CN113038598B - 基于子带划分的定位网络资源分配方法 - Google Patents

基于子带划分的定位网络资源分配方法 Download PDF

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CN113038598B CN202110245906.XA CN202110245906A CN113038598B CN 113038598 B CN113038598 B CN 113038598B CN 202110245906 A CN202110245906 A CN 202110245906A CN 113038598 B CN113038598 B CN 113038598B
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Abstract

本发明提出一种基于子带划分的定位网络子载波分配方法,旨在保证网络定位精度的前提下,通过对子载波划分成子带,向锚节点上分配子带,构建矩阵维度更低的子带分配矩阵,降低计算复杂度,从而提高资源分配效率,实现步骤为:初始化定位网络模型;对子载波集合S进行子载波块划分;对子载波块集合RB进行子带划分;构建目标节点集合A中每个目标节点an的定位误差度量矩阵
Figure DDA0002964079320000011
基于匈牙利算法计算每个目标节点an的定位误差最小时的子带分配矩阵
Figure DDA0002964079320000012
计算每个目标节点an的定位误差矩阵
Figure DDA0002964079320000013
构建最小定位误差度量矩阵E;获取定位网络中的最优子带分配矩阵。

Description

基于子带划分的定位网络资源分配方法
技术领域
本发明属于通信技术领域,涉及一种定位网络资源分配方法,具体涉及一种基于子带划分的定位网络子载波分配方法,可用于定位网络的目标节点定位。
背景技术
定位网络包括位置信息已知的锚节点,位置信息未知的目标节点和资源,在应急救灾场景中,定位网络通过向锚节点分配资源,实现目标节点定位。定位网络的定位精度受到锚节点上资源分配的影响。目前定位网络资源分配方法主要有功率分配和子载波分配,其中功率分配方法为网络中的锚节点分配功率,子载波分配方法为网络中的锚节点分配子载波。定位网络分配资源方法性能的衡量指标主要有定位精度和资源分配效率。相比于功率分配方法,子载波分配方法定位精度更好,因而得到了更为广泛的研究。子载波分配方法中,子载波的个数决定分配过程的计算复杂度,影响资源分配效率。
为了更合理地进行子载波分配以提高定位精度,研发人员提出了许多解决方案,例如,授权公告号为CN106714301B,名称为“一种无线定位网络中的载波优化方法”的中国专利,公开一种定位网络的子载波分配方法,该方法通过向锚节点上分配子载波,构建子载波分配矩阵,以目标节点的定位误差的和为目标函数,通过提出一种混合整数规划方法可以得到最优的子载波分配矩阵,实现高定位精度定位。但是该方法的不足之处在于,锚节点上的最小分配单位为子载波,子载波分配矩阵维度高,计算复杂度高,导致资源分配的效率较低。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术存在的不足,提出一种基于子带划分的定位网络子载波分配方法,旨在保证网络定位精度的前提下,通过对子载波划分成子带,向锚节点上分配子带,构建矩阵维度更低的子带分配矩阵,降低计算复杂度,从而提高资源分配效率。
为实现上述目的,本发明采取的技术方案包括如下步骤:
(1)初始化定位网络模型:
初始化包括目标节点集合A={a1,a2,...,an,...,aN}、锚节点集合B={b1,b2,...,bm,...,bM}和子载波集合
Figure BDA0002964079300000021
的定位网络,其中,N表示目标节点的个数,N≥2,an表示第n个目标节点,M表示锚节点的个数,M≥3,bm表示第m个锚节点,NC表示子载波的个数,NC≥M,sd表示第d个子载波;
(2)对子载波集合S进行子载波块划分:
按照频率由小到大的顺序对子载波集合S所包含的NC个子载波进行排序,并对排序后的子载波集合进行等子载波数划分,得到子载波块集合
Figure BDA0002964079300000022
其中,RBi表示第i个子载波块,Nrb表示子载波块的个数,Nrb=NC/L,L表示RBi包含的子载波的个数,L≥1;
(3)对子载波块集合RB进行子带划分:
(3a)通过横线对子载波块集合RB中相邻的子载波块进行分隔,得到带有Nrb-1个横线的子载波块集合
Figure BDA0002964079300000023
(3b)定义包括Nrb-1个常数的常数集合
Figure BDA0002964079300000024
并对G中的每M-1个常数进行组合相加,得到十进制数集合
Figure BDA0002964079300000025
其中,2l表示第l个常数,(qD)k表示第k个十进制数,
Figure BDA0002964079300000026
表示十进制数的个数,
