[发明专利]一种无线协作定位网络功率分配的方法

说明书

本发明公开一种无线协作定位网络功率分配的方法，通过K‑L变换和舒尔补提取接收信号的关键信息，接着根据该信息利用Bai and Golub定理计算出定位误差的数学形式，将功率分配问题建模成一个非线性最优化问题，然后利用拉格朗日乘子法和粒子群算法推导出具体迭代步骤，得到最高定位精度下的功率分配。本发明对无线协作定位网络中的锚节点、目标节点、干扰节点进行联合功率分配，能够有效提高定位系统资源的利用率；另外，考虑了复杂环境中其它无线通信网络的干扰，增强了无线定位的鲁棒性。

技术领域

本发明属于网络通信技术，具体涉及一种无线协作定位网络功率分配的方法。

背景技术

无线定位系统常常通过优化定位算法和改进网络拓扑结构等方法降低系统成本和提高定位精度。但是，优化系统的资源分配同样可以提高资源受限的定位系统的定位精度。1)一般，人们只是简单的将系统资源平均分配给各个节点，并没有考虑到不同位置的节点对定位系统的贡献是不同的，这种做法并没有实现系统资源的最优配置；2)目前的研究集中在非协作定位网络，而非协作定位网络忽略了目标节点间的拓扑结构，这种浪费对资源受限的无线定位网络是不可接受的，而协作定位网络能够有效利用节点之间的拓扑结构；3)目前大部分研究忽略了在实际的环境中，定位网络附近可能存在其它的无线网络，而这些网络会对无线定位网络造成干扰。现有分配方法存在以下问题：

由于非协作定位网络结构简单，求解的算法一般也较为简单，算法通用性差，无法应用于大规模，拓扑结构较为复杂的协作定位网络。没有考虑实际环境中其他网络的干扰，定位的鲁棒性差，能否应用于实际部署存疑。多采用非协作定位网络，浪费了目标节点间的拓扑结构，导致定位的效果差。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于解决现有技术中存在的不足，提供一种无线协作定位网络功率分配的方法。

技术方案：本发明的一种无线协作定位网络功率分配的方法，包括以下步骤：

步骤S1、部署受干扰协作无线定位网络，该受干扰协作无线定位网络包括个目标节点，个锚节点和个干扰节点；

步骤S2、通过K-L变换和舒尔补提取步骤S1中待定位所有目标节点收到信息的Fisher信息矩阵；

步骤S3、根据所得Fisher信息矩阵利用Bai and Golub方法计算出平方定位误差；

；

其中，；；；表示Fisher信息矩阵的阶数，即；表示取矩阵的迹，表示矩阵的范数的平方，表示取矩阵的最小特征值；

步骤S4、以最小化为目标函数，锚节点总功率、目标节点总功率和干扰节点总功率为约束，建立最优化问题；

步骤S5、根据第次迭代的结果代入Fisher信息矩阵，即得到局部近似目标函数；表示受干扰协作无线定位网络中当前最优功率分配；

步骤S6、通过拉格朗日乘子法将原问题转化为含有简单约束的最优化问题；

步骤S7、设置迭代次数；

步骤S8、采用粒子群算法求解这个最优化问题，得到当前最优功率分配；

步骤S9、设置阈值判断条件，进行迭代运算；

当迭代到小于阈值时，即当时停止迭代，并输出最优功率分配；

否则，返回步骤S5。

其中，上述步骤S9中取值为。

其中，所述步骤S2所有待定位目标节点位置的Fisher信息矩阵表示为：