專利名稱：一種獲取環(huán)境數(shù)據(jù)的裝置及其實(shí)現(xiàn)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無(wú)線電通信和無(wú)線電定位領(lǐng)域，尤其涉及一種獲取環(huán)境數(shù)據(jù)的裝置及其實(shí)現(xiàn)的方法。
背景技術(shù)：
NLOS(Non-Line-Of-Sight)誤差(一種由非可視傳播路徑引入的、相對(duì)于視線傳播路徑時(shí)延的額外時(shí)延)的存在顯著降低了基于蜂窩的移動(dòng)臺(tái)定位系統(tǒng)和A-GPS(網(wǎng)絡(luò)輔助的GPS)系統(tǒng)的定位精度。目前，在基于蜂窩的移動(dòng)臺(tái)定位系統(tǒng)中尚無(wú)簡(jiǎn)單實(shí)用的用于NLOS誤差抑制的環(huán)境數(shù)據(jù)采集方法；在A-GPS系統(tǒng)中，為了提高A-GPS接收機(jī)在NLOS環(huán)境下的定位精度，美國(guó)專利US 6313786B1提出了環(huán)境數(shù)據(jù)采集的方法。
為了對(duì)A-GPS(或GPS)接收機(jī)所處環(huán)境進(jìn)行識(shí)別和對(duì)NLOS誤差大小進(jìn)行估計(jì)，美國(guó)專利US 6313786B1對(duì)A-GPS(或GPS)接收機(jī)可能處于的環(huán)境劃分為室內(nèi)、室外兩大類，室外環(huán)境又劃分為郊區(qū)、市區(qū)、無(wú)遮擋的開(kāi)闊區(qū)域等子類，市區(qū)又根據(jù)建筑的高度和密集程度進(jìn)一步細(xì)分為若干小類；為了對(duì)GPS(或A-GPS)接收機(jī)所處位置的環(huán)境類型進(jìn)行識(shí)別，美國(guó)專利US 6313786B1確定了一組衛(wèi)星信號(hào)特征參數(shù)作為A-GPS的環(huán)境數(shù)據(jù)(如，接收到的衛(wèi)星信號(hào)的信噪比，接收到的首徑時(shí)延，相關(guān)器輸出的峰值信號(hào)寬度，信號(hào)的多普勒頻移，衛(wèi)星信號(hào)的接收仰角、方位角等)，比如，如果接收到的若干個(gè)衛(wèi)星信號(hào)的信噪比與經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)相比較都高于某個(gè)特定值，就認(rèn)為A-GPS接收機(jī)處于無(wú)遮擋的開(kāi)闊區(qū)域；如果接收到的若干個(gè)衛(wèi)星信號(hào)的信噪比與經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)相比較都低于某個(gè)特定值，就認(rèn)為A-GPS處于室內(nèi)。專利US 6313786B1估計(jì)NLOS誤差大小的方法是，首先根據(jù)先驗(yàn)數(shù)據(jù)確定出A-GPS所處的地理環(huán)境種類，然后在根據(jù)不同地理環(huán)境下NLOS誤差的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)和當(dāng)時(shí)的信號(hào)特征，如相關(guān)器峰值的方差、接收到的衛(wèi)星信號(hào)的仰角，來(lái)估計(jì)NLOS誤差的大小。該專利利用環(huán)境信號(hào)提高GPS定位精度的方法是1)根據(jù)請(qǐng)求定位的GPS接收機(jī)上報(bào)的環(huán)境數(shù)據(jù)，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，判斷A-GPS接收機(jī)所處的地理環(huán)境類型并對(duì)衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行挑選；2)在對(duì)接收到的衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行挑選的過(guò)程中，剔除那些信號(hào)質(zhì)量比較差的衛(wèi)星信號(hào)，譬如信號(hào)仰角比較低的那些衛(wèi)星信號(hào)，在剩下的衛(wèi)星信號(hào)中，再根據(jù)衛(wèi)星信號(hào)的特征參數(shù)取值，如相關(guān)器峰值的方差，來(lái)估計(jì)修正量的大小；3)根據(jù)信號(hào)環(huán)境參數(shù)確定不同衛(wèi)星信號(hào)的加權(quán)值，根據(jù)權(quán)值的不同，在進(jìn)行位置估計(jì)中確定合適的權(quán)值矩陣。
上述美國(guó)專利US 6313786B1通過(guò)對(duì)環(huán)境的仔細(xì)分類和不同環(huán)境下偽距測(cè)量中包含的NLOS誤差大小的估計(jì)，對(duì)抑制NLOS誤差會(huì)產(chǎn)生一定的效果，但是，該環(huán)境數(shù)據(jù)采集方法也有如下缺點(diǎn)1)需要根據(jù)不同的地理環(huán)境和先驗(yàn)數(shù)據(jù)預(yù)先設(shè)置NLOS誤差的大小，這是一個(gè)煩瑣的建庫(kù)過(guò)程，而且其準(zhǔn)確性難以保證；2)沒(méi)有給出TDOA(Time-Differnce-Of-Arrival)測(cè)量系統(tǒng)中NLOS誤差的估計(jì)方法，因此現(xiàn)有NLOS誤差估計(jì)方法只適用于采用偽距測(cè)量的GPS系統(tǒng)中NLOS誤差的抑制，不適用于TDOA定位系統(tǒng)中NLOS誤差的抑制；3)雖然地理環(huán)境和NLOS誤差之間有密切的聯(lián)系，但是專利US 6313786B1利用地理環(huán)境特征對(duì)定位誤差進(jìn)行估計(jì)的思路并不能體現(xiàn)對(duì)NLOS誤差統(tǒng)計(jì)本質(zhì)的把握，因此無(wú)法實(shí)現(xiàn)位置估計(jì)性能在理論上的優(yōu)化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有的對(duì)接收機(jī)所處環(huán)境進(jìn)行識(shí)別和對(duì)NLOS誤差大小進(jìn)行估計(jì)的缺陷，而提供的一種既適用于TOA(Time-Of-Arrival)定位系統(tǒng)(如A-GPS)中NLOS誤差的抑制，也適用于TDOA(Time-Difference-Of-Arrival)定位系統(tǒng)中NLOS誤差的抑制的環(huán)境數(shù)據(jù)采集方法，并且，該方法無(wú)須知道移動(dòng)臺(tái)的真實(shí)位置，可以在移動(dòng)臺(tái)定位過(guò)程中實(shí)時(shí)地完成抑制NLOS誤差所需要的環(huán)境參數(shù)的采集。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的具體技術(shù)方案是一種獲取環(huán)境數(shù)據(jù)的裝置，其特點(diǎn)是，與移動(dòng)臺(tái)/或基站/或移動(dòng)臺(tái)定位中心配合使用，包括與蜂窩移動(dòng)臺(tái)接收機(jī)/或基站/或移動(dòng)臺(tái)定位中心輸出的基帶信號(hào)相連接的功率時(shí)延分布采集單元、與功率時(shí)延分布采集單元的輸出連接的功率時(shí)延分布預(yù)處理單元、與功率時(shí)延分布預(yù)處理單元的輸出連接的環(huán)境數(shù)據(jù)提取單元、以及與環(huán)境數(shù)據(jù)提取單元的輸出連接的管理單元，該管理單元輸出控制信息至功率時(shí)延分布采集單元；
其中功率時(shí)延分布采集單元接收管理單元發(fā)來(lái)的控制信息，根據(jù)這些控制信息，功率時(shí)延分布采集單元從所接收的基帶信號(hào)中，采集一組環(huán)境數(shù)據(jù)提取單元所需要的功率時(shí)延分布數(shù)據(jù)，該組功率時(shí)延分布數(shù)據(jù)經(jīng)功率時(shí)延分布預(yù)處理單元預(yù)處理后送到環(huán)境數(shù)據(jù)提取單元；環(huán)境數(shù)據(jù)提取單元提取環(huán)境數(shù)據(jù)后，將該環(huán)境數(shù)據(jù)送到管理單元；綜合單元對(duì)環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理，同時(shí)對(duì)功率時(shí)延分布采集單元進(jìn)行控制。
上述獲取環(huán)境數(shù)據(jù)的裝置中，所述的功率時(shí)延分布采集單元由相關(guān)器組或匹配濾波器組構(gòu)成。
上述獲取環(huán)境數(shù)據(jù)的裝置中，所述的功率時(shí)延分布預(yù)處理單元由背景噪聲提取單元、徑檢測(cè)門限確定單元和徑判決單元組成。
上述獲取環(huán)境數(shù)據(jù)的裝置中，所述的環(huán)境數(shù)據(jù)提取單元由運(yùn)動(dòng)識(shí)別參數(shù)估計(jì)單元、樣本離散系數(shù)估計(jì)單元、徑間功率差估計(jì)單元和分布參數(shù)估計(jì)單元組成；運(yùn)動(dòng)識(shí)別參數(shù)估計(jì)單元、樣本離散系數(shù)估計(jì)單元、徑間功率差估計(jì)單元和分布參數(shù)估計(jì)單元分別接收從功率時(shí)延分布預(yù)處理單元送來(lái)的功率時(shí)延分布上徑的位置、幅度/或功率數(shù)據(jù)；同時(shí)分布參數(shù)估計(jì)單元還接收從功率時(shí)延分布預(yù)處理單元送來(lái)的功率時(shí)延分布數(shù)據(jù)和徑/散射體的檢測(cè)門限，各估計(jì)單元把估計(jì)得到的運(yùn)動(dòng)識(shí)別參數(shù)、樣本離散系數(shù)、徑間功率差和分布參數(shù)輸出到管理單元。
