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无线通信系统中支持即插即用与众包 SLAM 的框架

信息论 2021-08-10 v1 信号处理 math.IT

摘要

通信过程中的同步定位与建图(SLAM)正在兴起。该技术有望提供传播环境与收发机位置信息,从而为物联网与环境感知通信创造若干新服务与应用。利用多个智能体收集的众包数据,在提升 SLAM 性能方面显现出巨大潜力。然而,实际中的测量不确定性以及来自多个智能体的有偏估计可能导致严重误差。本研究开发了一种具有测量即插即用与众包机制的鲁棒 SLAM 方法,以解决上述问题。首先,我们根据未知偏置将测量分为不同类别,并通过扩展经典的基于置信传播(BP)的 SLAM 方法实现测量即插即用机制。所提机制可在无需任何锚点与智能体先验信息的挑战性场景中,高精度、鲁棒地获取时变智能体位置、无线特征及相应测量偏置(如时钟偏置、朝向偏置和接收信号强度模型参数)。接着,我们建立基于概率众包的 SLAM 机制,多个智能体以去中心化方式协作构建并精炼无线地图。我们的研究提出了首个基于 BP 的众包方法,其通过灵活应用概率数据关联方法解决了“重复计数”与“数据可靠性”问题。数值结果表明,众包机制可进一步提高建图结果精度,进而在挑战性传播环境中保障各智能体的分米级定位精度。

关键词

引用

@article{arxiv.2108.03609,
  title  = {Enabling Plug-and-Play and Crowdsourcing SLAM in Wireless Communication Systems},
  author = {Jie Yang and Chao-Kai Wen and Shi Jin and Xiao Li},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2108.03609},
  year   = {2021}
}

备注

Paper accepted for publication in IEEE Transactions on Wireless Communications