CN114422046B - 基于多通道一致性针对异常相位校准数据进行筛查处理的方法、装置、处理器及其存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于多通道一致性实现针对异常相位校准数据进行筛查处理的方法，包括以下步骤：计算相邻频率点的相位数据差，得到距离差，汇总作为数据集D；设定临近距离dist；计算数据集D中所有对象之间的距离；判断对象之间的边的连接性，构建生成图；通过具有连接性的对象构建邻接矩阵；对生成的图进行搜索，筛选异常相位校准数据点。采用了本发明的基于多通道一致性实现针对异常相位校准数据进行筛查处理的方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质，针对大规模MIMO系统，高效精准程度高，大大减少了工作量。对相位校准数据进行预处理，显著提高MIMO设备的多通道相位一致性本发明结合了邻近性与极大团的思想，具有创新性，可以高效准确的将异常数据筛查出来。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信设备领域，尤其涉及异常数据筛选领域，具体是指一种基于多通道一致性实现针对异常相位校准数据进行筛查处理的方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质。
背景技术
在5G TDD通信系统中，基站端根据估计得到的上行信道状态信息(CSI)来进行下行信道预编码的设计，基于上下行信道的互易性，在同一时频资源上服务多个UE。然而，在实际通信中只有空中无线信道满足互易性，一个完整的通信信道不仅包含空中的无线信道，还包括射频硬件电路。对于终端而言，功率失配会造成一定程度的系统性能的恶化；而对于基站而言，无论功率还是相位失配，均会造成系统性能显著下降。
信号在MIMO设备的射频通道中传输的时候，受限于MIMO设备射频链路器件的工艺误差、器件一致性误差等条件，MIMO设备中的射频链路在设计完成之后，需要经过校准，才可以达到使用的标准。在未经校准的状态下，MIMO设备输出的信号一致性比较差，这会对整个信道的互易性造成一定的破坏，从而使得信道互易性受损，破坏了整体通信系统的性能。此时我们就需要对MIMO设备的射频链路进行校准，提升MIMO设备、基站和终端，三者整体的一致性，进而提升整个系统的性能。
在MIMO设备相位校准完成后，由于相位校准过程中可能出现的各项问题，会可能产生有问题的数据，如果不加以筛选直接用于MIMO设备中，就会导致出错，使MIMO设备的互易性受损，出现效率低下等情况。
发明内容
本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种满足效率高、精准度高、适用范围较为广泛的基于多通道一致性实现针对异常相位校准数据进行筛查处理的方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质。
为了实现上述目的，本发明的基于多通道一致性实现针对异常相位校准数据进行筛查处理的方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质如下：
该基于多通道一致性实现针对异常相位校准数据进行筛查处理的方法，其主要特点是，所述的方法包括以下步骤：
(1)计算相邻频率点的相位数据差，得到距离差，汇总作为数据集D；
(2)设定临近距离dist；
(3)计算数据集D中所有对象之间的距离；
(4)判断对象之间的边的连接性，构建生成图；
(5)通过具有连接性的对象构建邻接矩阵；
(6)对生成的图进行搜索，筛选异常相位校准数据点。
较佳地，所述的步骤(1)中计算距离差，具体为：
根据以下公式计算距离差：
ΔP＝Pn-Pn-1；
其中，Pn为频率点的相位数据，Pn-1为前一个频率点的相位数据，ΔP为每个频率点与前一个频率点的相位数据之差，即距离差。
较佳地，所述的步骤(4)具体包括以下步骤：
(4.1)取数据集D中的两个对象，判断对象之间的距离是否小于临近距离dist，如果是，则两个对象间存在边的连接，继续步骤(5)；否则，两个对象间不具有边的连接；
(4.2)继续步骤(4.1)，直至对所有对象判定边的连接性，生成所有对象的边，将数据集转化为图。
较佳地，所述的步骤(6)具体包括以下步骤：
对生成的图进行搜索，获取极大团，筛选得到孤立对象构成的团，即为异常相位校准数据点。
该用于实现基于多通道一致性针对异常相位校准数据进行筛查处理的装置，其主要特点是，所述的装置包括：
处理器，被配置成执行计算机可执行指令；
存储器，存储一个或多个计算机可执行指令，所述的计算机可执行指令被所述的处理器执行时，实现上述的基于多通道一致性实现针对异常相位校准数据进行筛查处理的方法的各个步骤。
