專利名稱：測距裝置與定位裝置及測距方法與定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測距裝置及其測距方法，其基于無線電臺(發(fā)送 機(jī))發(fā)送的信號的傳播延遲時間測定與接收機(jī)間的距離。此外，本發(fā)明 涉及一種使用該測距裝置及測距方法，對接收機(jī)的位置進(jìn)行定位的定 位裝置及其定位方法。
背景技術(shù)：
采用GPS(Global Positioning System)衛(wèi)星的定位在廣闊的領(lǐng)域 中被使用。在都市中心部分等處需要也很高，但是多徑影響是定位時 影響較大的誤差主要原因之一。至此，為了降低多徑誤差，已開發(fā)了 MMT(Multipath Mitigation Technology)(專利文獻(xiàn)l)及Narrow Correlator(非專利文獻(xiàn)1的第120頁)。公知MMT在直達(dá)波的l個波和多徑波的l個波的信號模型中， 通過根據(jù)由最大似然推定法進(jìn)行信號模型的參數(shù)推定，可以降低在以 往困難的延遲距離短的多徑的影響。專利文獻(xiàn)l:美國專利號6370207。非專利文獻(xiàn)1: Global Positioning Systems, Inertial Navigation, and Integration Mohinder S， Grewal， Lawrence R. Weill, Angus P. Andrews John Wiley & Sons, Inc., 2001。發(fā)明內(nèi)容MMT在接收信號由直達(dá)波的1個波和多徑波的1個波構(gòu)成的情 況下，可以降低多徑的影響。但是，在實際的環(huán)境中，多徑波的數(shù)量 不限于1個波。在接收信號中包含多個多徑波的情況下，無法根除多 徑的影響。相反地，在不含多徑波的情況下，由于將直達(dá)波的l個波推定為直達(dá)波的1個波和多徑波的1個波，因此將產(chǎn)生誤差。另外， 以時域信號為對象進(jìn)行最大似然推定將伴有計算上的困難。因此，本 發(fā)明的目的在于以少的計算量進(jìn)行測距、定位。本發(fā)明的測距裝置的特征在于，包括信號接收單元，接收從發(fā) 送機(jī)發(fā)送的信號；信號推定單元，推定用信號接收單元接收到的信號； 傳播延遲時間計算單元，根據(jù)用信號推定單元推定出的信號計算所述信 號的傳播延遲時間；以及測距單元，根據(jù)傳播延遲時間進(jìn)行發(fā)送機(jī)與信 號接收單元間的測距，信號推定單元在頻域內(nèi)對信號模型的參數(shù)進(jìn)行最 大似然推定。此外，本發(fā)明的定位裝置的特征在于信號接收單元接收來自至 少3個發(fā)送機(jī)發(fā)送的信號，利用上述測距裝置，定位信號接收單元的 位置。進(jìn)而，本發(fā)明的測距方法的特征在于，包括信號接收步驟，用 接收才幾接收從發(fā)送機(jī)發(fā)送的信號；信號推定步驟，對信號接收步驟中接 收到的信號進(jìn)行推定；傳播延遲時間計算步驟，從用信號推定步驟推定 出的信號計算信號的傳播延遲時間；以及測距步驟，從傳播延遲時間進(jìn) 行發(fā)送機(jī)與接收機(jī)間的測距，在信號推定步驟中在頻域內(nèi)對信號模型的 參數(shù)進(jìn)行最大似然推定。此外，本發(fā)明的定位方法的特征在于信號接收步驟，接收來自 至少3個發(fā)送機(jī)發(fā)送的信號，利用上述測距方法定位信號接收機(jī)的位 置。本發(fā)明的測距裝置，由于具有信號接收單元，接收M送機(jī)發(fā)送 的信號；信號推定單元，推定用所述信號接收單元接收到的信號；傳播 延遲時間計算單元，根據(jù)用信號推定單元推定出的信號計算所述信號的 傳播延遲時間；以及測距單元，根據(jù)傳播延遲時間進(jìn)行發(fā)送機(jī)與信號接 收單元間的測距，信號推定單元在頻域內(nèi)對信號模型的參數(shù)進(jìn)行最大似 然推定，因此可以以較少的計算量進(jìn)行測距。