一种自适应电磁场时延估计方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及通信技术领域，特别是指一种自适应电磁场时延估计方法及装置。
【背景技术】
[0002] 目前，在近场电磁场测距时，采用自适应时延估计算法来估计电磁场之间的时延， 并根据估计的电磁场之间的时延与测距目标之间的通信距离的关系对测距目标之间的通 信距离进行测距。所述自适应时延估计算法包括：传统的自适应时延估计算法和变步长的 自适应时延估计算法。其中，传统的自适应时延估计算法虽然能够准确估计两路接收信号 (电场信号与磁场信号）之间的时延，但是对于时间延时不断变化的情况，传统的自适应时 延估计算法存在一定的时间滞后，同时，如果需要测距的目标是在不断移动变化的，传统的 自适应时延估计算法不能快速精确地测出测距目标之间的通信距离。
[0003] 与传统的自适应时延估计算法相比，变步长的自适应时延估计算法能够有效地提 高自适应算法的收敛速度，提高算法对于变化系统的跟踪性能，但是变步长的自适应时延 估计算法在收敛阶段采用较大的步长来提高收敛速度，会引入较大的收敛误差，且如果测 距目标一直在移动的话，算法将一直处于收敛的初始阶段，则该收敛误差将一直存在，必将 会影响最终的测距目标之间的通信距离的测量准确度。另外，由于噪声的影响，当自适应 时延估计算法的代价函数存在局部最优值和全局最优值时，如果电磁场时延初始值设置不 当，算法会收敛于局部最优值，同样会影响最终的测距目标之间的通信距离的测量准确度。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题是提供一种自适应电磁场时延估计方法及装置，以解决 现有技术所存在的自适应时延估计算法收敛误差大、收敛于局部最优值时导致测量出的通 信距离准确度低的问题。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种自适应电磁场时延估计方法，包 括：
[0006] 获取粗略的电磁场时延估计值；
[0007] 将所述电磁场时延估计值作为自适应时延估计算法的电磁场时延初始值，并基于 最大相关熵准则，将相关熵作为自适应时延估计算法的代价函数，得到电磁场时延估计终 值。
[0008] 进一步地，所述获取粗略的电磁场时延估计值之前包括：
[0009] 获取消除噪声后的电场信号和磁场信号的信号强度值。
[0010] 进一步地，所述方法还包括：
[0011] 通过自适应阈值噪声消隐器消除所述电场信号和磁场信号中的噪声。
[0012] 进一步地，所述获取粗略的电磁场时延估计值包括：
[0013] 根据电场信号和磁场信号的信号强度值，初步确定测距目标之间的通信距离；
[0014] 根据测距目标之间的通信距离与电磁场时延之间的关系，得到粗略的电磁场时延 估计值 ο
[0015] 进一步地，所述将所述电磁场时延估计值作为自适应时延估计算法的电磁场时延 初始值，并基于最大相关熵准则，将相关熵作为自适应时延估计算法的代价函数，得到电磁 场时延估计终值包括：
[0016] 若|也-·〇(0)|>Δβ，则更新电磁场时延初始值= ^，其中，ΛD为预设的电磁 场时延偏移值；
[0017] 根据所述电磁场时延初始值D(0)，确定电磁场时延终值0 =Z>(/s；)，并更新电磁场 时延初始值D(0) =D(k)，其中，D(k)表示为：
[0018]
[0019] 式中，D(k)是在时刻k的电磁场时延估计值，D(k+Ι)是在时刻k+Ι的电磁场时延 估计值，μ为步长因子，σ为核的尺寸，L为样本个数，P为足够大的数。
[0020] 进一步地，所述方法还包括：
[0021] 若|A.S, -卜，则不更新电磁场时延初始值D⑹。
[0022] 为解决上述技术问题，本发明实施例还提供一种自适应电磁场时延估计装置，包 括：
[0023] 第一获取模块，用于获取粗略的电磁场时延估计值；
[0024] 时延终值确定模块，用于将所述电磁场时延估计值作为自适应时延估计算法的电 磁场时延初始值，并基于最大相关熵准则，将相关熵作为自适应时延估计算法的代价函数， 得到电磁场时延估计终值。