Figure BDA0002964079300000027
(3c)将QD中的每个十进制数表示成二进制数,当二进制数的长度小于Nrb-1时,在其最高位之前补0,使其长度等于Nrb-1,得到二进制数集合
Figure BDA0002964079300000028
(qB)k表示第k个二进制数;
(3e)将QB中每个二进制数(qB)k中的Nrb-1个数字按照从左到右的顺序依次填入RB'的Nrb-1个横线中,得到子带集合
Figure BDA0002964079300000029
其中,横线上填入0表示相邻的两个子载波块分配到一个子带中,填入1表示相邻的两个子载波块分配到不同的子带中,subk表示第k种子带划分集合,
Figure BDA00029640793000000210
Figure BDA00029640793000000211
表示第j个子带;
(4)构建目标节点集合A中每个目标节点an的定位误差度量矩阵
Figure BDA0002964079300000031
计算子带集合SUB中每个子带划分集合subk中每个子带
Figure BDA0002964079300000032
分配给锚节点集合B中每个锚节点bm时对目标节点an产生的定位误差
Figure BDA0002964079300000033
并以所有的子带分配给每个锚节点bm时产生的定位误差为行,每个子带
Figure BDA0002964079300000034
分配给所有的锚节点时产生的定位误差为列,构建目标节点集合A中每个目标节点an的定位误差度量矩阵
Figure BDA0002964079300000035
得到定位误差度量矩阵集合TP,
Figure BDA0002964079300000036
其中,TPk表示子带划分集合subk下的定位误差集合,
Figure BDA0002964079300000037
Figure BDA0002964079300000038
表示目标节点an的定位误差度量矩阵,其表达式为:
Figure BDA0002964079300000039
其中,
Figure BDA00029640793000000310
表示第k个子带划分集合中第j个子带分配给第m个锚节点bm时对目标节点an产生的定位误差;
(5)基于匈牙利算法计算每个目标节点an的定位误差最小时的子带分配矩阵
Figure BDA00029640793000000311
基于匈牙利算法将定位误差度量矩阵集合TP中的每个定位误差度量矩阵
Figure BDA00029640793000000312
中的定位误差
Figure BDA00029640793000000313
变换为0或1,得到子带分配矩阵集合X,
Figure BDA00029640793000000314
其中,Xk表示子带划分集合subk下的子带分配集合,
Figure BDA00029640793000000315
Figure BDA00029640793000000316
表示
Figure BDA00029640793000000317
对应的子带分配矩阵,其表达式为:
Figure BDA0002964079300000041
其中,
Figure BDA0002964079300000042
表示
Figure BDA0002964079300000043
对应的锚节点bm和子带
Figure BDA0002964079300000044
之间的分配状态,
Figure BDA0002964079300000045
表示子带tj分配给锚节点bm
Figure BDA0002964079300000046
表示子带tj未分配给锚节点bm
(6)计算每个目标节点an的定位误差矩阵
Figure BDA0002964079300000047
将目标节点集合A中每个目标节点an的定位误差度量矩阵
Figure BDA0002964079300000048
中的每个阵元
Figure BDA0002964079300000049
与子带分配矩阵
Figure BDA00029640793000000410
中对应位置的阵元
Figure BDA00029640793000000411
相乘,构建每个目标节点an的定位误差矩阵
Figure BDA00029640793000000412
得到定位误差集合R,
Figure BDA00029640793000000413
其中,Rk表示子带划分集合subk下的定位误差矩阵集合,
Figure BDA00029640793000000414
Figure BDA00029640793000000415
表示每个目标节点an的定位误差矩阵,其表达式为:
Figure BDA00029640793000000416
其中,
Figure BDA00029640793000000417
表示
Figure BDA00029640793000000418
对应的锚节点bm和子带
Figure BDA00029640793000000419
分配状态下的定位误差;
(7)构建最小定位误差度量矩阵E:
(7a)计算子带集合SUB中每个子带划分集合subk分配给目标节点集合A中的每个目标节点an时的最小定位误差
