一種自適應(yīng)電磁場時(shí)延估計(jì)方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種自適應(yīng)電磁場時(shí)延估計(jì)方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，在近場電磁場測距時(shí)，采用自適應(yīng)時(shí)延估計(jì)算法來估計(jì)電磁場之間的時(shí)延， 并根據(jù)估計(jì)的電磁場之間的時(shí)延與測距目標(biāo)之間的通信距離的關(guān)系對(duì)測距目標(biāo)之間的通 信距離進(jìn)行測距。所述自適應(yīng)時(shí)延估計(jì)算法包括：傳統(tǒng)的自適應(yīng)時(shí)延估計(jì)算法和變步長的 自適應(yīng)時(shí)延估計(jì)算法。其中，傳統(tǒng)的自適應(yīng)時(shí)延估計(jì)算法雖然能夠準(zhǔn)確估計(jì)兩路接收信號(hào) (電場信號(hào)與磁場信號(hào)）之間的時(shí)延，但是對(duì)于時(shí)間延時(shí)不斷變化的情況，傳統(tǒng)的自適應(yīng)時(shí) 延估計(jì)算法存在一定的時(shí)間滯后，同時(shí)，如果需要測距的目標(biāo)是在不斷移動(dòng)變化的，傳統(tǒng)的 自適應(yīng)時(shí)延估計(jì)算法不能快速精確地測出測距目標(biāo)之間的通信距離。
[0003] 與傳統(tǒng)的自適應(yīng)時(shí)延估計(jì)算法相比，變步長的自適應(yīng)時(shí)延估計(jì)算法能夠有效地提 高自適應(yīng)算法的收斂速度，提高算法對(duì)于變化系統(tǒng)的跟蹤性能，但是變步長的自適應(yīng)時(shí)延 估計(jì)算法在收斂階段采用較大的步長來提高收斂速度，會(huì)引入較大的收斂誤差，且如果測 距目標(biāo)一直在移動(dòng)的話，算法將一直處于收斂的初始階段，則該收斂誤差將一直存在，必將 會(huì)影響最終的測距目標(biāo)之間的通信距離的測量準(zhǔn)確度。另外，由于噪聲的影響，當(dāng)自適應(yīng) 時(shí)延估計(jì)算法的代價(jià)函數(shù)存在局部最優(yōu)值和全局最優(yōu)值時(shí)，如果電磁場時(shí)延初始值設(shè)置不 當(dāng)，算法會(huì)收斂于局部最優(yōu)值，同樣會(huì)影響最終的測距目標(biāo)之間的通信距離的測量準(zhǔn)確度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種自適應(yīng)電磁場時(shí)延估計(jì)方法及裝置，以解決 現(xiàn)有技術(shù)所存在的自適應(yīng)時(shí)延估計(jì)算法收斂誤差大、收斂于局部最優(yōu)值時(shí)導(dǎo)致測量出的通 信距離準(zhǔn)確度低的問題。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例提供一種自適應(yīng)電磁場時(shí)延估計(jì)方法，包 括：
[0006] 獲取粗略的電磁場時(shí)延估計(jì)值；
[0007] 將所述電磁場時(shí)延估計(jì)值作為自適應(yīng)時(shí)延估計(jì)算法的電磁場時(shí)延初始值，并基于 最大相關(guān)熵準(zhǔn)則，將相關(guān)熵作為自適應(yīng)時(shí)延估計(jì)算法的代價(jià)函數(shù)，得到電磁場時(shí)延估計(jì)終 值。
[0008] 進(jìn)一步地，所述獲取粗略的電磁場時(shí)延估計(jì)值之前包括：
[0009] 獲取消除噪聲后的電場信號(hào)和磁場信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度值。
[0010] 進(jìn)一步地，所述方法還包括：
[0011] 通過自適應(yīng)閾值噪聲消隱器消除所述電場信號(hào)和磁場信號(hào)中的噪聲。
[0012] 進(jìn)一步地，所述獲取粗略的電磁場時(shí)延估計(jì)值包括：
[0013] 根據(jù)電場信號(hào)和磁場信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度值，初步確定測距目標(biāo)之間的通信距離；
