[發明專利]一種基于球面波的室內散射體定位方法及系統

有效

• 申請號: 202011228705.0
• 申請日: 2020-11-06
• 公開（公告）號: CN112034421B
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 劉元;曾毅;賴崢嶸;李偉丹;楊明林
• 申請（專利權）人: 廣東省新一代通信與網絡創新研究院
• 主分類號: G01S5/02
• 分類號: G01S5/02
• 代理公司: 北京商專潤文專利代理事務所(普通合伙) 11317
• 代理人: 許春蘭;梁麗嬋

1.一種基于球面波的室內散射體定位方法，其特征在于，所述方法應用于室內多天線傳播信道系統，其中，所述多天線傳播信道系統包括多個天線發射端和多個天線接收端，所述方法包括：

構建天線發射端信號模型和天線接收端信號模型；

利用信道參數估計算法估計通過所述天線發射端信號模型和所述天線接收端信號模型的每一條多徑信號的信道參數，

基于球面波模型和所述信道參數計算所有多徑信號到達天線接收端前一次經過的所有散射體的路徑距離信息，其中，所述球面波模型包括：

其中，為發射天線陣列的第M個發射天線方向，為接收天線陣列的第M個接收天線方向，表示波長；

根據所述路徑距離信息和預置的判斷條件確定當前多徑信號是否經過二次散射，其中，信道參數包括時延參數、出發角、到達角，預置的判斷條件包括根據時延參數與光速的乘積、與所述路徑距離信息相減得到差值，判斷所述差值是否小于預設的誤差閾值；

根據所述出發角與到達角確定的出發角方向判斷與多徑信號經過天線發射端的路徑方向是否一致；

當所述差值小于預設的誤差閾值，并且所述出發角方向與多徑信號經過天線發射端的路徑方向一致，則確定當前多徑信號經過一次散射，其中，若所述差值不小于預設的誤差閾值，或所述出發角方向與多徑信號經過天線發射端的路徑方向不一致，則確定當前多徑信號經過二次散射；

若當前多徑信號經過二次散射，則根據當前多徑信號發出的二次散射點和所述出發角方向確定第一個二次散射點所處位置的橢圓模型；

根據所述出發角方向與所述橢圓模型的交點確定第一個散射點的位置；

通過第一個散射點的位置確定經過二次散射的多徑傳播路徑及對應的散射體。

2.一種基于球面波的室內散射體定位系統，其特征在于，所述系統包括：

天線發射端，包括天線發射端信號模型；

天線接收端，包括天線接收端信號模型；

估計模塊，用于利用信道參數估計算法估計通過所述天線發射端信號模型和所述天線接收端信號模型的每一條多徑信號的信道參數，其中，信道參數包括時延參數、出發角、到達角；其中，所述估計模塊包括：

分離單元，用于根據信道參數估計算法分離出實測信道中的每一條多徑；

計算單元，用于使用信道參數估計算法獲取通過所述天線發射端信號模型和天線接收端信號模型的每一條多徑的信道參數，基于球面波模型對通過所述天線發射端信號模型和天線接收端信號模型的每一條多徑的信道參數進行估計，獲取所有多徑信號到達天線接收端前一次經過的所有散射體的路徑距離信息，其中，所述球面波模型包括：

其中，為發射天線陣列的第M個發射天線方向，為接收天線陣列的第M個接收天線方向，表示波長；

判斷模塊，用于根據時延參數與光速的乘積、與路徑距離信息相減得到差值，判斷所述差值是否小于預設的誤差閾值；根據出發角與到達角確定的出發角方向判斷與多徑信號經過天線發射端的路徑方向是否一致；當所述差值小于預設的誤差閾值，并且所述出發角方向與多徑信號經過天線發射端的路徑方向一致，則確定當前多徑信號經過一次散射，其中，若所述差值不小于預設的誤差閾值，或所述出發角方向與多徑信號經過天線發射端的路徑方向不一致，則確定當前多徑信號經過二次散射；

定位模塊，用于在確定當前多徑信號經過二次散射，則根據構造的橢圓模型確定經過二次散射的多徑傳播路徑及對應的散射體；其中，所述定位模塊包括：

橢圓模塊構建單元，用于根據當前多徑信號發出的二次散射點和出發角方向確定第一個二次散射點所處位置的橢圓模型；

散射體定位單元，用于根據出發角方向與橢圓模型的交點確定第一個散射點的位置，通過所述第一個散射點的位置確定經過二次散射的多徑傳播路徑及對應的散射體。

3.基于球面波的室內散射體定位裝置，其特征在于，所述裝置包括：

存儲有可執行程序代碼的存儲器；

與所述存儲器耦合的處理器；

所述處理器調用所述存儲器中存儲的所述可執行程序代碼，執行如權利要求1所述的基于球面波的室內散射體定位方法。