双发射器无线麦克风接收端连接感知的配对信息清除方法与流程

本发明涉及无线麦克风通信，具体为双发射器无线麦克风接收端连接感知的配对信息清除方法。

背景技术：

1、在双发射器无线麦克风接收端，第一发射器和第二发射器与接收端建立配对后，接收端在双发射器连接会话表中保存发射器标识、工作频点、音频流标识和配对计数器等配对记录。当发射器断开连接、离开通信范围或重新配对时，需要清除对应的配对信息，以释放工作频点和音频流标识。现有的配对信息清除方法通常根据单一发射器的接收信号强度是否低于固定门限，或者根据配对计数器是否超时来判断连接是否有效。接收信号强度在无线传输中容易受到遮挡、多径衰落和瞬时干扰的影响，信号强度门限方式容易将仍保持连接但信号暂时衰减的发射器误判为已断开，造成错误清除；配对计数器超时方式则难以在连接关系已经改变后及时清除旧记录，导致失效配对信息残留在会话表中。残留的配对记录会继续占用工作频点和音频流标识，影响双发射器的重新配对和音频流切换。现有技术没有充分利用第一发射器和第二发射器在同一接收端下工作时到达时差序列之间的相关性和解调误差序列之间的差值特征，对双发射器连接关联状态的变化感知不充分，无法在信号波动环境中准确区分有效连接与失效连接。需要解决在双发射器无线麦克风接收端中如何准确感知双发射器连接关联状态变化，以及如何根据连接关联状态和配对计数器确定需要清除的目标配对记录的问题。

技术实现思路

1、针对现有双发射器无线麦克风接收端配对信息清除方法中仅依据单一发射器信号强度或配对计数器超时判断，容易误清除或残留配对信息的问题，提供一种双发射器无线麦克风接收端连接感知的配对信息清除方法，利用双发射器到达时差序列的滑动互相关和解调误差差值构建连接感知矩阵，通过状态聚类生成连接关联状态类别，并结合配对计数器匹配确定目标配对记录，实现精准清除配对信息。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：本发明公开了一种双发射器无线麦克风接收端连接感知的配对信息清除方法，包括：为第一发射器和第二发射器分别建立含发射器标识、工作频点、音频流标识和配对计数器的配对记录，生成双发射器连接会话表；按预设感知周期采集第一发射器的第一信号强度序列、第一到达时差序列和第一解调误差序列，以及第二发射器的第二信号强度序列、第二到达时差序列和第二解调误差序列；计算所述第一到达时差序列与所述第二到达时差序列的滑动互相关值，并将所述第一解调误差序列与所述第二解调误差序列对齐后做差值处理，生成双发射器连接感知矩阵；对所述双发射器连接感知矩阵进行状态聚类，生成连接关联状态类别；按所述连接关联状态类别和所述配对计数器，从所述双发射器连接会话表中确定目标配对记录，并清除所述目标配对记录中的配对信息。本发明通过双发射器之间的到达时差互相关与解调误差差值构建连接感知矩阵，并利用状态聚类识别连接关联状态，能够减少瞬时干扰和偶发误差对配对清除判断的影响，提高配对信息清除的准确性和接收端连接管理的可靠性。

3、作为本发明的一个技术方案，生成所述双发射器连接会话表时，从第一发射器的配对发现帧中提取第一发射器标识，并为第一发射器分配第一工作频点和第一音频流标识，写入第一配对记录；从第二发射器的配对发现帧中提取第二发射器标识，并为第二发射器分配第二工作频点和第二音频流标识，写入第二配对记录；将所述第一配对记录和所述第二配对记录按照建立时间顺序排列，并将所述第一配对记录中的配对计数器和所述第二配对记录中的配对计数器均初始化为零，生成所述双发射器连接会话表。该会话表结构为后续配对信息维护和清除提供明确的记录基础。

