CN117155498B - 一种针对分布式接收机的信道联合参数处理方法及装置 - Google Patents
一种针对分布式接收机的信道联合参数处理方法及装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种针对分布式接收机的信道联合参数处理方法及装置,涉及通信技术领域。该方法包括:获取分布式接收机所接收到的待处理信号;对与所述待处理信号对应的信号特征进行特征校正,以获得第一校正信号;利用服从于先验分布的信道重构模型对所述第一校正信号进行衰落校正,以获得第二校正信号,使对所述第二校正信号进行信号融合,所述信道重构模型用以指示恢复信道衰落后的信号分布特性。本发明解决了分布式接收机的接收信号融合的准确度较低的技术问题,大大提高了信号的接收质量。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域,具体而言,本申请涉及一种针对分布式接收机的信道联合参数处理方法及装置。
背景技术
随着人们对高速低时延大容量通信的需求越来越高,卫星通信系统应运而生。卫星通信系统是指利用卫星作为中继站,通过卫星传输信息的通信系统。它不受地理位置限制,能够实现全球范围内的通信覆盖,具有广播、通话、数据传输等多种功能,已广泛应用于海洋、航空、灾害救援、电信、广播电视等领域。在卫星通信系统中除了常见的静止通信卫星以外还有非静止通信卫星,非静止通信卫星运动速度不等于地球的自转速度,卫星对于地面会发生相对运动,传统的单信号接收机的接收效果将会受到相对运动的影响。
因此,在实际场景中,对非静止通信常采用分布式接收机来实现。分布式接收机是指将多个接收机分散布置在不同的位置,以实现更好的接收性能和覆盖范围。相比于传统的单一接收机,分布式接收机可以提供更强的信号接收能力和抗干扰能力。为了提高信号的接收质量,分布式接收机往往在接收到信号后需要进行信号融合。由于每个接收机的参数及工作环境的差异,此前需要进行信道联合。然而,目前在信道联合时忽略了分布式接收机中每一个单体在接收过程中的信道衰落存在差异,导致接收信号融合的准确度较低,影响了信号的接收质量。
发明内容
本申请实施例提供了一种针对分布式接收机的信道联合参数处理方法及装置,用于解决分布式接收机的接收信号融合的准确度较低的技术问题,大大提高了信号的接收质量。
根据本申请实施例的一个方面,提供了一种针对分布式接收机的信道联合参数处理方法,包括:
获取分布式接收机所接收到的待处理信号;
对与所述待处理信号对应的信号特征进行特征校正,以获得第一校正信号;
利用服从于先验分布的信道重构模型对所述第一校正信号进行衰落校正,以获得第二校正信号,使对所述第二校正信号进行信号融合,所述信道重构模型用以指示恢复信道衰落后的信号分布特性。
在一个可能的实现方式中,所述信号特征包括信号时间,所述对与所述待处理信号对应的信号特征进行特征校正,以获得第一校正信号,包括:
确定位于接收阵列中心的分布式接收机为参考接收机,并将所述参考接收机所接收到的待处理信号作为参考信号;
将所述参考信号分别与其他分布式接收机所接收到的待处理信号进行交叉计算,得到各所述待处理信号与所述参考信号之间的相似度,并基于所述相似度确定其他分布式接收机相对于所述参考接收机的时间偏移;
基于其他分布式接收机的时间偏移对其所接收到信号的时间戳进行时间同步,得到时间同步信号。
在一个可能的实现方式中,所述将所述参考信号分别与其他分布式接收机所接收到的待处理信号进行交叉计算,得到各所述待处理信号与所述参考信号之间的相似度,并基于所述相似度确定其他分布式接收机相对于所述参考接收机的时间偏移,包括:
以所述参考信号为基准,将滑动窗口从所述参考信号的起始位置开始,与任一其他分布式接收机所接收到的待处理信号进行逐点相乘并求和,得到当前所计算的待处理信号与所述参考信号之间的相似度;
迭代地将所述滑动窗口向后移动预设步长,以将所述参考信号与该其他分布式接收机所接收到的待处理信号进行逐点相乘并求和,直至完成对所述参考信号的遍历计算;
