接入約束下保持系統(tǒng)能觀性的通用性數(shù)據(jù)接入傳輸方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種接入約束下保持系統(tǒng)能觀性的通用性數(shù)據(jù)接入傳輸方法。該方法針對(duì)接入約束問題，采用選擇性的數(shù)據(jù)接入傳輸策略，簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)，并且能夠保持原系統(tǒng)的能觀性。該方法與系統(tǒng)的具體參數(shù)無關(guān)，對(duì)于任意符合描述的系統(tǒng)均適用，并能保證接入約束下的系統(tǒng)在一個(gè)傳輸周期內(nèi)能觀。
【專利說明】接入約束下保持系統(tǒng)能觀性的通用性數(shù)據(jù)接入傳輸方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于通信領(lǐng)域，涉及一種接入約束下保持系統(tǒng)能觀性的通用性數(shù)據(jù)接入傳 輸方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 在網(wǎng)絡(luò)化控制、信號(hào)傳輸、圖像處理等領(lǐng)域中，往往需要同時(shí)傳輸多維數(shù)據(jù)。由于 為每維數(shù)據(jù)單獨(dú)提供信道會(huì)造成通信資源的浪費(fèi)，因此在通信時(shí)常常采用復(fù)用技術(shù)來傳輸 數(shù)據(jù)，如時(shí)分復(fù)用、頻分復(fù)用、碼分復(fù)用等。復(fù)用技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)多維數(shù)據(jù)在同一信道中的同 時(shí)傳輸，有效地提高通信資源的利用率。
[0003] 在實(shí)際中通信資源是有限的，即信道能夠同時(shí)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)維數(shù)是有限的，因此當(dāng) 需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)維數(shù)超出允許范圍時(shí)，將面臨接入約束問題。此時(shí)由于所有數(shù)據(jù)無法同時(shí) 通過信道進(jìn)行傳輸，需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行降維或采取選擇性接入傳輸?shù)牟呗?。本發(fā)明即是一種 有限接入約束下選擇性接入傳輸策略的設(shè)計(jì)方法。
[0004] 狀態(tài)估計(jì)問題在許多科學(xué)與工程領(lǐng)域都會(huì)遇到，如控制、通信、信號(hào)處理、計(jì)量經(jīng) 濟(jì)等。由于觀測(cè)噪聲、環(huán)境擾動(dòng)等因素的影響，系統(tǒng)真實(shí)狀態(tài)通常無法得到，此時(shí)需要基于 觀測(cè)數(shù)據(jù)與狀態(tài)之間的相關(guān)性重構(gòu)出系統(tǒng)狀態(tài)。其中，對(duì)于初始狀態(tài)的重構(gòu)問題，能觀性是 其前提，系統(tǒng)能觀則表示任意初始狀態(tài)都能被重構(gòu)出來。但是在接入約束下，由于觀測(cè)數(shù)據(jù) 無法通過信道全部傳輸，系統(tǒng)能觀性將受到影響，信息的缺失有可能導(dǎo)致系統(tǒng)不能觀，即無 法重構(gòu)出系統(tǒng)初始狀態(tài)。
[0005] 為了保持系統(tǒng)的能觀性，已經(jīng)有專家提出了可行的數(shù)據(jù)接入傳輸方法。該方法針 對(duì)信道同一時(shí)刻只能傳輸一維數(shù)據(jù)的情形，基于系統(tǒng)能觀性指數(shù)選擇性地接入傳輸數(shù)據(jù)。 該方法能夠保證系統(tǒng)在最短時(shí)間內(nèi)能觀，但由于需要知道系統(tǒng)參數(shù)，不同系統(tǒng)將得到不同 的數(shù)據(jù)接入傳輸方法，因此不便于推廣。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種接入約束下保持系統(tǒng)能觀性的通 用性數(shù)據(jù)接入傳輸方法，以保持系統(tǒng)的能觀性，從而能夠基于接收數(shù)據(jù)重構(gòu)出系統(tǒng)初始狀 態(tài)。