4、作为本发明的一个技术方案，在所述预设感知周期内，以每个无线麦克风的音频帧为触发点，记录第一发射器和第二发射器的射频前端输出的接收信号强度指示值，生成所述第一信号强度序列和所述第二信号强度序列；从所述音频帧的物理层前导码中提取到达时刻，计算相邻音频帧的到达时刻差值，生成所述第一到达时差序列和所述第二到达时差序列；从所述音频帧的基带解调星座图中提取误差向量幅度，并将所述误差向量幅度按音频帧序号排列，生成所述第一解调误差序列和所述第二解调误差序列。该方式在不中断音频传输的情况下获得多维连接状态特征，使后续连接感知与配对清除判断具备稳定的数据基础。

5、优选的，计算所述滑动互相关值时，以设定窗口长度在所述第一到达时差序列和所述第二到达时差序列上分别滑动截取第一窗口子序列和第二窗口子序列；将时间对齐的所述第一窗口子序列与所述第二窗口子序列逐点相乘后累加，获得初始互相关值；按设定步长移动所述第二窗口子序列的起始位置，重复执行逐点相乘后累加，获得多个移位互相关值；从所述多个移位互相关值中选取绝对值最大的值作为所述滑动互相关值。该计算方式能够突出双发射器到达时差中的同步或异步特征，提高后续状态聚类的区分度。

6、进一步地，对解调误差序列进行处理时，以所述第一到达时差序列所对应的音频帧本地接收时间戳为基准，为所述第一解调误差序列和所述第二解调误差序列建立共同采样时间轴；在所述共同采样时间轴上，将同一时刻的所述第一解调误差序列的误差值与所述第二解调误差序列的误差值相减，得到误差差值序列；将所述误差差值序列按所述滑动互相关值对应的时延偏移进行反向平移，得到对齐后误差差值序列；将所述对齐后误差差值序列与所述第一到达时差序列、所述第二到达时差序列和所述滑动互相关值组合为所述双发射器连接感知矩阵。由此形成的感知矩阵融合了到达时差、解调误差差值和互相关特征，能够更全面地反映双发射器连接状态。

7、作为本发明的一个技术方案，对所述双发射器连接感知矩阵进行状态聚类时，将所述双发射器连接感知矩阵中的每一行视为一个连接状态样本，每个连接状态样本包含第一到达时差序列值、第二到达时差序列值、对齐后误差差值序列值和滑动互相关值；计算任意两个连接状态样本之间的欧氏距离，并根据所述欧氏距离统计每个连接状态样本在设定邻域半径内的邻近样本数量，得到局部邻域密度；选取所述局部邻域密度大于设定密度阈值的连接状态样本作为核心样本，将核心样本中相互邻接的样本归为同一连接状态簇；统计不同连接状态簇在所述双发射器连接感知矩阵中的时间覆盖长度，并将时间覆盖长度最大的连接状态簇标记为所述连接关联状态类别。该聚类方式能够抑制瞬时干扰和偶发误差，提升连接关联状态类别判断的稳定性。

8、进一步地，按所述连接关联状态类别和所述配对计数器确定目标配对记录时，对所述连接关联状态类别附加类别序号，并将所述类别序号写入所述双发射器连接会话表中对应时间窗口的表项；读取所述双发射器连接会话表中每个配对记录的配对计数器，将所述配对计数器的数值与所述类别序号进行模值匹配，得到匹配度；将匹配度超过预设匹配阈值的配对记录标记为候选配对记录；从所述候选配对记录中选取对应音频流标识与当前双发射器音频流标识集合交集最小的配对记录，作为所述目标配对记录。该方式能够避免误清除有效的双发射器连接，提升目标配对记录选取的准确性。