基于从所计算得到的相似度中筛选出的相似度最大值,确定所对应的时间差,并将所述时间差作为该其他分布式接收机相对于所述参考接收机的时间偏移。
在一个可能的实现方式中,所述信号特征包括信号相位,所述对与所述待处理信号对应的信号特征进行特征校正,以获得第一校正信号,包括:
确定循环时间段及循环步长;
针对各所述时间同步信号,依据所述循环步长,在所述循环时间段内循环地利用预设的相位跟踪模型对所述时间同步信号进行计算,以获得用于表征各所述时间同步信号在任一循环时间下的相位偏移计算值;
基于所述相位偏移计算值与所述循环时间段,确定针对所述信号相位的与各所述时间同步信号对应的相位偏移。
在一个可能的实现方式中,所述信号特征包括信号频率,所述对与所述待处理信号对应的信号特征进行特征校正,以获得第一校正信号,包括:
针对各所述时间同步信号,利用预设的拟合模型及所述参考信号对应的信号频率,对与所述时间同步信号对应的相位偏移进行拟合,使基于拟合结果与预设的频率偏移计算模型确定的频率偏移达到预设最优阈值,以获得针对所述信号频率的与各所述时间同步信号对应的频率偏移;
基于与各所述时间同步信号对应的相位偏移及频率偏移,对所述时间同步信号进行校正,得到第一校正信号。
在一个可能的实现方式中,所述方法还包括:
通过公式(1)确定所述相位跟踪模型:
(1)
其中,为时间同步信号/>在循环时间t下的相位偏移计算值,t为循环时间,/>为中间变量,/>表示针对中间变量/>的时间对齐后的相位特征,/>表示针对中间变量/>的时间对齐后的相位特征,/>为高斯白噪声的方差;
通过公式(2)确定所述拟合模型:
(2)
其中,表示所述拟合模型,/>为时间同步信号/>的频率偏移,/>为时间同步信号/>的相位偏移;/>为第一拟合系数,/>为第二拟合系数,/>为第三拟合系数;/>为预设幅值;/>所述参考信号对应的信号频率;/>为拟合时间;
通过公式(3)确定所述频率偏移计算模型:
(3)
其中,为第N个所述分布式接收机所对应的时间同步信号。
在一个可能的实现方式中,所述利用服从于先验分布的信道重构模型对所述第一校正信号进行衰落校正,以获得第二校正信号,包括:
基于预先获取到的信道分布参数,确定服从于先验分布的损失函数;
利用所述损失函数对预先建立的卷积网络模型进行训练,以获得信道重构模型;
将所述第一校正信号输入到所述信道重构模型中,使基于信道衰落的评估对信道衰落后所述第一校正信号的信号分布特性进行恢复,以输出第二校正信号。
在一个可能的实现方式中,所述基于预先获取到的信道分布参数,确定服从于先验分布的损失函数,包括:
通过公式(4)确定所述损失函数:
(4)
其中,为所述损失函数,/>为所述信道分布参数中的信道分布集合,/>为所述信道分布集合中的信道分布函数,/>为概率密度函数,/>表示信道中传输的信号。
在一个可能的实现方式中,所述信道重构模型依序包括第一卷积块、第二卷积块以及第一卷积层;所述第一卷积块包括级联排序布设的多个第二卷积层,所述第二卷积层之间具有至少一层激活函数层。
根据本申请实施例的另一个方面,提供了一种针对分布式接收机的信道联合参数处理装置,包括:
信号获取模块,用于获取分布式接收机所接收到的待处理信号;
信号特征校正模块,用于对与所述待处理信号对应的信号特征进行特征校正,以获得第一校正信号;
信号衰落校正模块,用于利用服从于先验分布的信道重构模型对所述第一校正信号进行衰落校正,以获得第二校正信号,使对所述第二校正信号进行信号融合,所述信道重构模型用以指示恢复信道衰落后的信号分布特性。