另外，本發(fā)明的定位裝置，由于信號接收單元接收來自至少3 個發(fā)送機(jī)發(fā)送的信號，利用上述測距裝置定位信號接收單元的位置，因此，可以以較少的計算量進(jìn)行定位。進(jìn)而，本發(fā)明的測距方法，由于包括信號接收步驟，用接收機(jī) 接收從發(fā)送機(jī)發(fā)送的信號；信號推定步驟，對信號接收步驟中接收到的 信號進(jìn)行推定；傳播延遲時間計算步驟，從用信號推定步驟推定出的信 號計算信號的傳播延遲時間；以及測距步驟，從傳播延遲時間進(jìn)行發(fā)送機(jī)與所述接收機(jī)間的測距，在信號推定步驟中在頻域內(nèi)對信號模型的參 數(shù)進(jìn)行最大似然推定，因此可以以較少的計算量進(jìn)行測距。此外，本發(fā)明的定位方法，由于具有接收機(jī)接收來自至少3個發(fā) 送機(jī)發(fā)送的信號，利用上述測距方法定位接收機(jī)的位置的定位步驟， 因此可以以較少的計算量進(jìn)行定位。


圖l是進(jìn)行本發(fā)明的實施方式l中的定位及測距的流程圖。 圖2是本發(fā)明的實施方式1中的定位裝置及測距裝置的框圖。 圖3是本發(fā)明的實施方式1中的最大似然推定的流程圖。 圖4是表示本發(fā)明的實施方式1中的傳播延遲時間推定的仿真結(jié) 果的圖。圖5是相對于本發(fā)明的實施方式1的實測數(shù)據(jù)的第l到達(dá)波與第 2到達(dá)波的碼延遲推定量的圖。圖6是相對于本發(fā)明的實施方式1的實測數(shù)據(jù)的第l到達(dá)波與第 2到達(dá)波的相位差推定量的圖。圖7是表示本發(fā)明的實施方式2中的傳播延遲時間推定的仿真結(jié)果的圖。附圖標(biāo)記說明 1:天線 2: RF模塊 3: A/D變換器 4:信號處理部 5: CPU66: ROM7: RAM具體實施方式
實施方式1圖l是進(jìn)行本發(fā)明的實施方式l中的定位及測距的流程圖。用信 號接收單元接收從多個發(fā)送機(jī)(例如，人造衛(wèi)星)發(fā)送的信號(STIO)， 用信號推定單元推定接收到的信號。進(jìn)而，用傳播延遲時間計算單元 根據(jù)推定出的信號計算信號的傳播延遲時間(ST14)。用位置計算單元 根據(jù)計算出的傳播延遲時間計算接收機(jī)的位置(ST15)。此外，信號推定單元包含初始值計算單元和信號模型參數(shù)推定單 元和信號模型推定單元。初始值計算單元計算信號模型的參數(shù)初始值 (ST11)、信號模型參數(shù)推定單元在頻域內(nèi)推定信號模型的參數(shù)(ST12)。 信號模型推定單元利用信息量基準(zhǔn)，推定信號模型即包含于接收信號 內(nèi)的信號的數(shù)量(ST12)。信號推定單元將用信號模型推定單元推定的 信號模型中的、用信號模型參數(shù)推定單元推定的信號模型參數(shù)向傳播 延遲時間計算單元輸出(ST13)。并且，在得到妥當(dāng)?shù)耐贫ńY(jié)果作為信 號模型推定之前，反復(fù)進(jìn)行STll、 ST12(ST13)。這里，總結(jié)敘述了利用從多個發(fā)送機(jī)發(fā)送的信號的傳播延遲時間 來計算接收機(jī)位置的方法，但也可以用同樣的方法1個1個地計算接 收機(jī)和1個的發(fā)送機(jī)間的距離。并且，在進(jìn)行定位的情況下，作為發(fā) 送機(jī)的人造衛(wèi)星至少需要3個。在接收從4個發(fā)送機(jī)發(fā)送的信號的情 況下，可以調(diào)整接收機(jī)具有的內(nèi)部時鐘的時間偏移，能夠進(jìn)行正確的 定位。