考虑NLOS效应的UWB基站部署优化方法 基于强制飞行改进的粒子群集优化器
Shengliang Wang1,2,3,4, Ming Gao2,5, Ling'ai Li6
1State Key Laboratory of Satellite Navigation System and Equipment Technology, Shijiazhuang 050081, China.
本研究介绍了一种优化的超宽带基站部署方法,以提高室内定位精度. 新方法显著提高了覆盖率,并减少了盲点,特别是在复杂的环境中.
科学领域:
- 机器人和自动化 机器人和自动化
- 无线通信无线通信
- 地缘空间信息系统 (Geospatial Information Systems) 是一个地理空间信息系统.
背景情况:
- 传统的超宽带 (UWB) 基站 (BS) 部署方法,如矩形和钻石图案,无法解释非视线 (NLOS) 阻塞.
- 这种限制导致定位盲区,降低了移动标签的整体定位精度.
研究的目的:
- 提出一种新的UWB BS部署优化方法,明确考虑NLOS封闭.
- 为了提高室内定位准确度和复杂环境中的覆盖范围.
主要方法:
- 利用室内地图信息来确定BS部署范围和封闭.
- 采用基于飞行策略的粒子群优化 (LPSO) 算法来解决部署优化问题.
- 将可定位点覆盖率定义为优化适应性函数.
主要成果:
- 模拟结果表明,LPSO优化的部署在可定位空间覆盖方面明显优于标准的PSO,矩形和钻石部署模型.
- 在复杂的封闭场景中,LPSO实现了比矩形部署更好的19.0%和22.6%的覆盖率,并且在不同的NLOS值下比钻石部署更好3.0%和6.5%.
- 在地下车库进行的实验验证显示,与7BS布局相比,LPSO优化的13BS布局提高了34.9%的覆盖率,并减少了81.7%的HDOP.
结论:
- 拟议的UWB BS布局优化方案有效地解决了NLOS封闭挑战.
- LPSO方法在大型和复杂的室内环境中表现出卓越的适应性,提高了信号覆盖率和定位精度.
- 这种方法对于改善室内定位系统具有显著的实际价值.
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