[發(fā)明專利]基于累積量的通信信號(hào)關(guān)聯(lián)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110521063.1
• 申請(qǐng)日: 2021-05-13
• 公開（公告）號(hào): CN113242610B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬盛元;魏平;李萬(wàn)春;張花國(guó)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H04W74/08
• 分類號(hào): H04W74/08
• 代理公司: 成都點(diǎn)睛專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51232
• 代理人: 孫一峰

本發(fā)明屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種基于累積量的通信信號(hào)關(guān)聯(lián)方法。本發(fā)明針對(duì)Ad?hoc通信系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)關(guān)系分析，本發(fā)明給出了在連續(xù)通信假設(shè)下利用權(quán)重累積量獲取長(zhǎng)時(shí)間跨度關(guān)聯(lián)信息的方法。在設(shè)定的情況下，本方法可以從獲取的RTS和CTS的TOA流中挖掘出關(guān)聯(lián)關(guān)系信息，仿真中，無(wú)噪聲情況下可以獲得90％以上的關(guān)聯(lián)準(zhǔn)確度，在存在測(cè)量噪聲時(shí)也具有較強(qiáng)的魯棒性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種基于累積量的通信信號(hào)關(guān)聯(lián)方法。

背景技術(shù)

在針對(duì)Ad-hoc通信系統(tǒng)的偵察中，作為非合作方，偵收中只能知道信號(hào)來自于哪個(gè)節(jié)點(diǎn)，并不能獲知該信號(hào)時(shí)發(fā)給哪個(gè)節(jié)點(diǎn)的，因此獲得對(duì)方通信系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)之間的通信關(guān)聯(lián)關(guān)系往往是比較難的，關(guān)聯(lián)關(guān)系分析關(guān)系求解就變成一個(gè)欠定問題。為了求解這樣的問題，不僅僅需要TOA和TOE，還需要需要補(bǔ)充新的約束條件。此外，作為非合作方獲得偵收到的每個(gè)脈沖所對(duì)應(yīng)的確切關(guān)聯(lián)關(guān)系是沒有必要的，而且也可靠性也不高，更多的是希望獲取某段時(shí)間內(nèi)節(jié)點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)的長(zhǎng)期通聯(lián)關(guān)系。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)Ad-Hoc通信系統(tǒng)，提出了一種基于累積量的通信信號(hào)關(guān)聯(lián)方法。本方法減少了對(duì)脈沖間時(shí)序關(guān)系的依賴，為了解決對(duì)多節(jié)點(diǎn)同時(shí)通信關(guān)聯(lián)關(guān)系分析時(shí)的模糊問題，補(bǔ)充了更上層的連續(xù)通信的假設(shè)，從而提出了有效的關(guān)聯(lián)關(guān)系分析模型獲取長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)的節(jié)點(diǎn)通信關(guān)聯(lián)關(guān)系。

本方法需要的先驗(yàn)信息如下：

(1)通信系統(tǒng)存在RTS/CTS機(jī)制。Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)中廣泛存在RTS/CTS對(duì)以解決隱藏節(jié)點(diǎn)和暴露節(jié)點(diǎn)問題。此外，RTS/CTS幀之間的時(shí)間間隔滿足一定的概率分布也是一種合理假設(shè)，本方法依然利用這些先驗(yàn)進(jìn)行TOA信息的處理。本方法不需要確切的時(shí)序約束信息，只需要能夠從脈沖流中分離出RTS幀和CTS幀，并假設(shè)對(duì)應(yīng)的RTS幀和CTS幀之間的間隔滿足某種概率分布。

(2)連續(xù)通信假設(shè)。不妨假設(shè)在某種通信場(chǎng)景下，通信的節(jié)點(diǎn)雙方在一次通信中會(huì)頻繁地互相發(fā)送信息，這時(shí)，RTS/CTS對(duì)可能在某個(gè)時(shí)間段內(nèi)頻繁出現(xiàn)，這就是本方法需要的連續(xù)通信假設(shè)。本方法引入新的連續(xù)通信的應(yīng)用層先驗(yàn)以彌補(bǔ)MAC層和物理層的時(shí)序先驗(yàn)的不足，從而從更大時(shí)間尺度進(jìn)行關(guān)聯(lián)信息挖掘。

首先基于這兩點(diǎn)先驗(yàn)信息，建立方法模型。假設(shè)組成的Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)的考慮N個(gè)節(jié)點(diǎn)集合在一段時(shí)間$T$內(nèi)幀收到來自這些節(jié)點(diǎn)的M_r個(gè)RTS信號(hào)以及M_c個(gè)CTS信號(hào)對(duì)應(yīng)信號(hào)的TOA信息用映射算子表示為或者對(duì)應(yīng)信號(hào)所對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)用映射算子表示為或者且每個(gè)RTS和CTS信號(hào)之間的時(shí)間間隔的概率分布函數(shù)為f(t)。模型的目標(biāo)是獲得第m(1≤m≤N)個(gè)節(jié)點(diǎn)和第n(1≤n≤N)個(gè)節(jié)點(diǎn)之間在任意時(shí)間t(0≤t≤T)的關(guān)聯(lián)關(guān)系分析關(guān)系其值為0則表示在t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)p_m和節(jié)點(diǎn)p_n無(wú)關(guān)聯(lián)關(guān)系分析關(guān)系，其值為1則表示在t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)p_m和節(jié)點(diǎn)p_n有關(guān)聯(lián)關(guān)系分析關(guān)系。

具體的信號(hào)關(guān)聯(lián)方法包括：

步驟一：提取權(quán)值

方法第一件事情利用RTS/CTS的間隔關(guān)系，提取局部的關(guān)聯(lián)關(guān)系分析信息，信息將包含RTS幀周圍所有在可能出現(xiàn)范圍內(nèi)的CTS幀與RTS幀的關(guān)聯(lián)可能性。模型的輸入為TOA流以及歸屬節(jié)點(diǎn)流設(shè)某個(gè)RTS信號(hào)r_i與周圍某個(gè)CTS信號(hào)c_j直接的時(shí)間間隔對(duì)應(yīng)的越大，表示這兩個(gè)信號(hào)所對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)與越有可能在時(shí)刻存在通信關(guān)系。利用這樣的RTS和CTS的時(shí)間間隔概率分布對(duì)輸入的TOA流進(jìn)行關(guān)聯(lián)信息的初步提取，得到如下初步的每個(gè)時(shí)刻每?jī)蓚€(gè)節(jié)點(diǎn)之間通信的權(quán)重，權(quán)重定義如下：

進(jìn)一步，可以獲取歸一化權(quán)重如下：

步驟二：累積量提取