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第6期“互联”学术沙龙—“无线网络定位技术概述”顺利举行
( 发布日期:2020-11-25 阅读:次)

  题:无线网络定位技术概述

  间:11月23(周一) 14:00—15:00

主讲人:华惊宇

  点:信电楼418

记录人:王家乐,闫蕾,岳洋洋,周润健,郑晓康

  容:

       基于位置的服务是当前乃至未来几年的重要研究方向,位置信息在诸多应用中发挥了关键作用。目前无线定位技术获得了广泛的重视,如何提高精度是重中之重,尤其是非视距传输环境下的精度。随着无线通信技术的发展和数据处理能力的提高,基于位置的服务成为最具发展潜力的移动互联网业务之一。无论在室内还是室外环境下,快速准确地获得移动终端的位置信息和提供位置服务的需求变得日益迫切。通信和定位两大系统正在相互融合、相互促进。利用无线通信和参数测量确定移动终端位置,而定位信息又可以用来支持位置业务和优化网络管理,提高位置服务质量和网络性能。所以,在各种不同的无线网络中快速、准确、健壮地获取移动位置信息的定位技术及其定位系统已经成为当前的研究热点。

首先华老师从需求分析开始介绍,例举了一些需要使用无线网络定位技术的实际问题,比如以商场为环境的室内地图应用,濒危野生动物的定位观察,智能交通实现等问题。通过使用定位技术,可以更好的为紧急搜救,地铁反恐,交通量跟踪和室内导航等服务提供技术支持。之后老师又介绍了几种常见的定位方法,如基于网络连通度的聚类或虚拟测距,使用几何参量测量加线性方程的线性几何方程法,此外,还有RSS指纹测距,惯性导航等其他方式。定位的场景主要分为两类,一种是蜂窝网络,包括7BS拓扑和5BS拓扑两种,蜂窝网络BS节点的密度较小,定位区半径在500m2km;还有一种则是无线传感网(Wifi),无线传感网一般不假设特定拓扑,可以认为是随机拓扑,定位区半径在100m到小数百米,无线传感网的锚节点密度较高。随后老师用matlab做的仿真图向我们直观的展示了无约束最优化方法的性能,随着固定节点数量的增多,其性能也不断变好。

然后老师介绍了定位技术的性能指标与比较,性能指标主要是通过RMSECDF两个参量来判断。但由于不同文献不同场景的影响,一般不能直接比较这两个参量得出结论。因此,对于文献方法很复杂没有能力或者没有时间重现时,需要建立性能指标和定位区物理尺寸的联系,比如所有长度单位用定位区半径归一化,经过处理才能进行比较,从而得出结论。至于场景的主要误差项分为两类,一是测距噪声误差,一是最大非视距误差。在无线传输中存在大量障碍物,因此信号并不会总是沿着直线进行传输,信号在遇到障碍物时会产生折射和散射,我们称之为非视距(NLOS)传输。在无线网络定位技术中,NLOS误差的概率分布和传输环境未知是一个重要的难点。试验结果表明,GSM网络中NLOS传输对测距产生的误差均值在500700m之间。实际上NLOS误差的均值和最大值主要由定位区半径决定,以目前的蜂窝网络而言,平均值应该在两三百米左右。无论如何,现实的蜂窝网络,NLOS误差远大于测距噪声。之后,老师又介绍国内外研究人员对此的一些研究,以及NLOS的一些处理手段,主要包括NLOS基站识别,基于最优化理论定位算法,加权定位算法,特殊NLOS模型和一些其他手段。这些方法都有着各自的优缺点,如基站识别在LOS-BS足够时性能很好,而LOS-BS不够时性能很差;最优化定位则只适用于BS数量很多或已知NLOS误差分布情形。最后,老师用二次规划定位算法和微信定位攻击两个例子讲述了这些原理在实际中的应用。

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参加人:研一研二部分学生


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