本信息對應的碼本大小。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于有限元的信道信息反饋方法，其特征在于，步驟1)中還設(shè)置最大迭代次數(shù)，步驟4)中滿足繼續(xù)迭代的條件為：迭代次數(shù)未達到最大迭代次數(shù)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于有限元的信道信息反饋方法，屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域，該方法通過將接收端的信道信息設(shè)置一個量化的碼本序列，然后根據(jù)通信系統(tǒng)容量最大規(guī)則的優(yōu)化機制，結(jié)合畸變函數(shù)開始算法的迭代，直到畸變函數(shù)滿足條件，則停止迭代，并確定停止迭代時的碼本就是序列中需要反饋的信道信息，進行信道信息反饋。本發(fā)明基于此碼本進行信道信息反饋的過程只需要很少的比特數(shù)就可以將有效信息反饋到發(fā)射端，最小程度占用了正常的通信帶寬資源，提高了通信效率。

技術(shù)研發(fā)人員：桂鑫
受保護的技術(shù)使用者：南京朗泰凱頓信息科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15