一种用于卫星物联网系统的数据处理方法及装置

本发明涉及卫星通信，尤其涉及一种用于卫星物联网系统的数据处理方法及装置。

背景技术：

1、卫星物联网是实现万物互联的重要一环，相比于地面物联网，其在泛在性、抗毁性、广连接等方面可以得到更好的发挥，具有广阔前景。

2、在卫星物联网通信中，终端与卫星的通信质量会受到多址干扰(mai)的限制。此外，由于各用户终端到卫星的距离和衰落深度不同，强信号将抑制弱信号，使相对较弱的用户信号不能正确解调。为提高信号解调性能，提高系统容量，需要低复杂度且有效的新型接收机，而物联网终端接收机的核心就是多用户分离算法。多用户分离算法可以将不同用户发送的信号进行分离，然后再对分离的用户信号进行解调，可以有效提升多用户信号的解调性能。因此，多用户分离是卫星物联网通信系统中的一个重要研究问题。在多用户分离技术中，信号解调与重构是影响信号分离与检测性能的关键，而信号解调与重构又受到信道估计性能的限制，良好的信道估计方法可以在一定程度上降低信道对发送信号产生的影响，使不同用户的信号更易于分离。因此，信道估计也是接收机设计中的重要一环。在现有多用户分离技术中，最优多用户检测器基于贝叶斯最大后验概率，可以最大化系统接收信号的似然值，提高用户分离解调的性能，但是由于其求解需要指数阶计算复杂度，在卫星物联网场景中的海量用户的特点下，实现复杂度高。其次，多用户分离还受到信道估计准确度的限制，现使用的ls信道估计较为简单，没有考虑噪声和用户间干扰的影响，估计效果较差，恢复出的原始信号具有较大误差，会影响后续的用户数据解调和多用户信号分离。因此，提供一种用于卫星物联网系统的数据处理方法及装置，以在考虑信道中噪声和用户间干扰对信号带来影响前提下，提升信道估计准确度，解决多用户信号分离难度大、信道估计效果不佳等问题，进而提升多用户接入场景下卫星物联网系统的信号解调性能。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于卫星物联网系统的数据处理方法及装置，能够通过对接收到的多个用户向卫星物联网系统发射的发射信号进行检测解调等处理，得到所有用户的目标用户信号，有利于在考虑信道中噪声和用户间干扰对信号带来影响前提下，提升信道估计准确度，解决多用户信号分离难度大、信道估计效果不佳等问题，进而提升多用户接入场景下卫星物联网系统的信号解调性能。

2、为了解决上述技术问题，本发明实施例第一方面公开了一种用于卫星物联网系统的数据处理方法，所述方法包括：

3、获取多个用户向卫星物联网系统发射的多个发射信号，得到系统接收信号；所述系统接收信号包括若干个用户接收信号和干扰信号；

4、根据所述系统接收信号中信号功率情况和预设的信道估计模型，对所述系统接收信号进行检测解调处理，得到用户信号信息；所述用户信号信息包括若干个目标用户信号。

5、作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述根据所述系统接收信号中信号功率情况和预设的信道估计模型，对所述系统接收信号进行检测解调处理，得到用户信号信息，包括：

6、对所述系统接收信号进行信号功率检测，得到功率检测结果；

7、判断所述功率检测结果是否存在有效信号，得到信号检测结果；

8、当所述信号检测结果为是时，根据所述功率检测结果，确定出功率位置区间；所述功率位置区间表征所述卫星物联网系统接收到最大功率的所述发射信号对应的用户接收信号在所述系统接收信号中的位置情况；

9、利用预设的信道估计模型对所述功率位置区间和所述系统接收信号进行解调，得到一个所述目标用户信号；

10、对所述目标用户信号进行信号重构，得到重构信号；

11、利用所述重构信号对所述系统接收信号进行删减更新，并触发执行所述对所述系统接收信号进行信号功率检测，得到功率检测结果；

12、当所述信号检测结果为否时，结束流程。

13、作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述利用预设的信道估计模型对所述功率位置区间和所述系统接收信号进行解调，得到一个所述目标用户信号，包括：

