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基于到达时间和到达角度的室内联合定位算法

激光与光电子学进展 2019年第22期56卷 195-201页

作者：杨超超陈建辉刘德亮郭希维方正 I陆军工程大学石家庄校区导弹工程系河北石家庄050003 河北交通职业技术学院电气与信息工程系河北石家庄050035

针对室内复杂环境中无线信号在非视距传播时造成的定位精度低的问题,提出一种门限比较加权法(TCW)-Taylor级数展开的联合定位算法。首先通过卡尔曼滤波器实时消除信号到达时间(TOA)测量值中的非视距误差,然后然后在平滑过的TOA值和含测... 详细信息

针对室内复杂环境中无线信号在非视距传播时造成的定位精度低的问题,提出一种门限比较加权法(TCW)-Taylor级数展开的联合定位算法。首先通过卡尔曼滤波器实时消除信号到达时间(TOA)测量值中的非视距误差,然后然后在平滑过的TOA值和含测量噪声的信号到达角度(AOA)确定的定位区域内利用TCW计算目标节点的位置,将计算结果作为Taylor级数展开的初值,最后通过迭代求解实现第二次精细定位。仿真实验结果表明,与传统的全质心-Taylor级数展开定位算法和基于最小二乘法的TOA/AOA混合定位算法相比,增加AOA约束条件和对不同的位置点赋予不同的动态权值定位,可以使初始定位结果更加准确,更加接近克拉默-拉奥下界。

关键词：遥感室内定位到达时间到达角度卡尔曼滤波混合定位

基于接收信号强度和到达角度的WSN定位算法研究

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信息技术与信息化 2023年第7期 51-54页

作者：蔡杰锋闽南理工学院信息管理学院福建石狮362700

近年来,随着互联网的发展,使得基于位置的服务(location based services,LBS)成为现代商业发展的关键技术。获得目标的位置信息是无线传感器网络中迫切需要解决的一个问题。基于接收信号强度和到达角度的定位方法是两个经典的定位方法,... 详细信息

近年来,随着互联网的发展,使得基于位置的服务(location based services,LBS)成为现代商业发展的关键技术。获得目标的位置信息是无线传感器网络中迫切需要解决的一个问题。基于接收信号强度和到达角度的定位方法是两个经典的定位方法,单页存在一定的局限性。文中将两种定位方法混合,研究无线传感器网络中在3D场景下基于两种方法的混合目标定位方法。针对发射功率已知的情况下,将AoA(angle of arrival,AOA)测量转化为范数形式,基于加权最小二乘准则,提出了RSOA(received signal of arrival, RSOA)算法,通过MATLAB仿真,与WLS(weighted least squares,WLS)、GTRS(generalized trust region subproblem,GTRS)算法进行对比,随着锚节点数量N的增加三种方法差距增大,文中提出的方法 RSOA在噪声较大和锚节点数量较少时性能最优。

关键词： WSN 定位算法接收信号强度到达角度 RMSE

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漏斗状几何信道模型及其角度参数分析

华中科技大学学报（自然科学版） 2018年第10期46卷 80-85页

作者：朱慧娟周杰邵根富邹士娇南京信息工程大学电子与信息工程学院江苏南京210044 杭州电子科技大学自动化学院浙江杭州310018

针对移动台（MS）处散射体分布发生突变的室外宏小区移动通信环境,在三维空间域中建立和分析漏斗状空间信道模型.将基站（BS）和移动台看作分布在一条直线上的两点,分别以其为坐标原点建立笛卡尔坐标系.考虑移动台处散射体分布空间不同... 详细信息

针对移动台（MS）处散射体分布发生突变的室外宏小区移动通信环境,在三维空间域中建立和分析漏斗状空间信道模型.将基站（BS）和移动台看作分布在一条直线上的两点,分别以其为坐标原点建立笛卡尔坐标系.考虑移动台处散射体分布空间不同大小的情况下,着重推导波达信号角度参数的概率密度和环阵列（UCA）多入多出（MIMO）多天线阵列信道容量的表达式,阐明波达信号角度参数与信道系统容量的影响机理.分析结果与半球体信道模型的多入多出多天线阵列的环阵列相比较,结果表明漏斗状空间信道模型在多天线阵列环阵列下的信道容量对方位扩展角变化的敏感度高于半球体信道模型.