Figure BDA00029640793000000420
Figure BDA0002964079300000051
(7b)以所有的子带划分集合分配给每个目标节点an时的最小定位误差为行,每个子带划分集合subk分配给所有的目标节点时的最小定位误差为列,构建最小定位误差度量矩阵E:
Figure BDA0002964079300000052
(8)获取定位网络中的最优子带分配矩阵:
以最小定位误差度量矩阵E中的最小值所在位置的列标k',寻找子带分配矩阵集合X中第k'个元素,得到子带划分集合subk'下的子带分配矩阵集合Xk',并以最小定位误差度量矩阵E中的最小值所在位置的行标n',寻找子带分配矩阵集合Xk'中第n'个元素,得到最优子带分配矩阵
Figure BDA0002964079300000053
本发明与现有技术相比,具有以下优点:
本发明通过对定位网络中的子载波进行子带划分,在锚节点上以子带为最小分配单位,构建子带分配矩阵,避免了现有技术中以子载波作为锚节点上的最小分配单位导致的子载波分配矩阵维度较高的缺陷,降低了计算复杂度,从而提升了资源分配效率。
附图说明
图1为本发明的实现流程图;
图2为本发明实施例中对子载波集合S和子载波块集合RB进行划分的实现流程图;
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例,对本发明作进一步详细描述:
参照图1,本发明包括如下步骤:
步骤1)初始化定位网络模型:
初始化包括目标节点集合A={a1,a2,...,an,...,aN}、锚节点集合B={b1,b2,...,bm,...,bM}和子载波集合
Figure BDA0002964079300000061
的定位网络,其中,N表示目标节点的个数,N≥2,an表示第n个目标节点,M表示锚节点的个数,M≥3,bm表示第m个锚节点,NC表示子载波的个数,NC≥M,sd表示第d个子载波,本实施例中,N=6,M=3,NC=48;
步骤2)对子载波集合S进行子载波块划分:
按照频率由小到大的顺序对子载波集合S所包含的NC个子载波进行排序,并对排序后的子载波集合进行等子载波数划分,得到子载波块集合
Figure BDA0002964079300000062
其中,RBi表示第i个子载波块,Nrb表示子载波块的个数,Nrb=NC/L,L表示RBi包含的子载波的个数,L≥1;
本实施例中,子载波集合S={s1,s2,…,s48},L=12,对子载波集合S进行等子载波数划分后,得到子载波块集合RB,RB={RB1,RB2,RB3,RB4},其实现过程如图2所示。
步骤3)对子载波块集合RB进行子带划分:
(3a)通过横线对子载波块集合RB中相邻的子载波块进行分隔,得到带有Nrb-1个横线的子载波块集合
Figure BDA0002964079300000063
(3b)定义包括Nrb-1个常数的常数集合
Figure BDA0002964079300000064
并对G中的每M-1个常数进行组合相加,得到十进制数集合
Figure BDA0002964079300000065
其中,2l表示第l个常数,(qD)k表示第k个十进制数,
Figure BDA0002964079300000066
表示十进制数的个数,
Figure BDA0002964079300000067
(3c)将QD中的每个十进制数表示成二进制数,当二进制数的长度小于Nrb-1时,在其最高位之前补0,使其长度等于Nrb-1,得到二进制数集合
Figure BDA0002964079300000068
(qB)k表示第k个二进制数;
(3e)将QB中每个二进制数(qB)k中的Nrb-1个数字按照从左到右的顺序依次填入RB'的Nrb-1个横线中,得到子带集合
Figure BDA0002964079300000071
其中,横线上填入0表示相邻的两个子载波块分配到一个子带中,填入1表示相邻的两个子载波块分配到不同的子带中,subk表示第k种子带划分集合,
Figure BDA0002964079300000072
Figure BDA0002964079300000073
表示第j个子带;
本实施例中,Nrb=4,常数集合G={20,21,22},对G中的每2个常数进行组合相加,十进制数集合QD={3,5,6},二进制数集合QB={011,101,110},将QB中每个二进制数的数字按照从左到右的顺序依次填入RB'的3个横线中,得到子带集合SUB={sub1,sub2,sub3},其实现过程如图2所示,其中,
Figure BDA0002964079300000074
Figure BDA0002964079300000075
Figure BDA0002964079300000076
Figure BDA0002964079300000077
步骤4)构建目标节点集合A中每个目标节点an的定位误差度量矩阵
Figure BDA0002964079300000078
计算子带集合SUB中每个子带划分集合subk中每个子带
Figure BDA0002964079300000079
