【技术实现步骤摘要】
一种高斯混合噪声环境下的RSSD定位方法
[0001]本专利技术涉及无线传感定位
,尤其是涉及一种高斯混合噪声环境下的RSSD定位方法。
技术介绍
[0002]在环境监测、军事安全和海上救援等应用中,无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)中的定位显得尤为重要,主要是利用具有已知位置的空间分布传感器,以获得测量值,包括:接收信号强度(received signal strength,RSS)、接收信号强度差(received signal strength difference,RSSD)、到达角(angle of arrival,AOA)、到达时间(time of arrival,TOA)、到达时间差(time difference of arrival,TDOA)或这些的组合,由此来定位目标节点。然而,基于TOA和TDOA的定位依赖于精确的时钟同步,而基于AOA的定位则依赖于精确的天线阵列,相比之下,RSS和RSSD方案由于其低复杂性和低成本而更具有吸引力。
[0003]目前,大多数基于RSS的估计技术需要已知的发射功率(known transmit power,KTP),通常情况下这是不现实的。因此,现有技术针对未知发射功率的情况提出了以下方案:
[0004]一种是基于矩阵分解的最小
‑
最大策略,被设计来提供良好的定位精度;
[0005]一种是基于最小二乘相对误差的算法,用于提高定位性能,并利用半定松弛来解决非凸问题。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高斯混合噪声环境下的RSSD定位方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、获取锚节点采集的RSS测量值,并计算得到RSSD值;S2、构造基于RSSD的非凸最大似然问题,并基于反向学习和混沌图,获得多样化种群;S3、采用自适应变异策略进行全局搜索,通过交叉处理、异常值处理,最终选择得到最优个体,以作为目标节点的定位信息估计。2.根据权利要求1所述的一种高斯混合噪声环境下的RSSD定位方法,其特征在于,所述步骤S1具体是从维度为M
d
的WSN中获取锚节点的RSS测量值,通过计算差值得到多个RSSD值,所述WSN中包括N个已知位置的锚节点以及一个未知位置的目标节点:为未知的目标节点,为未知的目标节点,N>3为已知的锚节点位置,其中,(
·
)
T
为转置。3.根据权利要求2所述的一种高斯混合噪声环境下的RSSD定位方法,其特征在于,所述步骤S2具体包括以下步骤:S21、根据目标节点与锚节点之间的距离,确定锚节点的接收信号功率,结合高斯混合模型,得到目标节点的ML估计表达式;S22、基于混沌变量,利用逻辑图生成种群个体,并得到反向向量,由此获得多样化种群。4.根据权利要求3所述的一种高斯混合噪声环境下的RSSD定位方法,其特征在于,所述步骤S21的具体过程为:目标节点与锚节点i的距离为:锚节点i处的接收信号功率P
i
为:其中,S0为参考距离d0=1m的路径损耗,P
t
为发射功率,γ为设定范围内的路径损耗指数;设定P
i
服从对数正态分布,即有:其中,n
i
是由高斯噪声和扰动噪声组成的混合噪声,混合噪声概率密度函数PDF为高斯混合模型:Ψ(n)=(1
‑
ω)Ψ
G
(n)+ωΨ
P
(n)其中,ω∈[0,1]为污染率,Ψ
G
(n)和Ψ
P
(n)是独立的随机变量,分别为高斯噪声概率密度函数和扰动噪声概率密度函数,第i个和第j个传感器之间的RSSD为:
以传感器j为参考节点,矩阵的n
ij
的条件PDF表示为:其中,最大化上式中PDF,得到θ的ML估计为:将传感器1作为参考节点,则解空间定义为其中,d
m
和u
m
分别为下限和上限。5.根据权利要求4所述的一种高斯混合噪声环境下的RSSD定位方法,其特征在于,所述高斯噪声的概率密度函数...
【专利技术属性】
技术研发人员:吴华锋,张媛媛,王维军,梁立年,
申请(专利权)人:上海海事大学,
类型:发明
国别省市:
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