波束识别方法、装置、设备、存储介质及计算机程序产品与流程

本申请涉及无线通信，尤其涉及波束识别方法、装置、设备、存储介质及计算机程序产品。

背景技术：

1、波束识别技术是一种利用天线阵列或传感器阵列来聚焦信号的技术。它通过调整和控制传输信号或接收信号的相位和幅度，以在特定方向上增强信号强度，减少干扰和噪声，从而提高系统的性能和覆盖范围。

2、目前，在构建波束识别系统架构时需要使用大量的样本用于训练，以使波束识别系统架构能够在接收到信号后对干扰信号和有用波束进行区分，进而对有用信号进行调整和控制，但是，在车载毫米波通信场景中，由于样本数量受限，不能提供足够多样化的样本参考，导致在有限样本条件下波束识别系统架构易出现训练过拟合的情况，难以对干扰信号和有用信号进行区分，影响了车载毫米波通信系统中的波束识别的准确性。

3、综上，如何解决波束识别系统架构在有限样本条件下的过拟合问题以提高车载毫米波通信系统中的波束识别的准确性，俨然已成为本领域亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本申请的主要目的在于提供一种波束识别方法、装置、设备、存储介质及计算机程序产品，旨在解决波束识别系统架构在有限样本条件下的过拟合问题，以提高车载毫米波通信系统中的波束识别的准确性。

2、为实现上述目的，本申请提出一种波束识别方法，方法包括：

3、对第一车载毫米波通信信号进行数据增强处理，得到增强信号，数据增强处理包括相位旋转数据增强处理和/或者循环时移增强处理；

4、通过初始波束识别网络对增强信号进行识别，识别出增强信号的第一波束；

5、根据第一波束、增强信号的真实波束和预设指标参数对初始波束识别网络进行迭代训练，得到训练好的波束识别网络用于波束识别。

6、在一实施例中，对第一车载毫米波通信信号进行数据增强处理，得到增强信号的步骤包括：

7、对第一车载毫米波通信信号进行相位旋转数据增强处理和/或者循环时移增强处理，得到增强信号，其中，相位旋转数据增强处理为将预设样本格式的信号和预设的相位旋转因子相乘，循环时移增强处理为将预设样本格式的信号按照预设的时序位移规则进行时移操作。

8、在一实施例中，根据第一波束、增强信号的真实波束和预设指标参数对初始波束识别网络进行迭代训练，得到训练好的波束识别网络的步骤之后还包括：

9、接收第二车载毫米波通信信号；

10、通过训练好的波束识别网络对第二车载毫米波通信信号进行识别，识别出第二车载毫米波通信信号的第二波束；

11、根据第二波束调整通信链路。

12、在一实施例中，通过初始波束识别网络对增强信号进行识别，识别出增强信号的第一波束的步骤包括：

13、将增强信号依次经过初始波束识别网络的各网络层进行识别，识别出增强信号的第一波束，其中，各网络层包括卷积层、最大池化层、密集层和归一化指数函数层。

14、在一实施例中，对方法还包括：

15、基于预设的随机采样值从增强信号中选取待拼接的信号片段；

16、将信号片段和预设的掩膜矩阵进行哈达玛积运算，得到更新后的增强信号，并基于更新后的增强信号执行通过初始波束识别网络对增强信号进行识别，识别出增强信号的第一波束的步骤。

17、在一实施例中，根据第一波束、增强信号的真实波束和预设指标参数对初始波束识别网络进行迭代训练的步骤包括：

18、根据第一波束和增强信号的真实波束构建初始波束识别网络的损失函数；

19、对损失函数和欧几里德范数进行求和，得到目标函数；

20、基于损失函数、目标函数和预设指标参数对初始波束识别网络进行迭代训练。

21、此外，为实现上述目的，本申请还提出一种波束识别装置，波束识别装置包括：

22、数据增强模块，用于对第一车载毫米波通信信号进行数据增强处理，得到增强信号，数据增强处理包括相位旋转数据增强处理和/或者循环时移增强处理；

23、波束识别模块，用于通过初始波束识别网络对增强信号进行识别，识别出增强信号的第一波束；

24、识别网络训练模块，用于根据第一波束、增强信号的真实波束和预设指标参数对初始波束识别网络进行迭代训练，得到训练好的波束识别网络用于波束识别。

25、此外，为实现上述目的，本申请还提出一种电子设备，设备包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，计算机程序配置为实现如上文的波束识别方法的步骤。

