5. 電腦模擬
5.3 全面篩選法
5.3.2 以檢測法提高精確度
在 5.2.2 節中圖 5.11~14 中已知不同參數對檢測法的影響,為了貼近真實情況,假 設 BS 位置如圖 5.1 所示採蜂巢式網路擺設,MS 在 cell 1 中隨機擺放,改變 NLOS 發生 機率觀察全面篩選方法加入檢測法在不同 d 的情況下,其中 K>2 即可產生估計位置與 residual 但蜂巢式網路如果任取三個做定位如果取的三個基地台在同一直線上會使的 式(3.12)A 矩陣奇異(singular),無法解出位置為了解決此問題採用至少也要 4 個 BS 才定位,對 RMSE 的影響如下圖 5.18 所示,其中移除個數如 3.5 節中所說明d30%為移 除 N 的百分之三十、d50%為移除 N 的百分之五十、d為將所有檢測值計算平均值標 準差 以作為門檻檢測值大於即移除,同理d 是以 作為門檻大於即移
4 5 6 7 8 9 10 11 12
0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
BS 個 數 N
PROB
L=3,NLOS rate=0.2,=1
除。
圖 5.18 全面篩選搭配餘差檢測對於不同移除個數的影響
圖 5.18 以餘差檢測為例,首先當 NLOS 機率提高對於 RMSE 是增大,另外值得注意,已 知d30% d50%與d d,發現當 NLOS 發生機率PNLOS低的情況也就是 NLOS 個數比較 少的情況,移除個數 d 比較小 RMSE 較佳,反之當 NLOS 發生機率PNLOS高的情況移除個 數 d 大比較好,這是因為當 NLOS 個數低 d 太大會將 LOS 誤判為 NLOS,而當 NLOS 個數多 太小的情況會無法將 NLOS 全部移除。另外在直接檢測與上限檢測也有相同趨勢。
最後我們以電腦模擬觀察全面篩選搭配檢測法是否有改善 RMSE,由圖 5.18 已知砍 少一點會比較保險,所以在圖 5.19 我的分別採用d30%與d 觀察各種檢測法可以改善 多少 RMSE,如圖 5.19 所示,加入檢測法當PNLOS低的情況加入檢測法與不加入差異不大,
但當PNLOS大的情況則有明顯改善,而在PNLOS高的情況下d30%又比d略好一點。
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
PNLOS
RMSE
NLOSrate=0.1 ,i=0.015di
d30%
d50%
d+
d
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
0 20 40 60 80 100 120 140
PNLOS
RMSE
d30%,NLOSrate=0.1,i=0.015di 全 面 篩 選
直 接 上 限 餘 差
圖 5.19(a)全面篩選搭配檢測法d30%
圖 5.19(b)全面篩選搭配檢測法d
圖 5.19 全面篩選搭配檢測法
圖 5.19 單看改變 NLOS 發生機率對 RMSE 的影響,改變NLOSrate觀察加入檢測法是否 也可降低全面篩選 RMSE,如圖 5.20,NLOS 事前機率為 0.8,圖 5.20(a)d50%圖 5.20
(b)d ,圖 5.20 顯示改變情況下加入檢測法對全面篩選 RMSE 也會下降,而當 NLOSrate 越大時,效果更明顯,這是因為當NLOSrate越大三種檢測法越能夠檢測出 NLOS,與圖 5.13 結論相同。
圖 5.20 (a)移除優先權前 50%
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
0 20 40 60 80 100 120 140
PNLOS
RMSE
d+,NLOSrate=0.1,i=0.015di 全 面 篩 選
直 接 餘 差 上 限
0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3
0 50 100 150 200 250 300 350
NLOSrate
RMSE
PNLOS=0.8,d50% 全 面 篩 選
直 接 上 限 餘 差
圖 5.20 (b)以作為門檻移除 圖 5.20 改變 NLOS 大小全面篩選搭配檢測法
最後改變 BS 個數 N,驗證檢測法是否能夠降低 RMSE,其中先前說明為了避免三個 BS 在同一直線上,所以 N 至少要 4 個,同理 N-d 至少也要 4 個,如圖 5.21 所示,當 N 為 6、7 時加入檢測法皆可降低 RMSE,但當 N=5 時 RMSE 無改善甚至 RMSE 會上升,主要 原因在於 N=5,全面篩選還可以做加權平均降低 NLOS 效應,但是如果以檢測法移除 d=1,
此時只剩下四個基地台,無法做加權平均動作,雖然排除掉 NLOS,但由於 NLOS 機率 0.8 剩餘四個 BS 做定位,仍然受 NLOS 影響且無法做加權平均動作來降低 NLOS 效應,導致 結果比沒有搭配檢測法還要差。
圖 5.21 改變基地台個數全面篩選搭配檢測法