该用于实现基于多通道一致性针对异常相位校准数据进行筛查处理的处理器，其主要特点是，所述的处理器被配置成执行计算机可执行指令，所述的计算机可执行指令被所述的处理器执行时，实现上述的基于多通道一致性实现针对异常相位校准数据进行筛查处理的方法的各个步骤。
该计算机可读存储介质，其主要特点是，其上存储有计算机程序，所述的计算机程序可被处理器执行以实现上述的基于多通道一致性实现针对异常相位校准数据进行筛查处理的方法的各个步骤。
采用了本发明的基于多通道一致性实现针对异常相位校准数据进行筛查处理的方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质，针对大规模MIMO系统，提出了一种筛查相位校准数据的方案，方法高效精准程度高，大大减少了工作量。对相位校准数据进行预处理，显著提高MIMO设备的多通道相位一致性本发明结合了邻近性与极大团的思想，具有创新性，可以高效准确的将异常数据筛查出来。
附图说明
图1为本发明的基于多通道一致性实现针对异常相位校准数据进行筛查处理的方法的流程示意图。
图2为本发明的基于多通道一致性实现针对异常相位校准数据进行筛查处理的方法的正确数据示意图。
图3为本发明的基于多通道一致性实现针对异常相位校准数据进行筛查处理的方法的错误数据示意图。
图4为本发明的基于多通道一致性实现针对异常相位校准数据进行筛查处理的方法的距离差的整体变化趋势示意图。
图5为本发明的基于多通道一致性实现针对异常相位校准数据进行筛查处理的方法的邻接矩阵示意图。
图6为本发明的基于多通道一致性实现针对异常相位校准数据进行筛查处理的方法的搜索得到的极大团示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。
本发明的该基于多通道一致性实现针对异常相位校准数据进行筛查处理的方法，其中包括以下步骤：
(1)计算相邻频率点的相位数据差，得到距离差，汇总作为数据集D；
(2)设定临近距离dist；
(3)计算数据集D中所有对象之间的距离；
(4)判断对象之间的边的连接性，构建生成图；
(5)通过具有连接性的对象构建邻接矩阵；
(6)对生成的图进行搜索，筛选异常相位校准数据点。
作为本发明的优选实施方式，所述的步骤(1)中计算距离差，具体为：
根据以下公式计算距离差：
ΔP＝Pn-Pn-1；
其中，Pn为频率点的相位数据，Pn-1为前一个频率点的相位数据，ΔP为每个频率点与前一个频率点的相位数据之差，即距离差。
作为本发明的优选实施方式，所述的步骤(4)具体包括以下步骤：
(4.1)取数据集D中的两个对象，判断对象之间的距离是否小于临近距离dist，如果是，则两个对象间存在边的连接，继续步骤(5)；否则，两个对象间不具有边的连接；
(4.2)继续步骤(4.1)，直至对所有对象判定边的连接性，生成所有对象的边，将数据集转化为图。
作为本发明的优选实施方式，所述的步骤(6)具体包括以下步骤：
对生成的图进行搜索，获取极大团，筛选得到孤立对象构成的团，即为异常相位校准数据点。
本发明的该用于实现基于多通道一致性针对异常相位校准数据进行筛查处理的装置，其中所述的装置包括：
处理器，被配置成执行计算机可执行指令；
存储器，存储一个或多个计算机可执行指令，所述的计算机可执行指令被所述的处理器执行时，实现上述的基于多通道一致性实现针对异常相位校准数据进行筛查处理的方法的各个步骤。
本发明的该用于实现基于多通道一致性针对异常相位校准数据进行筛查处理的处理器，其中所述的处理器被配置成执行计算机可执行指令，所述的计算机可执行指令被所述的处理器执行时，实现上述的基于多通道一致性实现针对异常相位校准数据进行筛查处理的方法的各个步骤。
本发明的该计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述的计算机程序可被处理器执行以实现上述的基于多通道一致性实现针对异常相位校准数据进行筛查处理的方法的各个步骤。
本发明的具体实施方式中，属于无线通信设备研发领域，主要针对的是MIMO设备在进行相位校准后，校准数据中可能会出现错误的数据情况。此发明专利，旨在MIMO设备使用相位校准数据前，先自行对数据进行一遍筛查，筛查出有异常的数据，提高MIMO设备的多通道相位一致性。
在MIMO设备收发相位校准过程中，基于频点以及射频链路的状态不同，会得到大量的相位校准数据。在校准过程中，可能由于一些其他原因，比如测试仪器在校准时读数等原因，会导致得到的校准数据出现了偏差，不能直接用于MIMO设备中。
因此，在得到相位校准数据后，需要先自行对校准数据筛查一遍，以确保数据正确性，提高MIMO设备的多通道相位一致性。
