[发明专利]一种无线协作定位网络功率分配的方法

权利要求书

1.一种无线协作定位网络功率分配的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S1、部署受干扰协作无线定位网络，该受干扰协作无线定位网络包括个目标节点，个锚节点和个干扰节点；

步骤S2、计算获得步骤S1中所有待定位目标节点位置的Fisher信息矩阵；

步骤S3、根据所得Fisher信息矩阵利用Bai and Golub方法计算出关于目标节点位置的平方定位误差；具体方法为：

假设目标节点位置的平方定位误差表示为：

其中，表示取矩阵的迹，由于没有具体的数学解析式，采用Bai and Golub方法将其近似为:

其中，；；；表示Fisher信息矩阵的阶数，即；表示矩阵的范数的平方，表示取矩阵的最小特征值；

步骤S4、以最小化为目标函数，锚节点总功率、目标节点总功率和干扰节点总功率为约束，建立关于目标节点、锚节点、干扰节点功率分配的最优化问题；

步骤S5、根据第次迭代的结果代入Fisher信息矩阵，即得到局部近似目标函数；表示受干扰协作无线定位网络中当前最优功率分配；

步骤S6、通过拉格朗日乘子法将最优化问题转化为含有简单约束的最优化问题；

步骤S7、设置迭代次数；

步骤S8、采用粒子群算法求解步骤S6的，得到当前最优功率分配；

步骤S9、设置阈值判断条件，进行迭代运算；

当迭代到小于阈值时，即当时停止迭代，并输出最优功率分配；否则，返回步骤S5。

2.根据权利要求1所述的无线协作定位网络功率分配的方法，其特征在于：所述步骤S2所有待定位目标节点位置的Fisher信息矩阵表示为：

其中，表示目标节点的位置；表示目标节点与所有锚节点通信得到的Fisher信息矩阵，表示为；表示目标节点与目标节点间通信得到的Fisher信息矩阵并且；且；

是由锚节点发射信号波形、功率决定的距离信息强度；表示是由目标节点发射信号波形、功率决定的距离信息强度；表示目标节点受到干扰的强度，与所有干扰节点总功率和干扰节点位置相关；表示目标节点受到干扰的强度；由目标节点与锚节点之间的相对角度决定；由目标节点与目标节点之间的相对角度决定。

3.根据权利要求1所述的无线协作定位网络功率分配的方法，其特征在于：所述步骤S4中建立最优化问题的具体过程为：

以最小化为目标函数，锚节点总功率、目标节点总功率和干扰节点总功率为约束，建立的最优化问题为：

其中，目标节点的发射功率范围为，所有目标节点的总功率小于；

锚节点的发射功率范围为，所有锚节点的总功率小于；

干扰节点的发射功率范围为，所有干扰节点的总功率大于。

4.根据权利要求1所述的无线协作定位网络功率分配的方法，其特征在于：所述步骤S5中的表示向量；

当迭代次数时，目标节点、锚节点和干扰节点的发射功率都采取均匀分配，即、和，这样便得到了；

当迭代次数时，取值为上一次迭代运算得到的结果；

根据第次迭代的结果，则局部近似目标函数的估算过程为：

将代入到Fisher信息矩阵中，即求得第次迭代时，、与的具体数值，分别为、与；然后表示为：

。

5.根据权利要求1所述的无线协作定位网络功率分配的方法，其特征在于：

所述步骤S6的详细问题是：

首先，将目标函数替换为其局部近似目标函数；

接着，将关于目标节点、锚节点和干扰节点总功率的约束项通过外罚函数法，提取到目标函数中，得到含有简单约束的最优化问题为：

其中，，和的取值范围均为10~100。