[发明专利]位置数据动态发布中相关拉普拉斯机制的自适应调整方法

权利要求书

1.一种位置动态发布中相关拉普拉斯机制的自适应调整方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，读入发布时刻的数据相关信息，包括发布次序，位置增量数据序列的自相关函数向量；

步骤S2，根据发布次序执行相应操作，包括在起始时刻，跳转至步骤S3，进行系统初始化；在初始阶段，跳转至步骤S7，返回预设参数；待发布次序达到一定数值后，跳转至步骤S4，进行自适应参数调整；其中，为初始阶段窗口长度；

步骤S3，系统初始化，包括相关拉普拉斯机制适用于满足短时平稳的数据序列，根据数据自相关函数估计来构造滤波器，称为CLM滤波器；设置CLM滤波器分档参数向量，定义档位判别函数，设置档位调整后过渡阶段的增益系数向量，以及定义相关变量；实现方式包括以下子步骤，

步骤S3-1，设置CLM滤波器的分档参数向量，包括定义大小为的二维实数数组用于存储参数向量，设置CLM滤波器在不同档位时的参数向量；其中，为所划分档位的个数，为CLM滤波器的阶数，为数组中行索引为的元素所构成的向量，表示CLM滤波器在档位为时的参数向量，此时滤波器的系统函数为，

式中为Z变换所引入的复变量，系数的下标k, m为数组中的索引，即，CLM滤波器档位划分的方法包括对低通截止频率的划分；

步骤S3-2，定义档位判别函数，包括定义档位判别的特征参数，

其中，为自相关函数的最大时延，q为求和运算的索引，实变量，为步骤S1中读入的X或Y方向上位置增量数据序列的自相关函数向量或；

定义档位判别函数，

其中，实变量为档位判别的特征参数，整型变量表示滤波器档位，为判别阈值，其根据步骤S3-1中参数向量空间划分结果所对应的特征参数分布情况进行设置；

步骤S3-3，设置CLM滤波器在档位调整后过渡阶段的增益系数向量，包括定义大小为的三维实数数组用于存储增益系数向量，设置CLM滤波器在不同档位之间调整后的增益系数向量；其中，为过渡阶段窗口长度，所对应的元素为CLM滤波器在档位由k调整到u后第个时刻的增益系数，这里索引，通过重复观测CLM滤波器在档位调整后过渡阶段的实际输出，统计得到对应的增益变化情况；

步骤S3-4，相关变量定义及初始化，包括定义整型变量，分别为X，Y方向上CLM滤波器的预估档位，初值均为-1；定义大小为的一维整型数组，分别表示X，Y方向上预估档位记录序列，这里为预估档位记录窗口长度，中所有元素的初值为-1；定义整型变量，分别为X，Y方向上CLM滤波器的实际档位，初值均为-1；定义大小为2的一维整型数组，分别表示X，Y方向上实际档位记录序列，中所有元素的初值为-1；定义布尔类型变量，分别为X，Y方向上CLM滤波器是否调整的判别结果，初值均为；定义大小为的一维实数数组，分别表示X，Y方向上CLM滤波器的参数向量，初值均为；定义实数变量，分别表示X，Y方向上CLM滤波器的增益系数，初值均为0.5；定义整型变量，分别为X，Y方向上CLM滤波器增益系数向量的索引，初值均为0；

步骤S3-5，初始化结束，跳转至步骤S7；

步骤S4，计算当前时刻CLM滤波器的预估档位，包括计算档位判别的特征参数，然后计算CLM滤波器的预估档位；实现方式包括以下子步骤，

步骤S4-1，分别计算X, Y方向上档位判别的特征参数，计算公式如下，

其中，为步骤S1中读入的X，Y方向上位置增量数据序列的自相关函数向量，函数的定义见步骤S3-2；

步骤S4-2，分别计算当前时刻X，Y方向上CLM滤波器的预估档位，计算公式如下，

其中，函数的定义见步骤S3-2；

步骤S4-3，分别更新X，Y方向上预估档位记录序列，计算公式如下，

其中，更新函数的定义如下，

式中，为一维整型数组，为数组的长度，为数组的索引，为整型变量，该函数的具体实现步骤为，除数组中末位元素外，其余元素后移一位，将存入首位；

步骤S5，计算当前时刻CLM滤波器的参数向量，包括根据一段时间内预估档位记录，判别CLM滤波器是否调整，根据档位调整结果来设置当前时刻的参数向量；实现方式包括以下子步骤，

步骤S5-1，分别判别X，Y方向上CLM滤波器是否需要调整，计算公式如下，

其中，判别函数的定义如下，

其中，为整型变量，函数的定义如下，

函数的具体实现步骤为：判断数组中首位元素与其余各元素是否一样，如果所有元素都一样，则返回，否则，返回；

步骤S5-2，分别计算当前时刻X，Y方向上CLM滤波器的实际档位，如下式，

其中，档位调整函数的定义如下，

式中为布尔型变量，为一维整型数组，分别为它们的首位元素值，为符号函数；

步骤S5-3，分别更新X，Y方向上实际档位记录序列，如下式

更新函数的定义见步骤S4-3；

步骤S5-4，分别设置当前时刻X，Y方向上CLM滤波器的参数向量，包括：

1）如果，则；否则，保持不变；

2）如果，则；否则，保持不变；

其中，数组的定义见步骤S3-1；

步骤S6，计算当前时刻CLM滤波器的增益系数，包括根据CLM滤波器档位调整结果，以及调整后的时间次序，得到增益系数预设表中的索引，查询得到当前时刻的增益系数；实现过程包括以下子步骤，

步骤S6-1，分别计算X，Y方向上CLM滤波器的增益系数向量的索引，包括：

1）如果，则；否则，；

2）如果，则；否则，；

步骤S6-2，分别设置当前时刻X，Y方向上CLM滤波器的增益系数，包括：

1）如果，则；否则，保持不变；

2）如果，则；否则，保持不变；

其中，为过渡阶段窗口长度，数组的定义见步骤S3-3；

步骤S7，返回自适应参数调整结果，包括CLM滤波器是否调整的判别结果，当前时刻CLM滤波器的参数向量，以及当前时刻的增益系数，实现相关拉普拉斯差分隐私保护机制在位置动态发布应用中的自适应调整。