一种海域通信中基于扩散模型的信道知识地图构建方法技术

技术编号:46620501 阅读:0 留言:0更新日期:2025-10-14 21:15
本发明专利技术公开了一种海域通信中基于扩散模型的信道知识地图构建方法,包括:提取目标海域环境中采样点的信道特征和空间位置信息;基于信道特征和空间位置信息,利用扩散模型预测覆盖区域内待测点的信道特征;联合采样点和待测点的信道特征,构建海域信道知识地图;通过查找海域信道知识地图获取目标位置的信道状态信息,并指导天线波束设计与选择,实现海域覆盖;利用后续的实测数据优化扩散模型,并更新海域信道知识地图。本发明专利技术利用扩散模型的预测生成能力辅助构建海域信道知识地图,通过查找地图获取信道状态信息并用于指导海域无线宽带通信系统中多天线波束设计与选择,从而满足广阔海域低开销快速搭建高效覆盖网络的应用需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于无线通信,尤其涉及一种海域通信中基于扩散模型的信道知识地图构建方法


技术介绍

1、海域宽带通信是维护国家海洋安全和发展海洋经济的重要保障。受海洋环境限制,目前海上网络信号覆盖以无线通信方式为主。由于海域面积广阔,信号传播距离较远,为了实现海上宽带通信,通常需要采用多天线波束赋形技术以增强通信性能。精准的信道状态信息(channel state information,csi)是实现天线波束设计与选择的重要依据,对利用波束实现的宽带通信系统影响巨大。信道状态信息一般可利用导频信号实时测量获得,然而随着天线数量的迅速增加,用于获取多天线信道状态信息的导频开销也随之增大,进而引发严重的系统开销问题。

2、信道知识地图(channel knowledge map,ckm)是一种能够结合空间位置存储信道特征的数据库,可用于快速检索或预测海域目标位置的信道状态信息,从而避免重复发送导频信号,并由此降低系统开销。现有的信道知识地图构建主要通过模型驱动或数据驱动两种方法实现,但是前一种方法对非线性特征的精准建模能力不足,难以拟合复杂海域传播环境本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种海域通信中基于扩散模型的信道知识地图构建方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种海域通信中基于扩散模型的信道知识地图构建方法,其特征在于,步骤1具体为:根据海域信道环境的空间变化特征确定采样密度λ,并在目标海域内依λ采集部分采样点;其次,测量并提取采样点的信道特征,包括信道增益、传播角度、时延扩展、多径结构;然后,将特征参数v与其位置坐标c结合,以键值对<c,v的形式存储。

3.根据权利要求1所述的一种海域通信中基于扩散模型的信道知识地图构建方法,其特征在于,步骤2具体为:对输入的信道特征和空间位置信息执行标准化操作;扩散模型从...

【技术特征摘要】

1.一种海域通信中基于扩散模型的信道知识地图构建方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种海域通信中基于扩散模型的信道知识地图构建方法,其特征在于,步骤1具体为:根据海域信道环境的空间变化特征确定采样密度λ,并在目标海域内依λ采集部分采样点;其次,测量并提取采样点的信道特征,包括信道增益、传播角度、时延扩展、多径结构;然后,将特征参数v与其位置坐标c结合,以键值对<c,v的形式存储。

3.根据权利要求1所述的一种海域通信中基于扩散模型的信道知识地图构建方法,其特征在于,步骤2具体为:对输入的信道特征和空间位置信息执行标准化操作;扩散模型从由少量采样点构成的简单分布开始,通过可逆的变换操作逐渐引入系统噪声,增加数据的复杂性,由此实现前向扩散;然后设计并优化损失函数,指导模型将简单的采样数据样本转换成复杂的数据分布,实现可逆转换,由此完成模型训练;最后,在完成前向扩散后,模型通过逆向操作将复杂数据样本转换回简单的初始状态,并从简单分布中的一个点出发,逐渐生成与采样数据分布相似的预测数据,由此实现逆向扩散。

4.根据权利要求3所述的一种海域通信中基于扩散模型的信道知识地图构建方法,其特征在于,步骤2具体为:对输入的信道特征和空间位置信息执行标准化操作;扩散模型从由少量样本数据s0构成的简单分布...

【专利技术属性】
技术研发人员:厉凯王珏路易肖李鹏张超沈孙立张艳秋夏鹏飞葛宁
申请(专利权)人:南通先进通信技术研究院有限公司
类型:发明
国别省市:

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