26、此外，为实现上述目的，本申请还提出一种存储介质，存储介质为计算机可读存储介质，存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上文的波束识别方法的步骤。

27、此外，为实现上述目的，本申请还提供一种计算机程序产品，计算机程序产品包括计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上文的波束识别方法的步骤。

28、本申请提出了一种波束识别方法，本申请首先通过对第一车载毫米波通信信号进行数据增强处理，得到增强信号，数据增强处理包括相位旋转数据增强处理和/或者循环时移增强处理，生成大量具有不同相位和时移特性的增强信号，这些增强数据在保持原始的通信信号特性的同时，增加了数据的多样性；然后，通过初始波束识别网络对增强信号进行识别，识别出增强信号的第一波束，以通过识别网络从杂乱带干扰的增强信号中识别出波束；最后，根据第一波束、增强信号的真实波束和预设指标参数对初始波束识别网络进行迭代训练，得到训练好的波束识别网络用于波束识别，从而确保训练得到的波束识别网络能够准确识别波束。

29、综上可知，本申请通过对车载毫米波通信信号进行相位旋转和/或者循环时移增强处理，既不会引入新的频率成分或产生其他非线性变化，能够保持原始信号的基本特性，同时能够丰富信号的多样性，有助于提升波束识别网络的泛化能力，从而通过训练得到的波束识别网络来实现对波束的准确识别，解决了波束识别系统架构，即波束识别网络在车载毫米波通信信号样本有限条件下的过拟合问题，与现有技术相比，无需使用大量的车载毫米波通信信号样本用于训练，也克服了由于样本数量受限而导致的训练过拟合的技术缺陷，提高了车载毫米波通信系统中的波束识别的准确性。

技术特征：

1.一种波束识别方法，其特征在于，所述的方法包括：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对第一车载毫米波通信信号进行数据增强处理，得到增强信号的步骤包括：

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一波束、所述增强信号的真实波束和预设指标参数对所述初始波束识别网络进行迭代训练，得到训练好的波束识别网络的步骤之后还包括：

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过初始波束识别网络对所述增强信号进行识别，识别出所述增强信号的第一波束的步骤包括：

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一波束、所述增强信号的真实波束和预设指标参数对所述初始波束识别网络进行迭代训练的步骤包括：

7.一种波束识别装置，其特征在于，所述装置包括：

8.一种电子设备，其特征在于，所述设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序配置为实现如权利要求1至6中任一项所述的波束识别方法的步骤。

9.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质为计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的波束识别方法的步骤。

10.一种计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的波束识别方法的步骤。

技术总结本申请公开了一种波束识别方法、装置、设备、存储介质及计算机程序产品，涉及无线通信技术领域，公开的波束识别方法包括：对第一车载毫米波通信信号进行数据增强处理，得到增强信号，数据增强处理包括相位旋转数据增强处理和/或者循环时移增强处理；通过初始波束识别网络对增强信号进行识别，识别出增强信号的第一波束；根据第一波束、增强信号的真实波束和预设指标参数对初始波束识别网络进行迭代训练，得到训练好的波束识别网络用于波束识别。本申请能够解决波束识别系统架构在有限样本条件下的过拟合问题，提高车载毫米波通信系统中的波束识别的准确性。技术研发人员：郑康,麦进,吴娟娟,鞠震宇,杨杰,冯影,曲瀚洋,索云飞,董良琦受保护的技术使用者：中国移动紫金（江苏）创新研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/18