CN105190349B - 定位方法及定位装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种定位方法及定位装置，该定位方法包括：接收端分别从各个发射端接收已知序列信号；接收端将各个已知序列信号和接收信号分别进行快速傅里叶变换FFT，已知序列信号FFT后得到的为第一频域信号，接收信号FFT后得到的为第二频域信号；将第二频域信号分别与各个第一频域信号相乘，对应得到各个中间频域信号；对各个中间频域信号进行运算，得到各个中间频域信号对应的时延；根据各个中间频域信号对应的时延，确定接收端的位置。在每一次迭代的过程中，对中间频域信号进行分组并排除时域上的索引值，直至迭代终止，结合原始域降采样变换域折叠的性质，确定时延，降低了定位的复杂度。

Description

定位方法及定位装置

技术领域

本发明涉及信号处理技术领域，尤其涉及一种定位方法及定位装置。

背景技术

在传统的基于时延的定位方法中，多个已知位置的发射点可以在同一时间向地面发送不同的已知序列，这些已知序列需要满足较强的相关性，例如码分多址(CodeDivision Multiple Access，CDMA)序列。当某个用户接收到多个发射点发送的不同已知序列组成的混合信号时，会用不同发射点发送的已知序列分别与用户接收到的接收信号即不同已知序列组成的混合信号作卷积操作。假设没有信道和高斯噪声的干扰，卷积的结果是一个冲激信号，利用该冲激信号可以测出某个发射点到用户的时延，进而可以利用电磁波的传播速度计算出该发射点到用户的距离。当测量得到多个发射点至用户的距离后，以每个发射点为中心，每个发射点至用户的距离为半径作球面，所有球面的交点便是用户所在的位置。

上述定位方法的复杂度主要来自于已知序列和接收信号的卷积运算，假设已知序列的长度为n，则卷积运算的复杂度为O(n²)。传统的定位方法利用原始域卷积变换域相乘的性质，可以将原本卷积运算的复杂度O(n²)降低至O(nlogn)。

在现有的另一种定位方法中，利用了频域抽样时域折叠的性质，将原本卷积运算的复杂度O(n²)降低至在该方法中，假设已知序列和接收信号进行卷积运算的结果有且只有一个能量较大的索引值，而在实际系统中，由于接收信号受到多径信道的影响，该卷积运算的结果为时域信道的冲激响应，该假设条件并不能成立。

发明内容

技术问题

有鉴于此，本发明要解决的技术问题是，如何实现在考虑多径信道影响的情况下，降低定位方法的运算复杂度。

解决方案

为了解决上述技术问题，在第一方面，本发明提供了一种定位方法，包括：

接收端分别从各个发射端接收已知序列信号；

所述接收端将各个所述已知序列信号和接收信号分别进行快速傅里叶变换FFT，所述接收信号是由各个所述已知序列信号经过信道衰落叠加而成的混合信号，其中，所述已知序列信号FFT后得到的为第一频域信号，所述接收信号FFT后得到的为第二频域信号；

将所述第二频域信号分别与各个所述第一频域信号相乘，对应得到各个中间频域信号；

对各个中间频域信号进行运算，得到各个中间频域信号对应的时延；

根据各个中间频域信号对应的时延，确定所述接收端的位置。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述对各个中间频域信号进行运算，得到各个中间频域信号对应的时延，包括：

对中间频域信号进行运算，对应得到第一集合，所述第一集合的大小为K的数量级，所述第一集合由所述中间频域信号在时域内的连续索引值组成，K表示信道的最大多径时延；

按照采样间隔O(n/K)，对所述中间频域信号进行频域降采样，并对降采样结果进行快速傅里叶反变换IFFT，对应得到第二集合，所述第二集合由所述IFFT的结果中按照能量从大到小的顺序依次取出的β个索引值组成，其中O(n/K)为n/K的数量级，n为所述已知序列信号的总长度，β为已知的正整数；

对所述中间频域信号对应的第一集合与第二集合进行交集运算，并根据交集运算的结果确定所述中间频域信号对应的时延。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述对中间频域信号进行运算，对应得到第一集合，在满足迭代条件的情况下，执行以下步骤：

