[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

本發明公開一種無線協作定位網絡功率分配的方法，通過K?L變換和舒爾補提取接收信號的關鍵信息，接著根據該信息利用Bai and Golub定理計算出定位誤差的數學形式，將功率分配問題建模成一個非線性最優化問題，然后利用拉格朗日乘子法和粒子群算法推導出具體迭代步驟，得到最高定位精度下的功率分配。本發明對無線協作定位網絡中的錨節點、目標節點、干擾節點進行聯合功率分配，能夠有效提高定位系統資源的利用率；另外，考慮了復雜環境中其它無線通信網絡的干擾，增強了無線定位的魯棒性。

技術領域

本發明屬于網絡通信技術，具體涉及一種無線協作定位網絡功率分配的方法。

背景技術

無線定位系統常常通過優化定位算法和改進網絡拓撲結構等方法降低系統成本和提高定位精度。但是，優化系統的資源分配同樣可以提高資源受限的定位系統的定位精度。1)一般，人們只是簡單的將系統資源平均分配給各個節點，并沒有考慮到不同位置的節點對定位系統的貢獻是不同的，這種做法并沒有實現系統資源的最優配置；2)目前的研究集中在非協作定位網絡，而非協作定位網絡忽略了目標節點間的拓撲結構，這種浪費對資源受限的無線定位網絡是不可接受的，而協作定位網絡能夠有效利用節點之間的拓撲結構；3)目前大部分研究忽略了在實際的環境中，定位網絡附近可能存在其它的無線網絡，而這些網絡會對無線定位網絡造成干擾。現有分配方法存在以下問題：

由于非協作定位網絡結構簡單，求解的算法一般也較為簡單，算法通用性差，無法應用于大規模，拓撲結構較為復雜的協作定位網絡。沒有考慮實際環境中其他網絡的干擾，定位的魯棒性差，能否應用于實際部署存疑。多采用非協作定位網絡，浪費了目標節點間的拓撲結構，導致定位的效果差。

發明內容

發明目的：本發明的目的在于解決現有技術中存在的不足，提供一種無線協作定位網絡功率分配的方法。

技術方案：本發明的一種無線協作定位網絡功率分配的方法，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、通過K-L變換和舒爾補提取步驟S1中待定位所有目標節點收到信息的Fisher信息矩陣；

步驟S3、根據所得Fisher信息矩陣利用Bai and Golub方法計算出平方定位誤差；

；

其中，；；；表示Fisher信息矩陣的階數，即；表示取矩陣的跡，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原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這個最優化問題，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。

其中，上述步驟S9中取值為。

其中，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：