[發(fā)明專利]一種基于電磁傳播模型的信道預(yù)測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211232609.2
• 申請日: 2022-10-10
• 公開（公告）號: CN115296761B
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃川;崔曙光;汪彥丞;張晗;唐心怡
• 申請（專利權(quán)）人: 香港中文大學(xué)（深圳）
• 主分類號: H04B17/391
• 分類號: H04B17/391;G06N3/08
• 代理公司: 成都巾幗知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51260
• 代理人: 邢偉

1.一種基于電磁傳播模型的信道預(yù)測方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1.對于一類物品中的每一個待測物體，獲取該待測物體的地理環(huán)境信息和該待測物體的電磁傳播模型，并構(gòu)建不同接收區(qū)域內(nèi)該類物品的分布式樣本集；

S2.構(gòu)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型，并基于步驟S1中得到的分布式樣本集中的樣本進(jìn)行聯(lián)邦學(xué)習(xí)，得到成熟神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型；

S3.對于不同類別的物品S類物體，重復(fù)執(zhí)行步驟S1~S2，得到每一類物體對應(yīng)的成熟神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型；

S4.基于成熟的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型，預(yù)測信道的沖擊響應(yīng)作為信道預(yù)測結(jié)果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電磁傳播模型的信道預(yù)測方法，其特征在于：所述步驟S1包括以下子步驟：

S101.對于一類物品中的任一待測物體，首先用激光雷達(dá)測量該待測物體的外形結(jié)構(gòu)，得到該待測物體的三維模型，三維模型用dxf格式的文件；然后該待測物體拍攝多個不同角度下的照片，作為反映待測物體材質(zhì)信息的照片，將待測物體三維模型和反應(yīng)待測物體的材質(zhì)信息記為物品的地理環(huán)境信息；

S102.設(shè)電磁傳播模型通過信道BRTDF進(jìn)行刻畫，則需要測量待測物體的信道BRTDF：

信道BRTDF為一個二維向量，包括BRTDF值和時間差信息：其中，BRTDF值通過BRTDF函數(shù)進(jìn)行求解，所述BRTDF函數(shù)即為雙向反射透射分布函數(shù)，等于電磁波接收位置處能量與電磁波發(fā)射位置處能量的比值；時間差信息即電磁波從發(fā)射位置傳播到接收位置的時間差；

測量過程為：將載有發(fā)射機(jī)TX的無人機(jī)，懸空在坐標(biāo)為的地方并朝著物體發(fā)射電磁波，發(fā)射的電磁波能量是；將載有接收機(jī)RX的無人機(jī)放置在接收位置，測量得到這個接收位置的RX接收到的電磁波能量；TX將發(fā)射電磁波的時間和發(fā)射的電磁波能量是同步傳輸給接收機(jī)RX；接收機(jī)RX接受到電磁波的時間記為，則收發(fā)的時間差信息為

將接收角度下的信道BRTDF記為：

；

S103.將整個接收范圍劃分為多個接收區(qū)域，在每一個接收區(qū)域內(nèi)設(shè)置多個接收位置，并在每一個接收區(qū)域處設(shè)置一個載有接收機(jī)RX的無人機(jī)，且每一個載有接收機(jī)RX的無人機(jī)中均搭載有用于聯(lián)邦學(xué)習(xí)的客戶端處理器和與客戶端處理器連接的數(shù)據(jù)存儲器；

S104.對于任一個載有RX的無人機(jī)，遍歷其所在接收區(qū)域內(nèi)的每一個接收位置，并由該無人機(jī)搭載的客戶端處理器按照步驟S102獲取該無人機(jī)在每一個接收位置時的信道BRTDF，并將這些信道BRTDF構(gòu)成一張圖片，記為：

所述圖片中包含整個接收范圍所有接收位置的信道BRTDF信息的填充位置；將當(dāng)前無人機(jī)所在接收區(qū)域各個接收位置的信道BRTDF在圖片上填充，其余位置填充0，則構(gòu)成了圖片；

將地理環(huán)境信息和載有TX的無人機(jī)懸空坐標(biāo)構(gòu)成樣本特征，將作為樣本特征的標(biāo)簽，構(gòu)成一個訓(xùn)練樣本；

S105.改變載有TX的無人機(jī)的懸空坐標(biāo)，使得載有TX的無人機(jī)的懸空坐標(biāo)遍歷所有預(yù)設(shè)的發(fā)射位置，設(shè)預(yù)設(shè)的發(fā)射位置共有R個，并在每一個發(fā)射位置下重復(fù)執(zhí)行步驟S104，得到任一無人機(jī)的R個訓(xùn)練樣本；

S106.對于每一個載有RX的無人機(jī)，重復(fù)執(zhí)行步驟S104~S105,則每一個載有RX的無人機(jī)均獲得了R個樣本；

S107.遍歷當(dāng)前類物品中的每一個待測物體，并在每一個待測物體下重復(fù)執(zhí)行步驟S101~S106，設(shè)當(dāng)前類物品共有C個待測物體，則每個載有RX的無人機(jī)均得到個訓(xùn)練樣本，并保存到自身搭載的數(shù)據(jù)存儲器中，形成各個無人機(jī)處的當(dāng)前類物品的分布式訓(xùn)練樣本集，由于每一個無人機(jī)對應(yīng)一個不同的接收區(qū)域，即得到了不同區(qū)域內(nèi)當(dāng)前類物品的分布式訓(xùn)練樣本集。