本发明的有益效果体现在,通过获取分布式接收机所接收到的待处理信号,对与所述待处理信号对应的信号特征进行特征校正,以获得第一校正信号,继而利用服从于先验分布的信道重构模型对所述第一校正信号进行衰落校正,以获得第二校正信号,使对所述第二校正信号进行信号融合,所述信道重构模型用以指示恢复信道衰落后的信号分布特性,这样分布式接收机在接收到信号后考虑信号特征的校正,还考虑到每一分布式接收机在接收过程中信道衰落的差异性,结合先验分布实现针对信道衰落的信号校正,使得在不同信噪比下能够针对信道衰落进行估计并恢复,实现了分布式接收机中的单体信道补偿,解决了分布式接收机的接收信号融合的准确度较低的技术问题,能够有效提高接收信号的精度,从而大大提高了分布式接收机的信号接收质量。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种针对分布式接收机的信道联合参数处理方法的流程示意图;
图2为本申请实施例提供的信道重构模型的结构示意图;
图3为本申请实施例提供的第一卷积块的结构示意图;
图4为本申请实施例提供的一种针对分布式接收机的信道联合参数处理装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例一
图1为本申请实施例提供的一种针对分布式接收机的信道联合参数处理方法的流程示意图,所述方法包括步骤S101至S103。
S101、获取分布式接收机所接收到的待处理信号。
在本申请中,分布式接收机分散布置在不同的位置,用以接收卫星通信信号,以实现更好的接收性能和覆盖能力。
S102、对与所述待处理信号对应的信号特征进行特征校正,以获得第一校正信号。
其中,信号特征包括但不限于信号时间、信号相位和信号频率。由于不同的分布式接收机的参数及工作环境存在差异,本申请通过对分布式接收机所接收到信号的信号特征进行校正,避免了因分布式接收机的差异性导致信号融合的准确度较低的情况,进一步提高了后续信号合成的精度。
S103、利用服从于先验分布的信道重构模型对所述第一校正信号进行衰落校正,以获得第二校正信号,使对所述第二校正信号进行信号融合,所述信道重构模型用以指示恢复信道衰落后的信号分布特性。
针对现有技术中每个分布式接收机的信道衰落存在差异,且衰落信道中的信号分布特性发生变化,本申请基于深度学习技术重构信道,并结合先验分布构建针对信道衰落的评估与校正的信道重构模型,实现分布式接收机的信道补偿,实现在不同信噪比下对衰落信道中信号的信号分布特性进行恢复,有效提高了信号融合的准确度,使得提高了分布式接收机最终的接收信号的准确度。
本实施例提供针对分布式接收机的信道联合参数处理方法,通过获取分布式接收机所接收到的待处理信号,对与所述待处理信号对应的信号特征进行特征校正,以获得第一校正信号,继而利用服从于先验分布的信道重构模型对所述第一校正信号进行衰落校正,以获得第二校正信号,使对所述第二校正信号进行信号融合,所述信道重构模型用以指示恢复信道衰落后的信号分布特性,这样分布式接收机在接收到信号后考虑信号特征的校正,还考虑到每一分布式接收机在接收过程中信道衰落的差异性,结合先验分布实现针对信道衰落的信号校正,使得在不同信噪比下能够针对信道衰落进行估计并恢复,实现了分布式接收机中的单体信道补偿,解决了分布式接收机的接收信号融合的准确度较低的技术问题,能够有效提高接收信号的精度,从而大大提高了分布式接收机的信号接收质量。
在一些实施例中,所述信号特征包括信号时间,所述对与所述待处理信号对应的信号特征进行特征校正,以获得第一校正信号,包括:
确定位于接收阵列中心的分布式接收机为参考接收机,并将所述参考接收机所接收到的待处理信号作为参考信号;
将所述参考信号分别与其他分布式接收机所接收到的待处理信号进行交叉计算,得到各所述待处理信号与所述参考信号之间的相似度,并基于所述相似度确定其他分布式接收机相对于所述参考接收机的时间偏移;
基于其他分布式接收机的时间偏移对其所接收到信号的时间戳进行时间同步,得到时间同步信号。
