基于散射区模型与参数聚类的室外NLOS单站定位算法

室外非视距(non line of sight, NLOS)环境中障碍物会阻碍终端电磁波信号直接传播到基站,而且该条件下单基站收集的定位信息不足,导致定位精度不高。针对上述问题,提出一种基于空间布局的散射区模型和基于参数聚类的定位算法。根据固定基站附近的空间布局确定散射区并构建散射区模型,该算法基于该模型收集多径信号的测量参数,将k-means聚类(k-means clustering)和均值漂移聚类(means shift clustering)算法有效结合对参数聚类处理,再根据聚类结果和单站定位系统的几何结构建立方程组,将方程组的求解问题转化为非线性优化问题并利用列文伯格-马夸尔特(Levenberg-Marquardt, LM)算法求解优化问题估计目标位置。仿真结果表明,在室外NLOS环境中,且仅提供单个基站的条件下,该算法可以有效提高定位结果的精度。     

室内非视距环境下基于改进多维标度的优化定位算法

研究了室内非视距环境下无线传感器网络的节点定位问题。在优化估计框架下,首先提出待优化误差函数,并基于改进多维标度(MDS-MAP)方法,分析误差函数中未知变量的耦合关系,最后提出基于改进MDS-MAP的优化定位算法。该算法仅依靠节点间的测距信息进行定位,无需环境先验信息,因此适用于未知、复杂环境下的无线传感器网络。同时该算法无需角度、信号强度等冗余量测信息来辅助定位,对硬件要求较低,从而降低了定位成本。通过仿真比较,所提出的基于改进MDS-MAP的优化定位算法的有效性得以验证。在仿真过程中,采用聚类分析方法对不同基站数目下的节点定位精度进行分析。根据仿真结果,在节约定位成本的前提下,当基站数目达到6个时,能够实现三维空间近似最优定位。     

基于AOA-TOA重构的单站定位算法

针对非视距环境,提出AOA-TOA重构的单站定位算法。算法分两步进行,第1步基于单次散射模型给出了一种关于波达角度(angle of arrival,AOA)的粗略的重构方法;第2步以单基站测得的波达时间(time of arrival,TOA)和AOA等信息,结合散射体分布模型的统计特性,对现有的AOA重构算法进行拓展,以最大似然估计法对TOA重构。改进了传统的单目标参数重构模式,实现了在非直达波(non-line-of-sight, NLOS)环境下基于散射体分布模型的单基站定位,并具有较高定位精度。仿真结果验证了该算法的有效性,同时,仿真结果还验证了该算法在密集多径环境下比多径稀疏的环境有更好的定位性能。     

CDMA蜂窝网无线定位技术中NLOS误差的抑制方法

在CDMA蜂窝网无线定位系统中,针对非视距(NLOS)误差严重影响定位性能这一问题,提出了一种基于最陡梯度下降法的NLOS环境下的TDOA定位方法。该方法结合Chan氏算法,通过迭代,逐渐完成对NLOS误差的估计,并判定NLOS基站,在此基础上对NLOS基站测量值进行逐步修正,从而完成对目标的定位。最后的仿真表明,此算法可以有效实现NLOS环境下的目标定位。     

NLOS环境下无线通信网络中的TDOA/AOA混合定位算法

为了提高在NLOS条件下无线定位的精度,采用多种测量值混合定位的方式,提出了一种TDOA/AOA最速下降混合定位算法.该算法以加权残差平方和为目标函数,以最速下降算法为最优化方法.然后,以几何结构的单反射圆盘模型进行仿真,分别利用TDOA/AOA最速下降混合定位算法、TDOA/AOA泰勒级数混合定位算法以及单纯的TDOA泰勒级数经典算法对无线通信网络中不同的定位环境进行了仿真计算.仿真结果表明,当参与定位的基站数目分别为3,4,5,6,7,反射圆盘半径分别为200,300,400,500,600,700m时,与后2种算法相比,TDOA/AOA最速下降混合定位算法的均方差、平均误差及最大误差均较小,即该混合定位算法具有更高的定位精度,且参加定位的基站数目越多,这种优势越明显.     

