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Effective bias reduction methods for passive source localization using TDOA and GROA

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Science China(Information Sciences) 2013年第7期56卷 97-108页

作者： hao benjian LI Zan QI PeiHan GUAN Lei State Key Laboratory of Integrated Services Networks Xidian University

For passive source localization based on both TDOA and GROA, this paper proposes two bias reduction methods for the well-known Weighted-Least-Squares (WLS) estimator. We first derive the passive source localization bias from the two-step algebraic closed-form solution. This bias is found to be considerably larger than the Maximum Likelihood Estimator (MLE) and limits the WLS estimator's practical applications. In this paper, We develop two methods to reduce the bias. The first one called Bias-Subtraction-Method (BSM) directly subtracts the expected bias from the solution of the WLS estimator, and the second one called Bias-Reduction-Method (BRM) imposes a constraint to the equation error formulation to improve the source location estimate. The noise covariance matrix must be known exactly in calculating the expected bias in BSM, and we only need to know the structure of it in BRM. For far-field sources localization when the noise is Gaussian and not too large, both of the two proposed methods can reduce the localization bias effectively and achieve the Cramér-Rao Lower Bound (CRLB) performance very well, and the BRM almost has the same performance as the MLE estimator. Simulations corroborate the performance of the two proposed methods.

关键词： source localization bias reduction Time Differences of Arrival (TDOA) Gain Ratios of Arrival (GROA) Cramér-Rao Lower Bound (CRLB)

Cognitive Frequency Hopping Sequences

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Chinese Journal of Electronics 2016年第1期25卷 185-191页

作者： GUAN Lei LI Zan hao benjian SI Jiangbo NING Ben State Key Laboratory of Integrated Service Networks School of Telecommunications EngineeringXidian University

Since the immutable conventional Frequency hopping(FH) sequence cannot keep high FH communication reliability in complex electromagnetic environment, we propose an algorithm that can generate high-performance Cognitive frequency hopping sequence(CFHS) for Cognitive frequency hopping(CFH) *** employing the pseudo-random perturbation mapping,the CFHS is generated by remapping the block cipher FH sequence with the adaptive frequency slot number and frequency gap. The CFHS inherits the great integrated performance and its parameters could change with the electromagnetic environment. The statistics properties of Markov and uniformity are analyzed based on the Markov process theory and probability theory. Simulation results show that CFHS outperforms the widely-used FH sequences on the performance of uniformity, randomness, Hamming correlation, complexity and sensitivity. The proposed CFHS could be extensively applied in high reliable CFH system.

关键词： Cognitive frequency hopping(CFH) Cognitive frequency hopping sequences(CFHS) Adaptive frequency slots number Adaptive wide gap

How to Select the Best Sensors for TDOA and TDOA/AOA Localization?

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China Communications 2019年第2期16卷 134-145页

作者： Yue Zhao Zan Li benjian hao Pengwu Wan Linlin Wang State Key Laboratory of Integrated Service Networks Xidian University Collaborative Innovation Center of Information Sensing and Understanding

This paper focuses on the sensor subset optimization problem in time difference of arrival(TDOA) passive localization scenario. We seek for the best sensor combination by formulating a non-convex optimization problem, which is to minimize the trace of covariance matrix of localization error under the condition that the number of selected sensors is given. The accuracy metric is described by the localization error covariance matrix of classical closed-form solution, which is introduced to convert the TDOA nonlinear equations into pseudo linear equations. The non-convex optimization problem is relaxed to a standard semi-definite program(SDP) and efficiently solved in a short time. In addition, we extend the sensor selection method to a mixed TDOA and angle of arrival(AOA) localization scenario with the presence of sensor position errors. Simulation results validate that the performance of the proposed sensor selection method is very close to the exhaustive search method.

