[發明專利]基于小樣本CSI指紋的室內終端到達角回歸估計方法在審
| 申請號： | 202211147360.5 | 申請日： | 2022-09-19 |
| 公開（公告）號： | CN115456172A | 公開（公告）日： | 2022-12-09 |
| 發明（設計）人： | 章丁祥;杜金鍇 | 申請（專利權）人： | 南京郵電大學 |
| 主分類號： | G06N3/08 | 分類號： | G06N3/08;G06N3/06;G06F17/18;G06F17/16 |
| 代理公司： | 南京正聯知識產權代理有限公司 32243 | 代理人： | 姜夢翔 |
| 地址： | 210023 江蘇*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 基于 樣本 csi 指紋 室內 終端 到達 回歸 估計 方法 | ||
1.基于小樣本CSI指紋的室內終端到達角回歸估計方法，其特征在于，所述方法步驟為：
步驟1、配置路由器分別作為移動端和接收端，根據到達角原理，以固定路線規則獲取待定位區域的所有點位的CSI數據，構成CSI小樣本集；
步驟2、提取CSI小樣本集中的頻域原始相位信息，進行解卷繞處理，在維度方向上拼接全部天線陣列相位信息作為原始CSI相位集合，并選擇任意一根天線作為基準天線，計算其余天線與基準天線的相位差，形成CSI小樣本指紋庫；
步驟3、根據先驗地理位置信息標記標簽，并將角度數值型標簽集合歸一化到[0，1]范圍內，轉化為權值數值型標簽集合y；
步驟4、搭建MLP回歸器，對所述CSI小樣本指紋庫進行離線訓練；
步驟5、在線預測階段，移動端向附近的接收端提出位置服務請求，請求通信；接收端通過一維天線陣列接收若干Wi-Fi數據包，并提取CSI數據，同樣按照步驟1和步驟2獲取到待定位數據的CSI測試集合，使用搭建并訓練好的MLP回歸器進行方位角回歸預測。
2.根據權利要求1所述的基于小樣本CSI指紋的室內終端到達角回歸估計方法，其特征在于，步驟1具體為：
移動端在垂直于接收端法線方向偏移45度角的射線，并且離開固定端2m以上的一條切線上采集集合b，以及在待定位區域的邊緣移動若干次采集集合c，通過天線持續向接收端的一維天線陣列發送若干Wi-Fi數據包，重復此步驟，直到接收端采集完所有位置形成CSI小樣本集；
由此法采集獲取定位區域一個CSI小樣本集合，表示為集合
其中，N為總數據包量，代表整數集；以天線陣列共m根天線的一組子載波傳輸路徑，在某時刻t傳輸得到的獨立可提取CSI中的相位數據作為原始CSI相位樣本。
3.根據權利要求2所述的基于小樣本CSI指紋的室內終端到達角回歸估計方法，其特征在于，步驟2中，獲得CSI小樣本指紋庫的具體步驟為：
以每一個路徑k為單位，其信道沖激響應計算為：
ap、θp、τp分別表示第p條路徑的幅度衰減、相位偏移和時間延遲，n為傳播路徑總數，δ(τ)為狄克拉脈沖函數；
時域對應到頻域，采集到的第i個子載波的CSI的頻域信息計算為：
H(fr)表示中心頻率為fi的子載波的CSI，其中，||H(fr)||和∠H(fr)分別代表第r個子載波的幅度和相位；
將相位信息單獨取出，共m根天線中任意一根的CSI相位簡記作則一維天線陣列任一數據包的CSI相位樣本計算為：
在以第s根天線為基準時，作差得到CSI單個相位差向量樣本：
相位作差時，任一相位差需根據解卷繞進行作差計算，計算方式為：
4.根據權利要求1所述的基于小樣本CSI指紋的室內終端到達角回歸估計方法，其特征在于，步驟4中，構建MLP回歸器，進行離線訓練的具體步驟為：
步驟4-1、通過單向層疊的方式建立MLP回歸器網絡結構，其中每層的各個神經元之間相互獨立，層與層之間以連接方式產生聯系，下一層中的每個神經元處理前一層所有神經元的輸出，不進行跨層連接；
步驟4-2、MLP回歸器以CSI小樣本指紋庫和標簽集合y為輸入，更新網絡數據狀態，直到模型收斂并保存；
步驟4-3、MLP回歸器使用迭代器更新網絡參數，選擇Huber_loss作為回歸損失函數進行梯度更新，直到設定的epoch停止。
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