[发明专利]基于多参数估计的单基站移动用户定位方法有效

专利信息
申请号: 201710036764.X 申请日: 2017-01-18
公开(公告)号: CN106658713B 公开(公告)日: 2020-03-24
发明(设计)人: 桂林卿;丛海波;杨梦霞;施云;鲍菲菲;束锋;李骏;陆锦辉 申请(专利权)人: 南京理工大学
主分类号: H04W64/00 分类号: H04W64/00
代理公司: 江苏楼沈律师事务所 32254 代理人: 沈勇
地址: 210094 *** 国省代码: 江苏;32
权利要求书: 查看更多 说明书: 查看更多
摘要:
搜索关键词: 基于 参数估计 基站 移动用户 定位 方法
【说明书】:

发明采用一种基于多参数估计的单基站移动用户定位方法。该方法首先使用到达时间(TOA)区分出直径到达信号,然后采用到达角(AOA)估计技术测算出直径信号的到达角,从而获知移动用户相对于基站的方位。接着,分别使用TOA和信道状态信息(CSI)测算出单基站与移动用户之间的距离,并对通过TOA测出的距离和CSI测出的距离进行加权处理得到加权距离。最后,结合测算出的到达角和加权距离,估算得到移动用户的位置。本发明提出的定位方法只需要一个基站,通过结合TOA、AOA以及CSI这三种测量参数,减少了基站的个数以及多径效应的影响,在降低成本的同时提高了定位精度。

技术领域

本发明涉及移动通信、无线定位技术领域。

背景技术

随着无线通信技术的迅速发展,人们对移动用户定位的需求日益增长。许多移动用户定位方法都是基于到达角(AOA),到达时间(TOA),到达时间差(TDOA)以及混合TDOA/AOA测量参数,但是这些测量参数在非视距(NLOS)或者多径环境中的运行效果并不好,并且都至少要从三个基站获得所需的测量值,既提高了成本又不能保证良好的定位精度。因此基于单基站的移动用户定位方法应运而生。

Li等人使用迭代泰勒级数展开法进行移动用户定位,但是该方法需要对移动用户的位置进行初始估计,而该估计容易受到收敛问题的影响。Seow等人提出一种综合的NLOS定位方案和最小二乘估计器对移动用户进行定位,但该方法比较复杂,而且当有一条移动用户的定位线垂直于x轴时,该方法无法实现。Miao等人提出了一种基于最小二乘解的移动用户位置估计方法,但是该方法在所得到的TOA,AOA和AOD的测量误差比较大时,运行效果不佳。

发明内容

为了解决多基站数目受限而无法精确定位的问题,本发明提出一种基于多参数估计的单基站移动用户定位方法。首先,使用到达时间(TOA)区分直径到达信号,然后采用到达角(AOA)估计技术测算出直径信号的到达角,即根据天线阵列中各阵元接收的数据估计协方差矩阵,对协方差矩阵进行特征值分解,获得特征值和特征向量,找出协方差矩阵最小特征值的数目与其相对应的特征向量,寻找与协方差矩阵的特征向量正交的阵列方向向量,获知移动用户相对于基站的方位。接着,分别使用TOA和信道状态信息(CSI)测算出单基站与移动用户之间的距离。在使用CSI测距中,对频域CSI进行平方加权平均处理,获得有效的CSI,即CSIeff,然后建立基站与移动用户之间的距离d和CSIeff之间的多项式数学模型,并在线下利用已知用户与基站之间的距离和测得的CSIeff建立方程组,求解该数学模型中的参数。然后利用该数学模型,根据实时CSIeff,估算出基站与移动用户之间的距离d,并对通过TOA测出的距离和CSI测出的距离进行加权处理,使用TOA时间同步误差期望和CSI信道估计误差期望分别作为通过TOA测出的距离和CSI测出的距离的加权因子,由于移动用户与基站之间很难实现同步,因此通过CSI测得的距离的加权因子较大,从而获得加权距离。最后,结合测算出的到达角和加权距离,估算得到移动用户的位置。

附图说明

图1基于多参数估计的单基站移动用户定位原理图。

图2基于到达角(AOA)估计直径到达信号到达角的原理图。

图3基于信道状态信息(CSI)测算单基站与移动用户之间距离的原理图。

具体实施方式

本发明所述的基于多参数估计的单基站移动用户定位方法,包含以下几个步骤:

1.使用到达时间(TOA)区分直径到达信号,所需时间短的信号即为直径到达信号。

下载完整专利技术内容需要扣除积分,VIP会员可以免费下载。

该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息,商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于南京理工大学,未经南京理工大学许可,擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作,请联系【客服

本文链接:http://www.vipzhuanli.com/pat/books/201710036764.X/2.html,转载请声明来源钻瓜专利网。

×

专利文献下载

说明:

1、专利原文基于中国国家知识产权局专利说明书;

2、支持发明专利 、实用新型专利、外观设计专利(升级中);

3、专利数据每周两次同步更新,支持Adobe PDF格式;

4、内容包括专利技术的结构示意图流程工艺图技术构造图

5、已全新升级为极速版,下载速度显著提升!欢迎使用!

请您登陆后,进行下载,点击【登陆】 【注册】

关于我们 寻求报道 投稿须知 广告合作 版权声明 网站地图 友情链接 企业标识 联系我们

钻瓜专利网在线咨询

周一至周五 9:00-18:00

咨询在线客服咨询在线客服
tel code back_top