Nlos環(huán)境下采用距離幾何的無線定位新方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及NLOS環(huán)境下采用距離幾何的無線定位新方法，該方法基于到達(dá)時間（TOA）測量值的基礎(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、基站與移動臺之間的距離幾何關(guān)系來構(gòu)造約束函數(shù)，濾波算法通過選取多組測量值中誤差較小的一組來進行位置估計，而約束算法通過對獲取的測量值進行一定程度的非線性約束優(yōu)化然后進行位置估計。本發(fā)明能夠在保證在不需要提前進行非視距測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。
【專利說明】NLOS環(huán)境下采用距離幾何的無線定位新方法
【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，需求解多個定位圓交點，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，其在前期勢必要進行大量的數(shù)據(jù)采樣和數(shù)據(jù)處理來建立所需的經(jīng)驗數(shù)據(jù)庫，通過這些先驗信息來判斷得到的測量數(shù)據(jù)是否包含非視距誤差，這會導(dǎo)致極大的計算量?；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)建立起來的，不需要提前鑒別測量數(shù)據(jù)是否包含NLOS誤差，而是根據(jù)移動臺和基站之間距離的幾何約束關(guān)系對距離值進行優(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)境中還沒有相關(guān)的研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對以上現(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)明的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0005]NLOS環(huán) 境下采用距離幾何的無線定位新方法，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.移動臺獲取來自基站的多組測量值，每一組測量值為移動臺在同一時刻接收到的來自于不同基站的信號傳播時間，記為其中下標(biāo)表示不同的基站；
[0008]102.對每一組測量值根據(jù)以下公式進行計算，則對于每一組測量值，都會得到一個計算值，選取所有測量值中滿足以下條件使得計算式取值最小的一組:
[0009]對于能夠接收四個基站的信號:
[0010]niin(/, — I,十 —14 — 4o )；
[0011]對于能夠接收三個基站的信號:
[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 為無線信號傳輸速率；
[0014]103.將步驟102中選取的一組測量值代入以下公式求解，獲得的(X，y)的值即為移動臺在設(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.移動臺獲取來自基站的多組測量值，每一組測量值為移動臺在同一時刻接收到的來自于不同基站的信號傳播時間，記為其中下標(biāo)表示不同的基站； . 102.對每一組測量值根據(jù)以下公式進行計算，則對于每一組測量值，都會得到一個計算值，選取所有測量值中滿足以下條件使得計算式取值最小的一組: 對于能夠接收四個基站的信號:
【文檔編號】H04W64/00GK103716879SQ201310739248
【公開日】2014年4月9日 申請日期: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 申請人:北京交通大學(xué)