而现有技术的方法一般是将相位校准数据遍历，通过比较数据之间是否有线性的相关性来决定数据是否正确，这种方法时间复杂度较高，需要大量的时间成本，并且在相关性判断上，也不够稳定，有连续的几个出错的数据时，就难以判断，会误认为这连续的几个数据是没有问题的。
相比于现有技术的方法，本发明可以高效的解决异常数据筛选的过程，并且精准程度高，在遇到连续的错误数据时，由于错误数据与正确数据之间不会有边的连接，只会单独成团，此发明也可以正确筛选出错误数据，并且稳定性好，在样本集较大的情况下，也可以有优秀的表现。
经对大量的相位校准数据研究发现，对于一个通道的某一种射频链路状态而言，他们的相位与频率之间是线性变化关系。基于此相关性，本发明从两个频点之间的相位差这一维度，筛查相位的校准数据。
本发明提出了一种基于极大团的筛查方式，将每两个频点之间的相位值看作是一个结点，求得每个结点之间得距离，通过与设置的临界值进行比较，判断两个结点是否有边的连接。经过这样的处理，此时就将57个不相关得数据集成到一张图中，对异常数据点的搜索也转化成为对数据图中无抱团对象的搜索，通过搜索未成团的数据或者单独成团的数据，来达到对异常数据筛查的目的。
本发明选择某一通道某一状态的相位数据，数据与频率呈线性关系。如果数据都是正确的情况下，则排列的数据如图2所示，如图3所示为错误数据排列的其中一种实施例示意图。
每个频率点的相位数据Pn与前一个频率点Pn-1的相位数据之差ΔP，暂称为距离差。ΔP就是所要使用的数据，作为生成图的顶点。
在生成图时，需要根据实际情况制定邻近的度量值dist，作为判断两个顶点之间是否有边连接的判断依据。两个顶点之间的邻近值用欧式距离来求，当两个顶点之间的邻近值小于dist时，可以认为两个顶点之间是有边的连接的，反之，当两个顶点之间的邻近值大于dist时，就可以认为两个顶点之间是没有边的连接的，基于这个原理，构建出所需要的图。
如图1所示为本发明的流程图。
具体生成图的步骤如下所示：
(1)、根据不同频点相同射频状态下相位值，求得数据集D＝{ΔP1，ΔP2，ΔP3……ΔPn}。
(2)、取数据集D中的对象ΔPi，i＝1，计算X1与其他对象之间的距离d(i，j)。
(3)、dist为对象之间的临近距离，当对象之间的距离小于临近距离，即d(i，j)≤dist，则两个对象之间存在着边的连接。
(4)、重复着以后步骤，直到生成所有对象的边，将数据集转化为图。
4、生成图之后，接下来就需要对生成的图进行搜索，筛选出没有与其他校准数据对象抱团的异常相位校准数据点。
搜索图时，为了节省时间以及让算法更快的回溯，可以通过设定关键点{u}。对于任意的最大团，其必须包括顶点{u}或者{u}的非邻接点。否则就可以添加顶点{u}来扩充极大团，这显然矛盾。所以，只要测试顶点{u}以及{u}的非邻接点即可，这样可以节省递归的时间。
5、从获得的图中，会产生孤立对象构成的团，此团中的顶点没有与其他顶点形成另外的团，那么这个团中的对象就是所需要筛选的异常点。
在本发明的具体实施例中，如表1所示，为对相位数据求差之后得到的距离差，作为数据集，整体变化趋势如图4所示。
表1相位数据之间的距离差
| -4.46511 | -3.95894 | -93.7721 | -3.91867 |
| -4.14218 | -4.05947 | -3.8366 | -3.3707 |
| -3.85585 | -3.88012 | -3.88243 | -4.56017 |
| -4.14367 | -4.30808 | -3.23089 | -3.82044 |
| -3.82996 | -3.71869 | -4.03453 | -100.483 |
| -4.41681 | -3.86982 | -2.90984 | 97.92103 |
| -3.81731 | -4.04138 | -3.64747 | -8.70934 |
| -4.07211 | -4.04458 | -3.66593 | -4.02128 |
| -3.71828 | -3.20352 | -3.30915 | -2.32359 |
| -4.48653 | 85.69917 | -4.48637 | -3.20995 |
| -4.28315 | -0.1959 | -7.5337 | -6.2468 |
| -4.46511 | -3.95894 | -93.7721 | -3.91867 |
接下来，根据前文步骤所述，根据此数据集，将数据转化为图，根据欧式距离的计算方法，计算数据所有点之间的距离，并记录下来与临近距离进行比较。
在实际使用过程中，根据实际，可以接受MIMO信道模拟器在某一状态下的相位校准数据波动范围在±5，因此需要的临近距离dist可以设置为10，根据上述步骤中计算得到的两两之间的距离数据，可以构建出图的边，用邻接矩阵表示，如图5所示，图中1代表两个顶点之间有边的连接，0代表两个顶点之间没有边的连接。得到邻接矩阵之后，图也随之确定。
