Nlos環(huán)境下采用距離幾何的無(wú)線定位新方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及NLOS環(huán)境下采用距離幾何的無(wú)線定位新方法，該方法基于到達(dá)時(shí)間（TOA）測(cè)量值的基礎(chǔ)上，提出了二維空間上蜂窩小區(qū)環(huán)境下基于距離幾何理論的兩種算法，濾波算法和約束算法。首先利用基站之間、基站與移動(dòng)臺(tái)之間的距離幾何關(guān)系來(lái)構(gòu)造約束函數(shù)，濾波算法通過(guò)選取多組測(cè)量值中誤差較小的一組來(lái)進(jìn)行位置估計(jì)，而約束算法通過(guò)對(duì)獲取的測(cè)量值進(jìn)行一定程度的非線性約束優(yōu)化然后進(jìn)行位置估計(jì)。本發(fā)明能夠在保證在不需要提前進(jìn)行非視距測(cè)量值的鑒別和消除的情況下，有效地抑制非視距誤差，提高定位精度。
【專利說(shuō)明】NLOS環(huán)境下采用距離幾何的無(wú)線定位新方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種非視距環(huán)境下的蜂窩網(wǎng)定位技術(shù)，特別是涉及NLOS環(huán)境下采用距離幾何的無(wú)線定位新方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)今蜂窩網(wǎng)定位技術(shù)中，TOA模型定位算法是一種重要的定位算法，需求解多個(gè)定位圓交點(diǎn)，但在非視距環(huán)境下定位誤差非常大；常用的消除非視距誤差的方法是鑒別消除法，其在前期勢(shì)必要進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)采樣和數(shù)據(jù)處理來(lái)建立所需的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)這些先驗(yàn)信息來(lái)判斷得到的測(cè)量數(shù)據(jù)是否包含非視距誤差，這會(huì)導(dǎo)致極大的計(jì)算量?；谶@種考慮，提出一種基于距離幾何的TOA定位算法，它以距離幾何學(xué)中的Blumenthal嵌入定理為基礎(chǔ)建立起來(lái)的，不需要提前鑒別測(cè)量數(shù)據(jù)是否包含NLOS誤差，而是根據(jù)移動(dòng)臺(tái)和基站之間距離的幾何約束關(guān)系對(duì)距離值進(jìn)行優(yōu)化。已有相關(guān)的研究根據(jù)距離幾何理論取得了一定的結(jié)果，但在蜂窩網(wǎng)環(huán)境中還沒(méi)有相關(guān)的研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種NLOS環(huán)境下采用距離幾何的無(wú)線定位新方法，以解決一種非視距環(huán)境下抑制非視距誤差、提高定位精度。
[0004]本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0005]NLOS環(huán) 境下采用距離幾何的無(wú)線定位新方法，該定位新方法包括距離幾何濾波方法DGF和距離幾何約束方法DGC，
[0006]所述DGF算法的步驟如下:
[0007]101.移動(dòng)臺(tái)獲取來(lái)自基站的多組測(cè)量值，每一組測(cè)量值為移動(dòng)臺(tái)在同一時(shí)刻接收到的來(lái)自于不同基站的信號(hào)傳播時(shí)間，記為其中下標(biāo)表示不同的基站；
[0008]102.對(duì)每一組測(cè)量值根據(jù)以下公式進(jìn)行計(jì)算，則對(duì)于每一組測(cè)量值，都會(huì)得到一個(gè)計(jì)算值，選取所有測(cè)量值中滿足以下條件使得計(jì)算式取值最小的一組:
[0009]對(duì)于能夠接收四個(gè)基站的信號(hào):
[0010]niin(/, — I,十 —14 — 4o )；
[0011]對(duì)于能夠接收三個(gè)基站的信號(hào):
[0012]+ pi + p1- v4 (tfr; + φ; +1?2) + 4β2),
[0013]其中A= —2a2, P1=Vll^la1, p3 = ν?； -1a2, a 為相鄰基站距離的一半，V 為無(wú)線信號(hào)傳輸速率；
[0014]103.將步驟102中選取的一組測(cè)量值代入以下公式求解，獲得的(X，y)的值即為移動(dòng)臺(tái)在設(shè)定的坐標(biāo)系下的位置坐標(biāo):
【權(quán)利要求】
1.NLOS環(huán)境下采用距離幾何的無(wú)線定位新方法，其特征在于，該定位新方法包括距離幾何濾波方法DGF和距離幾何約束方法DGC， 所述DGF算法的步驟如下: .101.移動(dòng)臺(tái)獲取來(lái)自基站的多組測(cè)量值，每一組測(cè)量值為移動(dòng)臺(tái)在同一時(shí)刻接收到的來(lái)自于不同基站的信號(hào)傳播時(shí)間，記為其中下標(biāo)表示不同的基站； . 102.對(duì)每一組測(cè)量值根據(jù)以下公式進(jìn)行計(jì)算，則對(duì)于每一組測(cè)量值，都會(huì)得到一個(gè)計(jì)算值，選取所有測(cè)量值中滿足以下條件使得計(jì)算式取值最小的一組: 對(duì)于能夠接收四個(gè)基站的信號(hào):
【文檔編號(hào)】H04W64/00GK103716879SQ201310739248
【公開(kāi)日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月26日
【發(fā)明者】趙軍輝, 張 浩, 王嬌, 劉旭 申請(qǐng)人:北京交通大學(xué)