對此，在接收了從3個發(fā)送機(jī)發(fā)送的信號的情況下，例如通過 在接收機(jī)一側(cè)另行保存表面數(shù)據(jù)，能夠進(jìn)行正確的定位。圖2是本發(fā)明的實施方式1中的定位裝置及測距裝置的框圖。實 施方式1說明采用GPS衛(wèi)星的定位的實施方式。本發(fā)明的定位裝置 及測距裝置用接收機(jī)的天線1接收從多個GPS衛(wèi)星發(fā)送的GPS信號。 接收到的信號經(jīng)RF (Radio Frequency,射頻)才莫塊2頻率變換為中頻 信號，在A/D變換器3中以規(guī)定周期采樣為數(shù)字信號。采樣后的信號在信號處理部4中被變換為基帶信號，并解調(diào)導(dǎo)航數(shù)據(jù)?；鶐盘柤?導(dǎo)航數(shù)據(jù)被保存于RAM7中。具有初始值計算單元、信號模型參數(shù)推 定單元和信號模型推定單元的信號推定單元、傳播延遲時間計算單元 以及位置計算單元作為程序被保存于ROM6中，用CPU5來執(zhí)行。 以釆樣間隔T釆樣的基帶信號模型以下式表示。"力=I] - 7>) (1)這里，m(t)是時間t的函數(shù)，表示與信號帶寬相匹配地被帶限的 C-A碼；P表示多徑引起的到達(dá)信號數(shù)。并且，各到達(dá)信號的振幅用 (Xp表示，初始相位用ep表示，碼延遲量用Tp表示。eWP表示與各到達(dá) 信號的載波的相移對應(yīng)的復(fù)系數(shù)，j表示釆樣點的序數(shù)(第j個)。進(jìn)而， 令a= …,a_p)T, e=(ft,…' ，和 r= ( n,…，r尸)t另外，i為虛數(shù)單位。為了便于計算，實際上應(yīng)用等價的下式。 gCO = 23 "p +化p)m(jT - rp) (2)即，進(jìn)行oipeie^ap+ibp的變量變換。以下，令 a = (ai，…,ap)t，和將式(2)進(jìn)行離散傅立葉變換后的式變?yōu)橄率健?尸二 E (ap +訃p)M(u;)e,Tp (3) p=l此處，M(co)為將m(jT)進(jìn)行離散傅立葉變換。 將接收到的基帶信號設(shè)為r(j),將其離散傅立葉變換設(shè)為R(o)。 接收到的基帶信號包含噪聲，故假定其為r(j)=q(j)+n(j)。這里， n(j)為復(fù)數(shù)白噪聲。在以時域信號為對象的最大似然推定中，求使下式最小的a、 b、8<formula>formula see original document page 9</formula>(4)這里，所謂最大似然推定，是指基于現(xiàn)有的觀測數(shù)據(jù)，將似然看 作是得到某個參數(shù)值的概率(即將似然看作是未知參數(shù)的函數(shù))，并搜索使似然最大的參數(shù)值的推定方法。這里，設(shè)r(j)-q(j)為復(fù)數(shù)白噪聲， 設(shè)其發(fā)生概率為似然，推定針對接收信號的信號模型參數(shù)a、 b、 t。但在式(4)中，將碼延遲量Tp作為不為kT(k為整數(shù))的值來求解 時，在m(jT-Tp)的計算中需要計算量。并且，在設(shè)Tp為kT進(jìn)行式(4) 的最小化的情況，產(chǎn)生計算誤差，并且當(dāng)想要搜索各到達(dá)信號的Tp 的組合時，則隨著到達(dá)信號數(shù)P的增大將導(dǎo)致計算量的爆發(fā)。即使引 入將tp向KT四舍五入取整的處理采用非線性最小化方法，也有可能 導(dǎo)致計算的不穩(wěn)定性。因此，在本發(fā)明的信號模型參數(shù)推定單元中，為了解決上述問題， 根據(jù)頻域內(nèi)的最大似然推定，進(jìn)行針對接收信號的信號模型參數(shù)的推 定。A' = ￡|H(W) —Q(w)l2 (5)這里，若i更樣本數(shù)為N，則NA=A'。 展開式(5)，得到下式。<formula>formula see original document page 9</formula>