分配给锚节点集合B中每个锚节点bm时对目标节点an产生的定位误差
Figure BDA00029640793000000710
Figure BDA00029640793000000711
其中,c表示光速,
Figure BDA00029640793000000712
Figure BDA00029640793000000713
分别表示锚节点bm分配到子带划分集合subk中的子带
Figure BDA00029640793000000714
上的功率和带宽,χm,n是目标节点an到锚节点bm之间的信道传输系数,0<χm,n<1,α是路径衰减因子,α≥1。
以所有的子带分配给每个锚节点bm时产生的定位误差为行,每个子带
Figure BDA00029640793000000715
分配给所有的锚节点时产生的定位误差为列,构建目标节点集合A中每个目标节点an的定位误差度量矩阵
Figure BDA00029640793000000716
得到定位误差度量矩阵集合TP,
Figure BDA00029640793000000717
其中,TPk表示子带划分集合subk下的定位误差集合,
Figure BDA0002964079300000081
Figure BDA0002964079300000082
表示目标节点an的定位误差度量矩阵,其表达式为:
Figure BDA0002964079300000083
其中,
Figure BDA0002964079300000084
表示第k个子带划分集合中第j个子带分配给第m个锚节点bm时对目标节点an产生的定位误差;
步骤5)基于匈牙利算法计算每个目标节点an的定位误差最小时的子带分配矩阵
Figure BDA0002964079300000085
基于匈牙利算法将定位误差度量矩阵集合TP中的每个定位误差度量矩阵
Figure BDA0002964079300000086
中的定位误差
Figure BDA0002964079300000087
变换为0或1,得到子带分配矩阵集合X,
Figure BDA0002964079300000088
其中,Xk表示子带划分集合subk下的子带分配集合,
Figure BDA0002964079300000089
Figure BDA00029640793000000810
表示
Figure BDA00029640793000000811
对应的子带分配矩阵,其表达式为:
Figure BDA00029640793000000812
其中,
Figure BDA00029640793000000813
表示
Figure BDA00029640793000000814
对应的锚节点bm和子带
Figure BDA00029640793000000815
之间的分配状态,
Figure BDA00029640793000000816
表示子带tj分配给锚节点bm
Figure BDA00029640793000000817
表示子带tj未分配给锚节点bm
在本实例中,对子载波进行子带划分后,在锚节点上以子带为最小分配单位,构建子带分配矩阵的维度为M×M,现有技术中,在锚节点上以子载波为最小分配单位,构建子载波分配矩阵的维度为M×Nc,由于Nc≥M,子带分配矩阵的维度小于子载波分配矩阵的维度子载波分配矩阵的维度,可以减少计算复杂度,从而提升资源分配效率。
基于匈牙利算法将子带划分集合subk下的定位误差度量矩阵集合TPk中的每个定位误差度量矩阵
Figure BDA0002964079300000091
中的定位误差
Figure BDA0002964079300000092
变换为0或1,实现步骤为:
(5a)对定位误差度量矩阵
Figure BDA0002964079300000093
每行元素都减去该行最小元素,每列元素都减去该列最小元素,得到各行各列具有0元素的定位误差度量矩阵
Figure BDA0002964079300000094
(5b)对
Figure BDA0002964079300000095
只有一个0元素的行中的0进行圈记,并删除与其同列的其余0元素,同时对
Figure BDA0002964079300000096
只有一个0元素的列中的0进行圈记,并删除与其同行的其余0元素;
(5c)重复步骤(5b),直到所有0元素圈记完成,得到0元素带有圈记的定位误差度量矩阵
Figure BDA0002964079300000097
(5d)判断
Figure BDA0002964079300000098
中不同行且不同列中圈记的0的个数是否等于M,若是,令
Figure BDA0002964079300000099
中不同行且不同列中圈记的0所在位置对应的子带分配矩阵
Figure BDA00029640793000000910
Figure BDA00029640793000000911
子带分配矩阵
Figure BDA00029640793000000912
中其余位置
Figure BDA00029640793000000913
得到目标节点an的定位误差度量矩阵
Figure BDA00029640793000000914