上述獲取環(huán)境數(shù)據(jù)的裝置中，所述的管理單元由環(huán)境數(shù)據(jù)采集控制單元、TOA模式下NLOS誤差估計(jì)單元、TDOA模式下NLOS誤差估計(jì)單元、NLOS識(shí)別單元組成；所述的環(huán)境數(shù)據(jù)采集控制單元根據(jù)移動(dòng)臺(tái)定位中心下發(fā)的定位模式信號(hào)、位置估計(jì)模式信號(hào)和服務(wù)質(zhì)量信號(hào)輸出控制信息到功率時(shí)延分布采集單元，同時(shí)輸出控制信息到TOA模式下NLOS誤差估計(jì)單元或者/和TDOA模式下NLOS誤差估計(jì)單元；所述TOA模式下NLOS誤差估計(jì)單元或者/和TDOA模式下NLOS誤差估計(jì)單元也同時(shí)接收由環(huán)境數(shù)據(jù)提取單元輸出的分布參數(shù)，并得到TOA模式下NLOS誤差的均值和方差或者和TDOA模式下NLOS誤差的均值和方差；該管理單元中的NLOS識(shí)別單元分別接收從環(huán)境數(shù)據(jù)提取單元輸出的運(yùn)動(dòng)識(shí)別參數(shù)、徑間功率差和樣本離散系數(shù)并進(jìn)行綜合處理，得到NLOS識(shí)別結(jié)果。
一種環(huán)境數(shù)據(jù)采集的方法，其特點(diǎn)是，包括以下步驟
a、根據(jù)移動(dòng)臺(tái)定位采用的定位模式，確定環(huán)境數(shù)據(jù)采集需要輸入的信號(hào)種類；b、從蜂窩移動(dòng)臺(tái)接收機(jī)輸出的基帶信號(hào)中，或者從GPS接收機(jī)輸出的基帶信號(hào)中，或者同時(shí)從這兩種基帶信號(hào)中，根據(jù)控制信息采集一組功率時(shí)延分布數(shù)據(jù)；c、對(duì)步驟b所述的功率時(shí)延分布數(shù)據(jù)進(jìn)行背景噪聲提取、徑檢測(cè)門限確定和徑判決，完成環(huán)境數(shù)據(jù)提取所需要的預(yù)處理；d、利用步驟c所述預(yù)處理過(guò)程中得到的結(jié)果，根據(jù)定位模式和位置估計(jì)模式從功率時(shí)延分布數(shù)據(jù)中提取環(huán)境數(shù)據(jù)；e、對(duì)步驟d所提取環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理。
上述方法中，所述的移動(dòng)臺(tái)定位采用的定位模式包括1)基于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的定位模式；2)基于A-GPS的定位模式；3)綜合利用蜂窩網(wǎng)絡(luò)信號(hào)與GPS信號(hào)進(jìn)行時(shí)延估計(jì)的定位模式。
上述方法中，所述根據(jù)移動(dòng)臺(tái)定位采用的定位模式確定環(huán)境數(shù)據(jù)采集需要輸入的信號(hào)種類，是指如果基于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的定位，則只對(duì)蜂窩網(wǎng)的導(dǎo)頻信號(hào)進(jìn)行多徑搜索采集處理；如果是綜合利用蜂窩網(wǎng)絡(luò)信號(hào)與GPS信號(hào)進(jìn)行時(shí)延估計(jì)的定位，則需要同時(shí)對(duì)蜂窩網(wǎng)的導(dǎo)頻信號(hào)和GPS信號(hào)進(jìn)行采集處理。
上述方法中，對(duì)于基于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的定位模式，采用基于TDOA模式進(jìn)行位置估計(jì)；對(duì)于基于A-GPS的定位模式，則采用基于TOA模式進(jìn)行位置估計(jì)；對(duì)于綜合利用蜂窩網(wǎng)絡(luò)信號(hào)與GPS信號(hào)的定位模式，則同時(shí)采用基于TOA模式和TDOA模式進(jìn)行位置估計(jì)。
上述方法中，步驟b還包括根據(jù)要求的定位質(zhì)量來(lái)確定相應(yīng)的控制信息，該控制信息包括需要同時(shí)采集其功率時(shí)延分布的偽隨機(jī)碼的個(gè)數(shù)、需要采集的同一種功率時(shí)延分布的個(gè)數(shù)、對(duì)各種功率時(shí)延分布的采集頻率、以及采集功率時(shí)延分布時(shí)采用的相干長(zhǎng)度和非相干累加次數(shù)。
上述方法中，所述的對(duì)步驟b獲取的功率時(shí)延分布進(jìn)行預(yù)處理包括三個(gè)子步驟c1、提取背景噪聲NP；c2、確定徑的檢測(cè)門限THR；
c3、確定首徑位置、首徑幅度/或功率、最強(qiáng)徑位置、最強(qiáng)徑功率/或幅度、局部最強(qiáng)徑位置、局部最強(qiáng)徑的幅度/或功率。
上述方法中，步驟d所述的提取環(huán)境數(shù)據(jù)包括運(yùn)動(dòng)識(shí)別參數(shù)計(jì)算子步驟、樣本離散系數(shù)計(jì)算子步驟、徑間功率差計(jì)算子步驟和分布參數(shù)估計(jì)子步驟；其中d1、運(yùn)動(dòng)識(shí)別參數(shù)計(jì)算的方法是第一步，根據(jù)功率時(shí)延分布預(yù)處理過(guò)程獲取的某個(gè)偽隨機(jī)碼對(duì)應(yīng)的N個(gè)功率時(shí)延分布的徑的位置、幅度/或功率信息，在首徑之后的某個(gè)區(qū)間內(nèi)挑選一個(gè)用于運(yùn)動(dòng)識(shí)別的徑；第二步，計(jì)算從N個(gè)功率時(shí)延分布中挑選出的N個(gè)NLOS徑的幅度/或功率樣本離散系數(shù)；第三步，把第二步得到的樣本離散系數(shù)與從經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)中獲取的判決門限THR-MOVE進(jìn)行比較，如果樣本離散系數(shù)大于THR-MOVE，就判為移動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)，否則，判為移動(dòng)臺(tái)靜止.
d2、樣本離散系數(shù)計(jì)算方法是，根據(jù)功率時(shí)延分布預(yù)處理過(guò)程獲取的某個(gè)偽隨機(jī)碼對(duì)應(yīng)的N個(gè)功率時(shí)延分布的徑的位置、和幅度/或功率信息，從N個(gè)功率時(shí)延分布中挑選出N個(gè)最強(qiáng)竟徑的幅度/或功率值，對(duì)這N個(gè)最強(qiáng)競(jìng)徑的幅度/或功率值計(jì)算樣本離散系數(shù)；d3、徑間功率差計(jì)算的計(jì)算方法是，根據(jù)功率時(shí)延分布預(yù)處理過(guò)程獲取的某個(gè)偽隨機(jī)碼對(duì)應(yīng)的N個(gè)功率時(shí)延分布的徑的位置、和幅度或功率信息，作如下處理1)對(duì)N個(gè)功率時(shí)延分布中的每一個(gè)選出最強(qiáng)竟徑和局部最強(qiáng)徑的幅度/或功率，計(jì)算比值；2)對(duì)N個(gè)功率時(shí)延分布中的每一個(gè)計(jì)算首徑的到達(dá)時(shí)間和最強(qiáng)徑的到達(dá)時(shí)間的差值；d4、NLOS誤差分布參數(shù)估計(jì)分為離散形式的分布參數(shù)的估計(jì)和連續(xù)形式的分布參數(shù)的估計(jì)。
上述方法中，步驟d所述位置估計(jì)模式采用在移動(dòng)臺(tái)定位中心進(jìn)行位置估計(jì)，則提取環(huán)境數(shù)據(jù)包括NLOS誤差分布參數(shù)的估計(jì)。
上述方法中，所述步驟e的環(huán)境數(shù)據(jù)的綜合處理包括TOA模式下NLOS誤差均值和方差的估計(jì)子步驟e11、TDOA模式下NLOS誤差均值和方差的估計(jì)子步驟e12、以及NLOS識(shí)別子步驟e13其中e11、利用TOA模式下NLOS誤差的概率密度函數(shù)和分布參數(shù)進(jìn)行NLOS誤差均值和方差的估計(jì)；e12、利用TDOA模式下NLOS誤差的概率密度函數(shù)和分布參數(shù)進(jìn)行NLOS誤差均值和方差的估計(jì)；e13、通過(guò)對(duì)步驟d獲取的運(yùn)動(dòng)識(shí)別參數(shù)、樣本離散系數(shù)、徑間功率差進(jìn)行綜合，得到NLOS識(shí)別結(jié)果。
上述方法中，進(jìn)行NLOS識(shí)別的具體方法是首先判斷運(yùn)動(dòng)識(shí)別參數(shù)是否大于某個(gè)門限，如果運(yùn)動(dòng)識(shí)別參數(shù)大于某個(gè)門限，就表明蜂窩移動(dòng)臺(tái)或A-GPS處于運(yùn)動(dòng)中，在這種移動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)的情況下，再根據(jù)樣本離散系數(shù)來(lái)確定相應(yīng)的偽隨機(jī)碼對(duì)應(yīng)的信道是否為NLOS信道，大于某個(gè)門限，就是NLOS信道，否則，就是LOS信道；如果明蜂窩移動(dòng)臺(tái)或A-GPS處于靜止?fàn)顟B(tài)，就采用樣本徑間功率差來(lái)判斷是否為NLOS信道。
