本技术涉及一种利用卷积神经网络(CNN)进行宽带数传信号高精度时延估计的技术与系统。该方法首先收集多个天线接收到的多组复数时域离散目标信号;随后,对每组信号进行信道模拟处理,以提取信号特征;最后,通过训练有素的CNN模型对信号特征进行分析,实现高精度时延估计。该系统能够有效提升宽带数传信号的时延估计精度,适用于多种通信场景。
背景技术
在深空天线组阵系统中,由于距离遥远,深空通信中到达地面的信号功率非常微弱,天线阵每个单元的输出信噪比通常很低,现有基于互相关的时延估计方法(例如:时域互相关、频域互相关、广义互相关、二次互相关等)将会产生很大的误差,甚至完全失效,极大降低天线组阵的信号合成性能。例如,基于频域互相关的方法的原理为将两组天线的时域信号转换到频域,作频域互相关然后取反正切得到两组天线的卷绕相位差,对卷绕相位差进行解卷绕得到真实相位差,最后对“真实相位差—频率”曲线进行拟合求斜率和截距进一步得到时延值。但在极低信噪比条件下,由于背景噪声的影响,天线接收的信号的相位信息容易受到干扰,信号会淹没在噪声中,采用常用的互相关算法会导致时延估计的准确性大幅下降,导致后续得到的时延误差也较大。并且,基于互相关的方法计算量极大,整个天线组阵信号合成系统所耗费时间大部分来源于互相关计算,且随着天线阵列规模的扩大,信号处理的复杂度呈指数级增长,这直接导致了算法计算量的急剧增加。高计算需求不仅会消耗大量的处理器资源,而且大量的计算任务延缓了数据处理速度,降低了系统的实时响应能力。
实现思路