基于随机分布节点的超密集网络定位技术研究

来源 :电子科技大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:mingtiandetianming
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,无线定位作为一种重要的公共安全特征,已被广泛地应用于工农业、医疗甚至国防等领域。随着网络设备数量的飞速增长,第五代超密集网络(Ultra-Dense Networks,UDN)系统中关于盲节点的定位问题越来越备受关注,同时节点的密集性和随机性对于定位精度的影响也越来越大。因此在UDN下如何利用节点的分布特性,获得高精度且低成本的定位算法成为了当今研究的热点。针对UDN中的定位问题,本文分别基于测距和非测距定位技术,对节点随机分布下的定位系统展开研究,主要工作包括:(1)基于测距定位技术,首次将参考节点的二维高斯随机分布特性和基于到达时间(Time of Arrival,TOA)的测距特性作为先验信息,推导了基于该先验条件下的克拉美罗下界(Cramér-Rao Lower Bound,CRLB)。理论分析表明,参考节点服从随机分布下的CRLB小于参考节点服从固定分布下的平均CRLB。此外,基于极大似然估计(Maximum Likelihood Estimate,MLE)提出了三种定位算法,包括迭代法、闭式解法和混合定位算法。迭代法可在足够大的参考节点下获得良好的性能,但在较差的几何精度因子或少量的参考节点下可能导致迭代发散,使得定位性能下降。闭式解法具有收敛性,但理论方差相较于迭代法更大。因此,又提出了一种将迭代法与闭式解法相结合的混合定位算法,其核心是将迭代法的高定位精度和闭式解法的收敛性优势进行整合折衷。仿真结果表明,提出的CRLB比传统的CRLB要低15.85%,提出的闭式解法和混合定位算法的定位精度相较于传统的闭式解法分别提高20.65%和24.22%。进一步表明相较于传统的基于测距定位方法,本文提出的算法具有更好的定位性能,并能够渐近地达到CRLB。(2)基于非测距定位技术,首次将参考节点的二维高斯随机分布特性和节点间的连通性特性作为先验信息,推导了基于该先验条件下的CRLB。并且首次推导了在任意节点分布下质心定位(Centroid Location,CL)算法的理论方差,与现有的只推导了均匀节点分布下CL的理论方差相比,本文提出的理论方差可用来评估任意节点分布下CL的性能。此外,提出了一种基于MLE的迭代混合法来提高定位精度,该算法结合了迭代法和CL算法,有效地利用了节点空间分布的先验信息和连通性特性。仿真结果表明,基于非测距提出的迭代混合法的定位精度相较于CL算法提高2.56%,并能渐近地达到CRLB。
其他文献
区域一体化发展进程加快,长三角生态绿色一体化发展示范区的建设为苏州市吴江区等周边地区的发展带来新的历史契机。梳理吴江区在区位、文化、生态、产业等方面的优势条件,基于长三角区域一体化背景,提出吴江区发展策略,既要以上海建设全球城市为契机,积极做好协同配套,又要积极融入苏州主城区发展,助力苏州打造世界知名城市。
随着深度学习与计算机视觉技术的发展,人们已经可以利用神经网络模型实现实时人脸检测及属性分析。但现有模型对视频进行检测分析时的表现却不够稳定——视频中人物的运动,往往会使视频连续帧中同一对象的属性分析结果出现较大偏差。这种不稳定性降低了模型的预测准确率,使得其应用价值大打折扣。为提高网络模型进行视频人脸属性分析的稳定性,本文开展了以下的工作和研究:(1)基于单阶段检测框架和多任务学习的思想,设计并搭
