一種室內(nèi)toa測距值模擬生成方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及定位技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種室內(nèi)TOA測距值模擬生成方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，精確的位置信息在日常生產(chǎn)、生活中的作用變得更 加重要。在室內(nèi)環(huán)境下，全球定位裝置（GPS，Global Positioning System)等衛(wèi)星定位無 法工作，不能滿足室內(nèi)對于位置信息的精度要求，因此室內(nèi)定位一般采用基站作為定位的 節(jié)點(diǎn)，構(gòu)建拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)。但在室內(nèi)環(huán)境中，多徑效應(yīng)是產(chǎn)生測距誤差的主要原因，多徑效應(yīng)主 要來源于地面、墻壁、家具、門窗的反射等，導(dǎo)致生成的測距值具有很大的偏差，為了減小該 偏差，需要通過相應(yīng)的定位算法對生成的測距值進(jìn)行處理，這一處理過程中，定位算法依賴 于該特定室內(nèi)環(huán)境的測距值，因此必須要提供大量的測距值。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中，獲取這些測距值的方法是進(jìn)行大量實(shí)際測試，通常是針對特定的室 內(nèi)環(huán)境首先選取典型的幾個(gè)位置設(shè)計(jì)測試流程，再按設(shè)計(jì)的測試流程來逐步收集該室內(nèi)環(huán) 境下基站在不同位置的測距值。這種實(shí)際測試方法只能收集該室內(nèi)環(huán)境的數(shù)據(jù)，如果換成 其它的室內(nèi)環(huán)境則需要重新設(shè)計(jì)新的測試流程重新測試，導(dǎo)致測試的靈活性低，現(xiàn)有的實(shí) 際測試還具有如下問題：在實(shí)際測試過程中需要專門的測試人員設(shè)計(jì)測試流程，測試周期 長，大批量測試數(shù)據(jù)處理可能會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失、重復(fù)等問題，導(dǎo)致測試效率低下、浪費(fèi)人力 資源。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種室內(nèi)TOA測距值模擬生成方法及裝置，以解 決現(xiàn)有技術(shù)所存在的實(shí)際測試效率低下、靈活性低、測試周期長、浪費(fèi)人力資源的問題。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例提供一種室內(nèi)TOA測距值模擬生成方法，包 括：
[0006] 獲取室內(nèi)環(huán)境信息，并對所述室內(nèi)環(huán)境信息進(jìn)行處理輸出射線追蹤圖；
[0007] 對輸出的所述射線追蹤圖進(jìn)行轉(zhuǎn)換，模擬生成發(fā)射節(jié)點(diǎn)和接收節(jié)點(diǎn)之間的測距 值。
[0008] 優(yōu)選地，所述射線追蹤圖包括：信號(hào)的每條傳輸路徑和每條傳輸路徑的信號(hào)到達(dá) 接收天線的時(shí)間數(shù)組和信號(hào)強(qiáng)度數(shù)組信息；
[0009] 所述室內(nèi)環(huán)境信息包括：所述室內(nèi)環(huán)境中對信號(hào)傳輸有影響的環(huán)境參數(shù)，所述環(huán) 境參數(shù)包括：室內(nèi)環(huán)境地圖、室內(nèi)環(huán)境的反射折射系數(shù)、發(fā)射天線的發(fā)射角度間隔、發(fā)射天 線的中心發(fā)射功率、接收天線能收到的信號(hào)的最低強(qiáng)度閾值、發(fā)射節(jié)點(diǎn)和接收節(jié)點(diǎn)在室內(nèi) 環(huán)境地圖中的位置；
[0010] 所述發(fā)射節(jié)點(diǎn)包括：發(fā)射天線，接收節(jié)點(diǎn)包括：接收天線，當(dāng)在同一室內(nèi)環(huán)境中進(jìn) 行批量模擬測試時(shí)，重新設(shè)置所述發(fā)射節(jié)點(diǎn)和/或接收節(jié)點(diǎn)在室內(nèi)環(huán)境地圖中的位置。
