【技術實現步驟摘要】
本申請涉及無線通信，尤其涉及一種海洋通感中干擾消除的方法及計算機程序產品。
技術介紹
1、隨著科技的不斷發展，無線通信技術也在飛速進步，在未來第六代(sixth-generation，6g)無線網絡中，傳感將占據舉足輕重的地位。隨著大規模多輸入多輸出(multiple-input?multiple-output，mimo)技術的應用以及通信頻段向更高頻段轉移，通信與傳感在信號處理和系統架構等方面極度相似，這推動了研究人員對于通信感知一體化技術(integrated?sensing?and?communication，isac)的研究。非正交多址接入(non-orthogonal?multiple?access，noma)是一種傳統的通信技術，在發送端進行功率分配來共享頻譜資源，對于緩解頻譜資源緊張的問題提供了一種思路。但由于noma系統信號的非正交性使得干擾管理成為一個新的問題，干擾消除變得越來越重要。
2、目前全球化趨勢進一步發展，海洋通信有著重大的意義。海洋通信相比飛速發展陸地通信略顯落后，目前海洋通信有水下的水聲通信、光纖光纜通信、利用衛星來進行通信等方式。雖然衛星通信可以實現高速率，可靠的通信，但其高昂的發射，維護費用仍是一個不可忽視的問題。考慮到在海洋中航行的船舶之間的互相通信感知定位，通信感知一體化就成為一個關鍵的技術。在復雜海洋環境之中，利用noma的isac系統可以解決頻帶緊張問題，這時如何消除干擾就成為重點關注的問題。
技術實現思路
1、本申請的目的在
2、為實現上述目的，本申請提供了以下技術方案：
3、本申請的第一方面提供的一種海洋通感中干擾消除的方法，包括如下步驟：s1、構建基于最大平均可實現和速率準則的目標函數，其中所述目標函數的優化參數至少包括通信信號的權重系數和專用感知信號的權重系數；s2、對所述目標函數進行分式規劃化簡，得到經分式規劃化簡的目標函數；s3、利用交替優化算法對所述經分式規劃化簡的目標函數進行處理，得到經交替優化的目標函數；s4、利用連續凸逼近算法對所述經交替優化的目標函數進行轉換，獲取經轉換的目標函數，對所述經轉換的目標函數進行求解，獲取所述優化參數的最優解；s5、利用所述優化參數的最優解動態調整通感一體化系統的系統參數，以消除所述通感一體化系統的各個用戶之間的信號干擾。
4、在一些實施例中，所述目標函數的約束條件至少包括發射信號總功率約束、感知信號最小功率約束和連續干擾消除成立約束。
5、在一些實施例中，所述對所述目標函數進行分式規劃化簡，得到經分式規劃化簡的目標函數，包括：引入第一輔助變量，利用拉格朗日對偶變換對所述目標函數進行處理，得到經對偶變換的目標函數；引入第二輔助變量，利用二次變換對所述經對偶變換的目標函數進行處理，得到所述經分式規劃化簡的目標函數。
6、在一些實施例中，所述利用交替優化算法對所述經分式規劃化簡的目標函數進行處理，得到經交替優化的目標函數，包括：先凍結所述優化參數，優化所述第一輔助變量以及所述第二輔助變量；再凍結所述第一輔助變量以及所述第二輔助變量，對所述優化參數進行優化得到所述經交替優化的目標函數。
7、在一些實施例中，所述優化所述第一輔助變量以及所述第二輔助變量，包括：對所述經分式規劃化簡目標函數進行一階偏導，得到所述第一輔助變量的最優解以及所述第二輔助變量的最優解。
8、在一些實施例中，所述對所述優化參數進行優化得到所述經交替優化的目標函數，包括：利用連續秩一約束松弛簡化所述經分式規劃化簡的目標函數，得到所述經交替優化的目標函數。
9、在一些實施例中，在所述構建基于最大平均可實現和速率準則的目標函數之后，所述海洋通感中干擾消除的方法包括：將所述目標函數以及所述目標函數的約束條件表示為跡的形式。
10、在一些實施例中，所述海洋通感中干擾消除的方法還包括：對所述第一輔助變量的最優解、所述第二輔助變量的最優解以及所述優化參數的最優解進行多次迭代優化，直至滿足預設收斂閾值或達到預設迭代次數。
11、在一些實施例中，所述目標函數通過如下公式表示：
12、
13、其中，hk表示從基站到用戶的信道，wi表示用于將所述通信信號傳輸到用戶i的波束成形器的權重系數，表示感知信號中除了嵌入到所述專用感知信號之外的剩余部分的協方差矩陣，wr，m表示所述專用感知信號的傳輸波束成形器。
14、本申請的第二方面提供了一種計算機程序產品，所述計算機程序產品存儲在數據載體上并且設計用于執行如上所述的海洋通感中干擾消除的方法。
