一种联合驱动的立体频谱数据重构方法、装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种联合驱动的立体频谱数据重构方法、装置及系统，其中方法包括计算所有采样点的总接收信号强度；计算待重构点和采样点之间的方位角权重；计算采样点的权重；计算采样点和待重构点之间的距离权重；计算待重构点的接收信号强度值；计算采样点的接收信号强度值对重构结果的距离权重；计算采样点和待重构点之间的路径损耗；计算路径损耗的总权重；计算采样点和待重构点之间的路径损耗对于待重构点的影响权重；计算综合权重中的距离权重；计算综合权重中的方位角权重；计算综合权重中的路径损耗模型权重；计算综合权重；计算待重构点的接收信号强度值。本发明专利技术能够有效地提高立体频谱数据重构的精度，实现立体频谱数据重构。据重构。据重构。

【技术实现步骤摘要】
一种联合驱动的立体频谱数据重构方法、装置及系统


[0001]本专利技术属于无线通信
，尤其涉及一种联合驱动的立体频谱数据重构方法、装置及系统。

技术介绍

[0002]随着无线电通信技术的快速发展，5G时代的到来，电磁频谱认知技术已经成为目前信息化时代的核心技术之一。然而，目前全球移动业务量不断增加，有限的频谱资源愈发紧缺；黑广播、伪基站、非法无线电设备等现象层出不穷，频谱资源安全面临严峻的问题；此外，频谱资源在现代战争中具有着举足轻重的作用，各国之间电磁频谱对抗越来越激烈。为了面对频谱资源紧缺、频谱安全严峻性和频谱对抗激烈性这三大问题，需要掌握频谱资源空间分布信息，为此，高效的频谱数据重构方法是关键。
[0003]传统的频谱数据重构方法主要有数据驱动和模型驱动的两类，主要包括张量补全法、逆距离加权法和基于发射源位置估计法等。传统频谱数据重构方法在进行频谱数据重构时，大多只适用于二维平面频谱数据重构场景。如将传统方法直接用于三维立体频谱数据重构，这些方法通常具有重构精度较低、性能不理想的缺点。因此，亟需研究适用于三维立体频谱数据重构场景的高精度频谱重构方法以及预制匹配的硬件系统。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对现有技术中的不足，提供一种联合驱动的立体频谱数据重构方法、装置及系统。
[0005]第一方面，本专利技术提供一种联合驱动的立体频谱数据重构方法，包括：
[0006]计算所有采样点的总接收信号强度；
[0007]根据所有采样点的总接收信号强度计算待重构点和采样点之间的方位角权重；
[0008]计算采样点的权重；
[0009]根据采样点的权重计算采样点和待重构点之间的距离权重；
[0010]根据采样点和待重构点之间的距离权重计算待重构点的接收信号强度值；
[0011]计算采样点的接收信号强度值对重构结果的距离权重；
[0012]根据采样点和待重构点之间的距离计算采样点和待重构点之间的路径损耗；
[0013]计算路径损耗的总权重；
[0014]根据路径损耗的总权重计算采样点和待重构点之间的路径损耗对于待重构点的影响权重；
[0015]根据采样点的接收信号强度值对重构结果的距离权重计算综合权重中的距离权重；
[0016]根据待重构点和采样点之间的方位角权重计算综合权重中的方位角权重；
[0017]根据采样点和待重构点之间的路径损耗对于待重构点的影响权重计算综合权重中的路径损耗模型权重；
[0018]根据综合权重中的距离权重、综合权重中的方位角权重和综合权重中的路径损耗模型权重计算综合权重；
[0019]根据采样点的接收信号强度值和和综合权重计算待重构点的接收信号强度值。
[0020]进一步地，所述根据所有采样点的总接收信号强度计算待重构点和采样点之间的方位角权重，包括：
[0021]根据以下公式计算待重构点和采样点之间的方位角权重：
[0022][0023]其中，a
m
为待重构点和采样点之间的方位角权重；N为采样点的总数；m＝1,2,...,N；n＝1,2,...,N；n≠m；P
i
为采样点的接收信号强度值；为采样点的接收信号强度值；为待重构点到第m个采样点的方向向量；为待重构点到第n个采样点的方向向量；φ
mn
为和之间的夹角；Ω
φ
为所有采样点的总接收信号强度；
[0024]根据以下公式计算所有采样点的总接收信号强度：
[0025][0026]进一步地，所述根据采样点和待重构点之间的距离权重计算待重构点的接收信号强度值，包括：
[0027]根据以下公式计算待重构点的接收信号强度值：
[0028][0029]其中，P
′
m
为待重构点的接收信号强度值；N为采样点的总数；ω
m
为采样点和待重构点之间的距离权重；P
m
为采样点的接收信号强度值；ΔP为插值函数的斜率；
[0030]根据以下公式计算采样点和待重构点之间的距离权重：
[0031][0032]其中，为采样点和待重构点之间的距离；Ω
d
为采样点的权重；κ为距离的衰减因子；
[0033]根据以下公式计算采样点的权重：
[0034][0035]进一步地，所述计算采样点的接收信号强度值对重构结果的距离权重，包括：
[0036]根据以下公式计算采样点的接收信号强度值对重构结果的距离权重：
[0037][0038]其中，q
m
为采样点的接收信号强度值对重构结果的距离权重；d
m
为采样点和待重构点之间的距离；R
m
为以采样点为中心的圆形影响区域的半径。
[0039]进一步地，所述根据采样点和待重构点之间的距离计算采样点和待重构点之间的路径损耗，包括：
[0040]根据以下公式计算采样点和待重构点之间的路径损耗：
