[发明专利]基于累积量的通信信号关联方法

说明书

本发明属于通信技术领域，具体是涉及一种基于累积量的通信信号关联方法。本发明针对Ad‑hoc通信系统的节点关联关系分析，本发明给出了在连续通信假设下利用权重累积量获取长时间跨度关联信息的方法。在设定的情况下，本方法可以从获取的RTS和CTS的TOA流中挖掘出关联关系信息，仿真中，无噪声情况下可以获得90％以上的关联准确度，在存在测量噪声时也具有较强的鲁棒性。

技术领域

本发明属于通信技术领域，具体是涉及一种基于累积量的通信信号关联方法。

背景技术

在针对Ad-hoc通信系统的侦察中，作为非合作方，侦收中只能知道信号来自于哪个节点，并不能获知该信号时发给哪个节点的，因此获得对方通信系统节点和节点之间的通信关联关系往往是比较难的，关联关系分析关系求解就变成一个欠定问题。为了求解这样的问题，不仅仅需要TOA和TOE，还需要需要补充新的约束条件。此外，作为非合作方获得侦收到的每个脉冲所对应的确切关联关系是没有必要的，而且也可靠性也不高，更多的是希望获取某段时间内节点和节点的长期通联关系。

发明内容

本发明针对Ad-Hoc通信系统，提出了一种基于累积量的通信信号关联方法。本方法减少了对脉冲间时序关系的依赖，为了解决对多节点同时通信关联关系分析时的模糊问题，补充了更上层的连续通信的假设，从而提出了有效的关联关系分析模型获取长时间内的节点通信关联关系。

本方法需要的先验信息如下：

(1)通信系统存在RTS/CTS机制。Ad-hoc网络中广泛存在RTS/CTS对以解决隐藏节点和暴露节点问题。此外，RTS/CTS帧之间的时间间隔满足一定的概率分布也是一种合理假设，本方法依然利用这些先验进行TOA信息的处理。本方法不需要确切的时序约束信息，只需要能够从脉冲流中分离出RTS帧和CTS帧，并假设对应的RTS帧和CTS帧之间的间隔满足某种概率分布。

(2)连续通信假设。不妨假设在某种通信场景下，通信的节点双方在一次通信中会频繁地互相发送信息，这时，RTS/CTS对可能在某个时间段内频繁出现，这就是本方法需要的连续通信假设。本方法引入新的连续通信的应用层先验以弥补MAC层和物理层的时序先验的不足，从而从更大时间尺度进行关联信息挖掘。

首先基于这两点先验信息，建立方法模型。假设组成的Ad-hoc网络的考虑N个节点集合在一段时间$T$内帧收到来自这些节点的M_r个RTS信号以及M_c个CTS信号对应信号的TOA信息用映射算子表示为或者对应信号所对应的节点用映射算子表示为或者且每个RTS和CTS信号之间的时间间隔的概率分布函数为f(t)。模型的目标是获得第m(1≤m≤N)个节点和第n(1≤n≤N)个节点之间在任意时间t(0≤t≤T)的关联关系分析关系其值为0则表示在t时刻节点p_m和节点p_n无关联关系分析关系，其值为1则表示在t时刻节点p_m和节点p_n有关联关系分析关系。

具体的信号关联方法包括：

步骤一：提取权值

方法第一件事情利用RTS/CTS的间隔关系，提取局部的关联关系分析信息，信息将包含RTS帧周围所有在可能出现范围内的CTS帧与RTS帧的关联可能性。模型的输入为TOA流以及归属节点流设某个RTS信号r_i与周围某个CTS信号c_j直接的时间间隔对应的越大，表示这两个信号所对应的节点与越有可能在时刻存在通信关系。利用这样的RTS和CTS的时间间隔概率分布对输入的TOA流进行关联信息的初步提取，得到如下初步的每个时刻每两个节点之间通信的权重，权重定义如下：

进一步，可以获取归一化权重如下：

步骤二：累积量提取