通感能力的增强方法、装置和电子设备

本技术涉及通感一体化，尤其涉及一种通感能力的增强方法、装置和电子设备。

背景技术：

1、随着全息和数字孪生等新型应用的出现，目前对无线通信的速率需求也越来越高，导致无线资源的使用更为紧张。另一方面，许多任务需要感知和通信功能才能高效完成，这就要求无线设备需具备通感能力。譬如，在无线网络自动化中，基站和终端需要不断的感知网络环境和无线环境，从而自适应优化网络，以提升网络性能和用户体验。在汽车自动驾驶场景中，车辆也需要感知前方是否有障碍物以及障碍物的情况。然而，由于感知要求资源较多，容易造成通信效率降低，以及影响通信容量。因此，为了节约频谱和硬件等资源，以及保障新型应用的体验，通信感知一体化逐渐成为了趋势。

2、相关技术中，通信和感知之间可以从时域、频域和空域等维度进行干扰管理，包括但不限于下面几种方法：(1)采用时分复用模式以使通信和感知占用不同的时隙，此时，通信和感知互不影响。(2)通信和感知使用不同的子载波，同时完成通感功能，此时，通信和感知相互独立。(3)通信和感知均采用不同波束，同时完成通感任务，此时，通信和感知互不干扰。然而，上述方法虽然保障了通信和感知互不干扰，但无线资源的使用效率仍然较低。

3、随着社会和科学技术的发展，未来的无线通信系统，所采用的频谱越来越高，如毫米波和太赫兹等，这就要求无线信号定向传输，以避免接收信号的强度下降。另外，由于所需感知目标和通信用户分布动态变化，需要动态的空间覆盖能力。因此，空间复用成为必要的技术手段。

4、然而，由于成本、体积和功耗等的限制，无线设备的射频链路数目和空间复用能力有限，导致空域资源的利用效率较低。

技术实现思路

1、本技术实施例的主要目的在于提出一种通感能力的增强方法、装置和电子设备，能够提高空域资源的利用效率。

2、为实现上述目的，本技术实施例的一方面提出了一种通感能力的增强方法，所述方法包括：

3、确定通信系统中的个体对象分布，其中，所述通信系统中的个体对象为感知目标或者通信对象的其中一种；

4、根据所述个体对象分布对所述通信系统中的个体对象进行分组，得到分组集合；

5、根据所述分组集合中个体对象形成的位置范围进行波束赋形，确定所述分组集合的服务波束；

6、获取分组集合中各个个体对象的通感数据，并对各个个体对象的通感数据进行叠加编码，得到所述分组集合的叠加编码数据；

7、通过所述分组集合的服务波束向所述分组集合中的个体对象发送叠加编码数据，并根据所述服务波束的第一回波信号在所述分组集合的位置范围进行目标感知。

8、在一些实施例中，所述确定通信系统中的个体对象分布，包括以下步骤：

9、基于定向波束或者全向波束向所述个体对象发送信号，并接收所述个体对象产生的第二回波信号；

10、采用多信号分类算法对所述第二回波信号进行数据处理，确定通信系统中的个体对象分布。

11、在一些实施例中，所述根据所述个体对象分布对所述通信系统中的个体对象进行分组，得到分组集合，包括以下步骤：

12、确定第一预设方位范围；

13、根据所述个体对象分布确定第一感知目标；

14、以所述第一感知目标为基准，将位于所述第一预设方位范围内的个体对象划为一组，得到分组集合。

15、在一些实施例中，所述根据所述个体对象分布对所述通信系统中的个体对象进行分组，得到分组集合，包括以下步骤：

16、确定第二预设方位范围；

17、根据所述个体对象分布确定第一通信对象；

18、以所述第一通信对象为基准，将位于所述第二预设方位范围内的个体对象划为一组，得到分组集合。

19、在一些实施例中，所述根据所述分组集合中个体对象形成的位置范围进行波束赋形，确定所述分组集合的服务波束，包括以下步骤：

20、以最大化分组集合的服务波束的通感联合性能为优化目标，且以所述分组集合中个体对象形成的位置范围为约束条件，构建初始优化问题；

21、根据连续凸逼近和半正定松弛法优化所述初始优化问题，得到所述分组集合的服务波束。

22、在一些实施例中，所述初始优化问题如下：

23、优化目标为：

24、

25、约束条件为：

26、

27、

28、

29、

30、其中，ρc为通信需求因子，ρs为感知需求因子，wv为分组集合的服务波束，ru为通信对象u的可达速率，rmin为通信对象的要求速率，p(θj)为发射信号在波束方向θj上的功率，p(θi)为发射信号在波束方向θi上的功率，pdiff为预设门限，θi和θj分别为分组集合φi和分组集合φj的波束方向，为感知目标信号强度，为通信对象信号强度，pt为基站的发射功率，ωs为感知目标集合，ωc为通信对象集合，f为弗罗贝尼乌斯范数，u为分组集合的通信对象，φ为分组集合φi和分组集合φj的波束方向的集合，j为分组集合的感知目标，v为所有分组集合中的个体对象。

31、在一些实施例中，所述对各个个体对象的通感数据进行叠加编码，得到所述分组集合的叠加编码数据，包括以下步骤：

32、对各个个体对象的通感数据进行信道编码和调制，得到调制信号；

33、将所述调制信号进行叠加，得到分组集合的叠加编码数据。

34、在一些实施例中，在所述通过所述分组集合的服务波束向所述分组集合中的个体对象发送叠加编码数据这一步骤之前，所述方法还包括以下步骤：

35、获取调度信息，其中，所述调度信息包括分组信息、通信资源和感知信息；

36、通过所述分组集合的服务波束向所述分组集合中的通信对象发送调度信息，以使所述通信对象根据所述调度信息进行数据解码。

37、为实现上述目的，本技术实施例的另一方面提出了一种通感能力的增强装置，所述装置包括：

38、第一模块，用于确定通信系统中的个体对象分布，其中，所述通信系统中的个体对象为感知目标或者通信对象的其中一种；

39、第二模块，用于根据所述个体对象分布对所述通信系统中的个体对象进行分组，得到分组集合；

40、第三模块，用于根据所述分组集合中个体对象形成的位置范围进行波束赋形，确定所述分组集合的服务波束；

41、第四模块，用于获取分组集合中各个个体对象的通感数据，并对各个个体对象的通感数据进行叠加编码，得到所述分组集合的叠加编码数据；

42、第五模块，用于通过所述分组集合的服务波束向所述分组集合中的个体对象发送所述叠加编码数据，并根据所述服务波束的第一回波信号在所述分组集合的位置范围进行目标感知。

43、为实现上述目的，本技术实施例的另一方面提出了一种电子设备，所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现前面所述的方法。

44、本技术实施例至少包括以下有益效果：本技术提供一种通感能力的增强方法、装置和电子设备,该方案首先确定通信系统中的个体对象分布；然后根据所述个体对象分布对所述通信系统中的个体对象进行分组，得到分组集合；再根据所述分组集合中个体对象形成的位置范围进行波束赋形，确定所述分组集合的服务波束；接着获取分组集合中各个个体对象的通感数据，并对各个个体对象的通感数据进行叠加编码，得到所述分组集合的叠加编码数据；最后通过所述分组集合的服务波束向所述分组集合中的个体对象发送叠加编码数据，并根据所述服务波束的第一回波信号在所述分组集合的位置范围进行目标感知。通过对通信系统中的个体对象进行分组，以便确定每个分组集合的服务波束，能够同时实现通信和感知的功能，进而提高空域资源的利用效率。