背景技術(shù)：

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)中存在的上述不足，提供一種基于los-mimo信道認(rèn)知的自適應(yīng)傳輸方法。

2、本發(fā)明提供一種基于los-mimo信道認(rèn)知的自適應(yīng)傳輸方法，包括：

3、在t時(shí)刻，發(fā)射端利用初始的幀結(jié)構(gòu)進(jìn)行l(wèi)os-mimo信道的數(shù)據(jù)發(fā)送；

4、接收端利用初始的幀結(jié)構(gòu)中的導(dǎo)頻符號(hào)對(duì)t時(shí)刻進(jìn)行信道估計(jì)，得到信道估計(jì)矩陣h1；

5、利用高斯核函數(shù)方法，對(duì)空中移動(dòng)平臺(tái)位置進(jìn)行估計(jì)，得到t′時(shí)刻空中移動(dòng)平臺(tái)位置，根據(jù)los-mimo信道矩陣特點(diǎn)和t′時(shí)刻空中移動(dòng)平臺(tái)位置，得到t′時(shí)刻預(yù)測(cè)信道矩陣h2；

6、計(jì)算h1與h2的相似度；

7、當(dāng)h1與h2的相似度大于預(yù)設(shè)閾值η時(shí)，確定t′時(shí)刻信道變換大于t時(shí)刻信道變換，當(dāng)前幀結(jié)構(gòu)信道估計(jì)結(jié)果不適合用于后段數(shù)據(jù)的均衡，縮短所述幀結(jié)構(gòu)；

8、當(dāng)h1與h2的相似度小于預(yù)設(shè)閾值η時(shí)，確定t′時(shí)刻信道變換小于t時(shí)刻信道變換，不改變所述幀結(jié)構(gòu)。

9、優(yōu)選的，計(jì)算h1與h2的相似度，包括：

10、按照以下公式計(jì)算h1與h2的相似度：

11、det(h2-1h1-i)

12、其中，i為單位矩陣，所述信道估計(jì)矩陣h1與所述預(yù)測(cè)信道矩陣h2完全相同時(shí)，det(h2-1h1-i)＝0。

13、優(yōu)選的，接收端利用初始的幀結(jié)構(gòu)中的導(dǎo)頻符號(hào)對(duì)t時(shí)刻進(jìn)行信道估計(jì)，得到信道估計(jì)矩陣h1之后，還包括：

14、對(duì)信道估計(jì)矩陣h1列向量進(jìn)行相關(guān)性計(jì)算，若相關(guān)性低于設(shè)定閾值，采用高碼率高階調(diào)制方式，若相關(guān)性高于設(shè)定閾值，采用低碼率低階調(diào)制方式。

15、優(yōu)選的，初始的幀結(jié)構(gòu)包括多個(gè)子幀，一個(gè)子幀包含多個(gè)時(shí)刻，幀結(jié)構(gòu)的幀頭部分包含幀頭同步信息和控制信息，子幀包括1個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)和20個(gè)業(yè)務(wù)信息符號(hào)。

16、優(yōu)選的，接收端利用初始的幀結(jié)構(gòu)中的導(dǎo)頻符號(hào)對(duì)t時(shí)刻進(jìn)行信道估計(jì)，得到信道估計(jì)矩陣h1，包括：

17、針對(duì)傳輸距離范圍和角度范圍，在los-mimo固定天線間隔為d的情況下，以發(fā)端天線為x軸水平面建立直角坐標(biāo)系，對(duì)第一根收發(fā)天線間夾角θ、第一根收發(fā)天線間距離r、接收天線與y軸的夾角將其在[θmin，θmax]、[rmin，rmax]、范圍內(nèi)分割為多個(gè)候選點(diǎn)；

18、利用格點(diǎn)搜索方法，對(duì)θ，r進(jìn)行搜索，其優(yōu)化函數(shù)表示為：其中p為導(dǎo)頻矩陣，y是接收信號(hào)，h是待估計(jì)的信道；

19、以為目標(biāo)，對(duì)候選點(diǎn)進(jìn)行選擇優(yōu)化，根據(jù)優(yōu)化后的結(jié)果得到信道估計(jì)矩陣h1。

20、優(yōu)選的，根據(jù)優(yōu)化后的結(jié)果得到信道估計(jì)矩陣h1，包括：

21、將優(yōu)化得到的第一根收發(fā)天線間夾角、第一根收發(fā)天線間距離、接收天線與y軸的夾角帶入以下公式，得到接收天線n2與發(fā)送天線n1間的距離