14、根据所述功率位置区间对所述系统接收信号进行信号提取，得到检测信号信息；所述检测信号信息表征从所述系统接收信号提取到的所述用户接收信号和所述干扰信号；

15、利用预设的信道估计模型对所述检测信号信息进行信号估计，得到信道响应信息；所述信道估计模型包括3个神经网络模块；所述神经网络模块包括第一神经网络模块、第二神经网络模块和第三神经网络模块；所述第一神经网络模块、所述第三神经网络模块对应的神经网络层数均为1层；所述第二神经网络模块对应的神经网络层数为3层；

16、对所述检测信号信息和所述信道响应信息进行计算处理，得到一个所述目标用户信号。

17、作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述根据所述功率位置区间对所述系统接收信号进行信号提取，得到检测信号信息，包括：

18、根据所述功率位置区间和所述用户接收信号在所述系统接收信号中的初始位置，确定出信号采样点信息；

19、利用所述信号采样点信息从所述系统接收信号中依次进行信号提取，得到检测信号信息。

20、作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述利用预设的信道估计模型对所述检测信号信息进行信号估计，得到信道响应信息，包括：

21、将所述检测信号信息输入到所述第一神经网络模块，利用第一网络函数对所述检测信号信息进行计算处理，得到第一响应信息；所述第一网络函数用于根据预设的参数权重和偏置对输入数据进行计算处理；

22、将所述第一响应信息输入到所述第二神经网络模块，利用第一网络函数对所述检测信号信息进行计算处理，得到第二响应信息；所述第二神经网络模块对应的参数权重和所述第一神经网络模块对应的参数权重是不一致的；所述第二神经网络模块对应的偏置和所述第一神经网络模块对应的偏置是相一致的；

23、将所述第二响应信息输入到所述第三神经网络模块，利用第二网络函数对所述检测信号信息进行计算处理，得到信道响应信息；所述第二网络函数与所述第一网络函数是不一致的。

24、作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述对所述用户信号进行信号重构，得到重构信号，包括：

25、对所述用户信号进行解调，得到比特数据信息；所述比特数据信息与所述发射信号是相匹配的；

26、对所述比特数据信息进行编码调制和信道状态信息添加，得到重构信号。

27、作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述用户接收信号的大小与所述用户和所述卫星物联网系统进行信息通联的信道对应的信道增益和所述发射信号的大小是线性正相关的，且与所述发射信号的发射功率是非线性正相关的。

28、本发明第二方面公开了一种用于卫星物联网系统的数据处理装置，所述装置包括：

29、获取模块，用于获取多个用户向卫星物联网系统发射的多个发射信号，得到系统接收信号；所述系统接收信号包括若干个用户接收信号和干扰信号；

30、检测解调模块，用于根据所述系统接收信号中信号功率情况和预设的信道估计模型，对所述系统接收信号进行检测解调处理，得到用户信号信息；所述用户信号信息包括若干个目标用户信号。

31、本发明第三方面公开了另一种用于卫星物联网系统的数据处理装置，所述装置包括：

32、存储有可执行程序代码的存储器；

33、与所述存储器耦合的处理器；

34、所述处理器调用所述存储器中存储的所述可执行程序代码，执行本发明实施例第一方面公开的用于卫星物联网系统的数据处理方法中的部分或全部步骤。

35、本发明第四方面公开了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令被调用时，用于执行本发明实施例第一方面公开的用于卫星物联网系统的数据处理方法中的部分或全部步骤。

36、与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：

37、本发明实施例中，获取多个用户向卫星物联网系统发射的多个发射信号，得到系统接收信号；系统接收信号包括若干个用户接收信号和干扰信号；根据系统接收信号中信号功率情况和预设的信道估计模型，对系统接收信号进行检测解调处理，得到用户信号信息；用户信号信息包括若干个目标用户信号。可见，本发明有利于在考虑信道中噪声和用户间干扰对信号带来影响前提下，提升信道估计准确度，解决多用户信号分离难度大、信道估计效果不佳等问题，进而提升多用户接入场景下卫星物联网系统的信号解调性能。