根据第一参数，对所述中间频域信号进行变换域扩张，对应得到扩张信号，其中所述变换域为时域；

根据第二参数，对所述扩张信号进行变换域移位，对应得到移位信号；

根据离线构造的频域窗函数将所述移位信号分为两组，并分别计算两个分组的能量；

根据所述两个分组能量的大小关系，排除所述中间频域信号在时域上的索引值；

计算下一次迭代中的所述第一参数和所述第二参数，并判断是否满足下一次的迭代条件。

结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，在所述根据离线构造的频域窗函数将所述移位信号分为两组之前，包括：

采用公式离线构造频域窗函数；

其中，G_i为所述频域窗函数，δ为预先设置的参数，用于表示所述频域窗函数对应的时域窗函数与理想时域窗函数之间的绝对误差，j、C和α为中间变量，参数c与所述对应的时域窗函数的边瓣宽度有关；

所述理想时域窗函数包括主体部分、边瓣部分和剩余部分，其中，主体部分值为1，宽度为边瓣部分值小于1，宽度为O(n)即n的数量级，剩余部分值为0。

结合第一方面的第二种或第三种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，分别计算两个分组的能量，包括：

将所述移位信号与所述频域窗函数进行乘积运算，得到乘积信号；

分别利用离散傅里叶变换DFT计算所述乘积信号在时域内索引值为0时的第一结果和索引值为时的第二结果；

计算得到的所述第一结果为：

所述第二结果为：

其中，为所述第一结果，即所述乘积信号在时域内索引值为0时的值；为所述第二结果，即所述乘积信号在时域内索引值为时的值；G为所述频域窗函数；为所述频域窗函数对应的时域窗函数；f为所述移位信号；为所述移位信号对应的时域信号；为所述乘积信号对应的时域信号；

所述第一能量为所述第二能量为

结合第一方面的第二种或第四种可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，根据所述第一能量和第二能量的大小关系，排除所述中间频域信号在时域上的索引值，包括：

比较所述第一能量和所述第二能量的大小关系；

在的情况下，排除所述移位信号在时域上的索引值，得到所述移位信号在时域上剩余的索引值所在的集合为：

I₀＝{i|i∈{0,1,…n-1}and-i(modn)∈{0,1,…,n/4+cn}

∪{3n/4-cn,3n/4-cn+1,…,n}}

对应的所述中间频域信号在时域上剩余的索引值所在的集合为：

J₀＝{j|σj-b(modn)∈I₀}

在的情况下，排除所述移位信号在时域上的索引值，得到所述移位信号在时域上剩余的索引值所在的集合为：

I₁＝{i|i∈{0,1,…n-1}andn/2-i(modn)∈{0,1,…,n/4+cn}

∪{3n/4-cn,3n/4-cn+1,…,n}}

对应的所述中间频域信号在时域上剩余的索引值所在的集合为：

J₁＝{j|σj-b(modn)∈I₁}。

结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第六种可能的实现方式中，若排除所述中间频域信号在时域上的索引值之后，剩余的索引值构成的集合为A，则所述集合A与前一次迭代的结果的交集为集合S，所述计算下一次迭代中的所述第一参数和所述第二参数，包括：

所述第一参数需要满足的条件为：σ是不为1的正奇数，并且σ|S|≤n，其中|S|为集合S的大小；

所述第二参数需要满足的条件为：其中i_m为所述集合S中索引值的中点。

结合第一方面的第二种或第六种可能的实现方式，在第一方面的第七种可能的实现方式中，在同时满足以下两种条件的情况下，停止迭代：

|S|≤cn；

计算得到下一次迭代中的所述第一参数与前一次迭代中的所述第一参数相同。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第八种可能的实现方式中，对所述中间频域信号对应的第一集合与第二集合进行交集运算，并根据交集运算的结果确定所述中间频域信号对应的时延，包括：

根据所述交集运算结果中索引值对应的能量的大小关系，确定估计的索引值；

若所述估计的索引值为i，则所述时延为τ＝iT_S，其中，T_s为采样周期。

在第二方面，本发明提供了一种定位装置，包括：

接收模块，用于分别从各个发射端接收已知序列信号；

变换模块，与所述接收模块连接，用于将各个所述已知序列信号和接收信号分别进行快速傅里叶变换FFT，所述接收信号是由各个所述已知序列信号经过信道衰落叠加而成的混合信号，其中，所述已知序列信号FFT后得到的为第一频域信号，所述接收信号FFT后得到的为第二频域信号；