22、

23、其中，d1是第n1根發(fā)天線與第一根發(fā)天線間距離，d1＝(n1-1)d，d2是第n2根收天線與第一根收天線間距離，d2＝(n2-1)d；

24、信道估計(jì)矩陣h1的信道元素表示為：j為復(fù)數(shù)，fc表示載波頻率。

25、優(yōu)選的，利用高斯核函數(shù)方法，對(duì)下一導(dǎo)頻符號(hào)前t′時(shí)刻空中移動(dòng)平臺(tái)位置進(jìn)行估計(jì)，得到t′時(shí)刻空中移動(dòng)平臺(tái)位置，包括：

26、空中移動(dòng)平臺(tái)的msi位置信息發(fā)端和收端空中移動(dòng)平臺(tái)的位置分別表示為xt＝(xt，yt，zt)和xr＝(xr，yr，zr)；空中移動(dòng)平臺(tái)位置x坐標(biāo)預(yù)測(cè)的輸入輸出分別是過(guò)去的x坐標(biāo)信息ix＝{xr(t-t)，...，xr(t-1)}和未來(lái)的x坐標(biāo)信息ox＝{xr(t)，...，xr(t+tf)}，其中，tf表示從時(shí)刻t開(kāi)始向后預(yù)測(cè)的時(shí)刻數(shù)，t表示從時(shí)刻t開(kāi)始向前采用的歷史信息時(shí)刻數(shù)；位置x坐標(biāo)的輸出與輸入之間的關(guān)系表示為ox＝f(ix)，其中f是潛在的高斯函數(shù)；空中移動(dòng)平臺(tái)位置x坐標(biāo)歷史信息構(gòu)成的大小為k的訓(xùn)練集記為包含x坐標(biāo)未來(lái)信息的大小為s的測(cè)試集記為訓(xùn)練集的輸入和輸出分別聚合為矩陣i＝[ix，1，...，ix，k]t知o＝[ox，1，...，ox，k]t；

27、選取空中移動(dòng)平臺(tái)位置預(yù)測(cè)的核函數(shù)為k＝k1+k2，其中，k1為線性核函數(shù)，k2為平方指數(shù)核函數(shù)；

28、在特定數(shù)據(jù)集上通過(guò)最大化邊緣似然函數(shù)得到核函數(shù)的最優(yōu)的超參數(shù)估計(jì)其中，θgp為超參數(shù)；

29、由此能夠得到訓(xùn)練后的輸出分布和具體測(cè)試集上輸出未來(lái)的空中移動(dòng)平臺(tái)位置x坐標(biāo)的預(yù)測(cè)分布其中，為預(yù)測(cè)分布的均值，為預(yù)測(cè)分布的方差，ox*、ix*表示測(cè)試集的輸出；

30、未來(lái)的空中移動(dòng)平臺(tái)x坐標(biāo)通過(guò)預(yù)測(cè)分布的均值估計(jì)，即ox＝{xr(t)，...，xr(t+tf)}聚合成的矩陣ox＝[ox，1，...，ox，k]t的估計(jì)值為

31、將其中未來(lái)t′時(shí)刻x坐標(biāo)估計(jì)值記為y坐標(biāo)和z坐標(biāo)的預(yù)測(cè)方法與之同理，則得到和未來(lái)t′時(shí)刻空中移動(dòng)平臺(tái)位置預(yù)測(cè)值為

32、優(yōu)選的，根據(jù)los-mimo信道矩陣特點(diǎn)和t′時(shí)刻空中移動(dòng)平臺(tái)位置，得到t′時(shí)刻預(yù)測(cè)信道矩陣h2，包括：

33、根據(jù)和t′時(shí)刻空中移動(dòng)平臺(tái)位置預(yù)測(cè)值得到t′時(shí)刻預(yù)測(cè)信道結(jié)果h2。

34、優(yōu)選的，縮短所述幀結(jié)構(gòu)，包括：

35、減少業(yè)務(wù)信息符號(hào)數(shù)量或減少單位時(shí)間傳輸?shù)淖訋臄?shù)量。

36、優(yōu)選的，所述方法還包括：

37、縮短幀結(jié)構(gòu)后，若設(shè)定時(shí)間段內(nèi)，所述相似度保持小于預(yù)設(shè)閾值η，則增加幀結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度。

38、本發(fā)明利用高斯核函數(shù)對(duì)未來(lái)時(shí)隙空中移動(dòng)平臺(tái)位置預(yù)測(cè)從而得到未來(lái)時(shí)刻信道矩陣信息，將其與利用導(dǎo)頻信息進(jìn)行信道估計(jì)得到的當(dāng)前狀態(tài)信道信息對(duì)比，根據(jù)兩信道之間的相似程度，對(duì)發(fā)送端幀結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。實(shí)現(xiàn)信道質(zhì)量好、信道變換慢情況下采用長(zhǎng)幀結(jié)構(gòu)傳輸，提升傳輸速率。在信道質(zhì)量差、信道變換快情況下采用短幀結(jié)構(gòu)傳輸，確保傳輸可靠性。

