现有无源定位闭式算法均考虑视距(Line of Sight,LOS)环境,无法直接应用于存在遮挡的城市环境低空无人机目标定位等场景,同时,非视距(Non-Line of Sight,NLOS)优化定位算法计算效率较低。针对这些问题,本文开展中继辅助下的单站目标定...现有无源定位闭式算法均考虑视距(Line of Sight,LOS)环境,无法直接应用于存在遮挡的城市环境低空无人机目标定位等场景,同时,非视距(Non-Line of Sight,NLOS)优化定位算法计算效率较低。针对这些问题,本文开展中继辅助下的单站目标定位研究,通过引入中继收发器对目标信号进行转发,构造两条路径从而规避遮挡问题,同时考虑中继和观测站位置存在随机误差,提出了一种闭式算法来确定未知目标位置。该算法分为3个步骤:首先利用校准目标-中继收发器-观测站这一路径的额外信息,修正中继和观测站位置;随后基于未知目标-中继收发器-观测站获取的观测信息,通过引入额外变量的方式构建伪线性方程,利用加权最小二乘技术给出目标位置粗略估计;最后进一步挖掘目标位置与额外变量的非线性关系,再次构建矩阵方程并给出目标位置最终估计解。经过理论剖析与仿真验证,所提出的算法在可接受的测量误差和观测站点位置误差范围内,能够逼近克拉美罗下界(Cramer-Rao Lower Bound,CRLB)。展开更多
本文设计了一个多输入单输出(Multiple-Input Single-Output,MISO)的三维室内可见光定位通信一体化(Visible Light Position and Communication,VLPC)系统,该系统在接收端基于接收信号强度(Received Signal Strength,RSS)的三维可见光定...本文设计了一个多输入单输出(Multiple-Input Single-Output,MISO)的三维室内可见光定位通信一体化(Visible Light Position and Communication,VLPC)系统,该系统在接收端基于接收信号强度(Received Signal Strength,RSS)的三维可见光定位(Visible Light Position,VLP)算法获得定位数据,同时估计信道状态信息(Channel State Information,CSI)并上传给发射端进行定向通信.该系统的发射端基于空移键控(Space Shift Keying,SSK)的室内可见光通信(Visible Light Communication,VLC)技术实现系统的通信功能.另外,本方案可以完全避免通信与定位子系统之间的干扰.同时,通过推导定位误差的克拉美罗下界(Cramér-Rao Lower Bound,CRLB)和SSK-VLC的通信可达速率来评估本文提出的VLPC系统的性能.仿真结果验证了本文所提方案的有效性.展开更多
文摘短时信号处理是信号处理的经典问题,但是关于最短信号长度尚无文献给出明确的建议。本文采用数值方法对正弦信号的克拉美-罗下界CRLB(Cramer-Rao Lower Bound)进行了研究并给出最短信号长度的取值,结果为:(1)根据采样信号周期数CiR(Cycles in Record)对CRLB的影响程度,把CiR分为高频段、低频段和极低频段进行研究;(2)极低频段的CRLB随CiR的下降急剧上升,且与信号相位有很大的关系;(3)最短采样信号周期数为CiR=0.8285,若低于这个临界值,无法保证估计算法的精度。
基金National Natural Science Foundation of China(61701295)Foundation for University Young Teacher by Shanghai Municipal Education Committee(ZZGCD15010)Specific Funds of Subject Building for Shanghai University of Engineering Science(2017PT01)
文摘现有无源定位闭式算法均考虑视距(Line of Sight,LOS)环境,无法直接应用于存在遮挡的城市环境低空无人机目标定位等场景,同时,非视距(Non-Line of Sight,NLOS)优化定位算法计算效率较低。针对这些问题,本文开展中继辅助下的单站目标定位研究,通过引入中继收发器对目标信号进行转发,构造两条路径从而规避遮挡问题,同时考虑中继和观测站位置存在随机误差,提出了一种闭式算法来确定未知目标位置。该算法分为3个步骤:首先利用校准目标-中继收发器-观测站这一路径的额外信息,修正中继和观测站位置;随后基于未知目标-中继收发器-观测站获取的观测信息,通过引入额外变量的方式构建伪线性方程,利用加权最小二乘技术给出目标位置粗略估计;最后进一步挖掘目标位置与额外变量的非线性关系,再次构建矩阵方程并给出目标位置最终估计解。经过理论剖析与仿真验证,所提出的算法在可接受的测量误差和观测站点位置误差范围内,能够逼近克拉美罗下界(Cramer-Rao Lower Bound,CRLB)。
文摘本文设计了一个多输入单输出(Multiple-Input Single-Output,MISO)的三维室内可见光定位通信一体化(Visible Light Position and Communication,VLPC)系统,该系统在接收端基于接收信号强度(Received Signal Strength,RSS)的三维可见光定位(Visible Light Position,VLP)算法获得定位数据,同时估计信道状态信息(Channel State Information,CSI)并上传给发射端进行定向通信.该系统的发射端基于空移键控(Space Shift Keying,SSK)的室内可见光通信(Visible Light Communication,VLC)技术实现系统的通信功能.另外,本方案可以完全避免通信与定位子系统之间的干扰.同时,通过推导定位误差的克拉美罗下界(Cramér-Rao Lower Bound,CRLB)和SSK-VLC的通信可达速率来评估本文提出的VLPC系统的性能.仿真结果验证了本文所提方案的有效性.
