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专利号: 2021115802683
申请人: 南京邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-04
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种在大规模MIMO中基于改进GAN网络的信道估计方法,其特征在于,所述方法步骤为:步骤1、对数据预处理,基于信道H的统计知识随机生成一组不相同的阈值τ,选取最优阈值,生成测量数据Y和信道H;

步骤2、将测量数据Y和信道H作为改进的GAN网络的输入值,构建训练集和测试集,对数据进行训练,模拟信道实现;

步骤3、对步骤2模拟信道实现得到的信道估计影响进行验证;

步骤1具体为:

步骤1‑1、构造基站与K个用户之间的信道向量,K个用户的信道H可定义为:H=[h1,h2,…,hk,…,hK];

步骤1‑2、K个用户同时向基站发送长度为t的导频序列,基站使用一位模数转换器量化接收信号,将接收到的BS处经过一比特量化的测量数据Y表示为:K×t M×K

其中,X∈C 是训练矩阵,其行对应于每个用户具有t个导频符号的训练序列;H∈CM×t表示要估计的确定性信道参数;W∈C 表示加性高斯白噪声矩阵,其遵循具有均值为零和方差 的圆对称复高斯分布;sgn(·)量化是一个按元素进行的运算,定义为:步骤1‑3、为便于分析,将测量矩阵Y变成实数矩阵 其中将步骤1‑2得到的测量数据Y进行预处理,引入随机量化,得到y=sgn(Ah+w‑τ),其中y,h,w代表实数矩阵 的向量化形式,A代表单位矩阵和实数矩阵 克罗内克积,τ代表随机量化的阈值。

2.根据权利要求1所述的一种在大规模MIMO中基于改进GAN网络的信道估计方法,其特征在于,改进的GAN网络训练过程为:步骤2‑1、输入:迭代次数=N,样本大小=I,n=0,i=0;

(i) (i) (i)

步骤2‑2、分别从测量数据Y和信道H中各选取一个样本Y 、H ,将样本Y 输入生成器(i)中,得到 其中Y 为测量数据样本,Gψ(·)为生成器,ψ为生成器的权重,为生成器生成的估计信道;

步骤2‑3、计算判别器损失函数,更新判别器,Dθ←▽(LD),其中Dθ为判别器, 代表梯度下降法,LD为判别器的损失函数;

步骤2‑4、梯度更新优化参数θ,θ←θ+ηAdam(θ,Dθ),其中θ为判别器的权重,η为学习率,Adam(·,·)代表优化器;

步骤2‑5、计算生成器损失函数,更新生成器Gψ←▽(LG),其中ψ为生成器的权重,▽(·)代表梯度下降法,LG为生成器的损失函数;

步骤2‑6、梯度更新优化参数ψ:ψ←ψ‑ηAdam(ψ,Gψ),其中ψ为生成器的权重,η为学习率,Adam(·,m)代表优化器;

步骤2‑7、令i=i+1,如果i

步骤2‑8、令n=n+1、i=0,如果n

3.根据权利要求2所述的一种在大规模MIMO中基于改进GAN网络的信道估计方法,其特征在于,步骤2‑3,判别器损失函数的计算公式为:2

LD=E[logDθ(H)]+E[log(1‑Dθ(Gψ(Y))]+λ2E[||Dθ(Gψ(Y))||]。

4.根据权利要求2所述的一种在大规模MIMO中基于改进GAN网络的信道估计方法,其特征在于,步骤2‑5,生成器损失函数的计算公式为:2

LG=E[log(Dθ(Gψ(Y)))]+λ1E[||H‑Gψ(Y)||]。