基站非水平面性对定位误差的影响

在蜂窝无线网络中,定位技术的误差包括很多方面,其中基站间的非水平面性也是引起定位误差的因素之一。主要针对该误差因素,分别对TOA,TDOA和AOA算法分析了基站之间非水平面性对定位误差的影响。通过仿真比较得出：在采用TDOA算法时,基站之间非水平面性对定位误差影响最大,并且随着基站间距离的减小,该影响逐渐增大。提出了相应的措施以便削弱它对定位误差的影响。     

一种新的基于WCDMA系统的基站选择定位算法

非视距（NLOS）是影响各种蜂窝网络定位精度的主要原因．提出了一种新的基站选择定位算法，算法基于到达时间差（TD（）A）计算距离．首先利用NLOS环境下距离测量样本的标准差大于LOS环境下的标准差这一前提，判断测量样本中是否含有NLOS误差．然后从测量值中选出含有NLOS误差最小的2个基站，将其重构出LOS测量值，再采用3基站算法进行定位计算．仿真表明，该算法比其他算法在定位精度方面有明显的提高．     

城市环境下减轻NLOS的一种新的定位算法

由于非视距传播的影响,在蜂窝无线定位系统中存在许多误差.为了将定位估计误差减到最小,提出了城市环境下减轻NLOS影响的一种新的定位算法.该算法基于城区建筑物以块形规则排列,通过对NLOS问题进行优化,将NLOS误差减到最小,以提高定位精度与其他算法相比,提出的算法适应只有3个NLOS基站的条件,更符合实际情况.对不同城市方案的仿真结果表明,所提出算法有更好的定位精度.     

基于基站LOS鉴别的TDOA室内定位算法

针对视距(Line-of-sight,LOS)和非视距(None-line-of-sight,NLOS)混合环境中利用较少的基站信息达到相对精确的三维基站室内定位问题,提出一种基于几何模型的高精度鉴别基站LOS传输算法.该算法通过简化信号传播路径构造空间立体模型,根据基本几何定理筛选出相对最接近LOS的信号传播,并与TDOA定位算法和最小二乘法结合,得到了相对精确的定位信息.理论分析和仿真结果验证,该算法能高效的鉴别出视距传播信号,且计算复杂度相当,具有较好的可实现性.     

无线传感器网络中多基站定位的多目标蚁群算法

根据多目标进化算法思想,提出了无线传感器网络中多基站定位的多目标蚁群算法.该算法用一组蚂蚁并行搜索,用一个蚂蚁所在位置表示一个基站定位,多蚂蚁位置的组合表示多基站的定位.计算单基站和多基站定位的适应度,再根据这两个适应度值调整蚂蚁觅食路径上的信息素,蚂蚁沿着信息素强的方向搜索,不断逼近多目标优化的Parote解,从而获得全局优化的多基站定位解.实验结果表明,该算法求得的多基站定位位置能有效提高网络性能,且适用性强.     

基于几何约束关系的ML模型求解三维坐标定位问题研究

为了提高三维空间位置定位算法的性能和准确性,提出了以3个基站定位原理为基础的基于几何约束关系的ML模型.通过设计基站位置、到达时间(time of arrival,TOA)数值、手持终端位置之间的几何关系,估计得到手持终端的全部可能位置,通过最大似然算法,以最大可能的估计值确定为定位结果.经过仿真计算验证了算法能有效抑制非视距环境(non-line of Sight,NLOS)误差和测量误差,并且能够得到最佳估计值,具有计算量小、精度高等优点.仿真结果表明了该方法的有效性,在各类室内定位系统中具有很强的实用性.     

一种面向位置服务的超宽带室内定位算法

超宽带技术由于较高的测距精度和穿透性能,对于位置服务有着重要的应用价值。在实际的高密度定位环境中,传统的定位算法受非视距误差和多径效应的影响,很难实时准确解算出实际位置坐标。虽然增加基站数量可以有效提高定位的精度,但是其成本也在不断提高。针对超宽带在高密度室内定位中实时性差、定位精度低的问题,提出了一种基于支持向量机的超宽带定位方法,提高了定位的精确性和鲁棒性;给出了基于到达时间差(TDOA, time difference of arrival)的支持向量机模型,重点在于将定位问题转化为分类问题的求解;通过TDOA值和坐标值来建立支持向量机分类模型,利用一对一分类模型实现了坐标值的解算,提高了坐标解算速度。仿真结果表明,在高密度实时定位中,相比于传统的Chan算法和Taylor算法,文中方法在定位精度近似的情况下,实时性要高于传统算法,满足实际定位中低功耗、快速高精度定位的要求。     

基于超宽带的 TOA-DOA 联合定位方法

针对现有的大多数超宽带(ultra-wide band,UWB)定位方法至少需要3个基站,系统开销较大的问题,提出一种新颖的基于波达时间-波达方向(time of arrival-direction of arrival,TOA-DOA)联合估计的定位方法,仅需一个基站即可准确快速定位目标.利用酋矩阵束算法估计视距信号TOA和最小二乘估计准则估计视距信号DOA,得到目标的相对坐标.Matlab仿真实验证明,该方法的TOA和DOA估计精度较高,定位精度达到厘米级,而且复杂度降低为矩阵束算法的1/4,采样频率为亚奈奎斯特速率,易于实现,是一种简单有效的定位方法.     