上述方法中，采用樣本徑間功率差來(lái)判斷是否為NLOS信道具體方法是1)判斷功率時(shí)延分布上的最強(qiáng)徑和局部最強(qiáng)徑的比值K是否大于某個(gè)門限；2)首徑和最強(qiáng)徑的時(shí)延間隔T是否小于某個(gè)門限；如果上述兩個(gè)條件同時(shí)成立，就判為L(zhǎng)OS，否則，判為NLOS。
上述方法中，所述的局部最強(qiáng)徑是指從最強(qiáng)徑之后的某個(gè)位置開(kāi)始一直到搜索窗末尾這樣一個(gè)區(qū)間內(nèi)搜索出的最強(qiáng)徑或者是指從最強(qiáng)徑之后的某個(gè)位置開(kāi)始，一直到搜索窗末尾這樣一個(gè)區(qū)間內(nèi)搜索出的最強(qiáng)徑。
上述方法中，所述的首徑和最強(qiáng)徑的時(shí)延間隔T是否小于某個(gè)門限是指T小于一個(gè)碼片寬度。
本發(fā)明所述的環(huán)境數(shù)據(jù)采集裝置和方法，可以實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地獲取抑制NLOS誤差所需要的環(huán)境數(shù)據(jù)，對(duì)這些環(huán)境數(shù)據(jù)的運(yùn)用，可以有效地抑制NLOS誤差對(duì)基于蜂窩的移動(dòng)臺(tái)定位系統(tǒng)和A-GPS(網(wǎng)絡(luò)輔助的GPS)系統(tǒng)定位精度的影響，提高定位精度。


本發(fā)明的具體特征、性能和優(yōu)點(diǎn)可從以下的實(shí)施例和附圖的描述中進(jìn)一步看出。
圖1是本發(fā)明蜂窩移動(dòng)臺(tái)和A-GPS采集環(huán)境數(shù)據(jù)的裝置的結(jié)構(gòu)圖2是圖1中環(huán)境數(shù)據(jù)提取單元的結(jié)構(gòu)圖3是圖1中管理單元的結(jié)構(gòu)圖4是圖1中NLOS誤差分布參數(shù)和徑間功率差統(tǒng)計(jì)方法示意5是本發(fā)明環(huán)境數(shù)據(jù)采集方法流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明所述環(huán)境數(shù)據(jù)是指用于NLOS信道識(shí)別的運(yùn)動(dòng)參數(shù)M、樣本離散系數(shù)σ/μ徑間功率差R和用于估計(jì)NLOS誤差的分布參數(shù)Pi。本發(fā)明所述環(huán)境數(shù)據(jù)采集裝置的結(jié)構(gòu)、工作原理和環(huán)境數(shù)據(jù)采集方法如下。
請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明一種獲取環(huán)境數(shù)據(jù)的裝置，包括與蜂窩移動(dòng)臺(tái)和A-GPA的基帶輸出相連的功率時(shí)延分布采集單元105、功率時(shí)延分布預(yù)處理單元106、環(huán)境數(shù)據(jù)提取單元107和管理單元108；其中功率時(shí)延分布采集單元接收管理單元發(fā)來(lái)的控制信息，根據(jù)這些控制信息，功率時(shí)延分布采集單元通過(guò)該單元與蜂窩移動(dòng)臺(tái)接收機(jī)輸出的基帶信號(hào)之間的接口，或者該單元通過(guò)與GPS接收機(jī)輸出的基帶信號(hào)之間的接口，該單元分別或同時(shí)從這兩種基帶信號(hào)中，采集一組環(huán)境數(shù)據(jù)提取單元所需要的功率時(shí)延分布數(shù)據(jù)，該組功率時(shí)延分布數(shù)據(jù)經(jīng)功率時(shí)延分布預(yù)處理單元預(yù)處理后送到環(huán)境數(shù)據(jù)提取單元；環(huán)境數(shù)據(jù)提取單元提取環(huán)境數(shù)據(jù)后，將該環(huán)境數(shù)據(jù)送到管理單元；該管理單元輸出控制信息至功率時(shí)延分布采集單元；綜合單元對(duì)環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理，同時(shí)對(duì)功率時(shí)延分布采集單元進(jìn)行控制。
功率時(shí)延分布采集單元105由相關(guān)器組(或匹配濾波器組)構(gòu)成，該相關(guān)器組有多種實(shí)現(xiàn)方法可以是為環(huán)境數(shù)據(jù)采集裝置單獨(dú)設(shè)計(jì)的，也可以是借用蜂窩移動(dòng)臺(tái)中多徑搜索單元中的相關(guān)器組或者是借用A-GPA接收機(jī)中的相關(guān)器組來(lái)實(shí)現(xiàn)。功率時(shí)延分布采集單元105接收管理單元108發(fā)來(lái)的控制信息，如，需要同時(shí)采集其功率時(shí)延分布的偽隨機(jī)碼的個(gè)數(shù)(每個(gè)偽隨機(jī)碼對(duì)應(yīng)一種功率時(shí)延分布)；需要采集的同一種功率時(shí)延分布(對(duì)應(yīng)同一個(gè)偽隨機(jī)碼)的個(gè)數(shù)；對(duì)各種功率時(shí)延分布的采集頻率；采集功率時(shí)延分布時(shí)采用的相干長(zhǎng)度和非相干累加次數(shù)，根據(jù)這些控制信息，功率時(shí)延分布采集單元105從蜂窩移動(dòng)臺(tái)接收機(jī)射頻前端101輸出的、經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器之一103量化的基帶信號(hào)中，或者從GPS接收機(jī)射頻前端102輸出的、經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器之二104量化的基帶信號(hào)中，或者同時(shí)從這兩種基帶信號(hào)中，采集一組環(huán)境數(shù)據(jù)提取單元107所需要的功率時(shí)延分布數(shù)據(jù)。該功率時(shí)延分布數(shù)據(jù)經(jīng)功率時(shí)延分布預(yù)處理單元106預(yù)處理后送到環(huán)境數(shù)據(jù)提取單元107；環(huán)境數(shù)據(jù)提取單元107提取環(huán)境數(shù)據(jù)后，將該環(huán)境數(shù)據(jù)送到管理單元108；綜合單元108對(duì)環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理，同時(shí)對(duì)功率時(shí)延分布采集單元105進(jìn)行控制。
功率時(shí)延分布預(yù)處理單元106由背景噪聲提取單元、徑檢測(cè)門限確定單元和徑判決單元組成。其中，背景噪聲提取單元提取徑檢測(cè)門限確定單元所需要的背景噪聲的分布參數(shù)(如，均值和標(biāo)準(zhǔn)差)，背景噪聲提取單元分兩個(gè)步驟提取背景噪聲第一步，粗略提取，可以通過(guò)在功率時(shí)延分布中剔除若干個(gè)最強(qiáng)徑的方法實(shí)現(xiàn)背景噪聲的粗略提取，也可以通過(guò)使用空閑偽隨機(jī)碼(空閑偽隨機(jī)碼可以是蜂窩移動(dòng)臺(tái)附近基站沒(méi)有使用的擾碼，也可以是GPS衛(wèi)星星歷中推算出的處于地平線以下的衛(wèi)星發(fā)射的定位信號(hào)碼)；第二步，精確提取，在粗略提取背景噪聲之后，對(duì)粗略提取的背景噪聲NC進(jìn)行參數(shù)估計(jì)，如，估計(jì)粗略均值和標(biāo)準(zhǔn)差，根據(jù)估計(jì)出的均值、標(biāo)準(zhǔn)差、背景噪聲的分布形式(近似認(rèn)為是x2分布或正態(tài)分布)以及特定的檢測(cè)概率，確定一個(gè)粗略的徑檢測(cè)門限THR_C，利用THR_C從相應(yīng)的功率時(shí)延分布中檢測(cè)出一個(gè)首徑PATH1_C，在該功率時(shí)延分布上，從PATH1_C之前若干個(gè)碼片開(kāi)始到搜索窗啟始位置這樣一個(gè)區(qū)間內(nèi)，提取出精確的背景噪聲NP。徑檢測(cè)門限確定單元根據(jù)背景噪聲提取單元提供的精確背景噪聲NP進(jìn)行背景噪聲的參數(shù)估計(jì)，獲取NP的均值和標(biāo)準(zhǔn)差，然后根據(jù)估計(jì)出的均值、標(biāo)準(zhǔn)差、背景噪聲NP的分布形式(x2分布或正態(tài)分布)以及特定的檢測(cè)概率，確定最終的徑檢測(cè)門限THR。當(dāng)背景噪聲NP為正態(tài)分布時(shí)，THR＝Mu+k*Sigma，其中，Mu表示背景噪聲的均值，Sigma表示背景噪聲的標(biāo)準(zhǔn)差，k為加權(quán)系數(shù)，k的取值由徑檢測(cè)要求的虛警率決定。對(duì)于用同一種偽隨機(jī)碼獲取的多個(gè)功率時(shí)延分布，有多個(gè)THR。徑判決單元根據(jù)每個(gè)功率時(shí)延分布對(duì)應(yīng)的徑檢測(cè)門限THR，在相應(yīng)的功率時(shí)延分布上通過(guò)檢測(cè)峰值點(diǎn)的方法實(shí)現(xiàn)徑判決，功率時(shí)延分布上凡是大于THR的峰值點(diǎn)的位置就是徑的位置。徑判決單元在進(jìn)行徑判決的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步完成環(huán)境數(shù)據(jù)提取單元107所需要的預(yù)處理，如，確定出首徑位置、首徑幅度(或功率)、最強(qiáng)徑位置、最強(qiáng)徑功率(或幅度)、局部最強(qiáng)徑(局部最強(qiáng)徑是指從最強(qiáng)徑之后的某個(gè)位置開(kāi)始一直到搜索窗末尾這樣一個(gè)區(qū)間內(nèi)搜索出的最強(qiáng)徑)位置、局部最強(qiáng)徑的幅度(或功率)。如果根據(jù)徑的(或散射體的)檢測(cè)門限確定出某種功率時(shí)延分布上不存在有效徑，就不對(duì)這種功率時(shí)延分布進(jìn)行環(huán)境數(shù)據(jù)的提取。