针对分布式接收机的时间戳可能存在差异,本实施例对各分布式接收机的信号时间进行同步。具体的,选择位于接收阵列中心位置的分布式接收机为参考接收机,并将该参考接收机/>接收到的信号作为参考信号/>。继而,将参考信号与其他分布式接收机接收到的待处理信号/>进行交叉计算,得到各所述待处理信号与所述参考信号之间的相似度M。其中,/>表示待处理信号的序列,表示第1,2,…,N个分布式接收机所接收到的待处理信号。进一步,针对每一其他分布式接收机,依据计算得到的相似度确定对应的时间差,即该分布式接收机相对于参考接收机的时间偏移,则以该时间偏移为增减量对该分布式接收机对应的待处理信号的时间戳进行修改以实现时间同步,得到时间同步信号/>。其中,表示时间同步信号的序列,/>表示第1,2,…,N个分布式接收机对应的时间同步信号。因此,本实施例通过对分布式接收机的信号时间进行校正,使得各分布式接收机所接收到的信号的时间戳保持一致,保证了后续信号处理的准确度。
在一些实施例中,所述将所述参考信号分别与其他分布式接收机所接收到的待处理信号进行交叉计算,得到各所述待处理信号与所述参考信号之间的相似度,并基于所述相似度确定其他分布式接收机相对于所述参考接收机的时间偏移,包括:
以所述参考信号为基准,将滑动窗口从所述参考信号的起始位置开始,与任一其他分布式接收机所接收到的待处理信号进行逐点相乘并求和,得到当前所计算的待处理信号与所述参考信号之间的相似度;
迭代地将所述滑动窗口向后移动预设步长,以将所述参考信号与该其他分布式接收机所接收到的待处理信号进行逐点相乘并求和,直至完成对所述参考信号的遍历计算;
基于从所计算得到的相似度中筛选出的相似度最大值,确定所对应的时间差,并将所述时间差作为该其他分布式接收机相对于所述参考接收机的时间偏移。
在本实施例中,通过滑动窗口的方式进行参考信号与其他接收机对应的待处理信号的比较。具体的,以参考信号为基准,利用一个滑动窗口从参考信号的其实位置开始,与任一其他分布式接收机对应的待处理信号进行逐点相乘并求和计算,得到一个计算结果,即当前计算得到的相似度。继而,将滑动窗口向后移动预设步长,再次进行逐点相乘求和计算,得到下一个计算结果,重复上述过程,直至将整个信号进行比较。继而,针对各分布式接收机,确定计算结果最大值所对应的时间差,用以对该分布式接收机的时间戳进行校正,实现信号的时间同步。因此,本实施例通过滑动窗口进行交叉计算,能够有效提高计算效率,并提高了信号处理的准确度和全面性。
在一些实施例中,所述信号特征包括信号相位,所述对与所述待处理信号对应的信号特征进行特征校正,以获得第一校正信号,包括:
确定循环时间段及循环步长;
针对各所述时间同步信号,依据所述循环步长,在所述循环时间段内循环地利用预设的相位跟踪模型对所述时间同步信号进行计算,以获得用于表征各所述时间同步信号在任一循环时间下的相位偏移计算值;
基于所述相位偏移计算值与所述循环时间段,确定针对所述信号相位的与各所述时间同步信号对应的相位偏移。
在本实施例中,针对信号相位的校正,使用相位跟踪模型来估计时间同步信号的相位偏移。具体的,利用相位跟踪模型在预设的循环时间段内以循环步长做循环计算,得到多次循环计算对应的相位偏移计算值,即针对每一循环时间的相位偏移计算值。示例性的,设置循环时间段为10s,循环步长为1s,则在循环时间t=1(即第1秒)时,利用相位跟踪模型计算当前的相位偏移计算值;继而在循环时间t=2(即第2秒)时,再次利用相位跟踪模型计算当前的相位偏移计算值/>,以此类推,直至达到t=10。进而,将多次循环计算得到的相位偏移计算值与循环时间段对应的时长,计算时间同步信号对应的相位偏移,遍历各时间同步信号,得到各时间同步信号对应的相位偏移序列,其中/>表示第1,2,…,N个分布式接收机对应的时间同步信号的相位偏移。因此,本实施例通过对分布式接收机的信号相位进行校正,使得各分布式接收机所接收到信号的信号相位能够保持一致,保证了后续信号处理的准确度。
基于上述实施例,在一些实施例中,所述方法还包括:
通过公式(1)确定所述相位跟踪模型:
(1)
其中,为时间同步信号/>在循环时间t下的相位偏移计算值,t为循环时间,/>为中间变量,/>表示针对中间变量/>的时间对齐后的相位特征,/>表示针对中间变量/>的时间对齐后的相位特征,/>为高斯白噪声的方差。
在一些实施例中,所述信号特征包括信号频率,所述对与所述待处理信号对应的信号特征进行特征校正,以获得第一校正信号,包括:
针对各所述时间同步信号,利用预设的拟合模型及所述参考信号对应的信号频率,对与所述时间同步信号对应的相位偏移进行拟合,使基于拟合结果与预设的频率偏移计算模型确定的频率偏移达到预设最优阈值,以获得针对所述信号频率的与各所述时间同步信号对应的频率偏移;
基于与各所述时间同步信号对应的相位偏移及频率偏移,对所述时间同步信号进行校正,得到第一校正信号。
针对信号频率的校正,本实施例基于时间同步信号的相位偏移,使用多项式回归算法来估计时间同步信号的频率偏移的序列,表示第1,2,…,N个分布式接收机对应的时间同步信号的频率偏移。本实施例通过拟合和迭代的方式获得频率偏移的最优值,能有效提高数据处理的准确度和效率,使得各分布式接收机所接收到信号的信号频率能够保持一致,进一步提高了接收信号处理的准确度。
基于上述实施例,在一些实施例中,所述方法还包括:
通过公式(2)确定所述拟合模型:
(2)
其中,表示所述拟合模型,/>为时间同步信号/>的频率偏移,/>为时间同步信号/>的相位偏移;/>为第一拟合系数,/>为第二拟合系数,/>为第三拟合系数;/>为预设幅值;/>所述参考信号对应的信号频率;/>为拟合时间;
通过公式(3)确定所述频率偏移计算模型:
(3)
其中,为第N个所述分布式接收机所对应的时间同步信号。
更进一步,以各所述时间同步信号对应的相位偏移及频率偏移为增减量,对各时间同步信号进行校正,得到第一校正信号,其中,/>表示第1,2,…,N个分布式接收机对应的第一校正信号。
在一些实施例中,所述利用服从于先验分布的信道重构模型对所述第一校正信号进行衰落校正,以获得第二校正信号,包括:
基于预先获取到的信道分布参数,确定服从于先验分布的损失函数;
利用所述损失函数对预先建立的卷积网络模型进行训练,以获得信道重构模型;
将所述第一校正信号输入到所述信道重构模型中,使基于信道衰落的评估对信道衰落后所述第一校正信号的信号分布特性进行恢复,以输出第二校正信号。
在本实施例中,利用服从于先验分布的损失函数训练模型,使训练得到的信道重构模型具备针对信道衰落的评估与恢复信号分布特性的能力,从而利用深度学习和先验分布构建针对信道衰落的评估与校正的信道重构模型,使得通过该信道重构模型实现信道补偿。继而,将第一校正信号输入到信道重构模型中,使将信道衰落后第一校正信号的信号分布特性恢复到信道衰落前的信号分布特性,以输出第二校正信号。需要说明的是,信号分布特性包括信号分布、信号幅度及信号强度,但不限于此。
因此,本实施例考虑到分布式接收机在接收过程中的信道衰落情况,以及每一分布式接收机的信道衰落存在差异,结合先验分布实现针对信道衰落的信号校正,使得在不同信噪比下能够针对信道衰落进行估计并恢复,从而大大提高了分布式接收机的信号接收质量。
基于上述实施例,在一些实施例中,所述基于预先获取到的信道分布参数,确定服从于先验分布的损失函数,包括:
通过公式(4)确定所述损失函数:
(4)
其中,为所述损失函数,/>为所述信道分布参数中的信道分布集合,为所述信道分布集合中的信道分布函数,/>为概率密度函数,/>表示信道中传输的信号。
因此,本实施例利用参数先验分布构建损失函数,便于对信道衰落情况进行快速评估,并利于恢复到信道衰落前的情况,并切合信道环境,提高了信号校正的效率以及准确度。
在一些实施例中,所述信道重构模型依序包括第一卷积块、第二卷积块以及第一卷积层;所述第一卷积块包括级联排序布设的多个第二卷积层,所述第二卷积层之间具有至少一层激活函数层。
具体的,参见图2,为本申请实施例提供的信道重构模型的结构示意图,信道重构模型包括级联排序布设的第一卷积块21、第二卷积块22以及第一卷积层23,将第一校正信号输入到信道重构模型,依次经第一卷积块21、第二卷积块22以及第一卷积层23的数据处理,模型输出第二校正信号。其中,第二卷积块22可以是SE block,第一卷积层23可以是维的卷积层。