技術(shù)特征：

1.一種基于los-mimo信道認(rèn)知的自適應(yīng)傳輸方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于los-mimo信道認(rèn)知的自適應(yīng)傳輸方法，其特征在于，計(jì)算h1與h2的相似度，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于los-mimo信道認(rèn)知的自適應(yīng)傳輸方法，其特征在于，接收端利用初始的幀結(jié)構(gòu)中的導(dǎo)頻符號(hào)對(duì)t時(shí)刻進(jìn)行信道估計(jì)，得到信道估計(jì)矩陣h1之后，還包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于los-mimo信道認(rèn)知的自適應(yīng)傳輸方法，其特征在于，初始的幀結(jié)構(gòu)包括多個(gè)子幀，一個(gè)子幀包含多個(gè)時(shí)刻，幀結(jié)構(gòu)的幀頭部分包含幀頭同步信息和控制信息，子幀包括1個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)和20個(gè)業(yè)務(wù)信息符號(hào)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于los-mimo信道認(rèn)知的自適應(yīng)傳輸方法，其特征在于，接收端利用初始的幀結(jié)構(gòu)中的導(dǎo)頻符號(hào)對(duì)t時(shí)刻進(jìn)行信道估計(jì)，得到信道估計(jì)矩陣h1，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于los-mimo信道認(rèn)知的自適應(yīng)傳輸方法，其特征在于，根據(jù)優(yōu)化后的結(jié)果得到信道估計(jì)矩陣h1，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于los-mimo信道認(rèn)知的自適應(yīng)傳輸方法，其特征在于，利用高斯核函數(shù)方法，對(duì)下一導(dǎo)頻符號(hào)前t′時(shí)刻空中移動(dòng)平臺(tái)位置進(jìn)行估計(jì)，得到t′時(shí)刻空中移動(dòng)平臺(tái)位置，包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于los-mimo信道認(rèn)知的自適應(yīng)傳輸方法，其特征在于，根據(jù)los-mimo信道矩陣特點(diǎn)和t′時(shí)刻空中移動(dòng)平臺(tái)位置，得到t′時(shí)刻預(yù)測(cè)信道矩陣h2，包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于los-mimo信道認(rèn)知的自適應(yīng)傳輸方法，其特征在于，縮短所述幀結(jié)構(gòu)，包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于los-mimo信道認(rèn)知的自適應(yīng)傳輸方法，其特征在于，所述方法還包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于LoS?MIMO信道認(rèn)知的自適應(yīng)傳輸方法，包括：在t時(shí)刻，發(fā)射端利用初始的幀結(jié)構(gòu)進(jìn)行LoS?MIMO信道的數(shù)據(jù)發(fā)送；接收端利用初始的幀結(jié)構(gòu)中的導(dǎo)頻符號(hào)對(duì)t時(shí)刻進(jìn)行信道估計(jì)，得到信道估計(jì)矩陣H<subgt;1</subgt;；利用高斯核函數(shù)方法，對(duì)空中移動(dòng)平臺(tái)位置進(jìn)行估計(jì)，得到t′時(shí)刻空中移動(dòng)平臺(tái)位置，根據(jù)LoS?MIMO信道矩陣特點(diǎn)和t′時(shí)刻空中移動(dòng)平臺(tái)位置，得到t′時(shí)刻預(yù)測(cè)信道矩陣H<subgt;2</subgt;；計(jì)算H<subgt;1</subgt;與H<subgt;2</subgt;的相似度；當(dāng)H<subgt;1</subgt;與H<subgt;2</subgt;的相似度大于預(yù)設(shè)閾值η時(shí)，確定t′時(shí)刻信道變換大于t時(shí)刻信道變換，當(dāng)前幀結(jié)構(gòu)信道估計(jì)結(jié)果不適合用于后段數(shù)據(jù)的均衡，縮短幀結(jié)構(gòu)。實(shí)現(xiàn)信道質(zhì)量好、信道變換慢情況下采用長(zhǎng)幀結(jié)構(gòu)傳輸，提升傳輸速率。在信道質(zhì)量差、信道變換快情況下采用短幀結(jié)構(gòu)傳輸，確保傳輸可靠性。

技術(shù)研發(fā)人員：楊健,張永亮,尚佳棟,許文俊,賈步云,唐晨亮,趙誠(chéng),高暉,張凱
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京遙感設(shè)備研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/24