這里，Re['I表示.的實部，M、co)表示M((o)的共軛復(fù)數(shù)。 為了使式(6)最小化，求解滿足式(7)、 (8)、 (9)的a、 b、 t。<formula>formula see original document page 9</formula>(9)此外，在式(7) (9)中，k取從l到P的值,從式(7)、 (8)、 (9)，導(dǎo)出式(IO)、 (11)、 (12)。<formula>formula see original document page 10</formula>
這里，ImN表示.的虛部。式(10)及式(11)關(guān)于ak、 bk呈線性形式，因此，如果確定T的值， 則可以通過求解聯(lián)立一次方程式來計算出a、 b。因此，本發(fā)明中，如 圖3的流程圖所示，對信號模型參數(shù)進(jìn)行最大似然推定。首先，設(shè)定Tk(k-1，…，P)的初始值(ST20)。然后，通過解聯(lián)立一 次方程式，計算ak、 bk(k=l，,..，P)(ST21)。進(jìn)行Tk的更新(ST22)。進(jìn) 行更新后的Tk是否收斂的收斂判斷(ST23)。到Tk收斂前反復(fù)進(jìn)行ST21 和ST22。計算Tk收斂時刻的ak、 bk(ST24)。對T的更新，設(shè)a、 b為常數(shù)，采用與Newton法相同的方法。具體地，首先將式(12)設(shè)為fk(T)。當(dāng)用Tk、 Ti 對fk(T)進(jìn)行偏微分， 分別得到下式(k、 1為從1到P的值)。(13)<formula>formula see original document page 10</formula>(15)設(shè)t的更新值為t(new)，則用下式計算t(new)(ST22)。當(dāng)全部的Tk的變化量均在規(guī)定的閾值以下時，可以判定T收斂(ST23)。接下來，說明初始值計算單元中的T的初始值的計算方法。在P=l的情況下，可以利用碼延遲量，該碼延遲量由在平常的GPS接收 機(jī)中利用的相關(guān)器計算出。在P〉1的情況下，利用P-1時計算出的碼延遲量Tb…，TiM。首先，將^，…，TFM四舍五入取整到采樣時刻jT。在 將多個Tp四舍五入取整到同 一個采樣時刻的情況下，將其分配到下一 個釆樣時刻上。從而，全部的Tp均不會有Tp"p+i。其次，設(shè)Ti，...，TtM 為常數(shù)，從與L，...，TjM不同的采樣時刻jT上，搜索使式(6)的值最小的tp。如此一來，可以利用r(j)與m(jT)的相關(guān)函數(shù)以及m(jT)的自相 關(guān)函數(shù)高速地評價式(6)，所以可以高速地計算碼延遲量的初始值。另 外，可不陷于局部解地高速地執(zhí)行信號模型參數(shù)的最大似然推定。在 初始值的計算方法中，可以將接收到的基帶信號r(j)和C-A碼m(jT) 高分辨率化來利用。通過如上所述地構(gòu)成初始值計算單元和信號模型參數(shù)推定單元， 當(dāng)接收信號含有多個信號時，將到達(dá)信號數(shù)推定為n個波時，可以利 用(n-l)個波情況下的推定結(jié)果。另外，在將到達(dá)信號數(shù)推定為n個波的情況下，當(dāng)利用(n-l)個波情況下的推定結(jié)果時，可以從離散時間點 上計算各信號的到達(dá)時刻初始值。接下來說明信號模型推定單元。本發(fā)明的信號模型推定單元利用 信息量基準(zhǔn)，推定信號模型即信號的數(shù)量。此外，所謂信息量基準(zhǔn)是 指用于預(yù)測模型的將來值的分布的基準(zhǔn)，為了使與"真"的分布的樣 本分布相關(guān)的熵最大(得到最大的信息量)，確定模型的參數(shù)自由度的 方法。