所述变换模块还用于将所述第二频域信号分别与各个所述第一频域信号相乘，对应得到各个中间频域信号；

运算模块，与所述变换模块连接，用于对各个中间频域信号进行运算，得到各个中间频域信号对应的时延；

定位模块，与所述运算模块连接，用于根据各个中间频域信号对应的时延，确定所述接收端的位置。

结合第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方式中，所述运算模块包括：

第一单元，用于对中间频域信号进行运算，对应得到第一集合，所述第一集合的大小为K的数量级，所述第一集合由所述中间频域信号在时域内的连续索引值组成，K表示信道的最大多径时延；

第二单元，与所述第一单元连接，用于按照采样间隔O(n/K)，对所述中间频域信号进行频域降采样，并对降采样结果进行快速傅里叶反变换IFFT，对应得到第二集合，所述第二集合由所述IFFT的结果中按照能量从大到小的顺序依次取出的β个索引值组成，其中O(n/K)为n/K的数量级，n为所述已知序列信号的总长度，β为已知的正整数；

第三单元，与所述第二单元连接，用于对所述中间频域信号对应的第一集合与第二集合进行交集运算，并根据交集运算的结果确定所述中间频域信号对应的时延。

结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第二方面的第二种可能的实现方式中，所述第一单元还包括扩张子单元、移位子单元、分组子单元、排除子单元、判断子单元，在满足迭代条件的情况下，

所述扩张子单元，用于根据第一参数，对所述中间频域信号进行变换域扩张，对应得到扩张信号，其中所述变换域为时域；

所述移位子单元，与所述扩张子单元连接，用于根据第二参数，对所述扩张信号进行变换域移位，对应得到移位信号；

所述分组子单元，与所述移位子单元连接，用于根据离线构造的频域窗函数将所述移位信号分为两组，并分别计算两个分组的能量；

所述排除子单元，与所述分组子单元连接，用于根据所述两个分组能量的大小关系，排除所述中间频域信号在时域上的索引值；

所述判断子单元，与所述排除子单元连接，用于计算下一次迭代中的所述第一参数和所述第二参数，并判断是否满足下一次的迭代条件。

结合第二方面的第二种可能的实现方式，在第二方面的第三种可能的实现方式中，所述分组子单元还用于：

采用公式离线构造频域窗函数；

其中，G_i为所述频域窗函数，δ为预先设置的参数，用于表示所述频域窗函数对应的时域窗函数与理想时域窗函数之间的绝对误差，j、C和α为中间变量，参数c与所述对应的时域窗函数的边瓣宽度有关；

所述理想时域窗函数包括主体部分、边瓣部分和剩余部分，其中，主体部分值为1，宽度为边瓣部分值小于1，宽度为O(n)即n的数量级，剩余部分值为0。

结合第二方面的第二种或第三种可能的实现方式，在第二方面的第四种可能的实现方式中，所述分组子单元还用于：

将所述移位信号与所述频域窗函数进行乘积运算，得到乘积信号；

分别利用离散傅里叶变换DFT计算所述乘积信号在时域内索引值为0时的第一结果和索引值为时的第二结果；

计算得到的所述第一结果为：

所述第二结果为：

其中，为所述第一结果，即所述乘积信号在时域内索引值为0时的值；为所述第二结果，即所述乘积信号在时域内索引值为时的值；G为所述频域窗函数；为所述频域窗函数对应的时域窗函数；f为所述移位信号；为所述移位信号对应的时域信号；为所述乘积信号对应的时域信号；

