[發(fā)明專利]基于回溯檢查凸集投影的認(rèn)知無線電主用戶定位方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310057842.6
• 申請日: 2013-02-25
• 公開（公告）號: CN103200670A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 杜利平;雷雨;康璐璐;姜少坤
• 申請（專利權(quán)）人: 北京科技大學(xué)
• 主分類號: H04W64/00
• 分類號: H04W64/00
• 代理公司: 北京金智普華知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中對主用戶定位的方法，特別涉及一種基于回溯檢查的凸集投影定位方法。

背景技術(shù)

隨著無線移動通信與計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合應(yīng)用發(fā)展越來越成熟，移動互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)稱為當(dāng)今世界發(fā)展速度最快、市場潛力最大，商業(yè)價值最高的發(fā)展業(yè)務(wù)之一。豐富的應(yīng)用主要依托于文字、圖像、視頻等信息承載方式，而且隨著人們對應(yīng)用質(zhì)量的不斷追求，要求信息的傳遞越來越高效、便捷。這些應(yīng)用的創(chuàng)新與發(fā)展需要較寬頻譜和較高下載速率。認(rèn)知無線電的概念迎合了頻譜重復(fù)利用的需要，可以通過對無線環(huán)境的感知實現(xiàn)與主用戶的沖突避免，利用最優(yōu)化的決策有效的動態(tài)利用頻譜空洞。如果能夠獲取主用戶的位置信息，那么對頻譜感知的性能將會得到很大提升，并且在后續(xù)的頻譜資源的管理與分配中也將起到很大的幫助作用。

在認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)中對主用戶進(jìn)行定位，獲取主用戶的位置信息的主要作用有以下幾個方面：

1.為頻譜資源管理提供支持。在主用戶位置信息已知的情況下，根據(jù)其位置信息可以更好地提高頻譜利用率，更好地指導(dǎo)感知用戶不干擾主用戶的頻譜使用。

2.減小認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)中用戶的功耗。在主用戶位置信息已知的情況下，認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)中的感知用戶可以根據(jù)主用戶的位置信息來確定頻譜感知的方向，在最小功率的運(yùn)行狀態(tài)下，便可以準(zhǔn)確判斷主用戶的頻譜使用情況。

3.避免對主用戶的干擾。在主用戶位置信息已知的情況下，可以結(jié)合多天線技術(shù)，針對主用戶的方向位置進(jìn)行頻譜感知，避免了頻譜間相互干擾的可能性。

4.有利于感知用戶的位置優(yōu)化。在主用戶位置信息已知的情況下，根據(jù)主用戶的位置信息，可以合理的分布感知用戶的位置，提高頻譜和空間的利用率，更好地避免對主用戶干擾。

目前常用的凸集投影方法包括Circular?POCS，Hyperbolic?POCS，Boundary?POCS和Hybrid?POCS等，其中Hybrid?POCS是前兩種POCS方法的合并，根據(jù)研究結(jié)果表明，Hybrid?POCS方法的定位精度要優(yōu)于前幾種方法，然而，當(dāng)主用戶遠(yuǎn)離感知用戶時，由于Hybrid?POCS算法中雙曲線投影定位對于主用戶在感知用戶多邊形之外的情況下收斂點受噪聲波動較大，因此誤差隨著測距增大而增大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在解決上述技術(shù)缺陷，提出一種應(yīng)用于認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)中對主用戶進(jìn)行定位的回溯凸集投影算法(BackCheck?POCS)。

該方法包括以下步驟：

步驟一、以L個感知用戶的坐標(biāo)為圓心，利用凸集投影算法對主用戶進(jìn)行Mc步正交投影迭代，得到Mc個迭代點x_ｋ，其中ｋ＝1,2,3，…，Mc；

步驟二.對步驟一中獲取的Mc個迭代點，進(jìn)行mc步回溯比較檢查，計算出相鄰迭代點之間的距離||x_m+1-x_m||，其中，m=Mc-1，...,Mc-mc

步驟三.如果步驟二中的回溯比較檢查中，相鄰迭代點之間的距離均小于λ且不為零，則將步驟一中最后L個迭代均值作為主用戶位置信息的定位結(jié)果；如果步驟二中的回溯比較檢查中，相鄰迭代點之間的距離存在部分為零或大于λ的情況，繼續(xù)執(zhí)行步驟四；

步驟四.以Mc步迭代結(jié)果x_Mc為初始點b₀，進(jìn)行凸集圓域邊界上正交投影迭代，迭代檢查步數(shù)為Mb，得到Mb個迭代點b_h，其中h=1,2,3，…Mb；

步驟五.對步驟四中獲取的Mb個迭代點，進(jìn)行mb步回溯比較檢查，計算相鄰兩個迭代點間的距離值||b_n+1-b_n||，其中，n=Mb-1，...,Mb-mb，并與門限值λ進(jìn)行比較；

步驟六.如果步驟五中的回溯比較檢查中，相鄰迭代點間的距離值均小于λ，則將步驟四中最后L個迭代均值作為主用戶位置信息的定位結(jié)果；如果步驟五中的回溯比較檢查中，相鄰迭代點間的距離值存在大于λ的情況，跳轉(zhuǎn)到步驟四以Mb步迭代結(jié)果b_Mb為初始點b₀，并變換投影迭代順序，直到相鄰迭代點間的距離值均小于λ。

優(yōu)選地，所述步驟一包括：

1.1）初始化步驟：設(shè)置初始點x₀，其中x₀為任意位置上的一點；

1.2）利用以下公式進(jìn)行投影迭代：