[發(fā)明專利]一種基于信號到達時間的移動通信定位方法

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• 申請日: 2018-08-02
• 公開（公告）號: CN108896959A
• 公開（公告）日: 2018-11-27
• 發(fā)明（設計）人: 桂林卿;施云;叢海波;余海;束鋒;陸錦輝
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G01S5/06
• 分類號: G01S5/06;H04W4/33;H04W64/00
• 代理公司: 江蘇樓沈律師事務所 32254
• 代理人: 沈勇

本發(fā)明提供了一種基于信號到達時間的移動通信定位方法。本發(fā)明包括：首先建立移動終端測量距離模型，該模型考慮了同步時差的影響并為信號到達時間（TOA）增加置信因子來抑制非視距（NLOS）環(huán)境的影響；然后，由于精確定位的目標為使得測量距離與實際距離的差距最小，故可根據(jù)該目標建立移動終端定位的目標函數(shù)；接下來，確定約束條件，建立移動終端定位優(yōu)化模型。最后，通過解優(yōu)化問題獲得移動終端位置。本發(fā)明提供的一種基于信號到達時間的移動通信定位方法，能夠提高移動通信定位精度。

技術領域

本發(fā)明涉及室內定位領域，特別涉及到一種基于信號到達時間的移動通信定位方法。

背景技術

在互聯(lián)網信息時代迅猛發(fā)展的大背景下，基于位置信息的服務與應用需求呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展的趨勢，這些服務都需要依靠對人或物的精確定位和導航來實現(xiàn)。室外的定位導航已經擁有非常成熟的GPS定位技術，而在復雜的室內環(huán)境，GPS定位技術很難滿足人們對定位精度的要求。目前導航和室內定位等多以室內的WIFI設備和手機移動終端間的通信方式為基礎，此方法由于覆蓋范圍有限、信號頻段易受干擾等，發(fā)展前景受限。

本發(fā)明提供的一種基于信號到達時間的移動通信定位方法，可大大改善上述問題。但是在實際無線通信環(huán)境中，測量的信號到達時間TOA數(shù)據(jù)包含測量誤差和系統(tǒng)誤差，而且非視距傳播(NLOS)對信號到達時間TOA的影響更為顯著。因此在測量誤差和系統(tǒng)誤差不可避免的前提下，提供一種精度高的移動通信定位方法就很有必要。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于信號到達時間的移動通信定位方法，能夠有效的提高移動通信定位精度。

本發(fā)明提供一種基于信號到達時間的移動通信定位方法，包括：S1、建立移動終端測量距離模型；S2、建立移動終端定位的目標函數(shù)；S3、確定約束條件，建立移動終端定位優(yōu)化模型；S4、通過解優(yōu)化問題獲得移動終端位置。

進一步地，所述步驟S1可以包括以下步驟：

S11、本發(fā)明首先考慮基站與移動終端間由于時差不同引起的計算誤差，計算出基站與移動終端的信號實際傳送距離，具體如下：

其中，i是第i個基站BS_i的序號，MS為移動終端的符號，r_i,MS為基站BS_i與移動終端MS的信號實際傳送距離，c為無線電信號在空氣介質中的傳播速度，其值為3*10⁸m/s，表示基站BS_i的接收信號時刻，T₀表示移動終端MS發(fā)送信號時刻，-T₀為信號到達時間TOA，△t_i,MS表示基站BS_i與移動終端MS的同步時差；

S12、然后在信號實際傳送距離的基礎上，乘以一個信號到達時間TOA的置信因子來抑制NLOS環(huán)境的影響，本發(fā)明考慮到基站與移動終端距離越大，遇到障礙物的可能性越大，非視距程度越大，信號到達時間TOA的置信因子就越低，故本發(fā)明提供了一個置信因子關于信號實際傳送距離的計算公式，具體計算公式如下：

這里，λ_i為基站BS_i信號到達時間TOA的置信因子，r₀為視距傳播所能到達的最遠距離，當r_i,MS≤r₀時，傳播環(huán)境為LOS，λ_i＝1，當r_i,MS>r₀時，傳播環(huán)境為NLOS，λ_i<1，并且隨著信號實際傳送距離越遠，λ_i的值越小且趨向于0但不會小于0；

S13、最后建立移動終端測量距離模型，具體如下：