[0041][0042]其中，为采样点和待重构点之间的路径损耗；β为路径损耗指数；f为频谱数据的中心频率；d
m
为采样点和待重构点之间的距离；FSPL(f,d0)＝20log
10
(4π/c)是相对于参考距离d0＝1m的自由空间损耗；c为光速；为均值为零的高斯随机变量，其标准差为σ。
[0043]进一步地，所述根据路径损耗的总权重计算采样点和待重构点之间的路径损耗对于待重构点的影响权重，包括：
[0044]根据以下公式计算采样点和待重构点之间的路径损耗对于待重构点的影响权重：
[0045][0046]其中，l
m
为采样点和待重构点之间的路径损耗对于待重构点的影响权重；为采样点和待重构点之间的路径损耗；Ω
p
为路径损耗的总权重；
[0047]根据以下公式计算路径损耗的总权重：
[0048][0049]进一步地，所述根据综合权重中的距离权重、综合权重中的方位角权重和综合权重中的路径损耗模型权重计算综合权重，包括：
[0050]根据以下公式计算综合权重：
[0051]Ω＝ω
r
ω
d
ω
p
/Ω
d
；
[0052]其中，Ω为综合权重；ω
r
为综合权重中的距离权重；ω
d
为综合权重中的综合权重中的方位角权重；ω
p
为综合权重中的路径损耗模型权重；Ω
d
为采样点的权重；
[0053]根据以下公式计算采样点的权重：
[0054][0055]根据以下公式计算综合权重中的距离权重：
[0056][0057]其中，α1为距离因素对于频谱重构总权重影响的超参数；q
m
为采样点的接收信号强度值对重构结果的距离权重；
[0058]根本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种联合驱动的立体频谱数据重构方法，其特征在于，包括：计算所有采样点的总接收信号强度；根据所有采样点的总接收信号强度计算待重构点和采样点之间的方位角权重；计算采样点的权重；根据采样点的权重计算采样点和待重构点之间的距离权重；根据采样点和待重构点之间的距离权重计算待重构点的接收信号强度值；计算采样点的接收信号强度值对重构结果的距离权重；根据采样点和待重构点之间的距离计算采样点和待重构点之间的路径损耗；计算路径损耗的总权重；根据路径损耗的总权重计算采样点和待重构点之间的路径损耗对于待重构点的影响权重；根据采样点的接收信号强度值对重构结果的距离权重计算综合权重中的距离权重；根据待重构点和采样点之间的方位角权重计算综合权重中的方位角权重；根据采样点和待重构点之间的路径损耗对于待重构点的影响权重计算综合权重中的路径损耗模型权重；根据综合权重中的距离权重、综合权重中的方位角权重和综合权重中的路径损耗模型权重计算综合权重；根据采样点的接收信号强度值和和综合权重计算待重构点的接收信号强度值。2.根据权利要求1所述的立体频谱数据重构方法，其特征在于，所述根据所有采样点的总接收信号强度计算待重构点和采样点之间的方位角权重，包括：根据以下公式计算待重构点和采样点之间的方位角权重：其中，a
m
为待重构点和采样点之间的方位角权重；N为采样点的总数；m＝1,2,...,N；n＝1,2,...,N；n≠m；P
i
为采样点的接收信号强度值；为采样点的接收信号强度值；为待重构点到第m个采样点的方向向量；为待重构点到第n个采样点的方向向量；φ
mn
为和之间的夹角；Ω
φ
为所有采样点的总接收信号强度；根据以下公式计算所有采样点的总接收信号强度：3.根据权利要求2所述的立体频谱数据重构方法，其特征在于，所述根据采样点和待重构点之间的距离权重计算待重构点的接收信号强度值，包括：根据以下公式计算待重构点的接收信号强度值：其中，P
′
m
为待重构点的接收信号强度值；N为采样点的总数；ω
m
为采样点和待重构点之间的距离权重；P
m
为采样点的接收信号强度值；ΔP为插值函数的斜率；
根据以下公式计算采样点和待重构点之间的距离权重：其中，为采样点和待重构点之间的距离；Ω
d
为采样点的权重；κ为距离的衰减因子；根据以下公式计算采样点的权重：4.根据权利要求3所述的立体频谱数据重构方法，其特征在于，所述计算采样点的接收信号强度值对重构结果的距离权重，包括：根据以下公式计算采样点的接收信号强度值对重构结果的距离权重：其中，q
m
为采样点的接收信号强度值对重构结果的距离权重；d
m
为采样点和待重构点之间的距离；R
m
为以采样点为中心的圆形影响区域的半径。5.根据权利要求4所述的立体频谱数据重构方法，其特征在于，所述根据采样点和待重构点之间的距离计算采样点和待重构点之间的路径损耗，包括：根据以下公式计算采样点和待重构点之间的路径损耗：其中，为采样点和待重构点之间的路径损耗；β为路径损耗指数；f为频谱数据的中心频率；d
m
为采样点和待重构点之间的距离；FSPL(f,d0)＝20log
10
(4π/c)是相对于参考距离d0＝1m的自由空间损耗；c为光速；为均值为零的高斯随机变量，其标准差为σ。6.根据权利要求5所述的立体频谱数据重构方法，其特征在于，所述根据路径损耗的总权重计算采样点和待重构点之间的路径损耗对于待重构点的影响权重，包括：根据以下公式计算采样点和待重构点之间的路径损耗对于待重构点的影响权重：其中，l
m
为采样点和待重构点之间的路径损耗对于待重构点的影响权重；为采样点和待重构点之间的路径损耗；Ω
p
为路径损耗的总权重；根据以下公式计算路径损耗...

【专利技术属性】
技术研发人员：林志鹏，刘昆，赵晨一，朱秋明，仲伟志，王洁，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：