更具体的,第一卷积块包括多个第二卷积层和多个激活函数层,其中,激活函数层布设于第二卷积层之间。示例性的,参见图3,为本申请实施例提供的第一卷积块的结构示意图,第一卷积块包括三个第二卷积层和两个激活函数层,第二卷积层后接有一个激活函数层,依次布设有第二卷积层a、激活函数层a、第二卷积层b、激活函数层b以及第二卷积层c。那么,将第一校正信号输入到第一卷积块中位于首位的第二卷积层a,经各层的数据处理,从位于末尾的第二卷积层c中输出相应的信号。其中,激活函数层设有非线性ReLU激活函数。
实施例二
图4为本申请实施例提供的一种针对分布式接收机的信道联合参数处理装置的结构示意图,该装置400包括:
信号获取模块401,用于获取分布式接收机所接收到的待处理信号;
信号特征校正模块402,用于对与所述待处理信号对应的信号特征进行特征校正,以获得第一校正信号;
信号衰落校正模块403,用于利用服从于先验分布的信道重构模型对所述第一校正信号进行衰落校正,以获得第二校正信号,使对所述第二校正信号进行信号融合,所述信道重构模型用以指示恢复信道衰落后的信号分布特性。
在一些实施例中,信号特征校正模块402包括:
参考数据设置单元,用于确定位于接收阵列中心的分布式接收机为参考接收机,并将所述参考接收机所接收到的待处理信号作为参考信号;
交叉计算单元,用于将所述参考信号分别与其他分布式接收机所接收到的待处理信号进行交叉计算,得到各所述待处理信号与所述参考信号之间的相似度,并基于所述相似度确定其他分布式接收机相对于所述参考接收机的时间偏移;
时间同步单元,用于基于其他分布式接收机的时间偏移对其所接收到信号的时间戳进行时间同步,得到时间同步信号。
在一些实施例中,交叉计算单元包括:
首次计算单元,用于以所述参考信号为基准,将滑动窗口从所述参考信号的起始位置开始,与任一其他分布式接收机所接收到的待处理信号进行逐点相乘并求和,得到当前所计算的待处理信号与所述参考信号之间的相似度;
迭代计算单元,用于迭代地将所述滑动窗口向后移动预设步长,以将所述参考信号与该其他分布式接收机所接收到的待处理信号进行逐点相乘并求和,直至完成对所述参考信号的遍历计算;
时间偏移确定单元,用于基于从所计算得到的相似度中筛选出的相似度最大值,确定所对应的时间差,并将所述时间差作为该其他分布式接收机相对于所述参考接收机的时间偏移。
在一些实施例中,信号特征校正模块402包括:
循环数据设置单元,用于确定循环时间段及循环步长;
相位偏移计算单元,用于针对各所述时间同步信号,依据所述循环步长,在所述循环时间段内循环地利用预设的相位跟踪模型对所述时间同步信号进行计算,以获得用于表征各所述时间同步信号在任一循环时间下的相位偏移计算值;
相位偏移确定单元,用于基于所述相位偏移计算值与所述循环时间段,确定针对所述信号相位的与各所述时间同步信号对应的相位偏移。
在一些实施例中,信号特征校正模块402包括:
频率偏移确定单元,用于针对各所述时间同步信号,利用预设的拟合模型及所述参考信号对应的信号频率,对与所述时间同步信号对应的相位偏移进行拟合,使基于拟合结果与预设的频率偏移计算模型确定的频率偏移达到预设最优阈值,以获得针对所述信号频率的与各所述时间同步信号对应的频率偏移;
相位频率校正单元,用于基于与各所述时间同步信号对应的相位偏移及频率偏移,对所述时间同步信号进行校正,得到第一校正信号。
在一些实施例中,该装置400还包括:
相位跟踪模型计算单元,用于通过公式(1)确定所述相位跟踪模型:
(1)
其中,为时间同步信号/>在循环时间t下的相位偏移计算值,t为循环时间,/>为中间变量,/>表示针对中间变量/>的时间对齐后的相位特征,/>表示针对中间变量/>的时间对齐后的相位特征,/>为高斯白噪声的方差;
第一频率偏移计算单元,用于通过公式(2)确定所述拟合模型:
(2)
其中,表示所述拟合模型,/>为时间同步信号/>的频率偏移,/>为时间同步信号/>的相位偏移;/>为第一拟合系数,/>为第二拟合系数,/>为第三拟合系数;/>为预设幅值;/>所述参考信号对应的信号频率;/>为拟合时间;/>