对应的子带分配矩阵
Figure BDA00029640793000000915
否则,执行步骤(5e);
(5e)对
Figure BDA00029640793000000916
中没有圈记0元素的行进行勾记,并对已勾记的行中0元素所在的列进行勾记,再对已勾记的列中圈记的0元素所在的行进行勾记;
(5f)重复步骤(5e),得到带有勾记的定位误差度量矩阵
Figure BDA00029640793000000917
并对
Figure BDA00029640793000000918
中未勾记的行和已勾记的列画横线,得到带有横线的定位误差度量矩阵
Figure BDA00029640793000000919
(5g)对
Figure BDA00029640793000000920
中勾记的行中各元素减去未被划去元素中的最小元素,同时对
Figure BDA00029640793000000921
中勾记的列中各元素加上未被划去元素中的最小元素,并去掉
Figure BDA00029640793000000922
中的所有标记后,令
Figure BDA00029640793000000923
执行步骤(5d)。
步骤6)计算每个目标节点an的定位误差矩阵
Figure BDA0002964079300000101
将目标节点集合A中每个目标节点an的定位误差度量矩阵
Figure BDA0002964079300000102
中的每个阵元
Figure BDA0002964079300000103
与子带分配矩阵
Figure BDA0002964079300000104
中对应位置的阵元
Figure BDA0002964079300000105
相乘,构建每个目标节点an的定位误差矩阵
Figure BDA0002964079300000106
得到定位误差集合R,
Figure BDA0002964079300000107
其中,Rk表示子带划分集合subk下的定位误差矩阵集合,
Figure BDA0002964079300000108
Figure BDA0002964079300000109
表示每个目标节点an的定位误差矩阵,其表达式为:
Figure BDA00029640793000001010
其中,
Figure BDA00029640793000001011
表示
Figure BDA00029640793000001012
对应的锚节点bm和子带
Figure BDA00029640793000001013
分配状态下的定位误差;
步骤7)构建最小定位误差度量矩阵E:
(7a)计算子带集合SUB中每个子带划分集合subk分配给目标节点集合A中的每个目标节点an时的最小定位误差
Figure BDA00029640793000001014
Figure BDA00029640793000001015
(7b)以所有的子带划分集合分配给每个目标节点an时的最小定位误差为行,每个子带划分集合subk分配给所有的目标节点时的最小定位误差为列,构建最小定位误差度量矩阵E:
Figure BDA0002964079300000111
步骤8)获取定位网络中的最优子带分配矩阵:
以最小定位误差度量矩阵E中的最小值所在位置的列标k',寻找子带分配矩阵集合X中第k'个元素,得到子带划分集合subk'下的子带分配矩阵集合Xk',并以最小定位误差度量矩阵E中的最小值所在位置的行标n',寻找子带分配矩阵集合Xk'中第n'个元素,得到最优子带分配矩阵
Figure BDA0002964079300000112

Claims (3)

1.一种基于子带划分的定位网络资源分配方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)初始化定位网络模型:
初始化包括目标节点集合A={a1,a2,...,an,...,aN}、锚节点集合B={b1,b2,...,bm,...,bM}和子载波集合
Figure FDA0002964079290000011
的定位网络,其中,N表示目标节点的个数,N≥2,an表示第n个目标节点,M表示锚节点的个数,M≥3,bm表示第m个锚节点,NC表示子载波的个数,NC≥M,sd表示第d个子载波;
(2)对子载波集合S进行子载波块划分:
按照频率由小到大的顺序对子载波集合S所包含的NC个子载波进行排序,并对排序后的子载波集合进行等子载波数划分,得到子载波块集合
Figure FDA0002964079290000012
其中,RBi表示第i个子载波块,Nrb表示子载波块的个数,Nrb=NC/L,L表示RBi包含的子载波的个数,L≥1;
(3)对子载波块集合RB进行子带划分:
(3a)通过横线对子载波块集合RB中相邻的子载波块进行分隔,得到带有Nrb-1个横线的子载波块集合
Figure FDA0002964079290000013
(3b)定义包括Nrb-1个常数的常数集合
Figure FDA0002964079290000014
并对G中的每M-1个常数进行组合相加,得到十进制数集合
Figure FDA0002964079290000015
