[發明專利]一種基于長短期記憶網絡的窄帶信號時差估計系統

有效

• 申請號: 202010760254.9
• 申請日: 2020-07-31
• 公開（公告）號: CN111832708B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 姚舜禹;孟橋;陳從顏;劉瑋;周晨燁
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G06N3/04
• 分類號: G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 彭雄

1.一種基于長短期記憶網絡的窄帶信號時差估計系統，其特征在于，包括卷繞估計單元(21)、估計補償單元(22)、綜合估計單元(3)，其中：

所述卷繞估計單元(21)包括依次連接的網絡輸入規范化模塊一(211)、全連接長短期記憶網絡一(212)以及網絡輸出層一(213)，全連接長短期記憶網絡一(212)包括依次連接的全連接無激勵函數層一、3層級聯長短期記憶網絡一以及丟棄層一；

所述估計補償單元(22)包括依次連接的網絡輸入規范化模塊二(221)、全連接長短期記憶網絡二(222)以及網絡輸出層二(223)，全連接長短期記憶網絡二(222)包括依次連接的全連接無激勵函數層二、3層級聯長短期記憶網絡二以及丟棄層二；

信號頻譜一(11)、信號頻譜二(12)經網絡輸入規范化模塊一(211)將數據的實部虛模塊開后，進入全連接長短期記憶網絡一(212)估計互相關相位譜中的相位卷繞值；

信號頻譜一(11)、信號頻譜二(12)經網絡輸入規范化模塊二(221)將數據的實部虛模塊開后，進入全連接長短期記憶網絡二(222)得到時差落在卷繞模塊盲區的盲區概率；

所述綜合估計單元(3)包括依次連接的互相關模塊(31)、互相關相位解卷繞模塊(32)、以及延遲估計模塊(33)；在互相關模塊(31)中令信號頻譜一X₁(w)、信號頻譜二X₂(w)共軛相乘，得到互相關譜310，所述互相關譜是含相位卷繞的；在互相關相位解卷繞模塊(32)中結合互相關譜、相位卷繞值和盲區概率恢復相位卷繞，得到無卷繞相位譜320；延遲估計模塊(33)根據無卷繞相位譜估計時差330：

在互相關模塊(31)中，互譜S₁₂(jω)寫作：

其中，S₁₂(jω)表示互譜，X₁(jω)表示接收信號一的頻域響應，X₂(jω)表示接收信號二的頻域響應，表示X₂(jω)的共軛，e表示自然對數，j表示復指數，ω表示信號角頻率，τ₀表示延遲值，|S₁(jω)|²表示信號一的能量譜；

延遲估計模塊(33)中根據最小二乘估計時差：

其中，w(i)是有效帶寬內離散的角頻率，是角頻率i對應的相位，N表示快速傅里葉變換點數，τ₀表示延遲值。

2.根據權利要求1所述基于長短期記憶網絡的窄帶信號時差估計系統，其特征在于：所述網絡輸出層一(213)采用回歸層。

3.根據權利要求2所述基于長短期記憶網絡的窄帶信號時差估計系統，其特征在于：所述網絡輸出層二(223)采用Softmax判決層。

4.根據權利要求3所述基于長短期記憶網絡的窄帶信號時差估計系統，其特征在于：所述信號頻譜一(11)、信號頻譜二(12)是從時域離散采樣信號，按指定數量，進行時間累積，加漢明窗的時域預處理后，通過FFT變換得到的頻域數據。

5.根據權利要求4所述基于長短期記憶網絡的窄帶信號時差估計系統，其特征在于：全連接長短期記憶網絡一(212)、全連接長短期記憶網絡二(222)的參數根據指定中頻的仿真數據進行訓練得到。