這里，采用BIC(貝葉斯信息量準(zhǔn)則，Bayesian Information CHterion)進(jìn)行說明。在BIC中，以使下式最小的模型為好模型。BIC = -2 log(e ) + s log(N) (17)這里，0表示最大似然，N表示樣本數(shù)，s表示獨立變量數(shù)。在式(l)的信號數(shù)為P的模型中，式(17)變?yōu)橄率健?BIC(P) - 2N( 1 + bg(;rcr2》+ 3P log(N) (18)這里，O是最小化的式(5)的值除以N的平方，取平方根從而計 算出的殘差的標(biāo)準(zhǔn)差。將CT用作關(guān)于復(fù)數(shù)白噪聲的標(biāo)準(zhǔn)差，計算復(fù)數(shù)白噪聲的發(fā)生概率，以該值作為最大似然0從而能夠計算出式(18)右 邊的第一項。因為在式(l)的信號模型中，對于信號的1個波，含有 ak、 bk、 Tk這三個獨立變量，所以能夠?qū)С鍪?18)右邊的第二項。信號模型推定單元從P-l開始按順序重復(fù)初始值計算單元和信 號才莫型參數(shù)推定單元，設(shè)使BIC(P)〈BIC(P+1)的P為接收到的基帶信 號r(j)所含的信號數(shù)(信號模型)。由于具備利用信息量基準(zhǔn)推定接收信號所含的信號數(shù)的信號模 型推定單元，所以根據(jù)用具有適當(dāng)信號數(shù)的信號模型推定信號模型參 數(shù)，從而可以正確地推定信號模型參數(shù)。傳播延遲時間計算單元，使用用信號推定單元推定的信號模型中 的、用信號模型參數(shù)推定單元推定的信號模型參數(shù)和保存于RAM7 的導(dǎo)航數(shù)據(jù)，計算直達(dá)波的傳播延遲時間。這里，在推定的信號模型 中，根據(jù)推定的信號模型參數(shù)，將第一個到達(dá)的信號、或是信號強(qiáng)度 超過規(guī)定閾值的第一個到達(dá)信號作為直達(dá)波，計算傳播延遲時間。位置計算單元用來自多個GPS衛(wèi)星的信號的傳播延遲時間和保 存于RAM7的導(dǎo)航數(shù)據(jù)，與通常的GPS接收機(jī)相同地計算接收機(jī)位 置。如上所述，包括信號接收單元，接收從發(fā)送機(jī)發(fā)送的信號；信 號推定單元，推定信號接收單元接收的信號；傳播延遲時間計算單元， 從用信號推定單元推定的信號計算信號的傳播延遲時間；以及位置計 算單元，從用傳播延遲時間計算單元計算的船舶延遲時間計算接收機(jī) 的位置，信號推定單元用計算信號模型的參數(shù)初始值的初始值計算單 元，和利用初始值計算單元計算出的初始值，在頻域內(nèi)推定信號模型 的參數(shù)的信號模型參數(shù)推定單元，在頻域內(nèi)進(jìn)行相對于接收信號的信 號模型參數(shù)的最大似然推定，從而可以以少的計算量從包括多個多徑 波的接收信號中推定信號模型參數(shù)。并且，在信號模型參數(shù)推定單元中，利用作為含有少1個波的多 徑波的信號而推定的結(jié)果，在頻域內(nèi)進(jìn)行針對接收信號的信號模型參 數(shù)的最大似然推定。進(jìn)而，在初始值計算單元中，通過利用作為含有少1個波的多徑波的信號而推定的結(jié)果，根據(jù)從離散時間點上計算接 收信號所含的各信號的到達(dá)時刻初始值，從而可以以少的計算量穩(wěn)定 地推定針接收信號的信號模型參數(shù)。進(jìn)而，在信號模型推定單元中，利用信息量基準(zhǔn)推定信號模型、 即接收信號所含的信號數(shù)。另外，在推定后的信號模型中，根據(jù)被推 定出的信號模型參數(shù)將第一個到達(dá)的信號作為直達(dá)波，可以計算直達(dá) 波的傳播延遲時間。從而，利用以適當(dāng)?shù)男盘枖?shù)的信號模型推定的信 號模型參數(shù)，可以正確地計算出傳播延遲時間。