[0011] 優(yōu)選地，所述對輸出的所述射線追蹤圖進(jìn)行轉(zhuǎn)換，模擬生成發(fā)射節(jié)點(diǎn)和接收節(jié)點(diǎn) 之間的測距值包括：
[0012] 根據(jù)信號(hào)的每條路徑和每條路徑的信號(hào)到達(dá)接收天線的時(shí)間數(shù)組和信號(hào)強(qiáng)度信 息數(shù)成信道模型圖，所述信道模型圖用于表示接收天線接收到的不同路徑的信號(hào)強(qiáng)度在時(shí) 域上的分布；
[0013] 將所述信道模型圖轉(zhuǎn)換成時(shí)域上的脈沖包絡(luò)圖；
[0014] 對所述脈沖包絡(luò)圖進(jìn)行處理，模擬生成發(fā)射節(jié)點(diǎn)和接收節(jié)點(diǎn)之間的測距值。
[0015] 優(yōu)選地，所述將所述信道模型圖轉(zhuǎn)換成時(shí)域上的脈沖包絡(luò)圖包括：
[0016] 當(dāng)所述信道模型圖存在視距路徑信號(hào)時(shí)，則在信道模型圖中的每個(gè)信號(hào)脈沖上疊 加瑞利分布衰落模型，生成時(shí)域上的脈沖包絡(luò)圖；
[0017] 當(dāng)所述信道模型圖不存在直視路徑的信號(hào)時(shí)，則在信道模型圖中的每個(gè)信號(hào)脈沖 上疊加萊斯分布衰落模型，生成時(shí)域上的脈沖包絡(luò)圖。
[0018] 優(yōu)選地，所述對所述脈沖包絡(luò)圖進(jìn)行處理，模擬生成發(fā)射節(jié)點(diǎn)和接收節(jié)點(diǎn)之間的 測距值包括：
[0019] 提取所述脈沖包絡(luò)圖中最大信號(hào)強(qiáng)度對應(yīng)的到達(dá)時(shí)間；
[0020] 將所述到達(dá)時(shí)間與電磁波在空氣中的傳輸速度作乘積得到發(fā)射節(jié)點(diǎn)和接收節(jié)點(diǎn) 之間的測距值。
[0021] 本發(fā)明實(shí)施例還提供一種室內(nèi)TOA測距值模擬生成裝置，包括：
[0022] 射線追蹤單元：用于獲取室內(nèi)環(huán)境信息，并對所述室內(nèi)環(huán)境信息進(jìn)行處理輸出射 線追蹤圖；
[0023] 測距值生成單元：用于對輸出的所述射線追蹤圖進(jìn)行轉(zhuǎn)換，模擬生成發(fā)射節(jié)點(diǎn)和 接收節(jié)點(diǎn)之間的測距值。
[0024] 優(yōu)選地，所述射線追蹤圖包括：信號(hào)的每條傳輸路徑和每條傳輸路徑的信號(hào)到達(dá) 接收天線的時(shí)間數(shù)組和信號(hào)強(qiáng)度數(shù)組信息；
[0025] 所述室內(nèi)環(huán)境信息包括：所述室內(nèi)環(huán)境中對信號(hào)傳輸有影響的環(huán)境參數(shù)，所述環(huán) 境參數(shù)包括：室內(nèi)環(huán)境地圖、室內(nèi)環(huán)境的反射折射系數(shù)、發(fā)射天線的發(fā)射角度間隔、發(fā)射天 線的中心發(fā)射功率、接收天線能收到的信號(hào)的最低強(qiáng)度閾值、發(fā)射節(jié)點(diǎn)和接收節(jié)點(diǎn)在室內(nèi) 環(huán)境地圖中的位置；
[0026] 所述發(fā)射節(jié)點(diǎn)包括：發(fā)射天線，接收節(jié)點(diǎn)包括：接收天線，當(dāng)在同一室內(nèi)環(huán)境中進(jìn) 行批量模擬測試時(shí)，重新設(shè)置所述發(fā)射節(jié)點(diǎn)和/或接收節(jié)點(diǎn)在室內(nèi)環(huán)境地圖中的位置。
[0027] 優(yōu)選地，所述測距值生成單元包括：
[0028] 信道模型生成模塊：用于根據(jù)信號(hào)的每條路徑和每條路徑的信號(hào)到達(dá)接收天線的 時(shí)間數(shù)組和信號(hào)強(qiáng)度信息數(shù)成信道模型圖，所述信道模型圖用于表示接收天線接收到的不 同路徑的信號(hào)強(qiáng)度在時(shí)域上的分布；
[0029] 脈沖包絡(luò)生成模塊：用于將所述信道模型圖轉(zhuǎn)換成時(shí)域上的脈沖包絡(luò)圖；
[0030] 測距值生成模塊：用于對所述脈沖包絡(luò)圖進(jìn)行處理，模擬生成發(fā)射節(jié)點(diǎn)和接收節(jié) 點(diǎn)之間的測距值。
[0031 ] 優(yōu)選地，所述脈沖包絡(luò)生成模塊包括：
[0032] 第一脈沖包絡(luò)生成子模塊：用于當(dāng)所述信道模型圖存在視距路徑信號(hào)時(shí)，則在信 道模型圖中的每個(gè)信號(hào)脈沖上疊加瑞利分布衰落模型，生成時(shí)域上的脈沖包絡(luò)圖；