9、作为本发明的一个技术方案，将匹配度超过预设匹配阈值的配对记录标记为候选配对记录时，为所述双发射器连接会话表中的每个配对记录建立历史匹配度队列，并将每次计算得到的匹配度按时间顺序写入所述历史匹配度队列；计算所述历史匹配度队列中当前匹配度与前一匹配度的差值，得到匹配度变化量；将所述匹配度变化量与所述预设匹配阈值相加，得到动态匹配阈值；将当前匹配度大于所述动态匹配阈值的配对记录标记为所述候选配对记录。该动态阈值机制能够适应连接状态的动态变化，降低因固定阈值造成的误判概率。

10、优选的，清除所述目标配对记录中的配对信息时，从所述双发射器连接会话表中提取所述目标配对记录所关联的工作频点、音频流标识和配对计数器；将所述目标配对记录中的配对计数器递增后写入清除日志，并在所述双发射器连接会话表中将所述目标配对记录标记为待清除状态；向所述目标配对记录对应的无线麦克风发射端发送包含所述工作频点的配对解除确认帧，并等待确认响应；在收到所述确认响应后，删除所述双发射器连接会话表中所述目标配对记录的所述工作频点、所述音频流标识和所述配对计数器，保留所述清除日志中的递增后配对计数器。该过程引入确认机制和日志记录，能够保证配对信息清除的可追溯性和操作可靠性。

11、优选的，计算任意两个连接状态样本之间的欧氏距离时，为每个连接状态样本中的所述第一到达时差序列值、所述第二到达时差序列值、所述对齐后误差差值序列值和所述滑动互相关值分别设置距离权重系数；将第一个连接状态样本的每个分量值与第二个连接状态样本的对应分量值相减后乘以对应距离权重系数，得到加权差值分量；将所述加权差值分量的平方值累加后开方，得到两个连接状态样本之间的所述欧氏距离。通过设置权重系数，能够调整不同感知特征对聚类结果的贡献程度，使连接关联状态类别的识别更符合实际信号环境。

12、在上述技术方案中，本发明提供的技术效果和优点：

13、通过计算第一到达时差序列与第二到达时差序列的滑动互相关值，将第一解调误差序列与第二解调误差序列在共同采样时间轴上对齐后做差值处理，生成双发射器连接感知矩阵；对双发射器连接感知矩阵进行状态聚类，生成连接关联状态类别。滑动互相关计算在不同时延偏移下比较两个发射器到达时差的变化关系，解调误差差值处理则反映两个发射器基带解调质量在同一时间轴上的差异，两者组合后形成包含到达时差序列值、解调误差差值序列值和滑动互相关值的连接状态样本。对连接状态样本进行基于距离和局部邻域密度的聚类，并以时间覆盖长度最大的连接状态簇作为连接关联状态类别，使双发射器之间真实连接关联状态的变化能够从多帧统计特征中被识别出来，减少单个发射器信号强度瞬时波动或单点到达时差异常造成的误判，在遮挡、多径和干扰引起的信号变化下仍能保持连接关联状态感知的稳定性。

14、通过将连接关联状态类别附加类别序号并写入双发射器连接会话表中对应时间窗口的表项，读取每个配对记录的配对计数器与类别序号进行模值匹配得到匹配度，将匹配度超过预设匹配阈值的配对记录标记为候选配对记录，再从候选配对记录中选取对应音频流标识与当前双发射器音频流标识集合交集最小的配对记录作为目标配对记录。清除目标配对记录时，提取该记录关联的工作频点、音频流标识和配对计数器，将配对计数器递增后写入清除日志，并在双发射器连接会话表中将目标配对记录标记为待清除状态，向对应无线麦克风发射端发送包含工作频点的配对解除确认帧，收到确认响应后删除目标配对记录中的工作频点、音频流标识和配对计数器。通过连接关联状态类别与配对计数器的匹配筛选，清除动作能够针对与当前连接关联状态最不一致的配对记录，避免仅依据固定门限或固定计数导致的误清除和配对信息残留，使失效配对记录占用的工作频点和音频流标识得到及时释放。