[發明專利]一種無線協作定位網絡功率分配的方法

有效

• 申請號: 202110233057.6
• 申請日: 2021-03-03
• 公開（公告）號: CN112637952B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 張睿;劉爽;閔濟海;葉增軍
• 申請（專利權）人: 南京天創電子技術有限公司
• 主分類號: H04W64/00
• 分類號: H04W64/00;H04W52/24;H04W52/28
• 代理公司: 南京華恒專利代理事務所(普通合伙) 32335
• 代理人: 裴素艷

1.一種無線協作定位網絡功率分配的方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟S1、部署受干擾協作無線定位網絡，該受干擾協作無線定位網絡包括個目標節點，個錨節點和個干擾節點；

步驟S2、計算獲得步驟S1中所有待定位目標節點位置的Fisher信息矩陣；

步驟S3、根據所得Fisher信息矩陣利用Bai and Golub方法計算出關于目標節點位置的平方定位誤差；具體方法為：

假設目標節點位置的平方定位誤差表示為：

其中，表示取矩陣的跡，由于沒有具體的數學解析式，采用Bai and Golub方法將其近似為:

其中，；；；表示Fisher信息矩陣的階數，即；表示矩陣的范數的平方，表示取矩陣的最小特征值；

步驟S4、以最小化為目標函數，錨節點總功率、目標節點總功率和干擾節點總功率為約束，建立關于目標節點、錨節點、干擾節點功率分配的最優化問題；

步驟S5、根據第次迭代的結果代入Fisher信息矩陣，即得到局部近似目標函數；表示受干擾協作無線定位網絡中當前最優功率分配；

步驟S6、通過拉格朗日乘子法將最優化問題轉化為含有簡單約束的最優化問題；

步驟S7、設置迭代次數；

步驟S8、采用粒子群算法求解步驟S6的，得到當前最優功率分配；

步驟S9、設置閾值判斷條件，進行迭代運算；

當迭代到小于閾值時，即當時停止迭代，并輸出最優功率分配；否則，返回步驟S5。

2.根據權利要求1所述的無線協作定位網絡功率分配的方法，其特征在于：所述步驟S2所有待定位目標節點位置的Fisher信息矩陣表示為：

其中，表示目標節點的位置；表示目標節點與所有錨節點通信得到的Fisher信息矩陣，表示為；表示目標節點與目標節點間通信得到的Fisher信息矩陣并且；且；

是由錨節點發射信號波形、功率決定的距離信息強度；表示是由目標節點發射信號波形、功率決定的距離信息強度；表示目標節點受到干擾的強度，與所有干擾節點總功率和干擾節點位置相關；表示目標節點受到干擾的強度；由目標節點與錨節點之間的相對角度決定；由目標節點與目標節點之間的相對角度決定。

3.根據權利要求1所述的無線協作定位網絡功率分配的方法，其特征在于：所述步驟S4中建立最優化問題的具體過程為：

以最小化為目標函數，錨節點總功率、目標節點總功率和干擾節點總功率為約束，建立的最優化問題為：

其中，目標節點的發射功率范圍為，所有目標節點的總功率小于；

錨節點的發射功率范圍為，所有錨節點的總功率小于；

干擾節點的發射功率范圍為，所有干擾節點的總功率大于。

4.根據權利要求1所述的無線協作定位網絡功率分配的方法，其特征在于：所述步驟S5中的表示向量；

當迭代次數時，目標節點、錨節點和干擾節點的發射功率都采取均勻分配，即、和，這樣便得到了；

當迭代次數時，取值為上一次迭代運算得到的結果；

根據第次迭代的結果，則局部近似目標函數的估算過程為：

將代入到Fisher信息矩陣中，即求得第次迭代時，、與的具體數值，分別為、與；然后表示為：

。

5.根據權利要求1所述的無線協作定位網絡功率分配的方法，其特征在于：

所述步驟S6的詳細問題是：

首先，將目標函數替換為其局部近似目標函數；

接著，將關于目標節點、錨節點和干擾節點總功率的約束項通過外罰函數法，提取到目標函數中，得到含有簡單約束的最優化問題為：

其中，，和的取值范圍均為10~100。