【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于通信及控制领域，涉及一种基于通讯功率约束的以状态估计为目标的 信号编解码方法。
技术介绍
近来，大规模控制系统、分布式控制系统、远程控制系统等得到了蓬勃发展。在这 些系统中，被控对象、控制器、执行器等往往是分布在不同的物理位置并通过网络信道连结 成一个整体，因而它们之间的通讯是不可避免的。在上述系统中，被控对象往往结构复杂， 为了精确地描述被控对象，它的数学模型阶次往往很高，状态维数很多。当对被控对象进行 分析设计时，如分析被控对象的稳定性、设计控制器等，往往会涉及被控对象的状态。然而， 信道的传输能力往往是有限的，比如信道会存在带宽约束，接入约束，功率约束等。这时，巨 大的数据传输量与有限的信道传输能力之间产生了矛盾。在随机控制问题中，求最优控制律时，采用的信息结构往往是由过去所有时刻的 输入和输出以及当前时刻的输出组成的，而根据滤波估计，该信息结构可以由过去所有时 刻的输入和状态估计值以及当前时刻的状态估计值所代替，利用这一点，可把一个以状态 和输入变量为自变量的随机控制问题转化成一个以状态估计和输入变量为自变量的确定 性控制问题。这样，一个随机控制问题被分成了两个可以单独进行的问题，一个是滤波问 题，另一个是确定性控制问题，这一思想被称为分离原理。因此，为了控制被控对象，必须在 信道接收端对对象的状态进行估计。为了解决巨大的数据传输量与有限的信道传输能力之间的矛盾，必须对传输信号 进行预处理。差分脉冲编码调制系统(DPCM)在通信系统中得到了广泛应用，它通过降低相 邻两个被传输值之间的冗余度可以降低数据传输率，同时又可以降低传输功率。...
【技术保护点】
基于通讯功率约束的以状态估计为目标的信号编解码方法，该方法是针对基于状态空间描述的线性动态系统，线性动态系统描述为：ｘ（ｋ＋１）＝Ａｘ（ｋ）＋Ｂｗ（ｋ）其中，Ａ、Ｂ分别为定常矩阵，ｋ为时刻，ｘ（ｋ）为ｎ维的实数状态向量，ｘ（０）服从高斯分布；ｗ（ｋ）为ｍ维的实数向量、为过程噪声，是协方差阵为Ｑ的零均值高斯白噪声向量，与ｘ（０）相互独立；其特征在于：该方法首先对系统状态进行降维，通过前置的预测器得到信号的新息并将其传输至信号接收端，然后通过后置滤波器对接收到的新息进行滤波，实现对系统状态的估计，具体包括：１）状态降维：通过对状态的线性变换降低系统状态的维数，满足独立平行信道传输数据的维数限制，在有限的信道功率下设计最优的降维矩阵；２）预测：通过ｋａｌｍａｎ预测，得到信号的预测值，进而得到信号的新息；３）滤波：在信号接收端，对接收到的新息进行ｋａｌｍａｎ滤波，估计出对象的状态。
【技术特征摘要】
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