其中,2l表示第l个常数,(qD)k表示第k个十进制数,
Figure FDA0002964079290000016
表示十进制数的个数,
Figure FDA0002964079290000017
(3c)将QD中的每个十进制数表示成二进制数,当二进制数的长度小于Nrb-1时,在其最高位之前补0,使其长度等于Nrb-1,得到二进制数集合
Figure FDA0002964079290000021
(qB)k表示第k个二进制数;
(3e)将QB中每个二进制数(qB)k中的Nrb-1个数字按照从左到右的顺序依次填入RB'的Nrb-1个横线中,得到子带集合
Figure FDA0002964079290000022
其中,横线上填入0表示相邻的两个子载波块分配到一个子带中,填入1表示相邻的两个子载波块分配到不同的子带中,subk表示第k种子带划分集合,
Figure FDA0002964079290000023
Figure FDA0002964079290000024
表示第j个子带;
(4)构建目标节点集合A中每个目标节点an的定位误差度量矩阵
Figure FDA0002964079290000025
计算子带集合SUB中每个子带划分集合subk中每个子带
Figure FDA0002964079290000026
分配给锚节点集合B中每个锚节点bm时对目标节点an产生的定位误差
Figure FDA0002964079290000027
并以所有的子带分配给每个锚节点bm时产生的定位误差为行,每个子带
Figure FDA0002964079290000028
分配给所有的锚节点时产生的定位误差为列,构建目标节点集合A中每个目标节点an的定位误差度量矩阵
Figure FDA0002964079290000029
得到定位误差度量矩阵集合TP,
Figure FDA00029640792900000210
其中,TPk表示子带划分集合subk下的定位误差集合,
Figure FDA00029640792900000211
Figure FDA00029640792900000212
表示目标节点an的定位误差度量矩阵,其表达式为:
Figure FDA00029640792900000213
其中,
Figure FDA00029640792900000214
表示第k个子带划分集合中第j个子带分配给第m个锚节点bm时对目标节点an产生的定位误差;
(5)基于匈牙利算法计算每个目标节点an的定位误差最小时的子带分配矩阵
Figure FDA0002964079290000031
基于匈牙利算法将定位误差度量矩阵集合TP中的每个定位误差度量矩阵
Figure FDA0002964079290000032
中的定位误差
Figure FDA0002964079290000033
变换为0或1,得到子带分配矩阵集合X,
Figure FDA0002964079290000034
其中,Xk表示子带划分集合subk下的子带分配集合,
Figure FDA0002964079290000035
Figure FDA0002964079290000036
表示
Figure FDA0002964079290000037
对应的子带分配矩阵,其表达式为:
Figure FDA0002964079290000038
其中,
Figure FDA0002964079290000039
表示
Figure FDA00029640792900000310
对应的锚节点bm和子带
Figure FDA00029640792900000311
之间的分配状态,
Figure FDA00029640792900000312
表示子带tj分配给锚节点bm
Figure FDA00029640792900000313
表示子带tj未分配给锚节点bm
(6)计算每个目标节点an的定位误差矩阵
Figure FDA00029640792900000314
将目标节点集合A中每个目标节点an的定位误差度量矩阵
Figure FDA00029640792900000315
中的每个阵元
Figure FDA00029640792900000316
与子带分配矩阵
Figure FDA00029640792900000317
中对应位置的阵元
Figure FDA00029640792900000318
相乘,构建每个目标节点an的定位误差矩阵
Figure FDA00029640792900000319
得到定位误差集合R,
Figure FDA00029640792900000320
其中,Rk表示子带划分集合subk下的定位误差矩阵集合,
Figure FDA00029640792900000321
Figure FDA00029640792900000322
表示每个目标节点an的定位误差矩阵,其表达式为:
Figure FDA0002964079290000041
其中,
Figure FDA0002964079290000042
表示
Figure FDA0002964079290000043
对应的锚节点bm和子带
Figure FDA0002964079290000044