環(huán)境數(shù)據(jù)提取單元107從功率時(shí)延分布預(yù)處理單元106送來(lái)的功率時(shí)延分布數(shù)據(jù)中提取環(huán)境數(shù)據(jù)。該單元根據(jù)106送來(lái)的輔助信息，如，不同種類的功率時(shí)延分布上徑的(或散射體的)檢測(cè)門限、首徑位置、首徑幅度(或功率)、最強(qiáng)徑位置、最強(qiáng)徑功率(或幅度)、局部最強(qiáng)徑位置、局部最強(qiáng)徑的幅度(或功率)，對(duì)各種功率時(shí)延分布攜帶的環(huán)境數(shù)據(jù)信息進(jìn)行提取，獲取用于NLOS信道識(shí)別的運(yùn)動(dòng)識(shí)別參數(shù)M、樣本離散系數(shù)σ/μ徑間功率差R和用于估計(jì)NLOS誤差的分布參數(shù)Pi。
請(qǐng)參閱圖2。環(huán)境數(shù)據(jù)提取單元由運(yùn)動(dòng)識(shí)別參數(shù)估計(jì)單元204、樣本離散系數(shù)估計(jì)單元205、徑間功率差估計(jì)單元206和分布參數(shù)估計(jì)單元組成207。201是指從106送來(lái)的功率時(shí)延分布數(shù)據(jù)；202是指從106送來(lái)的徑的(或散射體的)檢測(cè)門限，不同的功率時(shí)延分布具有不同的檢測(cè)門限。203是指從106送來(lái)的功率時(shí)延分布上徑的位置、幅度(或功率)數(shù)據(jù)(如，不同種類的功率時(shí)延分布上徑的(或散射體的)檢測(cè)門限、首徑位置、首徑幅度(或功率)、最強(qiáng)徑位置、最強(qiáng)徑功率(或幅度)、局部最強(qiáng)徑位置、局部最強(qiáng)徑的幅度(或功率))。
其中，運(yùn)動(dòng)識(shí)別參數(shù)M計(jì)算單元204由三個(gè)步驟組成第一步，根據(jù)功率時(shí)延分布預(yù)處理單元106輸出的某個(gè)偽隨機(jī)碼，(該偽隨機(jī)碼可以是服務(wù)小區(qū)的導(dǎo)頻采用的擾碼，也可以是鄰小區(qū)導(dǎo)頻采用的擾碼)對(duì)應(yīng)的N個(gè)功率時(shí)延分布(一般地，N的取值范圍是4～20)的徑的位置、和幅度(或功率)信息，在首徑之后的某個(gè)區(qū)間內(nèi)挑選一個(gè)用于運(yùn)動(dòng)識(shí)別的徑(該徑必為NLOS徑)；第二步，計(jì)算從N個(gè)功率時(shí)延分布中挑選出的N個(gè)NLOS徑的幅度(或功率)樣本離散系數(shù)；第三步，把第二步得到的樣本離散系數(shù)與從經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)中獲取的判決門限THR-MOVE進(jìn)行比較，THR-MOVE通常取0.1左右，如果樣本離散系數(shù)大于THR-MOVE，就判為移動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)，否則，判為移動(dòng)臺(tái)靜止；樣本離散系數(shù)σ/μ(表示標(biāo)準(zhǔn)差除以均值)計(jì)算單元205根據(jù)功率時(shí)延分布預(yù)處理單元106輸出的某個(gè)偽隨機(jī)碼(可以是服務(wù)小區(qū)的導(dǎo)頻采用的擾碼，也可以是鄰小區(qū)導(dǎo)頻采用的擾碼)對(duì)應(yīng)的N個(gè)功率時(shí)延分布(一般地，N的取值范圍是4～20)的徑的位置、和幅度(或功率)信息，從N個(gè)功率時(shí)延分布中挑選出N個(gè)最強(qiáng)竟徑的幅度(或功率)值，對(duì)這N個(gè)最強(qiáng)競(jìng)徑的幅度(或功率)值計(jì)算樣本離散系數(shù)σ/μ；徑間功率差估計(jì)單元206根據(jù)功率時(shí)延分布預(yù)處理單元106輸出的某個(gè)偽隨機(jī)碼(可以是服務(wù)小區(qū)的導(dǎo)頻采用的擾碼，也可以是鄰小區(qū)導(dǎo)頻采用的擾碼，也可以是GPS衛(wèi)星發(fā)射的P碼(精碼)或摯謹(jǐn)碼)對(duì)應(yīng)的N個(gè)功率時(shí)延分布(一般地，N的取值范圍是4～20)的徑的位置、和幅度(或功率)信息，作如下處理1)對(duì)N個(gè)功率時(shí)延分布中的每一個(gè)選出最強(qiáng)竟徑(如圖4中的404)Max_Path和局部最強(qiáng)徑Local_Max_Path(如圖4中的409，圖4中的408和410是局部最強(qiáng)徑搜索窗的起點(diǎn)和終點(diǎn)，起點(diǎn)408位于最強(qiáng)徑的后面若干個(gè)碼片處)的幅度(或功率)，計(jì)算比值Max_Path/Local_Max_Path；2)對(duì)N個(gè)功率時(shí)延分布中的每一個(gè)計(jì)算首徑的到達(dá)時(shí)間Time_Of_First_Path_Arrival和最強(qiáng)徑Max_Path的到達(dá)時(shí)間Time_Of_Max_Path_Arrival的差值；分布參數(shù)估計(jì)單元207進(jìn)行NLOS誤差分布參數(shù)Pi的估計(jì)的本質(zhì)是對(duì)移動(dòng)臺(tái)，或A-GPS接收機(jī)，附近散射體密度的估計(jì)，這個(gè)估計(jì)是通過(guò)對(duì)功率時(shí)延分布采集單元105(即多徑搜索單元)獲得的功率時(shí)延分布的處理來(lái)實(shí)現(xiàn)的，圖4是對(duì)NLOS誤差分布參數(shù)Pi進(jìn)行估計(jì)的原理示意圖。圖4中的406為功率時(shí)延分布采集單元105送來(lái)的某個(gè)偽隨機(jī)碼的功率時(shí)延分布，405為徑判決門限THR，401為根據(jù)徑判決門限THR判決出的首徑，402為散射體統(tǒng)計(jì)窗的起始位置，403為散射體統(tǒng)計(jì)窗的結(jié)束位置，首徑位置401與散射體統(tǒng)計(jì)窗的起始位置402間隔若干個(gè)(如1個(gè))碼片的寬度(在NLOS信道下，散射體統(tǒng)計(jì)窗也可以包含首徑)，散射體統(tǒng)計(jì)窗的起始位置402與散射體統(tǒng)計(jì)窗的結(jié)束位置403之間間隔(即散射體統(tǒng)計(jì)窗的寬度)為若干個(gè)碼片，如1～10個(gè)碼片。404為散射體統(tǒng)計(jì)窗內(nèi)檢測(cè)到的一個(gè)徑，該徑對(duì)應(yīng)一個(gè)在空間上可分辨的散射體。Dnlos407是NLOS傳播路徑引入的相對(duì)時(shí)延(相對(duì)于LOS傳播路徑)誤差，即NLOS誤差，NLOS誤差具有非負(fù)的特性。通過(guò)計(jì)算散射體統(tǒng)計(jì)窗內(nèi)超過(guò)徑判決門限THR的徑的個(gè)數(shù)與散射體統(tǒng)計(jì)窗的寬度的比值，就可以得到NLOS誤差分布參數(shù)Pi的最大似然估計(jì)值。具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，既可以采用公式(1)，也可以采用公式(2)來(lái)完成NLOS誤差分布參數(shù)Pi的估計(jì)。
P=m1+m2+...mN)×aW×N--------(1)]]>式中Pi為NLOS誤差分布參數(shù)；mk是第k(k＝1，2......n)個(gè)散射體統(tǒng)計(jì)窗(從第k個(gè)功率時(shí)延分布上截取)內(nèi)檢測(cè)到的徑的個(gè)數(shù)；W是散射體統(tǒng)計(jì)窗的寬度，單位為碼片，通常，W的取值在1～10個(gè)碼片之間；N是為獲取一個(gè)Pi的估計(jì)值所采用的功率時(shí)延分布的個(gè)數(shù)，通常，N的取值在1～10之間，所用的N個(gè)功率時(shí)延分布是在一定的時(shí)間區(qū)間內(nèi)進(jìn)行N次多徑搜索來(lái)得到；α是一個(gè)碼片內(nèi)進(jìn)行的采樣次數(shù)，通常，α在1～32之間取值，α值就是一個(gè)徑包含的樣點(diǎn)數(shù)。
Pi=s1+s2+...sNW×N-------(2)]]>式中P1為NLOS誤差分布參數(shù)；sk是第k(k＝1，2......N)個(gè)散射體統(tǒng)計(jì)窗(從第k個(gè)功率時(shí)延分布上截取)內(nèi)檢測(cè)到的超過(guò)檢測(cè)門限的樣點(diǎn)的個(gè)數(shù)；W是散射體統(tǒng)計(jì)窗的寬度，單位為樣點(diǎn)，通常，W的取值在40個(gè)樣點(diǎn)之內(nèi)，典型值為20個(gè)樣點(diǎn)；N是為獲取一個(gè)Pi的估計(jì)值所采用的功率時(shí)延分布的個(gè)數(shù)，通常，N的取值在1～10之間，所用的N個(gè)功率時(shí)延分布是在一定的時(shí)間區(qū)間內(nèi)進(jìn)行N次多徑搜索來(lái)得到。
根據(jù)公式(3)，可以由ρi得到δi的分布參數(shù)θi。