接着，将邻接矩阵带入到程序中，使用改进后的图搜索算法，对图进行搜索中，从图6所示的结果中，可以得到如下的四个极大团：
{1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、18、19、22、23、24、……25、26、27、28、29、30、17、31、32、33、34、37、38、39、40、41、42、43、46、……
47、48、49、50、51、52、53、54、55、56}、
{20}、
{21、35、45}、
{36、44}；
综上所述，在得到的四个极大团中，可以看出20、21、35、45、36、44这几个顶点是孤立成团的顶点，然后回看测得的相位值，发现在21号点，36号点，45号点处的相位值存在异常，这个结果与极大团搜索结果相符合，异常点筛选完毕。
本实施例的具体实现方案可以参见上述实施例中的相关说明，此处不再赘述。
可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行装置执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，相应的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
采用了本发明的基于多通道一致性实现针对异常相位校准数据进行筛查处理的方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质，针对大规模MIMO系统，提出了一种筛查相位校准数据的方案，方法高效精准程度高，大大减少了工作量。对相位校准数据进行预处理，显著提高MIMO设备的多通道相位一致性本发明结合了邻近性与极大团的思想，具有创新性，可以高效准确的将异常数据筛查出来。
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。
Claims (6)
1.一种基于多通道一致性实现针对异常相位校准数据进行筛查处理的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：
(1)计算相邻频率点的相位数据差，得到距离差，汇总作为数据集D；
(2)设定临近距离dist；
(3)计算数据集D中所有对象之间的距离；
(4)判断对象之间的边的连接性，构建生成图；
(5)通过具有连接性的对象构建邻接矩阵；
(6)对生成的图进行搜索，筛选异常相位校准数据点；
所述的步骤(4)具体包括以下步骤：
(4.1)取数据集D中的两个对象，判断对象之间的距离是否小于临近距离dist，如果是，则两个对象间存在边的连接，继续步骤(5)；否则，两个对象间不具有边的连接；
(4.2)继续步骤(4.1)，直至对所有对象判定边的连接性，生成所有对象的边，将数据集转化为图。
2.根据权利要求1所述的基于多通道一致性实现针对异常相位校准数据进行筛查处理的方法，其特征在于，所述的步骤(1)中计算距离差，具体为：
根据以下公式计算距离差：
ΔP＝Pn-Pn-1；
其中，Pn为频率点的相位数据，Pn-1为前一个频率点的相位数据，ΔP为每个频率点与前一个频率点的相位数据之差，即距离差。
3.根据权利要求1所述的基于多通道一致性实现针对异常相位校准数据进行筛查处理的方法，其特征在于，所述的步骤(6)具体包括以下步骤：
对生成的图进行搜索，获取极大团，筛选得到孤立对象构成的团，即为异常相位校准数据点。
4.一种用于实现基于多通道一致性针对异常相位校准数据进行筛查处理的装置，其特征在于，所述的装置包括：
处理器，被配置成执行计算机可执行指令；
存储器，存储一个或多个计算机可执行指令，所述的计算机可执行指令被所述的处理器执行时，实现权利要求1至3中任一项所述的基于多通道一致性实现针对异常相位校准数据进行筛查处理的方法的各个步骤。
5.一种用于实现基于多通道一致性针对异常相位校准数据进行筛查处理的处理器，其特征在于，所述的处理器被配置成执行计算机可执行指令，所述的计算机可执行指令被所述的处理器执行时，实现权利要求1至3中任一项所述的基于多通道一致性实现针对异常相位校准数据进行筛查处理的方法的各个步骤。
6.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述的计算机程序可被处理器执行以实现权利要求1至3中任一项所述的基于多通道一致性实现针对异常相位校准数据进行筛查处理的方法的各个步骤。
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