基于Sarsa学习的基站休眠策略研究

在异构Macro-femto蜂窝网络中,随着日益增长的用户数量使得基站能耗问题变得更加严峻,提升整个移动系统能效的有效方式就是进行基站休眠。根据无模型理论提出一种基于Sarsa学习的动态基站休眠算法,算法通过基站学习环境中的用户流量,制定合理的休眠机制。仿真结果表明,提出的基于Sarsa学习的基站休眠算法能够有效提升系统能效     

OFDM系统下行链路多小区半分布式资源分配

针对LTE(long-term evolution)系统下行链路采用OFDM技术所致的小区间干扰问题, 通过对多种资源分配方法的研究与总结, 提出一种简单有效的多小区半分布式资源分配算法。该算法使用二进制功率控制策略, 利用基站间的信息交互协调小区间的资源分配, 用以改善小区间的干扰, 提升系统总容量。通过在LTE系统级仿真平台的建模及仿真, 表明新算法提高了13%的吞吐量, 由此证明该算法的优越性。     

Vehicle Positioning Method Based on RFID in Vehicular Ad-Hoc Networks

With the rapid development of vehicular ad hoc network( VANET) technology,VANET applications such as safe driving and emergency rescue demand high position accuracy,but traditional GPS is difficult to meet new accuracy requirements. To overcome this limitation,a new vehicle positioning method based on radio frequency identification( RFID) is proposed. First RFID base stations are divided into three categories using fuzzy technology,and then Chan algorithm is used to calculate three vehicles' positions,which are weighed to acquire vehicles' accurate position. This method can effectively overcome the problem that vehicle positioning accuracy is not high resulting from the factors such as ambient noise and base distribution when Chan algorithm is used. Experimental results show that the performance of the proposed method is superior to Chan algorithm and 2-step algorithm based on averaging method,which can satisfy the requirements of vehicle positioning in VANETs.     

基于菲涅耳尔衍射的三维绝对坐标测量

提出一种基于菲涅耳衍射的测量三维绝对位置坐标的新方法．该方法通过对物波的菲涅耳衍射强度图样进行数字处理,提取多针孔板上测量孔位置处的相位信息,利用寻找设定参数的极值点来确定待测点的绝对位置坐标,介绍了该方法的测量原理,并且通过计算机模拟实验证明了它的可行性．此方法不需要任何相移装置,对环境要求低,为实现三维绝对坐标测量提供一种新的选择．     

超密集网络中基于分簇的干扰管理方案

在超密集网络中,全频复用能够提升网络的吞吐量,但是导致了严重的基站间干扰。为了降低基站间干扰,首先通过干扰权重值描述小基站间的干扰程度,建立合理的干扰图;然后将分簇问题转化为Max K-Cut问题,利用改进的次优化启发式算法对小基站进行分簇;最后通过信道分配算法为每个簇中的用户分配子信道。仿真表明,本文的干扰管理方案在降低小基站间干扰的同时,能够提升系统的频谱效率和平均吞吐量。     

低辐射3G网络基站选址优化

针对民众因担忧电磁辐射而投诉日益增多导致通信基站选址困难的现状,在考虑基站覆盖范围和建站成本的同时,兼顾基站电磁辐射对环境的影响,提出了面向低辐射的3G网络基站选址优化方案.通过对基站选址原则及其典型基站的电磁辐射模型分析,建立了基于多目标的基站评价模型,设计了基于改进的免疫优化算法3G网络基站选址优化方案,并以模拟实验区域为对象进行了仿真实验测试.实验结果表明:本文提出的选址优化方案不仅能以较小的基站建设代价满足信号覆盖要求,同时也降低了基站电磁辐射的影响,获得了更好的社会效益.     

遗传算法在优化CDMA功率配置中的应用

针对CDMA网络规划中的功率参数经验配置法存在的盲目性,提出一种将CDMA覆盖分析与遗传算法相结合的最优化算法.该算法将所有基站最大发射功率表示为实数编码染色体,以反映网络规划质量的覆盖率、切换率和成本三项关键指标的加权求和作为目标函数.CDMA覆盖分析用于仿真得到规划方案的关键指标以及图形结果.经过对一个规划方案实例的参数优化,得到遗传算法的目标值收敛曲线以及多种CDMA仿真图形结果,说明本算法能够有效优化网络规划的功率配置方案.