SAR动目标检测与参数估计技术可实现动目标成像、检测及测速定位等功能,在军事、民用等方面具有重要的研究意义。然而,在SAR动目标检测方面,目前的各种检测方法,无论多通道VSAR方法还是双通道DPCA、ATI等方法,绝大多数是在正侧视模式下进行研究,极大的限制了应用范围,为此,针对斜视模式下动目标成像质量及重定位精度下降严重,多通道图像配准及相位误差补偿复杂困难,慢动杂波抑制等问题,开展了斜视模式下
室内定位技术在我们的日常生活中变得越来越重要,电子设备的小型化和便携化也使得穿戴式设备越来越普及,而且通过IMU(Inertial Measurement Unit,惯性测量单元)定位不仅成本较低,而且受外界环境影响较小,因此通过穿戴式设备来实现室内定位就成为了一个重要的发展方向。论文的主要研究内容是一套基于穿戴式IMU(穿戴于腰部)的行人室内定位系统的设计与实现:从算法到硬件,再到用于绘制轨迹的
本文从EPR佯谬出发,介绍了量子力学与经典物理理论的冲突之处。借由EPR佯谬中的核心思想,介绍了基于贝尔情景的局部隐藏变量模型的数学表征;阐述了局部隐藏变量模型的几何意义与其具体的构造方式;探讨了局部隐藏变量模型与非定域之间的联系。由此,进一步介绍了贝尔不等式(例如CHSH不等式)的数学形式与它的物理含义。其次,基于量子力学的基本假设,本文阐述了量子力学与贝尔不等式之间的联系,探讨了量子力学中对贝
固态激光雷达是一种无机械结构的新体制激光雷达,光相控阵是新型固态激光雷达的核心部件,而光相控阵的扫描电路与系统是实现激光雷达快速实时扫描的重要组成单元。本文主要开展了光相控阵表征的线下闭环校准算法、在线实时扫描策略等方面的研究,并完成了扫描电路与系统的设计与验证。论文开展了光相控阵扫描系统设计,本系统主要由系统控制模块、交互模块和同步输出模块构成。其中,系统控制模块主要负责光相控阵扫描系统的控制,
无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)视角下的目标跟踪是无人机侦查、高空拍摄、交通监控和电力巡检等任务中的关键技术。多旋翼无人机轻盈易操控,具有垂直起降、性能稳定、自由悬停等优点,可以在复杂的地形环境中执行上述任务。然而多旋翼无人机的负载和电池容量限制了嵌入式系统上允许的计算设备类型,从而严重限制了可用的计算力。另外,目标跟踪时通常需要人工标注目标初始位置,在标注过程中无
俗话说:“民以食为天”。粮食安全在国家安全中处于重要的地位,所以粮食安全中的粮食品质检测十分重要。目前,主要是通过测量粮食谷物中脂肪酸含量来作为粮食品质高低的判断依据。对于粮食中脂肪酸值的测定,我国国标采用的检测方法是化学滴定法。在大规模的粮食品质检测中,无论是人工滴定还是仪器滴定,都存在滴定终点判断困难、准确性低、效率不高、操作麻烦等一系列问题,迫切需要研制出一种更加自动高效准确的脂肪酸值测定系
连续相位调制(Continuous Phase Modulation,CPM)系统具有高频谱利用率和衡包络的优势,在现代无线通信系统中拥有巨大的应用潜力。但是目前CPM系统的接收机设计非常复杂,特别是难以实现接收信号的同步,这导致CPM系统在实际的应用中受到大量限制。为解决同步问题,本文就CPM信号的接收机同步算法进行了理论研究和算法改进。首先,本文给出了连续相位调制信号基本定义,基于基本信号模型
卫星通信能够以较低的成本获得极大的覆盖范围,能够对受到地理和政治因素制约的地面通信系统提供有效的补充。在地面通信系统逐渐发展至饱和的当下,拓展通信系统的边界,建立空天地一体化通信网络成为了通信技术发展的重要方向。卫星通信存在安全性问题,其通信信号容易被非合作方检测、截获并进行后续处理。有必要在卫星通信波形中使用安全技术以提高卫星通信的可靠性。传统卫星通信使用扩频技术,提高了安全性能,得到了广泛的应