所述第一能量为所述第二能量为

结合第二方面的第二种或第四种可能的实现方式，在第二方面的第五种可能的实现方式中，所述排除子单元还用于：

比较所述第一能量和所述第二能量的大小关系；

在的情况下，排除所述移位信号在时域上的索引值，得到所述移位信号在时域上剩余的索引值所在的集合为：

I₀＝{i|i∈{0,1,…n-1}and-i(modn)∈{0,1,…,n/4+cn}

∪{3n/4-cn,3n/4-cn+1,…,n}}

对应的所述中间频域信号在时域上剩余的索引值所在的集合为：

J₀＝{j|σj-b(modn)∈I₀}

在的情况下，排除所述移位信号在时域上的索引值，得到所述移位信号在时域上剩余的索引值所在的集合为：

I₁＝{i|i∈{0,1,…n-1}andn/2-i(modn)∈{0,1,…,n/4+cn}

∪{3n/4-cn,3n/4-cn+1,…,n}}

对应的所述中间频域信号在时域上剩余的索引值所在的集合为：

J₁＝{j|σj-b(modn)∈I₁}。

结合第二方面的第二种可能的实现方式，在第二方面的第六种可能的实现方式中，若排除所述中间频域信号在时域上的索引值之后，剩余的索引值构成的集合为A，则所述集合A与前一次迭代的结果的交集为集合S，所述判断子单元还用于：

所述第一参数需要满足的条件为：σ是不为1的正奇数，并且σ|S|≤n，其中|S|为集合S的大小；

所述第二参数需要满足的条件为：其中i_m为所述集合S中索引值的中点。

结合第二方面的第二种或第六种可能的实现方式，在第二方面的第七种可能的实现方式中，在同时满足以下两种条件的情况下，所述判断子单元确定停止迭代：

|S|≤cn；

所述判断子单元计算得到下一次迭代中的所述第一参数与前一次迭代中的所述第一参数相同。

结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第二方面的第八种可能的实现方式中，所述第三单元还用于：

根据所述交集运算结果中索引值对应的能量的大小关系，确定估计的索引值；

若所述估计的索引值为i，则所述时延为τ＝iT_S，其中，T_s为采样周期。

有益效果

本发明实施例的定位方法，在每一次迭代的过程中，对中间频域信号进行分组并排除时域上的索引值，直至迭代终止，结合原始域降采样变换域折叠的性质，确定时延，降低了定位的复杂度。

根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本发明的其它特征及方面将变得清楚。

附图说明

包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本发明的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本发明的原理。

图1示出根据本发明一实施例的定位方法的流程图；

图2示出根据本发明另一实施例的定位方法的流程图；

图3示出根据本发明一实施例的定位装置的结构框图；

图4示出根据本发明另一实施例的定位装置的结构框图；

图5示出根据本发明另一实施例的定位装置的结构框图。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本发明的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

另外，为了更好的说明本发明，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本发明同样可以实施。在另外一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。

图1示出根据本发明一实施例的定位方法的流程图。如图1所示，该定位方法主要可以包括：

步骤100、接收端分别从各个发射端接收已知序列信号；

步骤200、所述接收端将各个所述已知序列信号和接收信号分别进行快速傅里叶变换FFT，所述接收信号是由各个所述已知序列信号经过信道衰落叠加而成的混合信号，其中，所述已知序列信号FFT后得到的为第一频域信号，所述接收信号FFT后得到的为第二频域信号。

具体地，不同的发射端(如卫星等)可以分别向地面发送不同的已知序列信号，该已知序列信号需要具有较强的相关性，例如可以是CDMA序列。多个不同的已知序列信号经过信道衰落叠加而成的混合信号即为在地面的接收端接收到的接收信号。在一种可能的实现方式中，接收端可以对接收到的不同的已知序列信号和上述接收信号分别进行FFT变换，已知序列信号经过FFT变换后可以得到第一频域信号，接收信号经过FFT变换后可以得到第二频域信号。

步骤300、将所述第二频域信号分别与各个所述第一频域信号相乘，对应得到各个中间频域信号。

具体地，将步骤200得到的第一频域信号和第二频域信号相乘，可以得到对应的各个中间频域信号。需要说明的是，根据卷积定理可知，两个时域信号的卷积等于对应的两个频域信号乘积的傅里叶变换，经过步骤200和步骤300，将卷积运算转换为傅里叶变换的乘积，可以有效地避免卷积运算的复杂度，从而降低定位的复杂度。