[0025] 进一步地，所述装置还包括：第二获取模块，用于获取消除噪声后的电场信号和磁 场信号的信号强度值。
[0026] 进一步地，所述第一获取模块，还用于根据电场信号和磁场信号的信号强度值，初 步确定测距目标之间的通信距离；
[0027] 根据测距目标之间的通信距离与电磁场时延之间的关系，得到粗略的电磁场时延 估计值I ：〇
[0028] 进一步地，所述时延终值确定模块，还用于若|我55.-，则更新电磁场时延 初始值=A.ss，若，则不更新电磁场时延初始值D(0)，其中，ΛD为预设 的电磁场时延偏移值；
[0029] 根据所述电磁场时延初始值D(0)，确定电磁场时延终值.#.=_/>(々），并更新电磁场 时延初始佶D=Dik).怎:由.Dik)耒元为，
[0030]
[0031 ] 式中，D(k)是在时刻k的电磁场时延估计值，D(k+Ι)是在时刻k+Ι的电磁场时延 估计值，μ为步长因子，σ为核的尺寸，L为样本个数，P为大于预设的阈值。
[0032] 本发明的上述技术方案的有益效果如下：
[0033] 上述方案中，通过将粗略的电磁场时延估计值作为自适应时延估计算法的电磁场 时延初始值，使电磁场时延初始值准确且快速的逼近真实时延，能够大大提高自适应时延 估计算法的收敛速度且能提高收敛的精准度，使其更易于收敛于全局最优值，且基于最大 相关熵准则，将相关熵作为自适应时延估计算法的代价函数，得到电磁场时延估计终值，能 够最小化噪声功率，还能够有效的避免代价函数的局部最优值对电磁场时延估计的影响。
【附图说明】
[0034] 图1为本发明实施例提供的自适应电磁场时延估计方法的流程图；
[0035] 图2为本发明实施例提供的发射端和接收端设备的结构关系；
[0036] 图3为本发明实施例提供的通信距离与电磁场时延之间的关系；
[0037] 图4为本发明实施例提供的自适应电磁场时延估计方法的原理示意图。
【具体实施方式】
[0038] 为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具 体实施例进行详细描述。
[0039] 本发明针对现有的自适应时延估计算法收敛误差大、收敛于局部最优值时导致测 量出的通信距离准确度低的问题，提供一种自适应电磁场时延估计方法及装置。
[0040] 实施例一
[0041] 参看图1所示，本发明实施例提供的一种自适应电磁场时延估计方法，包括：
[0042] S1 :获取粗略的电磁场时延估计值；
[0043] S2 :将所述电磁场时延估计值作为自适应时延估计算法的电磁场时延初始值，并 基于最大相关熵准则，将相关熵作为自适应时延估计算法的代价函数，得到电磁场时延估 计终值。
[0044] 本发明实施例所述的自适应电磁场时延估计方法，通过将粗略的电磁场时延估计 值作为自适应时延估计算法的电磁场时延初始值，使电磁场时延初始值准确且快速的逼近 真实时延，能够大大提高自适应时延估计算法的收敛速度且能提高收敛的精准度，使其更 易于收敛于全局最优值，且基于最大相关熵准则，将相关熵作为自适应时延估计算法的代 价函数，得到电磁场时延估计终值，能够最小化噪声功率，还能够有效的避免代价函数的局 部最优值对电磁场时延估计的影响。
[0045] 在前述自适应电磁场时延估计方法的【具体实施方式】中，进一步地，所述获取粗略 的电磁场时延估计值之前包括：
[0046] 获取消除噪声后的电场信号和磁场信号的信号强度值。
[0047] 在前述自适应电磁场时延估计方法的【具体实施方式】中，进一步地，所述方法还包 括：
[0048] 通过自适应阈值噪声消隐器消除所述电场信号和磁场信号中的噪声。
[0049] 本发明实施例中，为了减少噪声对于接收信号强度（RSS，ReceivedSignal Strength)(所述接收信号强度包括：接收天线接收到的电场信号和磁场信号的信号强度） 计算的影响，先通过自适应阈值噪声消隐器滤除噪声，再通过接收端的磁场天线和电场天 线分别接收发射信号中消除噪声后的磁场信号和电场信号。如图2所示为发射端的移