[发明专利]一种基于置信度与置信区间的随机信道量化方法

权利要求书

1.一种基于置信度与置信区间的随机信道量化方法，应用于通过无线信道反馈量化接收端的信道状态信息的系统，其特征在于，所述系统包括至少一个源节点和一个目的节点，且反馈比特数受限，所述随机信道量化方法包括以下步骤：

步骤1，根据随机信道的概率密度函数，确定置信度与置信区间的关系表达式；

步骤2，根据有限的反馈比特数，得到信道的量化级数，进而得到信道的量化间隔，然后根据均匀量化过程得到各量化区间的端点值，进而得到各量化区间和对应的各量化值，根据信道量化误差的平均功率定义和信道的概率密度函数，得到量化误差；

步骤3，根据所求得的量化误差表达式，计算出不同反馈比特下的最优置信度；

步骤4，根据所求出的最优置信度，进一步计算出对应的信道量化间隔、量化区间和量化值。

2.根据权利要求1所述的一种基于置信度与置信区间的随机信道量化方法，其特征在于：所述步骤1中，设信道状态信息服从均值为零，方差为的高斯分布，概率密度函数为：

；

此外，保证信道状态信息以概率落入置信区间，即将作为置信度，，确定置信度与置信区间端点值的关系表达式为：

，即。

3.根据权利要求1所述的一种基于置信度与置信区间的随机信道量化方法，其特征在于：所述步骤2具体计算过程为：

步骤2-1，已知分配给信道的反馈比特数为bits，取正整数，则信道的量化级数为，根据置信区间端点值可以求得其量化间隔为；

步骤2-2，根据均匀量化过程，得到各量化区间的端点值为，，其中，，则各量化区间为，；

步骤2-3，根据均匀量化过程，得到各量化值为：

，

其中，当信道状态信息小于或者大于时，其量化值分别与或者对应的量化值或者相同；

步骤2-4，根据信道量化误差的平均功率定义得到：

根据信道的概率密度函数，得到信道状态信息的量化误差为，其中：

。

4.根据权利要求1所述的一种基于置信度与置信区间的随机信道量化方法，其特征在于：所述步骤3中，具体计算过程为：

步骤3-1，给定反馈比特数，求出量化级数；

步骤3-2，置信度范围，即，及；

步骤3-3，令，，，；

步骤3-4，若则，结束循环，否则转到步骤3-5；

步骤3-5，若，则，，，转到步骤3-3；

若，则，，，转到步骤3-2；

若，则，，，转到步骤3-6；

步骤3-6，令，，转到步骤3-4。

5.根据权利要求1所述的一种基于置信度与置信区间的随机信道量化方法，其特征在于：所述步骤4具体计算过程为：已知最优置信度，求出不同反馈比特数对应的量化间隔、各量化区间端点，，及各量化值，。