[0014] 根據(jù)測距目標(biāo)之間的通信距離與電磁場時(shí)延之間的關(guān)系，得到粗略的電磁場時(shí)延 估計(jì)值 ο
[0015] 進(jìn)一步地，所述將所述電磁場時(shí)延估計(jì)值作為自適應(yīng)時(shí)延估計(jì)算法的電磁場時(shí)延 初始值，并基于最大相關(guān)熵準(zhǔn)則，將相關(guān)熵作為自適應(yīng)時(shí)延估計(jì)算法的代價(jià)函數(shù)，得到電磁 場時(shí)延估計(jì)終值包括：
[0016] 若|也-·〇(0)|>Δβ，則更新電磁場時(shí)延初始值= ^，其中，ΛD為預(yù)設(shè)的電磁 場時(shí)延偏移值；
[0017] 根據(jù)所述電磁場時(shí)延初始值D(0)，確定電磁場時(shí)延終值0 =Z>(/s；)，并更新電磁場 時(shí)延初始值D(0) =D(k)，其中，D(k)表示為：
[0018]
[0019] 式中，D(k)是在時(shí)刻k的電磁場時(shí)延估計(jì)值，D(k+Ι)是在時(shí)刻k+Ι的電磁場時(shí)延 估計(jì)值，μ為步長因子，σ為核的尺寸，L為樣本個(gè)數(shù)，P為足夠大的數(shù)。
[0020] 進(jìn)一步地，所述方法還包括：
[0021] 若|A.S, -卜，則不更新電磁場時(shí)延初始值D⑹。
[0022] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種自適應(yīng)電磁場時(shí)延估計(jì)裝置，包 括：
[0023] 第一獲取模塊，用于獲取粗略的電磁場時(shí)延估計(jì)值；
[0024] 時(shí)延終值確定模塊，用于將所述電磁場時(shí)延估計(jì)值作為自適應(yīng)時(shí)延估計(jì)算法的電 磁場時(shí)延初始值，并基于最大相關(guān)熵準(zhǔn)則，將相關(guān)熵作為自適應(yīng)時(shí)延估計(jì)算法的代價(jià)函數(shù)， 得到電磁場時(shí)延估計(jì)終值。
[0025] 進(jìn)一步地，所述裝置還包括：第二獲取模塊，用于獲取消除噪聲后的電場信號(hào)和磁 場信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度值。
[0026] 進(jìn)一步地，所述第一獲取模塊，還用于根據(jù)電場信號(hào)和磁場信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度值，初 步確定測距目標(biāo)之間的通信距離；
[0027] 根據(jù)測距目標(biāo)之間的通信距離與電磁場時(shí)延之間的關(guān)系，得到粗略的電磁場時(shí)延 估計(jì)值I ：〇
[0028] 進(jìn)一步地，所述時(shí)延終值確定模塊，還用于若|我55.-，則更新電磁場時(shí)延 初始值=A.ss，若，則不更新電磁場時(shí)延初始值D(0)，其中，ΛD為預(yù)設(shè) 的電磁場時(shí)延偏移值；
[0029] 根據(jù)所述電磁場時(shí)延初始值D(0)，確定電磁場時(shí)延終值.#.=_/>(々），并更新電磁場 時(shí)延初始佶D=Dik).怎:由.Dik)耒元為，
[0030]
[0031 ] 式中，D(k)是在時(shí)刻k的電磁場時(shí)延估計(jì)值，D(k+Ι)是在時(shí)刻k+Ι的電磁場時(shí)延 估計(jì)值，μ為步長因子，σ為核的尺寸，L為樣本個(gè)數(shù)，P為大于預(yù)設(shè)的閾值。
[0032] 本發(fā)明的上述技術(shù)方案的有益效果如下：
[0033] 上述方案中，通過將粗略的電磁場時(shí)延估計(jì)值作為自適應(yīng)時(shí)延估計(jì)算法的電磁場 時(shí)延初始值，使電磁場時(shí)延初始值準(zhǔn)確且快速的逼近真實(shí)時(shí)延，能夠大大提高自適應(yīng)時(shí)延 估計(jì)算法的收斂速度且能提高收斂的精準(zhǔn)度，使其更易于收斂于全局最優(yōu)值，且基于最大 相關(guān)熵準(zhǔn)則，將相關(guān)熵作為自適應(yīng)時(shí)延估計(jì)算法的代價(jià)函數(shù)，得到電磁場時(shí)延估計(jì)終值，能 夠最小化噪聲功率，還能夠有效的避免代價(jià)函數(shù)的局部最優(yōu)值對(duì)電磁場時(shí)延估計(jì)的影響。
【附圖說明】
