[发明专利]一种无线定位网络资源优化调度方法

说明书

本发明提供了一种无线定位网络资源优化调度方法。方法包括：确定无线定位网络的拓扑图，其中在所述无线定位网络中固定锚节点集合，确定待定位的目标节点集合，并且均匀选取训练样本节点集合；以均方根误差RMSE为定位精度度量，基于深度强化学习来训练资源优化调度模型以得到针对所述样本节点集合中的每个样本节点的最优资源分配方案，其中根据所述RMSE最小化来设置奖励以指导所述锚节点集合选择不同等级资源；以及基于所述目标节点集合所处的网络环境来获取针对所述目标节点集合的资源分配方案。

技术领域

本发明涉及无线通信技术，更具体地，涉及一种无线定位网络资源优化调度方法。

背景技术

设计定位网络的目的往往是最大化定位网络的精度，除了传统的增加定位参考节点投放，定位节点之间传送信号携带的信息量同样影响无线定位网络的精度。由于搭建实际定位网络常受到资金限制以及系统模型简化应用的要求，那么资源受限的系统提升精度的关键点就在于优化功率带宽等资源的分配。

以时钟同步的到达时间(Time of Arrival，TOA)测距技术为基础，非协作式定位网络以及协作式定位网络的定位精度下限：直接位置误差下界(Direct Position ErrorLower Bound,DRLB)和克拉美罗下界(Cramer Rao Lower Bound,CRLB)已被推导出，现阶段已有大量以定位精度下界为性能指标进行无线定位网络资源分配的研究(如参见[1]ShenY,Wymeersch H,Win M Z.Fundamental Limits of Wideband Localization—Part II:Cooperative Networks[J].2010,56(10):4981-5000)。定位网络资源分配领域很多研究都着眼于纯功率因素，部分研究考虑到带宽也是影响无线定位网络定位准确性的要素之一，采取单项资源优化调度的方式，验证了纯带宽优化可以获得比纯功率优化更好的定位精度，这也与CRLB的表达式形式相契合(如参见[2]Garcia N,Haimovich A M,Coulon M,etal.Resource Allocation in MIMO Radar With Multiple Targets for Non-CoherentLocalization[J].IEEE Transactions on Signal Processing,2013,62(10):2656-2666)。

目前基于无线定位网络资源分配的研究都是针对CRLB进行资源优化分配，即从闭合形式的理论下限出发。然而定位网络CRLB常常难以取到，特别是在低信噪比(Signal-Noise Ratio，SNR)情况下，直接以CRLB为性能指标进行资源优化分配会造成较大误差，仅具备一定的理论指导意义。以更具实际意义的定位算法的均方根误差(Root Mean SquareError，RMSE)为性能指标来进行资源优化分配的研究很匮乏。另外，由于均方根误差非闭合形式的特殊性，非参数的优化方式求解也是具有挑战性的。

另外，在对非参数的优化方式求解时，状态动作空间维度会随着目标节点数量增多呈指数增长，而计算机内存通常是有限的，故可能存在无法遍历整体空间的问题,同时也会带来巨大的时间消耗。另外，一旦无线定位网络拓扑发生改变，原训练模型无法应用，重新训练会带来巨大的时间消耗。

因此，为了提升资源受限的无线定位网络精度，延长无线定位节点使用寿命，期望提供一种改进的无线定位网络资源优化调度方法。

发明内容

提供本发明内容以便以简化形式介绍将在以下具体实施方式中进一步的描述一些概念。本发明内容并非旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。