[發明專利]環境反向散射通信信號處理方法

有效

• 申請號: 202011541565.2
• 申請日: 2020-12-23
• 公開（公告）號: CN112668352B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 汪玉蓉;黃曉霞;陳國林
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: G06K7/10
• 分類號: G06K7/10;G06K9/62;G06F17/18
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 胡輝

1.一種環境反向散射通信信號處理方法，其特征在于，包括：

獲取混合信號；所述混合信號包括多個電子標簽各自發出的通信信號，所述通信信號由所述電子標簽通過反射或不反射環境信號形成；

獲取所述混合信號在IQ域上對應的多個數據點；其中，一個所述數據點對應一個所述通信信號的一個可能狀態；所述IQ域中的數據點由所述通信信號中的I分量作為橫坐標、Q分量作為縱坐標確定；

使用基于高斯混合模型的最大期望聚類算法對各所述數據點進行聚類，確定目標點簇；所述目標點簇包括多個所述數據點；

以所述目標點簇中各所述數據點對應的所述通信信號的可能狀態，作為對所述混合信號的解碼結果進行返回；

所述使用基于高斯混合模型的最大期望聚類算法對各所述數據點進行聚類，確定目標點簇，包括：

隨機確定多個初始點簇；

使用基于高斯混合模型的最大期望聚類算法調整所述初始點簇的分布，分別確定各所述數據點屬于各所述初始點簇的概率；

將各所述數據點唯一地歸屬至最大概率所屬的所述初始點簇；

當檢測到一所述初始點簇所包括的各所述數據點能夠對應全部所述電子標簽，將該所述初始點簇確定為所述目標點簇；

所述隨機確定多個初始點簇，包括：

設定個m^N所述初始點簇；其中，m為一個所述通信信號的可能狀態的數量，N為所述電子標簽的數量；m＝2；

隨機設定m^N個初始均值和m^N個初始方差；

向每個所述初始點簇分別分配一個所述初始均值和一個所述初始方差；

將各所述初始點簇設定為由分配到的所述初始均值和所述初始方差確定的高斯分布；

所述使用基于高斯混合模型的最大期望聚類算法調整所述初始點簇的分布，分別確定各所述數據點屬于各所述初始點簇的概率，包括：

A.確定第k個所述初始點簇滿足高斯分布其中，μ_k為第k個所述初始點簇所滿足的高斯分布的均值，σ_k²為第k個所述初始點簇所滿足的高斯分布的方差；

B.根據所述初始點簇滿足的高斯分布，確定所述數據點x_n屬于第k個所述初始點簇的概率為π_k；

C.根據所述初始點簇滿足的高斯分布，確定所述數據點x_n屬于第k個所述初始點簇的后驗概率為

D.確定所述均值的極大似然估計為所述方差的極大似然估計為所述數據點x_n屬于第k個所述初始點簇的概率的極大似然估計為其中N_k為第k個所述初始點簇中包括的數據點的數量；

E.以步驟C和D執行迭代，直至所獲得的所述數據點x_n屬于第k個所述初始點簇的概率的極大似然估計收斂。

2.根據權利要求1所述的環境反向散射通信信號處理方法，其特征在于，所述獲取所述混合信號在IQ域上對應的多個數據點，包括：

對所述混合信號進行IQ分解，獲取各所述通信信號的振幅信息和相位信息；其中，同一所述通信信號的所述振幅信息包括多種可能狀態；所述IQ分解獲取所述混合信號中每個分量的I分量和Q分量；

以所述振幅信息和所述相位信息作為在IQ域上的坐標以確定所述數據點。

3.根據權利要求1所述的環境反向散射通信信號處理方法，其特征在于：

所述均值的極大似然估計，是使μ_k的極大似然函數對μ_k的偏導數為零的解；

所述方差的極大似然估計，是使σ_k²的極大似然函數對σ_k²的偏導數為零的解；

所述數據點x_n屬于第k個所述初始點簇的概率的極大似然估計，是使π_k的極大似然函數對π_k的偏導數為零的解。

4.根據權利要求1-3任一項所述的環境反向散射通信信號處理方法，其特征在于，所述環境反向散射通信信號處理方法由閱讀器執行，所述閱讀器與各所述電子標簽連接。