θi=T-1ln(1-pi)--------(3)]]>式中，T為系統(tǒng)采樣樣點(diǎn)間隔時(shí)間，單位為微秒。
利用公式(1)或公式(2)求出第i，j個(gè)輻射源間的分布參數(shù)Pi和Pj之后，就獲得了離散形式的TDOA系統(tǒng)中NLOS誤差δ(s)ij的分布參數(shù)；利用分布參數(shù)Pi、Pj和公式(3)，就獲得了連續(xù)形式的TDOA系統(tǒng)中NLOS誤差δij的分布參數(shù)θi和θj。
環(huán)境數(shù)據(jù)提取單元107提取的環(huán)境數(shù)據(jù)，如，用于NLOS信道識(shí)別的運(yùn)動(dòng)識(shí)別參數(shù)M、樣本離散系數(shù)σ/μ、徑間功率差R和用于估計(jì)NLOS誤差的分布參數(shù)Pi，送到管理單元做綜合處理。
請(qǐng)參閱圖3，管理單元108由環(huán)境數(shù)據(jù)采集控制單元301、TOA模式下NLOS誤差估計(jì)單元302、TDOA模式下NLOS誤差估計(jì)單元303、NLOS識(shí)別單元304組成。管理單元108完成兩個(gè)主要功能，一是對(duì)功率時(shí)延分布采集單元105進(jìn)行控制，由圖3所示的環(huán)境數(shù)據(jù)采集控制單元301向功率時(shí)延分布采集單元105發(fā)送控制信息，如，需要采集那些偽隨機(jī)碼的功率時(shí)延分布、對(duì)一個(gè)偽隨機(jī)碼需要采集多少個(gè)功率時(shí)延分布；二是對(duì)環(huán)境數(shù)據(jù)提取單元107提取的環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合，獲取用于NLOS誤差矯正的數(shù)據(jù)。
所述的環(huán)境數(shù)據(jù)采集控制單元根據(jù)移動(dòng)臺(tái)定位中心下發(fā)的定位模式信號(hào)、位置估計(jì)模式信號(hào)和服務(wù)質(zhì)量(QOSquality of service)信號(hào)輸出控制信息到功率時(shí)延分布采集單元，同時(shí)輸出控制信息到TOA模式下NLOS誤差估計(jì)單元或者/和TDOA模式下NLOS誤差估計(jì)單元；TOA模式下NLOS誤差估計(jì)單元或者/和TDOA模式下NLOS誤差估計(jì)單元也同時(shí)接收由環(huán)境數(shù)據(jù)提取單元輸出的分布參數(shù)，并得到TOA模式下NLOS誤差的均值和方差或者和TDOA模式下NLOS誤差的均值和方差；該管理單元中的NLOS識(shí)別單元分別接收從環(huán)境數(shù)據(jù)提取單元輸出的運(yùn)動(dòng)識(shí)別參數(shù)、徑間功率差和樣本離散系數(shù)并進(jìn)行綜合處理，得到NLOS識(shí)別結(jié)果。
其中，TOA模式下NLOS誤差估計(jì)單元302用于獲取TOA(或偽距)測(cè)量中的NLOS誤差的均值和方差。如，為了獲取連續(xù)分布的TOA(或偽距)測(cè)量中的NLOS誤差δi的均值和方差，首先利用公式(3)，從第i個(gè)偽隨機(jī)碼對(duì)應(yīng)的一組功率時(shí)延分布上提取的NLOS誤差的分布參數(shù)Pi，求出連續(xù)分布的TOA(或偽距)測(cè)量中的NLOS誤差的分布參數(shù)θi。再利用公式(4)、(5)就可以計(jì)算出TOA(或偽距)測(cè)量中的NLOS誤差的均值和方差；E[δi]＝θi(4)D[δi]=θi2-----(5)]]>式中，δi是連續(xù)分布的第i偽隨機(jī)碼的TOA(或偽距)傳播時(shí)延中的NLOS誤差；TDOA模式下NLOS誤差估計(jì)單元303計(jì)算TDOA測(cè)量系統(tǒng)中的NLOS誤差的均值和方差。如，為了獲取第i和第j個(gè)偽隨機(jī)碼之間的、連續(xù)分布的TDOA測(cè)量中的NLOS誤差的均值和方差δij，首先利用公式(3)和從第i和第j個(gè)偽隨機(jī)碼對(duì)應(yīng)的一組功率時(shí)延分布上分別提取的NLOS誤差的分布參數(shù)Pi、Pj，求出連續(xù)分布的TOA(或偽距)測(cè)量中的NLOS誤差的分布參數(shù)θi和θj，然后按照公式(6)計(jì)算δij的均值，利用公式(7)計(jì)算δij的方差。
E[δij]＝θj-θi(6)D[δij]=θi2+θj2----(7)]]>NLOS識(shí)別單元304對(duì)某種偽隨機(jī)碼對(duì)應(yīng)的一組功率時(shí)延分布上提取的運(yùn)動(dòng)識(shí)別參數(shù)M、樣本離散系數(shù)σ/μ和徑間功率差R進(jìn)行綜合，確定該偽隨機(jī)碼對(duì)應(yīng)的信道是否為NLOS信道，具體方法是首先判斷運(yùn)動(dòng)識(shí)別參數(shù)M是否大于某個(gè)門限，如，是否大于0.2，如果運(yùn)動(dòng)識(shí)別參數(shù)M大于某個(gè)門限，就表明蜂窩移動(dòng)臺(tái)或A-GPS處于運(yùn)動(dòng)中，在這種移動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)的情況下，再根據(jù)樣本離散系數(shù)σ/μ來(lái)確定相應(yīng)的偽隨機(jī)碼對(duì)應(yīng)的信道是否為NLOS信道，σ/μ大于某個(gè)門限，如0.1，就是NLOS信道，否則，就是LOS(Line-Of-Sight)信道；如果明蜂窩移動(dòng)臺(tái)或A-GPS處于靜止?fàn)顟B(tài)，就采用樣本徑間功率差R來(lái)判斷是否為NLOS信道，具體方法是判斷公式(8)、(9)是否同時(shí)成立。
R＝Max_Path/Local_Max_Pat ＞K(8)Time_Of_First_Path_Arrival-Time_Of_Max_Path_Arrival＜T(9)如果同時(shí)成立，就判為L(zhǎng)OS，否則，判為NLOS。K值的選取需要考慮到識(shí)別率和誤判率的折中，一般K的取值在2～8之間選?。籘的取值范圍大約為一個(gè)碼片的寬度。
在管理單元108通過(guò)對(duì)環(huán)境數(shù)據(jù)的綜合獲取了NLOS識(shí)別結(jié)果、NLOS誤差的均值和方差之后，移動(dòng)臺(tái)定位系統(tǒng)就可以通過(guò)如下步驟實(shí)現(xiàn)對(duì)NLOS誤差的抑制1)使用NLOS誤差的均值把非負(fù)的NLOS誤差矯正為零均值的隨機(jī)變量；2)使用NLOS識(shí)別結(jié)果和NLOS誤差的方差構(gòu)造加權(quán)最小二乘估計(jì)中的加權(quán)矩陣來(lái)初步抑制NLOS誤差(均值已經(jīng)為零)對(duì)位置估計(jì)的影響；3)根據(jù)矯正后的NLOS誤差的零均值特性，通過(guò)對(duì)位置估計(jì)結(jié)果的多次平均，進(jìn)一步抑制NLOS誤差。
本發(fā)明所述的環(huán)境數(shù)據(jù)采集裝置既可以采用軟件實(shí)現(xiàn)，也可以采用硬件實(shí)現(xiàn)；既可以在移動(dòng)終端內(nèi)實(shí)現(xiàn)，也可以在移動(dòng)臺(tái)定位中心實(shí)現(xiàn)。當(dāng)在移動(dòng)臺(tái)側(cè)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所述的環(huán)境數(shù)據(jù)采集裝置時(shí)，如果位置估計(jì)是在移動(dòng)臺(tái)側(cè)完成，管理模塊就把經(jīng)過(guò)綜合的環(huán)境數(shù)據(jù)傳送給移動(dòng)臺(tái)內(nèi)的位置估計(jì)單元；如果位置估計(jì)在移動(dòng)臺(tái)定位中心完成，管理單元108就把環(huán)境數(shù)據(jù)提取單元107提取的環(huán)境數(shù)據(jù)通過(guò)空中接口傳送給網(wǎng)絡(luò)側(cè)的移動(dòng)臺(tái)定位中心；當(dāng)在移動(dòng)臺(tái)定位中心實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所述裝置時(shí)，需要首先由需要定位的移動(dòng)臺(tái)(蜂窩移動(dòng)臺(tái)或A-GPS)采集接收到的基帶信號(hào)，可以是移動(dòng)臺(tái)接收到的基站的導(dǎo)頻信號(hào)的基帶信號(hào)，也可以是A-GPS終端接收到的衛(wèi)星定位信號(hào)的基帶信號(hào)，然后通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)把采集到的基帶信號(hào)發(fā)送到移動(dòng)臺(tái)定位中心。在移動(dòng)臺(tái)定位中心首先對(duì)這些基帶信號(hào)進(jìn)行某種預(yù)處理，如對(duì)消一部分干擾以提高所需信號(hào)的信干比，然后再把這些經(jīng)過(guò)預(yù)處理后的基帶信號(hào)送到功率時(shí)延分布采集單元105，經(jīng)過(guò)105以及后續(xù)單元的處理后，就可以獲取抑制NLOS誤差的環(huán)境數(shù)據(jù)。
