【技术实现步骤摘要】
一种基于无参数网格的无线电信号数据聚类方法
本专利技术属于计算机信息处理
,涉及到一种基于无参数网格的无线电信号数据聚类方法。
技术介绍
在无线电信号分析领域经常面临的一个问题就是怎么样将属于同一个信号源的信号分选出来并进行后续分析。在信号环境越来越复杂的情况下,传统的信号分选方法已不能满足准确性和高效性的需求。因此,我们需要借助一些智能的机器学习算法对信号进行处理。网格聚类算法的基本思想是将数据维度划分为多个相邻的区间,创建网格单元集合,然后基于网格结构对数据进行聚类。网格聚类算法的优点是它的处理速度很快,其处理时间独立于数据对象的数目,只和量化空间中的每一维的单元数目有关。由此可以看出网格聚类方法非常适合对大规模的无线电信号数据进行聚类分析,可以满足信号聚类的高效性需求。通常情况下,网格聚类算法需要人为确定两个参数——网格划分值和密度阈值,其中网格划分值一般只需要和数据个数保持一致,但密度阈值的取值却需要对数据的分布情况进行详细分析之后才能确定。网格聚类算法聚类结果的正确与否与这两个参数的设定有相当紧密的关系。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题是,针对现有技术的不足,提供一种基于无参数网格的无线电信号数据聚类方法,根据无线电信号数据的采集时长、信号数据点个数等信息自动计算参数k及Minpts,以解决聚类结果对参数的依赖性问题。本专利技术所提供的技术方案为:一种基于无参数网格的无线电信号数据聚类方法,包括以下步骤:步骤1):以无线电信号数据集中的数据个数除以该批数据的采集时长,得到网格划分值k;步骤2):根据步骤1)得到的网格划分值k,将该批信 ...
【技术保护点】
1.一种基于无参数网格的无线电信号数据聚类方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1):以无线电信号数据集中的数据个数除以该批数据的采集时长,得到网格划分值k;步骤2):根据步骤1)得到的网格划分值k,将该批信号数据的中心频率维度划分为k个等长但不相交的网格单元;以信号数据中心频率属性的分布范围除以网格划分值得到单个网格单元的长度,然后根据单个单元的长度和信号数据中心频率属性的分布范围计算得到每个网格单元的中心频率范围;步骤3):根据已知的每个信号数据中心频率值,将其划分至对应的网格单元,并且统计每个网格单元的数据点个数作为网格单元密度值;步骤4):根据已统计的网格单元密度值,计算密度阈值,并依据密度阈值对网格单元进行划分,其中网格密度高于密度阈值的为高密网格,反之为低密网格即边界网格;步骤5):根据步骤4)得到的高密网格集合,将其中相邻的高密网格单元连接起来,形成多个聚类;步骤6):从边界网格单元中提取聚类边界点,并根据边界处理方法将其放至所属聚类,以该步骤之后所得聚类结果为[c1,c2,...,ct,...,ck],其中1≤t≤k;所述的边界处理方法是对低密网格单元中的所有信号数据即信 ...
【技术特征摘要】
1.一种基于无参数网格的无线电信号数据聚类方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1):以无线电信号数据集中的数据个数除以该批数据的采集时长,得到网格划分值k;步骤2):根据步骤1)得到的网格划分值k,将该批信号数据的中心频率维度划分为k个等长但不相交的网格单元;以信号数据中心频率属性的分布范围除以网格划分值得到单个网格单元的长度,然后根据单个单元的长度和信号数据中心频率属性的分布范围计算得到每个网格单元的中心频率范围;步骤3):根据已知的每个信号数据中心频率值,将其划分至对应的网格单元,并且统计每个网格单元的数据点个数作为网格单元密度值;步骤4):根据已统计的网格单元密度值,计算密度阈值,并依据密度阈值对网格单元进行划分,其中网格密度高于密度阈值的为高密网格,反之为低密网格即边界网格;步骤5):根据步骤4)得到的高密网格集合,将其中相邻的高密网格单元连接起来,形成多个聚类;步骤6):从边界网格单元中提取聚类边界点,并根据边界处理方法将其放至所属聚类,以该步骤之后所得聚类结果为[c1,c2,...,ct,...,ck],其中1≤t≤k;所述的边界处理方法是对低密网格单元中的所有信号数据即信号点,计算其到所有相邻高密网格单元中心位置的距离,最后将小于阈值的信号点放置相应的聚类;步骤7):通过信号的带宽属性,对信号聚类结果进行噪声检测。2.根据权利要求1所述的一种基于无参数网格的无线电信号数据聚类方法,其特征在于,所述步骤1)包括以下步骤:步骤1.1):采集包括中心频率、带宽和采集时间这三个属性在内的无线电信号数据,统计无线电信号数据集的信号点个数m,在此=count(j);其中j表示一个信号;步骤1.2):根据信号数据的采集时间t(j),计算该信号数据集的采集时长t=Max(t(j))-Min(t(j));步骤1.3):根据步骤1.1)和步骤1.2)得到的信号点个数m和采集时长t,计算得出网格划分值k,其中k的计算公式为k=m/t。3.根据权利要求1所述的一种基于无参数网格的无线电信号数据聚类方法,其特征在于,所述步骤2)具体步骤如下:步骤2.1):以信号数据中心频率属性的分布范围为[startfreq,endfreq],则单个网格单元的长度δ=(endfreq-startfreq)/k;步骤2.2):在步骤2.1)的基础上,以i来表示任意一个网格单元,则中心频率范围的计算公式为freq(i)=(startfreq+(i-1)*δ,startfreq+i*δ],其中1≤i≤n,n为网格单元的全部数量,依次计算得到所有网格单元的中心频率范围。4.根据权利要求1所述的一种基于无参数网格的无线电信号数据聚类方法,其特征在于,所述步骤3)具体步骤如下:步骤3.1):根据每个信号数据的中心频率值,将其划分至包含有该中心频率值的网格单元中,以j表示一个信号数据,则网格单元i中的信号数据为一个集合,表示为point(i)={j|f(j)∈freq(i)},其中1≤j≤m,m为信号数据个数,f(j)为第j个信号数据的频率属性;步骤3.2):在步骤3.1)的基础上对每个网格单元中的信号个数进行统计来作为...
【专利技术属性】
技术研发人员:赵颖,张蓉,罗晓波,周芳芳,
申请(专利权)人:中南大学,
类型:发明
国别省市:湖南,43
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