一种采用无线能量收集的定位追踪系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及移动定位技术领域，公开了一种采用无线能量收集的定位追踪系统及方法，该系统包括能量发射装置、无源锚节点和追踪目标；所述能量发射装置发送无线能量至无源锚节点；所述无源锚节点将接收到的无线能量信号作为供电电源，形成测距信号并发送至追踪目标；所述测距信号中包括无源锚节点的编号、位置信息和发送功率；所述追踪目标根据所述测距信号进行定位，并得到其与无源锚节点之间的距离。本发明专利技术采用无线能量传输的方式进行供电，保证系统能够长时间进行工作，并解决其中的功率分配问题，以达到系统最优的定位精度和最小功率。

A location tracking system and method using wireless energy collection

【技术实现步骤摘要】
一种采用无线能量收集的定位追踪系统及方法
本专利技术涉及移动定位
，更具体的说，特别涉及一种采用无线能量收集的定位追踪系统及方法。
技术介绍
基于位置的服务(LBS)是无线网络的一个重要应用，如跟踪仓库中的货物、医院中的医疗保健和救生任务的救援工作。在当前移动定位系统中，物联网定位系统因其可以广泛部署，尤其是在GPS信号无法到达的室内、山洞、丛林、工厂等地方，获得了广泛的应用。由于其无法穿透障碍物探测，与全球定位系统(GPS)相比，物联网定位系统在恶劣环境中最受欢迎，如建筑物、城市峡谷、树冠下或洞穴中。物联网系统具有规模大、实施速度快、成本效益高、定位精度高、测距技术简单等优点。传统上，基于无线网络的定位系统是能量受限的，例如传感器网络，由固定电池供电，使用寿命有限。为了延长使用寿命，必须更换或重新充电电池，这可能会造成不便、昂贵或危险。另一种解决方案是从环境中获取能量，因为它可能为无线网络或物联网设备提供无限的电源。特别是，通过周围辐射的无线电信号作为无线能量收集的新来源。使用射频(RF)信号为设备供电，这些设备甚至可以在没有电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采用无线能量收集的定位追踪系统，其特征在于：该系统包括能量发射装置、无源锚节点和追踪目标；/n所述能量发射装置发送无线能量信号至无源锚节点；/n所述无源锚节点将接收到的无线能量信号作为供电电源，形成测距信号并发送至追踪目标；/n所述追踪目标根据所述测距信号进行定位，并得到其与无源锚节点之间的距离。/n

【技术特征摘要】
1.一种采用无线能量收集的定位追踪系统，其特征在于：该系统包括能量发射装置、无源锚节点和追踪目标；
所述能量发射装置发送无线能量信号至无源锚节点；
所述无源锚节点将接收到的无线能量信号作为供电电源，形成测距信号并发送至追踪目标；
所述追踪目标根据所述测距信号进行定位，并得到其与无源锚节点之间的距离。


2.根据权利要求1所述的采用无线能量收集的定位追踪系统，其特征在于：所述能量发射装置设含有K个天线，并形成相互正交的信号向量x＝[x1,…,xK]T，T表示转置；其中每个信号的功率为其中k指代第k个天线，k的取值为1～K，则信号的功率向量rx＝[rx1,…,rxK]T。


3.根据权利要求2所述的采用无线能量收集的定位追踪系统，其特征在于：所述无源锚节点设有N个，从能量发射装置到无源锚节点的信道矩阵为G＝[g,…,gN]T，其中每个元素gN＝[G]kn表示从第k个天线到第n个无源锚节点的信道衰减系数，n的取值为1～N，则信道衰减系数向量为gn＝[g1n,…,gkn]；得到定义信道增益为gkn的均方，信道增益向量


4.根据权利要求3所述的采用无线能量收集的定位追踪系统，其特征在于：采用克拉美罗下届作为系统定位精度的衡量标准，其中克拉美罗下届是费希尔矩阵的逆矩阵；根据所述信号的功率向量rx和信道增益向量构建费希尔矩阵，具体表示为公式(1)：



其中，为方向角矩阵，φ为第n个无源锚节点到达追踪目标的方向角，为背景噪声的方差；dn为追踪目标到无源锚节点之间的距离，2β为信号传播的衰减因子。


5.根据权利要求4所述的采用无线能量收集的定位追踪系统，其特征在于：在给定信号功率的条件下，根据公式(1)构建半正定规划问题提升系统的定位精度，得到公式(2)：

【专利技术属性】
技术研发人员：赵毓斌，李晓帆，须成忠，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44