关键词： sensor selection localization TDOA/AOA non-convex convex relaxation

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面向TDOA被动定位的定位节点选择方法

电子与信息学报 2019年第2期41卷 462-468页

作者：郝本建王林林李赞赵越西安电子科技大学ISN国家重点实验室西安710071

该文主要研究一种面向到达时间差(TDOA)被动定位的定位节点选择方法。首先,通过经典的闭式解析算法将TDOA非线性方程转化为伪线性方程,并使用位置误差的协方差矩阵来度量定位精度。其次,在可用节点数量给定的条件下,在数学上将定位节点... 详细信息

该文主要研究一种面向到达时间差(TDOA)被动定位的定位节点选择方法。首先,通过经典的闭式解析算法将TDOA非线性方程转化为伪线性方程,并使用位置误差的协方差矩阵来度量定位精度。其次,在可用节点数量给定的条件下,在数学上将定位节点选择问题转化为最小化位置误差协方差矩阵的迹这一非凸优化问题。然后,将非凸优化问题凸松弛并化为半正定规划问题,从而快速有效地求解出最优的定位节点组合。仿真结果表明,所提节点优选方法的性能非常接近穷尽搜索方法,而且克服了穷尽搜索方法运算复杂度高、时效性差的不足,从而验证了所提方法的有效性。

关键词：到达时间差被动定位节点优选

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面向多源时差定位的鲁棒节点部署算法

西安电子科技大学学报（自然科学版） 2022年第6期49卷 15-22,163页

作者：赵越李赞李冰路晓菊郝本建西安电子科技大学通信工程学院陕西西安 710071 中国人民解放军31007部队北京100000 中国人民解放军69036部队新疆维吾尔自治区乌鲁木齐830000

在基于到达时间差(TDOA)参数实现信号源定位的频谱监测网络中,各节点形成的空间几何构型决定了对于信号源的空间分辨率,继而影响信号源的定位精度.针对固定式与机动式节点共存的多源定位场景,研究存在信号源位置不确定区域、到达时间差... 详细信息

在基于到达时间差(TDOA)参数实现信号源定位的频谱监测网络中,各节点形成的空间几何构型决定了对于信号源的空间分辨率,继而影响信号源的定位精度.针对固定式与机动式节点共存的多源定位场景,研究存在信号源位置不确定区域、到达时间差测量误差不确定区间时,鲁棒的机动式节点部署算法.首先构建固定式与机动式共存的多源时差定位场景,然后提出加权平均最差克拉美罗界(WAW-CRLB)作为存在多种不确定性时定位网络对于信号源定位精度的鲁棒数学表征;其次构建以加权平均最差克拉美罗界为目标函数、机动式节点的空间位置为决策变量的非凸优化问题,并利用遗传算法进行求解.仿真结果验证了存在多种不确定性时,所提鲁棒节点部署算法对比两种基准算法的性能优势,还验证了机动式节点个数增加时对定位精度的提升作用.

关键词：频谱监测时差定位节点部署鲁棒优化遗传算法

来源：博看期刊评论

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侦察雷达天线扫描周期对抗估计方法

西安电子科技大学学报 2018年第4期45卷 161-165,180页

作者：马骁张海林郝本建万鹏武西安电子科技大学通信工程学院陕西西安710071

针对传统侦察雷达天线扫描周期估计方法精度不足的问题,提出一种基于单架旋翼无人机对多普勒雷达天线扫描周期精确估计的新方法.通过对无人机所接收雷达脉冲信号的处理,采用范数逼近的方式,分别用拟合平均法和平均拟合法在接收端有效地... 详细信息

针对传统侦察雷达天线扫描周期估计方法精度不足的问题,提出一种基于单架旋翼无人机对多普勒雷达天线扫描周期精确估计的新方法.通过对无人机所接收雷达脉冲信号的处理,采用范数逼近的方式,分别用拟合平均法和平均拟合法在接收端有效地重构出雷达天线的主瓣波束方向图,并以此为基础精确估计目标雷达天线的扫描周期参数.仿真实验以实战雷达作为目标源,验证了所提方法的有效性和鲁棒性.结果表明,当接收信噪比较高时,平均拟合法可更好地接近甚至达到克拉美罗下界性能.