請(qǐng)參閱圖5。本發(fā)明所述方法環(huán)境數(shù)據(jù)采集方法包括如下步驟a、根據(jù)移動(dòng)臺(tái)定位采用的定位模式，確定環(huán)境數(shù)據(jù)采集需要輸入的信號(hào)種類；b、從蜂窩移動(dòng)臺(tái)接收機(jī)輸出的基帶信號(hào)中，或者從GPS接收機(jī)輸出的基帶信號(hào)中，或者同時(shí)從這兩種基帶信號(hào)中，根據(jù)控制信息采集一組功率時(shí)延分布數(shù)據(jù)；c、對(duì)步驟b所述的功率時(shí)延分布數(shù)據(jù)進(jìn)行背景噪聲提取、徑檢測(cè)門限確定和徑判決，完成環(huán)境數(shù)據(jù)提取所需要的預(yù)處理；d、利用步驟c所述預(yù)處理過(guò)程中得到的結(jié)果，根據(jù)定位模式和位置估計(jì)模式從功率時(shí)延分布數(shù)據(jù)中提取環(huán)境數(shù)據(jù)；e、對(duì)步驟d所提取環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理。
具體方法為步驟a，確定輸入數(shù)據(jù)的種類501。根據(jù)移動(dòng)臺(tái)定位采用的定位模式，有三種基本定位模式1)基于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的定位；2)基于A-GPS的定位；3)綜合利用蜂窩網(wǎng)絡(luò)信號(hào)與GPS信號(hào)進(jìn)行時(shí)延估計(jì)的定位。步驟a根據(jù)采用的具體定位模式，來(lái)確定環(huán)境數(shù)據(jù)采集單元105需要輸入的信號(hào)類別，如果基于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的定位，環(huán)境數(shù)據(jù)采集單元105就只對(duì)蜂窩網(wǎng)的導(dǎo)頻信號(hào)進(jìn)行采集處理(即進(jìn)行多徑搜索)；如果是綜合利用蜂窩網(wǎng)絡(luò)信號(hào)與GPS信號(hào)進(jìn)行時(shí)延估計(jì)的定位，環(huán)境數(shù)據(jù)采集單元105就需要同時(shí)對(duì)蜂窩網(wǎng)的導(dǎo)頻信號(hào)和GPS信號(hào)進(jìn)行采集處理。此外，步驟a還根據(jù)要求的定位質(zhì)量(如精度、響應(yīng)時(shí)間)來(lái)確定相應(yīng)的控制信息，如，需要同時(shí)采集其功率時(shí)延分布的偽隨機(jī)碼的個(gè)數(shù)(一個(gè)偽隨機(jī)碼對(duì)應(yīng)一種功率時(shí)延分布)；需要采集的同一種功率時(shí)延分布(對(duì)應(yīng)同一個(gè)偽隨機(jī)碼)的個(gè)數(shù)；對(duì)各種功率時(shí)延分布的采集頻率；采集功率時(shí)延分布時(shí)采用的相干長(zhǎng)度和非相干累加次數(shù)；步驟b，采集功率時(shí)延分布502。步驟b根據(jù)步驟a確定的環(huán)境數(shù)據(jù)采集種類和控制參量，如，需要同時(shí)采集其功率時(shí)延分布的偽隨機(jī)碼的個(gè)數(shù)(一個(gè)偽隨機(jī)碼對(duì)應(yīng)一種功率時(shí)延分布)；需要采集的同一種功率時(shí)延分布(對(duì)應(yīng)同一個(gè)偽隨機(jī)碼)的個(gè)數(shù)；對(duì)各種功率時(shí)延分布的采集頻率；采集功率時(shí)延分布時(shí)采用的相干長(zhǎng)度和非相干累加次數(shù)，通過(guò)多徑搜索(由一組相關(guān)器或匹配濾波器實(shí)現(xiàn))來(lái)獲取蜂窩網(wǎng)絡(luò)的特定的導(dǎo)頻信號(hào)的功率時(shí)延分布或衛(wèi)星定位信號(hào)的功率時(shí)延分布；步驟c，功率時(shí)延分布預(yù)處理503。該步驟對(duì)步驟b獲取的功率時(shí)延分布進(jìn)行預(yù)處理，目的在于獲取環(huán)境數(shù)據(jù)提取所需要的一些參數(shù)，如，徑檢測(cè)門限THR、首徑位置、首徑幅度(或功率)、最強(qiáng)徑位置、最強(qiáng)徑功率(或幅度)、局部最強(qiáng)徑(局部最強(qiáng)徑是指從最強(qiáng)徑之后的某個(gè)位置開(kāi)始一直到搜索窗末尾這樣一個(gè)區(qū)間內(nèi)搜索出的最強(qiáng)徑)位置、局部最強(qiáng)徑的幅度(或功率)。這一步由三個(gè)子步驟組成子步驟c1，提取背景噪聲NP，其原理和106單元相應(yīng)的部分相同；子步驟c2、確定徑的檢測(cè)門限THR，其原理和106單元相應(yīng)的部分相同；子步驟c3、確定首徑位置、首徑幅度(或功率)、最強(qiáng)徑位置、最強(qiáng)徑功率(或幅度)、局部最強(qiáng)徑(局部最強(qiáng)徑是指從最強(qiáng)徑之后的某個(gè)位置開(kāi)始一直到搜索窗末尾這樣一個(gè)區(qū)間內(nèi)搜索出的最強(qiáng)徑)位置、局部最強(qiáng)徑的幅度(或功率)，其原理和106單元相應(yīng)的部分相同；步驟d，提取環(huán)境數(shù)據(jù)504。利用步驟c所述預(yù)處理過(guò)程中得到的結(jié)果，根據(jù)定位模式和位置估計(jì)模式從功率時(shí)延分布數(shù)據(jù)中提取環(huán)境數(shù)據(jù)；所述位置估計(jì)模式采用在移動(dòng)臺(tái)定位中心進(jìn)行位置估計(jì)，則環(huán)境數(shù)據(jù)采集單元直接上報(bào)NLOS誤差分布參數(shù)。該步驟完成運(yùn)動(dòng)識(shí)別參數(shù)計(jì)算、樣本離散系數(shù)計(jì)算、徑間功率差計(jì)算和分布參數(shù)估計(jì)。
運(yùn)動(dòng)識(shí)別參數(shù)計(jì)算的方法是，第一步，根據(jù)功率時(shí)延分布預(yù)處理過(guò)程獲取的某個(gè)偽隨機(jī)碼(可以是服務(wù)小區(qū)的導(dǎo)頻采用的擾碼，也可以是鄰小區(qū)導(dǎo)頻采用的擾碼)對(duì)應(yīng)的N個(gè)功率時(shí)延分布(一般地，N的取值范圍是4～20)的徑的位置、和幅度(或功率)信息，在首徑之后的某個(gè)區(qū)間內(nèi)挑選一個(gè)用于運(yùn)動(dòng)識(shí)別的徑(該徑必為NLOS徑)；第二步，計(jì)算從N個(gè)功率時(shí)延分布中挑選出的N個(gè)NLOS徑的幅度(或功率)樣本離散系數(shù)σ/μ；第三步，把第二步得到的樣本離散系數(shù)與從經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)中獲取的判決門限THR-MOVE進(jìn)行比較，THR-MOVE通常取0.1左右，如果樣本離散系數(shù)σ/μ大于THR-MOVE，就判為移動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)，否則，判為移動(dòng)臺(tái)靜止；樣本離散系數(shù)(即標(biāo)準(zhǔn)差除以均值σ/μ，σ表示標(biāo)準(zhǔn)差，μ表示均值)計(jì)算方法是，根據(jù)功率時(shí)延分布預(yù)處理過(guò)程獲取的某個(gè)偽隨機(jī)碼(可以是服務(wù)小區(qū)的導(dǎo)頻采用的擾碼，也可以是鄰小區(qū)導(dǎo)頻采用的擾碼)對(duì)應(yīng)的N個(gè)功率時(shí)延分布(一般地，N的取值范圍是4～20)的徑的位置、和幅度(或功率)信息，從N個(gè)功率時(shí)延分布中挑選出N個(gè)最強(qiáng)競(jìng)徑的幅度(或功率)值，對(duì)這N個(gè)最強(qiáng)竟徑的幅度(或功率)值計(jì)算樣本離散系數(shù)σ/μ，即表示標(biāo)準(zhǔn)差除以均值)；徑間功率差計(jì)算的計(jì)算方法是，根據(jù)功率時(shí)延分布預(yù)處理過(guò)程獲取的某個(gè)偽隨機(jī)碼(可以是服務(wù)小區(qū)的導(dǎo)頻采用的擾碼，也可以是鄰小區(qū)導(dǎo)頻采用的擾碼，也可以是GPS衛(wèi)星發(fā)射的P碼(精碼或粗碼)對(duì)應(yīng)的N個(gè)功率時(shí)延分布(一般地，N的取值范圍是4～20)的徑的位置、和幅度(或功率)信息，作如下處理1)對(duì)N個(gè)功率時(shí)延分布中的每一個(gè)選出最強(qiáng)竟徑(如圖4中的404)Max_Path和局部最強(qiáng)徑Local_Max_Path(如圖4中的409，圖4中的408和410是局部最強(qiáng)徑搜索窗的起點(diǎn)和終點(diǎn)，起點(diǎn)408位于最強(qiáng)徑的后面若干個(gè)碼片處)的幅度(或功率)，計(jì)算比值Max_Path/Local_Max_Path；2)對(duì)N個(gè)功率時(shí)延分布中的每一個(gè)計(jì)算首徑的到達(dá)時(shí)間Time_Of_First_Path_Arrival和最強(qiáng)徑Max_Path的到達(dá)時(shí)間Time_Of_Max_Path_Arrival的差值；NLOS誤差分布參數(shù)估計(jì)分為離散形式的分布參數(shù)Pi的估計(jì)和連續(xù)形式的分布參數(shù)θi的估計(jì)，Pi可以采用公式(1)或公式(2)獲得，θi可以通過(guò)Pi和公式(3)獲得。
