基于主成分分析的信道互易性增强方法与流程

文档序号:11961782阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于主成分分析的信道互易性增强方法,其特征在于,该方法中,首先由无线通信双方Alice与Bob分别采集上行与下行信道特征的测量值,然后对采集到的上行与下行信道特征测量值分别进行样本分组划分,得到信道特征样本组,无线通信方Alice和Bob再对每个所述的信道特征样本组进行主成分分析处理,最终得到具有高互易性的处理结果;

其中,对每个信道特征样本组的主成分分析处理的方法包括以下步骤:

1)无线通信方Alice与无线通信方Bob分别获取信道特征样本组的特征值矩阵与特征向量矩阵;

2)Alice与Bob分别对各自的特征值矩阵和特征向量矩阵进行排序,从排序后的特征向量矩阵截取列向量,组成各自的主成分变换矩阵;

3)Alice与Bob分别将各自的当前信道特征样本组与其主成分变换矩阵相乘,得到变换后的主成分信号矩阵;

4)Alice与Bob分别将各自在所述步骤3)中产生的主成分信号矩阵作为当前信道特征样本组的主成分分析处理结果输出。

2.根据权利要求1所述的基于主成分分析的信道互易性增强方法,其特征在于,所述的上行与下行信道特征为Alice与Bob通过导频信号计算得到的接收信号强度、信道幅度、相位或信道状态信息特征;在多载波系统中,所述信道特征包括时域和频域的信道信息;在多天线系统中,所述信道特征包括时域和空间域的信道信息。

3.根据权利要求1所述的基于主成分分析的信道互易性增强方法,其特征在于,所述信道特征测量值的样本分组划分方法如下:

首先将信道特征测量值按相干带宽、相干天线和相干时间划分为多个信道特征样本:具有相同相干带宽、相干天线和相干时间参数范围的信道特征测量值按频率、天线、时间顺序组成一个列向量,将一个列向量作为一个信道特征样本,每个信道特征样本中信道特征测量值的个数作为该样本的长度;

然后将所有信道特征样本按频率、天线、时间顺序组成信道特征样本组,所述信道特征样本组中样本的个数大于或等于样本的长度。

4.根据权利要求1所述的基于主成分分析的信道互易性增强方法,其特征在于,所述步骤1)中,Alice与Bob通过如下三种方法中的任一种获得特征值矩阵与特征向量矩阵:

其一,Alice与Bob分别计算各自的信道特征样本组的协方差矩阵,并分别对各自的协方差矩阵进行特征值分解或者奇异值分解,获得各自的特征值矩阵与特征向量矩阵;

其二,通信一方首先计算其信道特征样本组的协方差矩阵,然后将该协方差矩阵发送给通信另一方,所述通信另一方将接收到的协方差矩阵作为自己的协方差矩阵,然后通信双方分别对各自的协方差矩阵进行特征值分解或者奇异值分解,获得各自的特征值矩阵与特征向量矩阵;

其三,通信一方首先计算其信道特征样本组的协方差矩阵,对所述协方差矩阵进行特征值分解或者奇异值分解,获得其特征值矩阵与特征向量矩阵,然后将该特征值矩阵与特征向量矩阵发送给通信另一方,所述通信另一方将接收到的特征值矩阵与特征向量矩阵作为自己的特征值矩阵与特征向量矩阵。

5.根据权利要求1所述的基于主成分分析的信道互易性增强方法,其特征在于,所述步骤2)中,特征值矩阵和特征向量矩阵的排序方法为:将特征值矩阵按照特征值从大到小的顺序排列,按照该排序,同步调整特征向量矩阵中与特征值矩阵中特征值一一对应的特征向量的顺序,所述特征值为特征值矩阵中对角线上的元素,所述特征特征向量为特征向量矩阵中的列向量。

6.根据权利要求1所述的基于主成分分析的信道互易性增强方法,其特征在于,所述步骤2)中,按照以下任一方法从排序后的特征向量矩阵截取列向量:

其一,截取特征向量矩阵中主成分信噪比大于或等于用户定义的信噪比阈值的列向量,所述主成分信噪比为主成分变换矩阵中的各个特征向量对应的特征值与噪声方差的比值;

其二,在排序后的特征向量矩阵中截取前若干个列向量,截取列向量的个数由Alice与Bob根据信道条件事先约定。

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