并且，在推定的信號模型中，能夠根據(jù)推定后的信號模型參數(shù)， 將信號強(qiáng)度超過規(guī)定的閾值的第一個到達(dá)信號作為直達(dá)波，計算傳播 延遲時間。從而，即使在包含有作為比直達(dá)波還早到達(dá)的信號而被錯 誤地推定的信號的情況下，仍可以正確地計算出直達(dá)波的傳播延遲時 間。本發(fā)明的實施方式1中的直達(dá)波的傳播延遲時間推定的仿真結(jié)果如圖4所示。信號中，包括信號強(qiáng)度為-129dBm的直達(dá)波的一個波 和信號強(qiáng)度為-135dBm的多徑波的一個波。設(shè)信號帶寬為4.092MHz， 直達(dá)波和多徑波的相對相位差為0°。圖的橫軸表示多徑波相對直達(dá)波 的相對延遲，縱軸將推定誤差用均方根誤差即RMSE(Root Mean Square Error)表示。本發(fā)明所得的仿真結(jié)果用四邊形記號表示。圖中 還圖示了根據(jù)無偏推定量的分散的下限即Cramer-Rao的下界計算出 的推定誤差的下限。將作為2個波的信號進(jìn)行推定時的推定誤差的下 界用實線表示，將原來2個波的信號作為l個波進(jìn)行推定時的推定誤 差的下界用點虛線表示。本發(fā)明的結(jié)果可知基本實現(xiàn)了推定誤差的下 界。接下來，在圖5中表示本發(fā)明的實施方式1中的、對于實測數(shù)據(jù) 的第1到達(dá)波和第2到達(dá)波的碼延遲推定量的圖表。并且，在圖6中 表示第1到達(dá)波和第2到達(dá)波的相位差推定量的圖表。圖5及圖6的 橫軸為時間，圖5的縱軸為碼延遲量，圖6的縱軸為相位差。圖5中， 消去了第1到達(dá)波的碼延遲推定量中的1次分量，并將第1到達(dá)波的平均碼延遲量設(shè)為0。從圖5可知，可以識別大約延遲50m的多徑波， 其根據(jù)測量條件下變?yōu)檫m當(dāng)?shù)闹?。并且，根?jù)圖6，也可以確認(rèn)伴隨 衛(wèi)星的移動，延遲量逐漸地發(fā)生變化。 實施方式2實施方式2與實施方式1相比，在信號模型推定單元和傳播延遲 時間計算單元上是不同的。在假定直達(dá)波的信號強(qiáng)度與多徑波相比足夠大時，信號模型推定 單元選擇規(guī)定信號數(shù)的信號模型，傳播延遲時間計算單元在該信號模 型中的信號模型參數(shù)推定單元推定出的信號中，將信號強(qiáng)度最大的信 號作為直達(dá)波，計算傳播延遲時間。由此，可以更正確地計算接收機(jī) 位置。實施方式2在信號帶寬窄、可推定的信號數(shù)量少的情況下也可 適用。特別是對直達(dá)波的信號強(qiáng)度與多徑波相比足夠大的情況、含有 針對直達(dá)波的相對延遲時間小的多徑波的情況也是有效的。圖7表示本發(fā)明的實施方式2中的直達(dá)波的傳播延遲時間推定的 仿真結(jié)果。信號中含有信號強(qiáng)度為-129dBm的直達(dá)波的一個波和信 號強(qiáng)度為-135dBm的多徑波的一個波。信號帶寬為2.046MHz，直 達(dá)波和多徑波的相對相位差為0°。圖的橫軸表示多徑波相對于直達(dá)波 的相對延遲，縱軸用RMSE表示推定誤差。將實施方式l所得的仿真 結(jié)果用四邊形記號表示，實施方式2所得的仿真結(jié)果用點記號表示。 圖中還圖示了根據(jù)無偏推定量的分散的下限、即Cramer-Rao的下限 計算出的推定誤差的下限。將作為2個波的信號進(jìn)行推定時的推定誤 差的下限用實線表示，將原來2個波的信號作為l個波推定時的推定 誤差的下限用點虛線表示。此外，實施方式2的結(jié)果比實施方式1的 結(jié)果推定誤差小且優(yōu)異。此外，與從無偏推定量的分散的下限即 Cramer-Rao的下限計算出的推定誤差的下限相比，實施方式2的結(jié) 果較優(yōu)異，這是因為實施方式2的推定量不是無偏推定量(推定量有 偏)。
