[发明专利]一种基于信号到达时间的移动通信定位方法

说明书

本发明提供了一种基于信号到达时间的移动通信定位方法。本发明包括：首先建立移动终端测量距离模型，该模型考虑了同步时差的影响并为信号到达时间（TOA）增加置信因子来抑制非视距（NLOS）环境的影响；然后，由于精确定位的目标为使得测量距离与实际距离的差距最小，故可根据该目标建立移动终端定位的目标函数；接下来，确定约束条件，建立移动终端定位优化模型。最后，通过解优化问题获得移动终端位置。本发明提供的一种基于信号到达时间的移动通信定位方法，能够提高移动通信定位精度。

技术领域

本发明涉及室内定位领域，特别涉及到一种基于信号到达时间的移动通信定位方法。

背景技术

在互联网信息时代迅猛发展的大背景下，基于位置信息的服务与应用需求呈现蓬勃发展的趋势，这些服务都需要依靠对人或物的精确定位和导航来实现。室外的定位导航已经拥有非常成熟的GPS定位技术，而在复杂的室内环境，GPS定位技术很难满足人们对定位精度的要求。目前导航和室内定位等多以室内的WIFI设备和手机移动终端间的通信方式为基础，此方法由于覆盖范围有限、信号频段易受干扰等，发展前景受限。

本发明提供的一种基于信号到达时间的移动通信定位方法，可大大改善上述问题。但是在实际无线通信环境中，测量的信号到达时间TOA数据包含测量误差和系统误差，而且非视距传播(NLOS)对信号到达时间TOA的影响更为显著。因此在测量误差和系统误差不可避免的前提下，提供一种精度高的移动通信定位方法就很有必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于信号到达时间的移动通信定位方法，能够有效的提高移动通信定位精度。

本发明提供一种基于信号到达时间的移动通信定位方法，包括：S1、建立移动终端测量距离模型；S2、建立移动终端定位的目标函数；S3、确定约束条件，建立移动终端定位优化模型；S4、通过解优化问题获得移动终端位置。

进一步地，所述步骤S1可以包括以下步骤：

S11、本发明首先考虑基站与移动终端间由于时差不同引起的计算误差，计算出基站与移动终端的信号实际传送距离，具体如下：

其中，i是第i个基站BS_i的序号，MS为移动终端的符号，r_i,MS为基站BS_i与移动终端MS的信号实际传送距离，c为无线电信号在空气介质中的传播速度，其值为3*10⁸m/s，表示基站BS_i的接收信号时刻，T₀表示移动终端MS发送信号时刻，-T₀为信号到达时间TOA，△t_i,MS表示基站BS_i与移动终端MS的同步时差；

S12、然后在信号实际传送距离的基础上，乘以一个信号到达时间TOA的置信因子来抑制NLOS环境的影响，本发明考虑到基站与移动终端距离越大，遇到障碍物的可能性越大，非视距程度越大，信号到达时间TOA的置信因子就越低，故本发明提供了一个置信因子关于信号实际传送距离的计算公式，具体计算公式如下：

这里，λ_i为基站BS_i信号到达时间TOA的置信因子，r₀为视距传播所能到达的最远距离，当r_i,MS≤r₀时，传播环境为LOS，λ_i＝1，当r_i,MS>r₀时，传播环境为NLOS，λ_i<1，并且随着信号实际传送距离越远，λ_i的值越小且趋向于0但不会小于0；

S13、最后建立移动终端测量距离模型，具体如下：