[0033] 第二脈沖包絡(luò)生成子模塊：用于當(dāng)所述信道模型圖不存在直視路徑的信號(hào)時(shí)，則 在信道模型圖中的每個(gè)信號(hào)脈沖上疊加萊斯分布衰落模型，生成時(shí)域上的脈沖包絡(luò)圖。
[0034] 優(yōu)選地，所述測距值生成模塊包括：
[0035] 時(shí)間提取子模塊：用于提取所述脈沖包絡(luò)圖中最大信號(hào)強(qiáng)度對應(yīng)的到達(dá)時(shí)間；
[0036] 測距值生成子模塊：用于將所述到達(dá)時(shí)間與電磁波在空氣中的傳輸速度作乘積得 到發(fā)射節(jié)點(diǎn)和接收節(jié)點(diǎn)之間的測距值。
[0037] 本發(fā)明的上述技術(shù)方案的有益效果如下：
[0038] 上述方案中，通過獲取室內(nèi)環(huán)境信息，并對獲取的所述室內(nèi)環(huán)境信息進(jìn)行處理輸 出射線追蹤圖，再對輸出的所述射線追蹤圖進(jìn)行轉(zhuǎn)換，模擬生成發(fā)射節(jié)點(diǎn)和接收節(jié)點(diǎn)之間 的測距值。這樣，通過模擬真實(shí)的室內(nèi)環(huán)境下的信號(hào)的傳輸，利用射線追蹤方法，并基于時(shí) 間到達(dá)（Time of arrival，T0A)測距原理，能夠精確地模擬生成該室內(nèi)環(huán)境下發(fā)射節(jié)點(diǎn)和 接收節(jié)點(diǎn)之間的測距值，在短時(shí)間內(nèi)能夠獲得批量可靠的模擬測距值，測試效率高、測試時(shí) 間短、測試結(jié)果準(zhǔn)確可靠，同時(shí)無需測試人員設(shè)計(jì)測試流程能夠節(jié)約人力資源，且適用于不 同的室內(nèi)環(huán)境下的發(fā)射節(jié)點(diǎn)和接收節(jié)點(diǎn)之間的測距值計(jì)算，靈活性強(qiáng)。
【附圖說明】
[0039] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的室內(nèi)TOA測距值模擬生成方法的方法流程圖；
[0040] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的射線追蹤圖；
[0041] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的信道模型圖；
[0042] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的脈沖包絡(luò)圖；
[0043] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的室內(nèi)TOA測距值模擬生成裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0044] 圖6為圖5中102的詳細(xì)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0045] 圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的室內(nèi)TOA測距值模擬生成裝置的詳細(xì)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0046] 為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具 體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0047] 本發(fā)明針對現(xiàn)有的實(shí)際測試效率低下、靈活性低、測試周期長、浪費(fèi)人力資源的問 題，提供一種室內(nèi)TOA測距值模擬生成方法及裝置。
[0048] 實(shí)施例一
[0049] 參看圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種室內(nèi)TOA測距值模擬生成方法，包括：
[0050] Sl :獲取室內(nèi)環(huán)境信息，并對所述室內(nèi)環(huán)境信息進(jìn)行處理輸出射線追蹤圖；
[0051] S2:對輸出的所述射線追蹤圖進(jìn)行轉(zhuǎn)換，模擬生成發(fā)射節(jié)點(diǎn)和接收節(jié)點(diǎn)之間的測 距值。
[0052] 本發(fā)明實(shí)施例所述的室內(nèi)TOA測距值模擬生成方法，通過獲取室內(nèi)環(huán)境信息，