第二频率偏移计算单元,用于通过公式(3)确定所述频率偏移计算模型:
(3)
其中,为第N个所述分布式接收机所对应的时间同步信号。
在一些实施例中,信号衰落校正模块403包括:
损失函数构建单元,用于基于预先获取到的信道分布参数,确定服从于先验分布的损失函数;
模型训练单元,用于利用所述损失函数对预先建立的卷积网络模型进行训练,以获得信道重构模型;
信号分布特性恢复单元,用于将所述第一校正信号输入到所述信道重构模型中,使基于信道衰落的评估对信道衰落后所述第一校正信号的信号分布特性进行恢复,以输出第二校正信号。
在一些实施例中,损失函数构建单元包括:
损失函数计算单元,用于通过公式(4)确定所述损失函数:
(4)
其中,为所述损失函数,/>为所述信道分布参数中的信道分布集合,为所述信道分布集合中的信道分布函数,/>为概率密度函数,/>表示信道中传输的信号。
在一些实施例中,所述信道重构模型依序包括第一卷积块、第二卷积块以及第一卷积层;所述第一卷积块包括级联排序布设的多个第二卷积层,所述第二卷积层之间具有至少一层激活函数层。
本申请实施例的装置可执行本申请实施例所提供的方法,其实现原理相类似,本申请各实施例的装置中的各模块所执行的动作是与本申请各实施例的方法中的步骤相对应的,对于装置的各模块的详细功能描述具体可以参见前文中所示的对应方法中的描述,此处不再赘述。
在本发明的实施例的描述中,术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用以描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
以上所述仅是本申请部分实施场景的可选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请的方案技术构思的前提下,采用基于本申请技术思想的其他类似实施手段,同样属于本申请实施例的保护范畴。
Claims (9)
1.一种针对分布式接收机的信道联合参数处理方法,其特征在于,包括:
获取分布式接收机所接收到的待处理信号;
对与所述待处理信号对应的信号特征进行特征校正,以获得第一校正信号,所述信号特征包括信号时间,包括:确定位于接收阵列中心的分布式接收机为参考接收机,并将所述参考接收机所接收到的待处理信号作为参考信号;将所述参考信号分别与其他分布式接收机所接收到的待处理信号进行交叉计算,得到各所述待处理信号与所述参考信号之间的相似度,并基于所述相似度确定其他分布式接收机相对于所述参考接收机的时间偏移;基于其他分布式接收机的时间偏移对其所接收到信号的时间戳进行时间同步,得到时间同步信号;
利用服从于先验分布的信道重构模型对所述第一校正信号进行衰落校正,以获得第二校正信号,使对所述第二校正信号进行信号融合,所述信道重构模型用以指示恢复信道衰落后的信号分布特性。
2.根据权利要求1所述的针对分布式接收机的信道联合参数处理方法,其特征在于,所述将所述参考信号分别与其他分布式接收机所接收到的待处理信号进行交叉计算,得到各所述待处理信号与所述参考信号之间的相似度,并基于所述相似度确定其他分布式接收机相对于所述参考接收机的时间偏移,包括:
以所述参考信号为基准,将滑动窗口从所述参考信号的起始位置开始,与任一其他分布式接收机所接收到的待处理信号进行逐点相乘并求和,得到当前所计算的待处理信号与所述参考信号之间的相似度;
迭代地将所述滑动窗口向后移动预设步长,以将所述参考信号与该其他分布式接收机所接收到的待处理信号进行逐点相乘并求和,直至完成对所述参考信号的遍历计算;
基于从所计算得到的相似度中筛选出的相似度最大值,确定所对应的时间差,并将所述时间差作为该其他分布式接收机相对于所述参考接收机的时间偏移。
3.根据权利要求1所述的针对分布式接收机的信道联合参数处理方法,其特征在于,所述信号特征包括信号相位,所述对与所述待处理信号对应的信号特征进行特征校正,以获得第一校正信号,包括:
确定循环时间段及循环步长;