关键词：波达信号到达角度概率密度函数多入多出多天线信道容量

基于改进的统计信道模型与多天线系统性能分析

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物理学报 2014年第14期63卷 108-117页

作者：周杰江浩菊池久和邵根富南京信息工程大学气象探测与信息处理重点实验室南京210044 日本国立新泻大学工学部电气电子工学科杭州电子科技大学自动化学院杭州310018

为提高电磁信号的到达角度以及多普勒效应等信道参数估计的准确性,在散射体非均匀分布下引入了散射概率和有效散射体两个物理概念,提出一种合理的改进型空间信道模型,该模型能准确地描述宏小区(macrocell)和微小区(microcell)等各种移... 详细信息

为提高电磁信号的到达角度以及多普勒效应等信道参数估计的准确性,在散射体非均匀分布下引入了散射概率和有效散射体两个物理概念,提出一种合理的改进型空间信道模型,该模型能准确地描述宏小区(macrocell)和微小区(microcell)等各种移动通信环境下的重要空时信道参数,并应用于多入多出系统(multiple input multiple output,MIMO)信道性能仿真中.数值仿真结果与早期多径衰落信道模型对比,表明本模型的信道参数估计结果符合理论和经验,拓展了空间统计信道模型的研究和应用,对评估多天线MIMO系统空时处理算法和仿真无线通信系统提供有力的工具.

关键词：到达角度多普勒效应散射概率有效散射体

基于三维空间域移动通信统计信道的多普勒效应

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物理学报 2014年第4期63卷 385-394页

作者：江浩周杰菊池久和邵根富南京信息工程大学气象探测与信息处理重点实验室南京210044 日本国立新泻大学工学部新泻950-2181 杭州电子科技大学自动化学院杭州310018

针对散射体均匀分布以及三维空间域(3 dimension,3D)移动通信环境,提出了3D空间统计信道模型.对在指向性天线覆盖下的室内微小区移动通信环境,模型能够估计多径衰落信道的重要空时信道参数,如波达信号在水平面以及垂直面的信号到达角度(... 详细信息

针对散射体均匀分布以及三维空间域(3 dimension,3D)移动通信环境,提出了3D空间统计信道模型.对在指向性天线覆盖下的室内微小区移动通信环境,模型能够估计多径衰落信道的重要空时信道参数,如波达信号在水平面以及垂直面的信号到达角度(angle of arrival,AOA)以及多普勒效应(Doppler spectra,DS)等.移动台(mobile station,MS)的移动特性会使接收信号产生多普勒效应,根据运动的相对性理论,基站(base station,BS)也会有相对运动,因此也会有多普勒效应产生.本文引入控制变量法导出三维空间域在MS以及BS端的多普勒效应,数值仿真结果与室外3D多径衰落信道对比表明,本模型的信道参数估计结果符合理论和经验,扩展了3D空间统计信道模型的研究和应用.

关键词：均匀分布 3D空间统计信道模型到达角度多普勒效应

一种简单有效的TDOA-FDOA-AOA目标定位闭式解

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西安电子科技大学学报 2018年第2期45卷 171-175,180页

作者：邓兵孙正波杨乐盲信号处理重点实验室四川成都610041 江南大学物联网工程学院江苏无锡214122

针对TDOA-FDOA-AOA联合定位中目标状态求解这一难题,提出了一种简单有效的闭式求解算法.首先根据几何关系,通过测量值变换,将与目标位置、速度高度非线性的时差、频差、角度测量方程转换为关于目标状态的线性函数,再利用加权最小二乘估... 详细信息

针对TDOA-FDOA-AOA联合定位中目标状态求解这一难题,提出了一种简单有效的闭式求解算法.首先根据几何关系,通过测量值变换,将与目标位置、速度高度非线性的时差、频差、角度测量方程转换为关于目标状态的线性函数,再利用加权最小二乘估计求得目标状态估计.性能分析及仿真结果证明了所提算法具有较好的定位性能.