步驟e，環(huán)境數(shù)據(jù)的綜合505。該步驟由TOA模式下NLOS誤差均值和方差的估計(jì)、TDOA模式下NLOS誤差均值和方差的估計(jì)、NLOS識(shí)別三個(gè)子步驟組成子步驟e1，TOA模式下NLOS誤差均值和方差的估計(jì)。可以利用NLOS誤差的概率密度函數(shù)，如TOA模式下離散形式的NLOS誤差為幾何分布，又通過(guò)步驟四獲取了分布參數(shù)為Pi；TOA模式下連續(xù)形式的NLOS誤差為單邊指數(shù)分布，又通過(guò)步驟四獲取了分布參數(shù)θi，這樣就可以按照均值和標(biāo)準(zhǔn)差的定義計(jì)算出均值和標(biāo)準(zhǔn)差。為了簡(jiǎn)便，也可以直接使用已有的結(jié)論，如，利用公式(4)、(5)就可以計(jì)算出TOA(或偽距)測(cè)量中的NLOS誤差的均值和方差；子步驟e2，TDOA模式下NLOS誤差均值和方差的估計(jì)?？梢岳肗LOS誤差的概率密度函數(shù)，如TDOA模式下離散形式的NLOS誤差為雙邊幾何分布，又通過(guò)步驟四獲取了分布參數(shù)為Pi、Pj；TDOA模式下連續(xù)形式的NLOS誤差為雙邊指數(shù)分布，又通過(guò)步驟四獲取了分布參數(shù)θi、θj，這樣就可以按照均值和標(biāo)準(zhǔn)差的定義計(jì)算出均值和標(biāo)準(zhǔn)差。為了簡(jiǎn)便，也可以直接使用已有的結(jié)論，如，利用公式(6)、(7)就可以計(jì)算出TDOA測(cè)量中的NLOS誤差的均值和方差；子步驟e3，進(jìn)行NLOS識(shí)別，即對(duì)步驟504獲取的運(yùn)動(dòng)識(shí)別參數(shù)、樣本離散系數(shù)、徑間功率差進(jìn)行綜合，得到可靠的NLOS識(shí)別結(jié)果。具體方法是首先判斷運(yùn)動(dòng)識(shí)別參數(shù)M是否大于某個(gè)門限，如，是否大于0.2，如果運(yùn)動(dòng)識(shí)別參數(shù)M大于某個(gè)門限，就表明蜂窩移動(dòng)臺(tái)或A-GPS處于運(yùn)動(dòng)中，在這種移動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)的情況下，再根據(jù)樣本離散系數(shù)σ/μ來(lái)確定相應(yīng)的偽隨機(jī)碼對(duì)應(yīng)的信道是否為NLOS信道，σ/μ大于某個(gè)門限，如0.1，就是NLOS信道，否則，就是LOS(Line-Of-Sight)信道；如果明蜂窩移動(dòng)臺(tái)或A-GPS處于靜止?fàn)顟B(tài)，就采用樣本徑間功率差R來(lái)判斷是否為NLOS信道，具體方法是判斷公式(8)、(9)是否同時(shí)成立。
如果同時(shí)成立，就判為L(zhǎng)OS，否則，判為NLOS。K值的選取需要考慮到識(shí)別率和誤判率的折中，一般K的取值在2～8之間選??；T的取值范圍大約為一個(gè)碼片的寬度。
本發(fā)明所述的環(huán)境數(shù)據(jù)采集裝置和方法同樣適用于其他無(wú)線系統(tǒng)，如無(wú)線局域網(wǎng)，中對(duì)NLOS誤差的抑制。
權(quán)利要求
1.一種獲取環(huán)境數(shù)據(jù)的裝置，其特征在于，與移動(dòng)臺(tái)/或基站/或移動(dòng)臺(tái)定位中心配合使用，包括與蜂窩移動(dòng)臺(tái)接收機(jī)/或基站/或移動(dòng)臺(tái)定位中心輸出的基帶信號(hào)相連接的功率時(shí)延分布采集單元、與功率時(shí)延分布采集單元的輸出連接的功率時(shí)延分布預(yù)處理單元、與功率時(shí)延分布預(yù)處理單元的輸出連接的環(huán)境數(shù)據(jù)提取單元、以及與環(huán)境數(shù)據(jù)提取單元的輸出連接的管理單元，該管理單元輸出控制信息至功率時(shí)延分布采集單元；其中功率時(shí)延分布采集單元接收管理單元發(fā)來(lái)的控制信息，根據(jù)這些控制信息，功率時(shí)延分布采集單元從所接收的基帶信號(hào)中，采集一組環(huán)境數(shù)據(jù)提取單元所需要的功率時(shí)延分布數(shù)據(jù)，該組功率時(shí)延分布數(shù)據(jù)經(jīng)功率時(shí)延分布預(yù)處理單元預(yù)處理后送到環(huán)境數(shù)據(jù)提取單元；環(huán)境數(shù)據(jù)提取單元提取環(huán)境數(shù)據(jù)后，將該環(huán)境數(shù)據(jù)送到管理單元；綜合單元對(duì)環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理，同時(shí)對(duì)功率時(shí)延分布采集單元進(jìn)行控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的獲取環(huán)境數(shù)據(jù)的裝置，其特征在于，所述的功率時(shí)延分布采集單元由相關(guān)器組或匹配濾波器組構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的獲取環(huán)境數(shù)據(jù)的裝置，其特征在于，所述的功率時(shí)延分布預(yù)處理單元由背景噪聲提取單元、徑檢測(cè)門限確定單元和徑判決單元組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的獲取環(huán)境數(shù)據(jù)的裝置，其特征在于，所述的環(huán)境數(shù)據(jù)提取單元由運(yùn)動(dòng)識(shí)別參數(shù)估計(jì)單元、樣本離散系數(shù)估計(jì)單元、徑間功率差估計(jì)單元和分布參數(shù)估計(jì)單元組成；運(yùn)動(dòng)識(shí)別參數(shù)估計(jì)單元、樣本離散系數(shù)估計(jì)單元、徑間功率差估計(jì)單元和分布參數(shù)估計(jì)單元分別接收從功率時(shí)延分布預(yù)處理單元送來(lái)的功率時(shí)延分布上徑的位置、幅度/或功率數(shù)據(jù)；同時(shí)分布參數(shù)估計(jì)單元還接收從功率時(shí)延分布預(yù)處理單元送來(lái)的功率時(shí)延分布數(shù)據(jù)和徑/散射體的檢測(cè)門限，各估計(jì)單元把估計(jì)得到的運(yùn)動(dòng)識(shí)別參數(shù)、樣本離散系數(shù)、徑間功率差和分布參數(shù)輸出到管理單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的獲取環(huán)境數(shù)據(jù)的裝置，其特征在于，所述的管理單元由環(huán)境數(shù)據(jù)采集控制單元、TOA模式下NLOS誤差估計(jì)單元、TDOA模式下NLOS誤差估計(jì)單元、NLOS識(shí)別單元組成；所述的環(huán)境數(shù)據(jù)采集控制單元根據(jù)移動(dòng)臺(tái)定位中心下發(fā)的定位模式信號(hào)、位置估計(jì)模式信號(hào)和服務(wù)質(zhì)量信號(hào)輸出控制信息到功率時(shí)延分布采集單元，同時(shí)輸出控制信息到TOA模式下NLOS誤差估計(jì)單元或者/和TDOA模式下NLOS誤差估計(jì)單元；所述TOA模式下NLOS誤差估計(jì)單元或者/和TDOA模式下NLOS誤差估計(jì)單元也同時(shí)接收由環(huán)境數(shù)據(jù)提取單元輸出的分布參數(shù)，并得到TOA模式下NLOS誤差的均值和方差或者和TDOA模式下NLOS誤差的均值和方差；該管理單元中的NLOS識(shí)別單元分別接收從環(huán)境數(shù)據(jù)提取單元輸出的運(yùn)動(dòng)識(shí)別參數(shù)、徑間功率差和樣本離散系數(shù)并進(jìn)行綜合處理，得到NLOS識(shí)別結(jié)果。
6.一種環(huán)境數(shù)據(jù)采集的方法，其特征在于，包括以下步驟a、根據(jù)移動(dòng)臺(tái)定位采用的定位模式，確定環(huán)境數(shù)據(jù)采集需要輸入的信號(hào)種類；b、從蜂窩移動(dòng)臺(tái)接收機(jī)輸出的基帶信號(hào)中，或者從GPS接收機(jī)輸出的基帶信號(hào)中，或者同時(shí)從這兩種基帶信號(hào)中，根據(jù)控制信息采集一組功率時(shí)延分布數(shù)據(jù)；c、對(duì)步驟b所述的功率時(shí)延分布數(shù)據(jù)進(jìn)行背景噪聲提取、徑檢測(cè)門限確定和徑判決，完成環(huán)境數(shù)據(jù)提取所需要的預(yù)處理；d、利用步驟c所述預(yù)處理過(guò)程中得到的結(jié)果，根據(jù)定位模式和位置估計(jì)模式從功率時(shí)延分布數(shù)據(jù)中提取環(huán)境數(shù)據(jù)；e、對(duì)步驟d所提取環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述的移動(dòng)臺(tái)定位采用的定位模式包括1)基于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的定位模式；2)基于A-GPS的定位模式；3)綜合利用蜂窩網(wǎng)絡(luò)信號(hào)與GPS信號(hào)進(jìn)行時(shí)延估計(jì)的定位模式。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)移動(dòng)臺(tái)定位采用的定位模式確定環(huán)境數(shù)據(jù)采集需要輸入的信號(hào)種類，是指如果基于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的定位，則只對(duì)蜂窩網(wǎng)的導(dǎo)頻信號(hào)進(jìn)行多徑搜索采集處理；如果是綜合利用蜂窩網(wǎng)絡(luò)信號(hào)與GPS信號(hào)進(jìn)行時(shí)延估計(jì)的定位，則需要同時(shí)對(duì)蜂窩網(wǎng)的導(dǎo)頻信號(hào)和GPS信號(hào)進(jìn)行采集處理。