针对各所述时间同步信号,依据所述循环步长,在所述循环时间段内循环地利用预设的相位跟踪模型对所述时间同步信号进行计算,以获得用于表征各所述时间同步信号在任一循环时间下的相位偏移计算值;
基于所述相位偏移计算值与所述循环时间段,确定针对所述信号相位的与各所述时间同步信号对应的相位偏移。
4.根据权利要求3所述的针对分布式接收机的信道联合参数处理方法,其特征在于,所述信号特征包括信号频率,所述对与所述待处理信号对应的信号特征进行特征校正,以获得第一校正信号,包括:
针对各所述时间同步信号,利用预设的拟合模型及所述参考信号对应的信号频率,对与所述时间同步信号对应的相位偏移进行拟合,使基于拟合结果与预设的频率偏移计算模型确定的频率偏移达到预设最优阈值,以获得针对所述信号频率的与各所述时间同步信号对应的频率偏移;
基于与各所述时间同步信号对应的相位偏移及频率偏移,对所述时间同步信号进行校正,得到第一校正信号。
5.根据权利要求4所述的针对分布式接收机的信道联合参数处理方法,其特征在于,所述方法还包括:
通过公式(1)确定所述相位跟踪模型:
(1)
其中,为时间同步信号/>在循环时间t下的相位偏移计算值,t为循环时间,/>为中间变量,/>表示针对中间变量/>的时间对齐后的相位特征,/>表示针对中间变量/>的时间对齐后的相位特征,/>为高斯白噪声的方差;
通过公式(2)确定所述拟合模型:
(2)
其中,表示所述拟合模型,/>为时间同步信号/>的频率偏移,/>为时间同步信号/>的相位偏移;/>为第一拟合系数,/>为第二拟合系数,/>为第三拟合系数;/>为预设幅值;/>所述参考信号对应的信号频率;/>为拟合时间;
通过公式(3)确定所述频率偏移计算模型:
(3)
其中,为第N个所述分布式接收机所对应的时间同步信号。
6.根据权利要求4所述的针对分布式接收机的信道联合参数处理方法,其特征在于,所述利用服从于先验分布的信道重构模型对所述第一校正信号进行衰落校正,以获得第二校正信号,包括:
基于预先获取到的信道分布参数,确定服从于先验分布的损失函数;
利用所述损失函数对预先建立的卷积网络模型进行训练,以获得信道重构模型;
将所述第一校正信号输入到所述信道重构模型中,使基于信道衰落的评估对信道衰落后所述第一校正信号的信号分布特性进行恢复,以输出第二校正信号。
7.根据权利要求6所述的针对分布式接收机的信道联合参数处理方法,其特征在于,所述基于预先获取到的信道分布参数,确定服从于先验分布的损失函数,包括:
通过公式(4)确定所述损失函数:
(4)
其中,为所述损失函数,/>为所述信道分布参数中的信道分布集合,/>为所述信道分布集合中的信道分布函数,/>为概率密度函数,/>表示信道中传输的信号。
8.根据权利要求6所述的针对分布式接收机的信道联合参数处理方法,其特征在于,所述信道重构模型依序包括第一卷积块、第二卷积块以及第一卷积层;所述第一卷积块包括级联排序布设的多个第二卷积层,所述第二卷积层之间具有至少一层激活函数层。
9.一种针对分布式接收机的信道联合参数处理装置,其特征在于,包括:
信号获取模块,用于获取分布式接收机所接收到的待处理信号;
信号特征校正模块,用于对与所述待处理信号对应的信号特征进行特征校正,以获得第一校正信号,所述信号特征包括信号时间,包括:确定位于接收阵列中心的分布式接收机为参考接收机,并将所述参考接收机所接收到的待处理信号作为参考信号;将所述参考信号分别与其他分布式接收机所接收到的待处理信号进行交叉计算,得到各所述待处理信号与所述参考信号之间的相似度,并基于所述相似度确定其他分布式接收机相对于所述参考接收机的时间偏移;基于其他分布式接收机的时间偏移对其所接收到信号的时间戳进行时间同步,得到时间同步信号;
信号衰落校正模块,用于利用服从于先验分布的信道重构模型对所述第一校正信号进行衰落校正,以获得第二校正信号,使对所述第二校正信号进行信号融合,所述信道重构模型用以指示恢复信道衰落后的信号分布特性。
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