分配状态下的定位误差;
(7)构建最小定位误差度量矩阵E:
(7a)计算子带集合SUB中每个子带划分集合subk分配给目标节点集合A中的每个目标节点an时的最小定位误差
Figure FDA0002964079290000045
Figure FDA0002964079290000046
(7b)以所有的子带划分集合分配给每个目标节点an时的最小定位误差为行,每个子带划分集合subk分配给所有的目标节点时的最小定位误差为列,构建最小定位误差度量矩阵E:
Figure FDA0002964079290000047
(8)获取定位网络中的最优子带分配矩阵:
以最小定位误差度量矩阵E中的最小值所在位置的列标k',寻找子带分配矩阵集合X中第k'个元素,得到子带划分集合subk'下的子带分配矩阵集合Xk',并以最小定位误差度量矩阵E中的最小值所在位置的行标n',寻找子带分配矩阵集合Xk'中第n'个元素,得到最优子带分配矩阵
Figure FDA0002964079290000048
2.根据权利要求1所述的基于子带划分的定位网络资源分配方法,其特征在于,步骤(4)中所述的计算子带划分集合subk中每个子带
Figure FDA0002964079290000051
分配给锚节点集合B中每个锚节点bm时,对目标节点an产生的定位误差
Figure FDA0002964079290000052
计算公式为:
Figure FDA0002964079290000053
其中,c表示光速,
Figure FDA0002964079290000054
Figure FDA0002964079290000055
分别表示锚节点bm分配到子带划分集合subk中的子带
Figure FDA0002964079290000056
上的功率和带宽,χm,n是目标节点an到锚节点bm之间的信道传输系数,0<χm,n<1,α是路径衰减因子,α≥1。
3.根据权利要求1所述的基于子带划分的定位网络资源分配方法,其特征在于,步骤(5)中所述的基于匈牙利算法将子带划分集合subk下的定位误差度量矩阵集合TPk中的每个定位误差度量矩阵
Figure FDA0002964079290000057
中的定位误差
Figure FDA0002964079290000058
变换为0或1,实现步骤为:
(5a)对定位误差度量矩阵
Figure FDA0002964079290000059
每行元素都减去该行最小元素,每列元素都减去该列最小元素,得到各行各列具有0元素的定位误差度量矩阵
Figure FDA00029640792900000510
(5b)对
Figure FDA00029640792900000511
只有一个0元素的行中的0进行圈记,并删除与其同列的其余0元素,同时对
Figure FDA00029640792900000512
只有一个0元素的列中的0进行圈记,并删除与其同行的其余0元素;
(5c)重复步骤(5b),直到所有0元素圈记完成,得到0元素带有圈记的定位误差度量矩阵
Figure FDA00029640792900000513
(5d)判断
Figure FDA00029640792900000514
中不同行且不同列中圈记的0的个数是否等于M,若是,令
Figure FDA00029640792900000515
中不同行且不同列中圈记的0所在位置对应的子带分配矩阵
Figure FDA00029640792900000516
Figure FDA00029640792900000517
子带分配矩阵
Figure FDA00029640792900000518
中其余位置
Figure FDA00029640792900000519
得到目标节点an的定位误差度量矩阵
Figure FDA0002964079290000061
对应的子带分配矩阵
Figure FDA0002964079290000062
否则,执行步骤(5e);
(5e)对
Figure FDA0002964079290000063
中没有圈记0元素的行进行勾记,并对已勾记的行中0元素所在的列进行勾记,再对已勾记的列中圈记的0元素所在的行进行勾记;
(5f)重复步骤(5e),得到带有勾记的定位误差度量矩阵
Figure FDA0002964079290000064
并对
Figure FDA0002964079290000065
中未勾记的行和已勾记的列画横线,得到带有横线的定位误差度量矩阵
Figure FDA0002964079290000066
(5g)对
Figure FDA0002964079290000067
中勾记的行中各元素减去未被划去元素中的最小元素,同时对
Figure FDA0002964079290000068
中勾记的列中各元素加上未被划去元素中的最小元素,并去掉
Figure FDA0002964079290000069
中的所有标记后,令
Figure FDA00029640792900000610
执行步骤(5d)。
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