15、實施本申請上述技術方案中的一個技術方案，具有如下優點或有益效果：在本申請中，通過構建基于最大平均可實現和速率準則的目標函數，并通過分式規劃算法以及交替優化算法對目標函數進行化簡，最后得到優化參數的最優解。在這種情況下，相較于現有技術中僅考慮多用戶干擾，或犧牲了用戶可實現速率和感知性能的情況，本申請能夠在保證用戶速率最大化的同時，提高通信和感知性能，同時減少多用戶的干擾。另外，通過利用分式規劃算法以及交替優化算法對目標函數進行處理，能夠提高最優解的準確度和魯棒性，從而能夠進一步提高通感一體化系統的性能。
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1.一種海洋通感中干擾消除的方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的海洋通感中干擾消除的方法，其特征在于，所述目標函數的約束條件至少包括發射信號總功率約束、感知信號最小功率約束和連續干擾消除成立約束。
3.根據權利要求1所述的海洋通感中干擾消除的方法，其特征在于，所述對所述目標函數進行分式規劃化簡，得到經分式規劃化簡的目標函數，包括：引入第一輔助變量，利用拉格朗日對偶變換對所述目標函數進行處理，得到經對偶變換的目標函數；引入第二輔助變量，利用二次變換對所述經對偶變換的目標函數進行處理，得到所述經分式規劃化簡的目標函數。
4.根據權利要求3所述的海洋通感中干擾消除的方法，其特征在于，所述利用交替優化算法對所述經分式規劃化簡的目標函數進行處理，得到經交替優化的目標函數，包括：先凍結所述優化參數，優化所述第一輔助變量以及所述第二輔助變量；再凍結所述第一輔助變量以及所述第二輔助變量，對所述優化參數進行優化得到所述經交替優化的目標函數。
5.根據權利要求4所述的海洋通感中干擾消除的方法，其特征在于，所述優化所述第一輔助變量以
6.根據權利要求4所述的海洋通感中干擾消除的方法，其特征在于，所述對所述優化參數進行優化得到所述經交替優化的目標函數，包括：利用連續秩一約束松弛簡化所述經分式規劃化簡的目標函數，得到所述經交替優化的目標函數。
7.根據權利要求1所述的海洋通感中干擾消除的方法，其特征在于，在所述構建基于最大平均可實現和速率準則的目標函數之后，所述海洋通感中干擾消除的方法包括：將所述目標函數以及所述目標函數的約束條件表示為跡的形式。
8.根據權利要求4所述的海洋通感中干擾消除的方法，其特征在于，所述海洋通感中干擾消除的方法還包括：對所述第一輔助變量的最優解、所述第二輔助變量的最優解以及所述優化參數的最優解進行多次迭代優化，直至滿足預設收斂閾值或達到預設迭代次數。
9.根據權利要求1所述的海洋通感中干擾消除的方法，其特征在于，所述目標函數通過如下公式表示：
10.一種計算機程序產品，其特征在于，所述計算機程序產品存儲在數據載體上并且設計用于執行按權利要求1-9任一項所述的海洋通感中干擾消除的方法。
...【技術特征摘要】
1.一種海洋通感中干擾消除的方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的海洋通感中干擾消除的方法，其特征在于，所述目標函數的約束條件至少包括發射信號總功率約束、感知信號最小功率約束和連續干擾消除成立約束。
3.根據權利要求1所述的海洋通感中干擾消除的方法，其特征在于，所述對所述目標函數進行分式規劃化簡，得到經分式規劃化簡的目標函數，包括：引入第一輔助變量，利用拉格朗日對偶變換對所述目標函數進行處理，得到經對偶變換的目標函數；引入第二輔助變量，利用二次變換對所述經對偶變換的目標函數進行處理，得到所述經分式規劃化簡的目標函數。
4.根據權利要求3所述的海洋通感中干擾消除的方法，其特征在于，所述利用交替優化算法對所述經分式規劃化簡的目標函數進行處理，得到經交替優化的目標函數，包括：先凍結所述優化參數，優化所述第一輔助變量以及所述第二輔助變量；再凍結所述第一輔助變量以及所述第二輔助變量，對所述優化參數進行優化得到所述經交替優化的目標函數。
5.根據權利要求4所述的海洋通感中干擾消除的方法，其特征在于，所述優化所述第一輔助變量以及所述第二輔助變量，包括：對所述經分式規劃...
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