关键词：侦察雷达扫描周期无人机主瓣波束方向图

基于粒子群优化与SVR-ADLA算法的MIMO系统识别研究

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高技术通讯 2015年第1期25卷 24-30页

作者：杨发权李赞郝本建樊耘佛山科学技术学院电子与信息工程学院佛山528000 西安电子科技大学综合业务网理论及关键技术国家重点实验室西安710071

针对现有基于径向基函数(RBF)网络对多输入多输出(MIMO)系统识别中存在收敛速度慢、系统识别稳定性不高的问题,提出了一种新的MIMO系统识别方法:采用支持向量回归(SVR)算法建立RBF网络初始化结构,确定初始化网络参数;采用退火动力学习(A... 详细信息

针对现有基于径向基函数(RBF)网络对多输入多输出(MIMO)系统识别中存在收敛速度慢、系统识别稳定性不高的问题,提出了一种新的MIMO系统识别方法:采用支持向量回归(SVR)算法建立RBF网络初始化结构,确定初始化网络参数;采用退火动力学习(ADL)算法对系统识别网络进行训练,在训练过程中采用粒子群优化(PSO)迭代算法选出最佳学习率组合,使识别网络实现对MIMO系统的识别。对一个两输入输出系统进行了识别仿真,仿真结果表明,用该识别方法重建的识别系统性能优于目前RBF网络参数优化过程中常用的最小平方算法或梯度下降法算法。RBF网络识别系统易于实现,在MIMO系统识别中具有广泛的应用前景。

关键词：多输入多输出(MIMO)系统识别径向基函数(RBF)网络支持向量回归(SVR) 退火动力学习(ADL) 粒子群优化(PSO)

一种N维数据块正交调制及其解调识别方法的研究

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中山大学学报（自然科学版） 2012年第3期51卷 18-22页

作者：杨发权李赞罗中良李红艳赫本建高锐西安电子科技大学综合业务网理论及关键技术国家重点实验室陕西西安710071 佛山科技学院电子与信息工程学院广东佛山528000 惠州学院电子科学系广东惠州516007

提出一种N维数据块正交调制方法并对其调制解调识别方法进行研究。研究基于普通正交调制识别基础上,从接收信号聚类样品中提取基本特征矢量以估计数据块信号参数实现数据块解调,通过矩阵转换实现信号调制方式的识别,在高斯白噪声信道条... 详细信息

提出一种N维数据块正交调制方法并对其调制解调识别方法进行研究。研究基于普通正交调制识别基础上,从接收信号聚类样品中提取基本特征矢量以估计数据块信号参数实现数据块解调,通过矩阵转换实现信号调制方式的识别,在高斯白噪声信道条件下访真结果表明该方法对N维数据块正交调制信号具有较好的识别性能。

关键词： N维数据块正交调制聚累样品解调识别

三维可视化技术辅助肝细胞癌消融治疗有效性及安全性的Meta分析

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临床肝胆病杂志 2024年第7期40卷 1397-1403页

作者：李开富唐永成唐浩张玺高本见罗德苏松李波杨小李西南医科大学附属医院普通外科(肝胆胰外科) 四川泸州646000 西南医科大学附属医院四川省院士(专家)工作站代谢性肝胆胰疾病泸州市重点实验室四川泸州646000

目的系统性评价三维可视化技术辅助肝细胞癌消融治疗的有效性和安全性。方法本研究根据PRISMA指南完成,PROSPERO注册号:CRD42023488398。计算机检索PubMed、Embase、Web of Science、Cochrane Library、中国知网数据库、万方数据库、维... 详细信息

目的系统性评价三维可视化技术辅助肝细胞癌消融治疗的有效性和安全性。方法本研究根据PRISMA指南完成,PROSPERO注册号:CRD42023488398。计算机检索PubMed、Embase、Web of Science、Cochrane Library、中国知网数据库、万方数据库、维普数据库和中国生物医学文献数据库中公开发表的有关三维可视化技术辅助肝细胞癌消融治疗的所有中、英文文献,检索时间为自建库至2023年3月。对纳入的研究进行质量评价和数据提取后,采用RevMan 5.4软件进行Meta分析。结果最终纳入11篇文献,共972例患者,其中447例采用三维可视化技术辅助消融(3D组),525例采用常规二维影像技术辅助消融(2D组)。Meta分析结果显示,3D组首次治疗成功率(OR=5.43,95%CI:2.64~11.18,P0.05)。结论三维可视化技术辅助肝细胞癌消融治疗安全可行,可以提高消融率,并降低严重并发症发生率、局部复发率及局部肿瘤进展率,在临床中有重要应用价值。

关键词：癌肝细胞消融技术成像三维 Meta分析

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