[發明專利]適于智慧醫療的信道均方根時延擴展預測方法

有效

• 申請號: 202010092945.6
• 申請日: 2020-02-14
• 公開（公告）號: CN111212003B
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 余雨;劉婷婷;毛其林;曾文浩;朱大偉;包永強;朱昊;劉傳清;陳靜
• 申請（專利權）人: 南京工程學院
• 主分類號: H04L25/02
• 分類號: H04L25/02;H04B17/364;G06N3/0499;G06N3/084
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 陳月菊

1.一種適于智慧醫療的信道均方根時延擴展預測方法，其特征在于，所述預測方法包括：

S1，模擬智慧醫療的場景，對實際環境中發送和接收天線之間的信道進行測量，通過掃頻得到實測的信道頻率響應H(f,d,h_tx,h_rx,e,c)，其中f是掃頻的頻點，d是收發天線之間的距離，h_tx是發送天線的高度，h_rx是接收天線的高度，e是收發天線所處的環境，c是收發天線之間的傳播情況；

S2，根據步驟S1所得的信道頻率響應H(f,d,h_tx,h_rx,e,c)計算并提取信道的均方根時延擴展參數τ_rms(d,h_tx,h_rx,e,c)；

S3，使用步驟S2中計算所得的均方根時延τ_rms(d,h_tx,h_rx,e,c)和對應的輸入值d、h_tx、h_rx、e和c，確定基于前饋神經網絡的信道均方根時延擴展模型中的隱層神經元個數：N，訓練模型的權重w_0j、w_j1、w_j2、w_j3、w_j4和偏置量b₀、b_j，并使用極大似然估計方法提取模型中均方根時延擴展陰影的參數μ_τ和σ_τ；

所述基于前饋神經網絡的信道均方根時延擴展模型為：

其中，N為前饋神經網絡的隱層神經元個數，w_0j、w_j1、w_j2、w_j3、w_j4為前饋神經網絡神經元的權重，其中，j＝1,2,3,…,N，b₀、b_j為各個神經元的偏置量，其中，j＝1,2,3,…,N，f_a為神經元的傳遞函數，N_τ為均方根時延擴展陰影的分布特性，其均值和標準差分別為μ_τ和σ_τ，d_m、h_tm、h_rm、e_m、c_m、τ_m分別是測量的最大收發天線距離，最大發送天線高度，最大接收天線高度，最大收發天線所處的環境，最大收發天線之間的傳播情況，最大均方根時延擴展；

S4，使用不同的d、h_tx、h_rx、e和c作為輸入，并使用步驟S3中獲得的模型參數w_0j、w_j1、w_j2、w_j3、w_j4、b₀、b_j、μ_τ和σ_τ，將其代入步驟S3中的模型，預測不同距離、發送天線高度、接收天線高度、環境和傳播情況下的均方根時延擴展；

步驟S2中，所述根據步驟S1所得的信道頻率響應H(f,d,h_tx,h_rx,e,c)計算并提取信道的均方根時延擴展參數τ_rms(d,h_tx,h_rx,e,c)包括以下步驟：

S21，結合信道頻率響應H(f,d,h_tx,h_rx,e,c)，通過傅里葉反變換獲得對應的信道沖激響應h(τ,d,h_tx,h_rx,e,c)，其中τ為時延，采用下述公式計算信道沖激響應的平均時延：

其中，τ_ref＝d/c為參考時延；

S22，采用下述公式計算均方根時延擴展：