[0034] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的自適應(yīng)電磁場時(shí)延估計(jì)方法的流程圖；
[0035] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的發(fā)射端和接收端設(shè)備的結(jié)構(gòu)關(guān)系；
[0036] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的通信距離與電磁場時(shí)延之間的關(guān)系；
[0037] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的自適應(yīng)電磁場時(shí)延估計(jì)方法的原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038] 為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具 體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0039] 本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有的自適應(yīng)時(shí)延估計(jì)算法收斂誤差大、收斂于局部最優(yōu)值時(shí)導(dǎo)致測 量出的通信距離準(zhǔn)確度低的問題，提供一種自適應(yīng)電磁場時(shí)延估計(jì)方法及裝置。
[0040] 實(shí)施例一
[0041] 參看圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種自適應(yīng)電磁場時(shí)延估計(jì)方法，包括：
[0042] S1 :獲取粗略的電磁場時(shí)延估計(jì)值；
[0043] S2 :將所述電磁場時(shí)延估計(jì)值作為自適應(yīng)時(shí)延估計(jì)算法的電磁場時(shí)延初始值，并 基于最大相關(guān)熵準(zhǔn)則，將相關(guān)熵作為自適應(yīng)時(shí)延估計(jì)算法的代價(jià)函數(shù)，得到電磁場時(shí)延估 計(jì)終值。
[0044] 本發(fā)明實(shí)施例所述的自適應(yīng)電磁場時(shí)延估計(jì)方法，通過將粗略的電磁場時(shí)延估計(jì) 值作為自適應(yīng)時(shí)延估計(jì)算法的電磁場時(shí)延初始值，使電磁場時(shí)延初始值準(zhǔn)確且快速的逼近 真實(shí)時(shí)延，能夠大大提高自適應(yīng)時(shí)延估計(jì)算法的收斂速度且能提高收斂的精準(zhǔn)度，使其更 易于收斂于全局最優(yōu)值，且基于最大相關(guān)熵準(zhǔn)則，將相關(guān)熵作為自適應(yīng)時(shí)延估計(jì)算法的代 價(jià)函數(shù)，得到電磁場時(shí)延估計(jì)終值，能夠最小化噪聲功率，還能夠有效的避免代價(jià)函數(shù)的局 部最優(yōu)值對(duì)電磁場時(shí)延估計(jì)的影響。
[0045] 在前述自適應(yīng)電磁場時(shí)延估計(jì)方法的【具體實(shí)施方式】中，進(jìn)一步地，所述獲取粗略 的電磁場時(shí)延估計(jì)值之前包括：
[0046] 獲取消除噪聲后的電場信號(hào)和磁場信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度值。
[0047] 在前述自適應(yīng)電磁場時(shí)延估計(jì)方法的【具體實(shí)施方式】中，進(jìn)一步地，所述方法還包 括：
[0048] 通過自適應(yīng)閾值噪聲消隱器消除所述電場信號(hào)和磁場信號(hào)中的噪聲。
[0049] 本發(fā)明實(shí)施例中，為了減少噪聲對(duì)于接收信號(hào)強(qiáng)度（RSS，ReceivedSignal Strength)(所述接收信號(hào)強(qiáng)度包括：接收天線接收到的電場信號(hào)和磁場信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度） 計(jì)算的影響，先通過自適應(yīng)閾值噪聲消隱器濾除噪聲，再通過接收端的磁場天線和電場天 線分別接收發(fā)射信號(hào)中消除噪聲后的磁場信號(hào)和電場信號(hào)。如圖2所示為發(fā)射端的移