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，對(duì)于基于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的定位模式，采用基于TDOA模式進(jìn)行位置估計(jì)；對(duì)于基于A-GPS的定位模式，則采用基于TOA模式進(jìn)行位置估計(jì)；對(duì)于綜合利用蜂窩網(wǎng)絡(luò)信號(hào)與GPS信號(hào)的定位模式，則同時(shí)采用基于TOA模式和TDOA模式進(jìn)行位置估計(jì)。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，步驟b還包括根據(jù)要求的定位質(zhì)量來(lái)確定相應(yīng)的控制信息，該控制信息包括需要同時(shí)采集其功率時(shí)延分布的偽隨機(jī)碼的個(gè)數(shù)、需要采集的同一種功率時(shí)延分布的個(gè)數(shù)、對(duì)各種功率時(shí)延分布的采集頻率、以及采集功率時(shí)延分布時(shí)采用的相干長(zhǎng)度和非相干累加次數(shù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述的對(duì)步驟b獲取的功率時(shí)延分布進(jìn)行預(yù)處理包括三個(gè)子步驟c1、提取背景噪聲NP；c2、確定徑的檢測(cè)門限THR；c3、確定首徑位置、首徑幅度/或功率、最強(qiáng)徑位置、最強(qiáng)徑功率/或幅度、局部最強(qiáng)徑位置、局部最強(qiáng)徑的幅度/或功率。
12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，步驟d所述的提取環(huán)境數(shù)據(jù)包括運(yùn)動(dòng)識(shí)別參數(shù)計(jì)算子步驟、樣本離散系數(shù)計(jì)算子步驟、徑間功率差計(jì)算子步驟和分布參數(shù)估計(jì)子步驟；其中d1、運(yùn)動(dòng)識(shí)別參數(shù)計(jì)算的方法是第一步，根據(jù)功率時(shí)延分布預(yù)處理過(guò)程獲取的某個(gè)偽隨機(jī)碼對(duì)應(yīng)的N個(gè)功率時(shí)延分布的徑的位置、幅度/或功率信息，在首徑之后的某個(gè)區(qū)間內(nèi)挑選一個(gè)用于運(yùn)動(dòng)識(shí)別的徑；第二步，計(jì)算從N個(gè)功率時(shí)延分布中挑選出的N個(gè)NLOS徑的幅度/或功率樣本離散系數(shù)；第三步，把第二步得到的樣本離散系數(shù)與從經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)中獲取的判決門限THR-MOVE進(jìn)行比較，如果樣本離散系數(shù)大于THR-MOVE，就判為移動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)，否則，判為移動(dòng)臺(tái)靜止。d2、樣本離散系數(shù)計(jì)算方法是，根據(jù)功率時(shí)延分布預(yù)處理過(guò)程獲取的某個(gè)偽隨機(jī)碼對(duì)應(yīng)的N個(gè)功率時(shí)延分布的徑的位置、和幅度/或功率信息，從N個(gè)功率時(shí)延分布中挑選出N個(gè)最強(qiáng)竟徑的幅度/或功率值，對(duì)這N個(gè)最強(qiáng)竟徑的幅度/或功率值計(jì)算樣本離散系數(shù)；d3、徑間功率差計(jì)算的計(jì)算方法是，根據(jù)功率時(shí)延分布預(yù)處理過(guò)程獲取的某個(gè)偽隨機(jī)碼對(duì)應(yīng)的N個(gè)功率時(shí)延分布的徑的位置、和幅度或功率信息，作如下處理1)對(duì)N個(gè)功率時(shí)延分布中的每一個(gè)選出最強(qiáng)竟徑和局部最強(qiáng)徑的幅度/或功率，計(jì)算比值；2)對(duì)N個(gè)功率時(shí)延分布中的每一個(gè)計(jì)算首徑的到達(dá)時(shí)間和最強(qiáng)徑的到達(dá)時(shí)間的差值；d4、NLOS誤差分布參數(shù)估計(jì)分為離散形式的分布參數(shù)的估計(jì)和連續(xù)形式的分布參數(shù)的估計(jì)。
13.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，步驟d所述位置估計(jì)模式采用在移動(dòng)臺(tái)定位中心進(jìn)行位置估計(jì)，則提取環(huán)境數(shù)據(jù)包括NLOS誤差分布參數(shù)的估計(jì)。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述步驟e的環(huán)境數(shù)據(jù)的綜合處理包括TOA模式下NLOS誤差均值和方差的估計(jì)子步驟e11、TDOA模式下NLOS誤差均值和方差的估計(jì)子步驟e12、以及NLOS識(shí)別子步驟e13其中e11、利用TOA模式下NLOS誤差的概率密度函數(shù)和分布參數(shù)進(jìn)行NLOS誤差均值和方差的估計(jì)；e12、利用TDOA模式下NLOS誤差的概率密度函數(shù)和分布參數(shù)進(jìn)行NLOS誤差均值和方差的估計(jì)；e13、通過(guò)對(duì)步驟d獲取的運(yùn)動(dòng)識(shí)別參數(shù)、樣本離散系數(shù)、徑間功率差進(jìn)行綜合，得到NLOS識(shí)別結(jié)果。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，進(jìn)行NLOS識(shí)別的具體方法是首先判斷運(yùn)動(dòng)識(shí)別參數(shù)是否大于某個(gè)門限，如果運(yùn)動(dòng)識(shí)別參數(shù)大于某個(gè)門限，就表明蜂窩移動(dòng)臺(tái)或A-GPS處于運(yùn)動(dòng)中，在這種移動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)的情況下，再根據(jù)樣本離散系數(shù)來(lái)確定相應(yīng)的偽隨機(jī)碼對(duì)應(yīng)的信道是否為NLOS信道，大于某個(gè)門限，就是NLOS信道，否則，就是LOS信道；如果明蜂窩移動(dòng)臺(tái)或A-GPS處于靜止?fàn)顟B(tài)，就采用樣本徑間功率差來(lái)判斷是否為NLOS信道。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，采用樣本徑間功率差來(lái)判斷是否為NLOS信道具體方法是1)判斷功率時(shí)延分布上的最強(qiáng)徑和局部最強(qiáng)徑的比值K是否大于某個(gè)門限；2)首徑和最強(qiáng)徑的時(shí)延間隔T是否小于某個(gè)門限；如果上述兩個(gè)條件同時(shí)成立，就判為L(zhǎng)OS，否則，判為NLOS。
17.根據(jù)權(quán)利要求11或者16所述的方法，其特征在于，所述的局部最強(qiáng)徑是指從最強(qiáng)徑之后的某個(gè)位置開(kāi)始一直到搜索窗末尾這樣一個(gè)區(qū)間內(nèi)搜索出的最強(qiáng)徑或者是指從最強(qiáng)徑之后的某個(gè)位置開(kāi)始，一直到搜索窗末尾這樣一個(gè)區(qū)間內(nèi)搜索出的最強(qiáng)徑。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述的首徑和最強(qiáng)徑的時(shí)延間隔T是否小于某個(gè)門限是指T小于一個(gè)碼片寬度。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種適用于蜂窩移動(dòng)臺(tái)定位系統(tǒng)和GPS、A－GPS系統(tǒng)的獲取環(huán)境數(shù)據(jù)的裝置和方法，該環(huán)境數(shù)據(jù)采集裝置包括與蜂窩移動(dòng)臺(tái)接收機(jī)和GPS接收機(jī)相連的功率時(shí)延分布采集單元、功率時(shí)延分布預(yù)處理單元、環(huán)境數(shù)據(jù)提取單元和管理單元；本發(fā)明所述環(huán)境數(shù)據(jù)采集方法包括確定輸入數(shù)據(jù)的種類、采集功率時(shí)延分布、功率時(shí)延分布預(yù)處理、環(huán)境數(shù)據(jù)提取和環(huán)境數(shù)據(jù)綜合。本發(fā)明所述的環(huán)境數(shù)據(jù)采集裝置和方法，可以有效地抑制NLOS誤差對(duì)蜂窩移動(dòng)臺(tái)定位系統(tǒng)和GPS、A－GPS(網(wǎng)絡(luò)輔助的GPS)系統(tǒng)定位精度的影響。
文檔編號(hào)G01S5/02GK1508561SQ0215516
公開(kāi)日2004年6月30日 申請(qǐng)日期2002年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月16日
發(fā)明者刁心璽, 葉環(huán)球 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司