1.一种基于流形学习的信道信息反馈方法,其特征在于,包括如下步骤:S1:基站收集过去时刻的下行CSI,将过去时刻的下行CSI整合成高维的训练数据集X,根据高维的训练数据集X学习得到降维字典和重构字典,降维字典包括高维字典 和低维字典 重构字典包括高维字典 和低维字典 S2:用户从下行导频中计算出增量CSI,根据增量CSI和降维字典计算得到其低维嵌入Y′,将低维嵌入Y′反馈给基站;S3:基站根据低维嵌入Y′和重构字典计算得到重构CSI。
2.根据权利要求1所述一种基于流形学习的信道信息反馈方法,其特征在于,所述S1的步骤,具体包括:S101:初始化参数,基站收集过去时刻的下行CSI,将过去时刻的下行CSI整合成高维的训练数据集X,设置近邻数K、压缩率γ、字典大小M和常量λ的值;S102:随机选择高维的训练数据集X中的M列来初始化高维字典 S103:将高维的训练数据集X和初始化或更新得到的高维字典 代入欧式距离公式计算得到近似度,选择与x i 近似度最大的K个d j 作为近邻,其中x i 为高维训练数据集X的第i列,d j 为高维字典 的第j列;S104:将x i 及其近邻代入如下公式更新得到权重矩阵C rd 的第i列,其中 表示的是c i 中的非零项组成的权重向量,即表示的是权重矩阵C rd 第i列的K个非零元素,c i 是权重矩阵C rd 的第i列, 表示的是一个所有元素都为1的列向量,(·) T 表示矩阵或向量的转置, 表示的是一个单位矩阵, 表示的是矩阵的Kronecker积,其中N(x i )为x i 的近邻整合成的近邻矩阵;S105:将更新得到的权重矩阵C rd 代入如下公式更新得到高维字典 其中 表示的是权重向量c i 对角化后的矩阵形式, N t 表示的是基站的天线数量,T s 表示的是过去时刻的数目;S106:将更新得到的权重矩阵C rd 和高维字典 代入代价函数并判断代价函数是否趋于收敛,若否则交替迭代S103至S106的步骤,若是则判定更新得到的权重矩阵C rd 和高维字典 为最优的;S107:将高维的训练数据集X代入局部切空间排列算法计算得到其低维嵌入Y;S108:将低维嵌入Y和最优的权重矩阵C rd 代入如下公式计算得到最优的低维字典 S109:将最优的高维字典 和低维字典 广播给用户。
3.根据权利要求2所述一种基于流形学习的信道信息反馈方法,其特征在于,计算得到最优的低维字典 和权重矩阵C rd 时,还进一步地包括:S110:将最优的低维字典 和权重矩阵C rd 代入如下公式计算得到高维训练数据集X在降维字典下的低维嵌入Y new ;S111:随机选择低维嵌入Y new 中M列来初始化低维字典 S112:将低维嵌入Y new 和初始化或更新得到的低维字典 代入欧式距离公式计算得到近似度,选择与y i 近似度最大的K个b j 作为近邻,其中y i 为低维训练数据集Y new 的第i列,b j 为低维字典 的第j列,y i ∈Y new , S113:将y i 及其近邻代入如下公式更新得到权重矩阵C rc 中的第i列,其中 中的c i 中非零项组成的权重向量,即表示的是权重矩阵C rc 第i列中的K个非零元素,c i 是权重矩阵C rc 的第i列, 表示的是一个所有元素都为1的列向量, 表示的是一个单位矩阵, 表示的是矩阵的Kronecker积,其中N(y i )表示的是y i 的近邻整合成的近邻矩阵;S114:将更新得到的权重矩阵C rc 代入如下公式更新得到低维字典 其中 表示的是权重向量c i 对角化后的矩阵形式, N t 表示的是基站的天线数量,T s 表示的是过去时刻的数目;S115:将更新得到的权重矩阵C rc 和低维字典 代入代价函数并判断代价函数是否趋于收敛,若否则交替迭代S112至S115的步骤,若是则判定更新得到的权重矩阵C rc 和低维字典 为最优的;S116:将高维的训练数据集X和最优的权重矩阵C rc 代入如下公式计算得到最优的高维字典 S117:将最优的高维字典 和低维字典 存储在基站中。
4.根据权利要求1所述一种基于流形学习的信道信息反馈方法,其特征在于,所述S2的步骤,具体包括:S21:用户设置近邻数K、压缩率γ、字典大小M和常量λ的值,从下行导频中计算出增量CSI,将增量CSI转换为实数形式,实数形式的增量CSI用H′表示;S22:将H′和高维字典 代入欧氏距离公式计算得到近似度,选择与h i ′近似度最大的K个d j 作为近邻,其中h i ′为H′的第i列,d j 为高维字典 的第j列;S23:将h i ′及其近邻代入如下公式更新得到权重矩阵C r ′ d 的第i列,其中 表示的是c i ′中的非零项组成的权重向量,即表示的是权重矩阵C r ′ d 第i列的K个非零元素,c i ′是权重矩阵C r ′ d 的第i列, 表示的是一个所有元素都为1的列向量, 表示的是一个单位矩阵, 表示的是矩阵的Kronecker积,R r ′ d =(h i ′e T -N(h i ′)) T (h i ′e T -N(h i ′)),其中N(h i ′)为h i ′的近邻整合成的近邻矩阵;S24:将低维字典 和更新得到的权重矩阵C r ′ d 代入如下公式计算得到低维嵌入Y′;S25:将增量CSI的低维嵌入Y′反馈给基站。
5.根据权利要求1所述一种基于流形学习的信道信息反馈方法,其特征在于,所述S3的步骤,具体包括:S31:基站设置近邻数K、压缩率γ、字典大小M和常量λ的值,基站接收到用户反馈的低维嵌入Y′;S32:将低维嵌入Y′和低维字典 代入欧氏距离公式计算得到近似度,选择与y i ′近似度最大的K个b j 作为近邻,其中y i ′为低维嵌入Y′的第i列,b j 为低维字典 的第j列;S33:将y i ′及其近邻代入如下公式更新得到权重矩阵C r ′ c 的第i列,其中 表示的是c i ′中的非零项组成的权重向量,即表示的是权重矩阵C r ′ c 的第i列的K个非零元素,c i ′是权重矩阵C r ′ c 的第i列, 表示的是一个所有元素都为1的列向量, 表示的是一个单位矩阵, 表示的是矩阵的Kronecker积,R r ′ c =(y i ′e T -N(y i ′)) T (y i ′e T -N(y i ′)),其中N(y i ′)为y i ′的近邻整合而成的近邻矩阵;S34:将高维字典 和更新得到的权重矩阵C r ′ c 代入如下公式重构得到实数形式的CSI, 表示的是实数形式的重构CSI;S35:将实数形式的重构CSI转换成虚数形式的重构CSI,虚数形式的重构CSI用 表示。