權(quán)利要求
1.一種測距裝置，其特征在于，包括信號接收單元，接收從發(fā)送機(jī)發(fā)送的信號；信號推定單元，推定用所述信號接收單元接收到的所述信號；傳播延遲時間計算單元，根據(jù)用所述信號推定單元推定出的所述信號計算所述信號的傳播延遲時間；以及測距單元，根據(jù)所述傳播延遲時間進(jìn)行所述發(fā)送機(jī)與所述信號接收單元間的測距，所述信號推定單元在頻域內(nèi)對信號模型的參數(shù)進(jìn)行最大似然推定。
2. 如權(quán)利要求l所述的測距裝置，其特征在于 信號推定單元在將接收信號推定為含有多個多徑波的信號的情況下利用作為含有少1個波的多徑波的信號進(jìn)^f亍推定的結(jié)果。
3. 如權(quán)利要求2所述的測距裝置，其特征在于信號推定單元在將接收信號推定為含有多個多徑波的信號的情況下 從離散時間點上計算接收信號所含的各信號的到達(dá)時刻初始值。
4. 如權(quán)利要求l所述的測距裝置，其特征在于信號推定單元利用信息量基準(zhǔn)推定接收信號所含的信號數(shù)。
5. 如權(quán)利要求4所述的測距裝置，其特征在于信號推定單元將第 一個到達(dá)的信號作為直達(dá)波計算傳播延遲時間。
6. 如權(quán)利要求4所述的測距裝置，其特征在于信號推定單元將信號強(qiáng)度超過規(guī)定的閾值的笫一個到達(dá)信號作為直 達(dá)波，計算傳播延遲時間。
7. 如權(quán)利要求l所述的測距裝置，其特征在于 在假定直達(dá)波的信號強(qiáng)度與多徑波相比足夠大時，信號推定單元將接收信號所含的信號數(shù)設(shè)為規(guī)定的數(shù)，將信號強(qiáng)度最大的所述信號作為 直達(dá)波，計算傳播延遲時間。
8. —種定位裝置，其特征在于 信號接收單元，接收從至少3個發(fā)送機(jī)發(fā)送的信號，使用權(quán)利要求1至7中任意一項所述的測距裝置，對定位信號接收 單元的位置進(jìn)行定位。
9. 一種測距方法，其特征在于，包括 信號接收步驟，用接收機(jī)接收M送機(jī)發(fā)送的信號； 信號推定步驟，對所述信號接收步驟中接收到的所述信號進(jìn)行推定; 傳播延遲時間計算步驟，從用所述信號推定步驟推定出的所述信號計算所述信號的傳播延遲時間；以及測距步驟，從所述傳播延遲時間進(jìn)行所述發(fā)送機(jī)與所述接收機(jī)間的測距，在所述信號推定步驟中在頻域內(nèi)對信號模型的參數(shù)進(jìn)行最大似然推定。
10. —種定位方法，其特征在于 接收機(jī)接收從至少3個發(fā)送機(jī)發(fā)送的信號，利用權(quán)利要求9所述的測距方法定位所述接收機(jī)的位置的定位工序。
全文摘要
MMT在接收信號由直達(dá)波的1個波和多徑波的1個波構(gòu)成的情況下，可以降低多徑的影響。但是，在實際的環(huán)境中，多徑波的數(shù)量不限于1個波。在接收信號中包含多個多徑波的情況下，無法根除多徑的影響。相反地，在不含多徑波的情況下，由于將直達(dá)波的1個波作為直達(dá)波的1個波和多徑波的1個波進(jìn)行推定，因此將產(chǎn)生誤差。另外，以時域信號為對象進(jìn)行最大似然推定將伴有計算上的困難。本發(fā)明中的定位裝置根據(jù)頻域內(nèi)的最大似然推定來推定信號模型的參數(shù)，根據(jù)信息量基準(zhǔn)推定信號模型，從而抑制多徑誤差。
文檔編號H04B1/707GK101261316SQ20081008521
公開日2008年9月10日 申請日期2008年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月6日
發(fā)明者巖本貴司, 永野隆文 申請人:三菱電機(jī)株式會社