关键词：无源定位到达时间差到达频率差到达角度克拉美罗界

基于DOA-TDOA-FDOA的单站无源相干定位代数解

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电子与信息学报 2021年第3期43卷 735-744页

作者：黄东华赵勇胜赵拥军储美娟中国人民解放军战略支援部队信息工程大学郑州450001

针对利用单站接收多个外辐射源信号实现目标定位的问题,该文提出一种基于两步加权最小二乘的到达角度(DOA)、时差(TDOA)和频差(FDOA)联合定位代数解算法。首先,在第1步加权最小二乘估计中,通过引入辅助参数,将非线性的角度、时差和频差... 详细信息

针对利用单站接收多个外辐射源信号实现目标定位的问题,该文提出一种基于两步加权最小二乘的到达角度(DOA)、时差(TDOA)和频差(FDOA)联合定位代数解算法。首先,在第1步加权最小二乘估计中,通过引入辅助参数,将非线性的角度、时差和频差方程转化为伪线性形式,并利用加权最小二乘得到目标位置和速度的粗估计;而后在第2步加权最小二乘估计中利用辅助参数和目标位置参数之间的约束关系来构造另外一组线性方程,并再次利用加权最小二乘得到目标位置和速度的精确估计。推导了联合角度、时差和频差定位的克拉美罗界。理论分析和仿真结果表明,算法在观测误差较小时的定位误差可以达到克拉美罗界。

关键词：无源相干定位到达角度到达时差到达频差两步加权最小二乘

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基于三维空间域模型的上行链路信道估计

哈尔滨工程大学学报 2015年第8期36卷 1153-1158页

作者：周杰曹志钢菊池久和南京信息工程大学电子与信息工程学院南京210044 日本国立新泻大学电气电子工学科

为了研究信号在三维空间域信道模型中的统计特性,建立一种三维空间域统计信道模型,此模型适用于移动台(MS)周围散射体不存在情况下的通信环境。先假设发射信号基站(BS)周围的散射体分布服从均匀分布,然后给出了上行链路到达角度(AOA)和... 详细信息

为了研究信号在三维空间域信道模型中的统计特性,建立一种三维空间域统计信道模型,此模型适用于移动台(MS)周围散射体不存在情况下的通信环境。先假设发射信号基站(BS)周围的散射体分布服从均匀分布,然后给出了上行链路到达角度(AOA)和到达时间(TOA)概率分布的分析算法。同时,利用多普勒累积函数分布,推导出三维空间域下的多普勒频移(DS)概率分布。理论分析和仿真结果表明,与已有的二维和三维模型对比,本模型的上行链路信道参数估计更加适用于各种移动通信环境,对空间统计信道模型的研究和应用提供了有效的支持与拓展。

关键词：三维空间信道模型上行链路信道估计到达角度到达时间多普勒频移

基于改进ShuffleNet V2的室内可见光指纹定位算法

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中国激光 2024年第13期51卷 191-203页

作者：曲佳王旭东吴楠大连海事大学信息科学技术学院辽宁大连116026

为增强室内可见光定位系统准确性及实时性,提出了基于改进ShuffleNet V2神经网络的可见光指纹定位算法。该算法使用参考节点的接收信号强度和到达角度作为联合指纹特征,并使用接收器坐标作为训练标签来创建指纹数据库。通过消融实验,改... 详细信息

为增强室内可见光定位系统准确性及实时性,提出了基于改进ShuffleNet V2神经网络的可见光指纹定位算法。该算法使用参考节点的接收信号强度和到达角度作为联合指纹特征,并使用接收器坐标作为训练标签来创建指纹数据库。通过消融实验,改进了ShuffleNet V2网络结构,将指纹数据库引入改进ShuffleNet V2网络训练,实现不同数据通道之间的信息交流,提高了神经网络的特征提取能力。为比较和分析其他多种可见光室内定位算法的性能,体现所提算法的技术优势,进行了仿真实验,在室内5 m×5 m×3 m的定位场景下,提出的定位算法平均定位时间为174 ms,平均定位误差为2.30 cm,同时针对室内不同高度的定位精度也达到厘米级。

关键词：光通信室内可见光定位 ShuffleNet V2网络指纹定位接收信号强度到达角度