[0007] 本發(fā)明方法針對(duì)基于狀態(tài)空間描述的能觀線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)：
[0008] X (k+1) =Ax (k) +w (k), y (k) =Cx (k) +v (k)
[0009] 其中,k為時(shí)刻,A為定?？赡婢仃?C為定常觀測(cè)矩陣；x(k)為n維的系統(tǒng)狀態(tài)向 量；y(k)為m維的系統(tǒng)輸出向量;w(k)表示過程噪聲，為η維的零均值、協(xié)方差Σ ν的高斯 白噪聲向量；v(k)表示觀測(cè)噪聲，為m維的零均值、協(xié)方差Σν的高斯白噪聲向量；初始狀 態(tài)以〇)服從零均值、協(xié)方差1 (|的高斯分布；以〇)、《(1〇、奴1〇相互獨(dú)立。
[0010] 其特征在于該方法針對(duì)接入約束問題首先選擇性地接入傳輸數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)接入傳輸 方法與系統(tǒng)參數(shù)無關(guān)且能保持系統(tǒng)能觀性，然后基于接收到的數(shù)據(jù)重構(gòu)出系統(tǒng)初始狀態(tài)。
[0014] ②同一時(shí)刻只接入傳輸一組系統(tǒng)輸出，每組系統(tǒng)輸出連續(xù)接入傳輸η次，不同組 系統(tǒng)輸出依次接入傳輸，直到所有組均已接入，并依此形成一個(gè)周期。 其中，接入約束描述為信道同一時(shí)刻只能傳輸λ維數(shù)據(jù)，λ <m。具體包括： [0011] (1)基于信道能夠同時(shí)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)維數(shù)選擇性地接入傳輸系統(tǒng)輸出。

【權(quán)利要求】
1. 一種接入約束下保持系統(tǒng)能觀性的通用性數(shù)據(jù)接入傳輸方法，其特征在于：基于狀 態(tài)空間模型描述的能觀線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)為： X (k+1) =Ax (k) +w (k), y (k) =Cx (k) +v (k) 其中，k為時(shí)刻，A為定?？赡婢仃?，C為定常觀測(cè)矩陣；x(k)為n維的系統(tǒng)狀態(tài)向量； y(k)為m維的系統(tǒng)輸出向量;w(k)表示過程噪聲，為η維的零均值、協(xié)方差1￥的高斯白 噪聲向量；v(k)表示觀測(cè)噪聲，為m維的零均值、協(xié)方差Σ ν的高斯白噪聲向量；初始狀態(tài) 1(〇)服從零均值、協(xié)方差1(|的高斯分布；以〇)、 ￥〇〇、以1〇相互獨(dú)立； 針對(duì)信道同一時(shí)刻只能傳輸λ維數(shù)據(jù)的接入約束問題，其中1 < A〈m，首先基于信道 能夠同時(shí)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)維數(shù)選擇性地接入傳輸系統(tǒng)輸出，數(shù)據(jù)接入傳輸方法與系統(tǒng)參數(shù)無關(guān) 且能保持系統(tǒng)能觀性，然后基于接收到的數(shù)據(jù)重構(gòu)出系統(tǒng)初始狀態(tài)；具體包括： (1)基于信道能夠同時(shí)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)維數(shù)選擇性地接入傳輸系統(tǒng)輸出； 具體的數(shù)據(jù)接入傳輸方法如下：
②同一時(shí)刻只接入傳輸一組系統(tǒng)輸出，每組系統(tǒng)輸出連續(xù)接入傳輸η次，不同組系統(tǒng) 輸出依次接入傳輸，直到所有組均已接入，并依此形成一個(gè)周期； (2)基于接收到的數(shù)據(jù)采用平滑算法估計(jì)系統(tǒng)初始狀態(tài)。
【文檔編號(hào)】H04L12/28GK104065542SQ201410116296
【公開日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年3月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月26日
【發(fā)明者】章輝, 田垠 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)