步骤400、对各个中间频域信号进行运算，得到各个中间频域信号对应的时延；

步骤500、根据各个中间频域信号对应的时延，确定所述接收端的位置。

具体地，根据上述得到的各个中间频域信号，可以利用可测的最大多径时延，进行相应的运算。判断是否满足迭代条件，若满足，在每一次迭代的过程中，对中间频域信号进行分组并排除时域上的索引值；若不满足，迭代终止。进一步结合原始域降采样变换域折叠的性质，得到各个中间频域信号对应的时延。通过得到的时延，可以利用时延与电磁波传播速度的乘积得到不同已知序列信号对应的发射端到接收端的距离，进一步地，利用多个不同已知序列信号对应的不同发射端到接收端的距离，可以实现对接收端的定位。

在一种可能的实现方式中，该定位方法的复杂度主要来自于步骤400，即对中间频域信号进行运算，其中对中间频域信号进行分组并排除时域上的索引值的复杂度为频域降采样的复杂度为O(K logK)，其中，n为已知序列信号的长度，K为已知的最大多径时延。则该定位方法的复杂度为与现有的定位方法相比，在考虑多径信道影响的基础上，实现了降低定位的复杂度。

本实施例的定位方法，利用可测的最大多径时延，在每一次迭代的过程中，对中间频域信号进行分组并排除时域上的索引值，直至迭代终止，并结合原始域降采样变换域折叠的性质，确定时延，可以适用于多径信道，降低了定位的复杂度。

图2示出根据本发明另一实施例的定位方法的流程图。图2中标号与图1相同的步骤具有相同的功能，为简明起见，省略对这些步骤的详细说明。

如图2所示，图2所示的定位方法与图1所示定位方法的主要区别在于，在该定位方法中，步骤400具体可以包括：

步骤410、对中间频域信号进行运算，对应得到第一集合，所述第一集合的大小为K的数量级，所述第一集合由所述中间频域信号在时域内的连续索引值组成，K表示信道的最大多径时延。

对于上述各个中间频域信号，可以分别采用下面的方法进行运算，得到各个中间频域信号对应的时延。具体地，通过对中间频域信号进行运算，可以得到中间频域信号在时域内的连续索引值构成的第一集合，该第一集合需要满足大小为K的数量级，其中，K为已知的信道的最大多径时延，第一集合的大小表示第一集合中具有的元素个数。

步骤420、按照采样间隔O(n/K)，对所述中间频域信号进行频域降采样，并对降采样结果进行快速傅里叶反变换IFFT，对应得到第二集合，所述第二集合由所述IFFT的结果中按照能量从大到小的顺序依次取出的β个索引值组成，其中O(n/K)为n/K的数量级，n为所述已知序列信号的总长度，β为已知的正整数。

具体地，可以根据数量级O(n/K)确定频域降采样的采样间隔，对中间频域信号进行频域降采样之后，对降采样的结果进行IFFT变换，计算变换得到对应时域信号的索引值对应的能量，可以按照能量从大到小的顺序依次取出的β个索引值组成第二集合。例如，β＝5，按照能量从大到小的顺序各个能量依次对应的索引值为3、2、4、5、6、7、8，那么可以按照能量从大到小的顺序依次取出5个索引值3、2、4、5、6组成第二集合。β可以是根据需要设定的已知正整数，β值越小，定位的复杂度越低，但是定位的精度可能随之降低。

在一种可能的实现方式中，若所述第一集合为S，包括的元素个数为O(K)，即|S|＝O(K)，则可以将采样间隔确定为n/M，对所述中间频域信号进行频域降采样，其中，M＝2^m，2^{m -1}<|S|≤2^m，m为正整数。

步骤430、对所述中间频域信号对应的第一集合与第二集合进行交集运算，并根据交集运算的结果确定所述中间频域信号对应的时延。

对各个中间频域信号分别进行上述步骤410至步骤430之后，可以分别确定各个中间频域信号对应的时延。通过得到多个时延，可以利用时延与电磁波传播速度的乘积得到发送各个中间频域信号对应的已知序列信号的发射端到接收端的距离，进一步地，利用多个不同已知序列信号对应的不同发射端到接收端的距离，可以实现对接收端的定位。

进一步地，在满足迭代条件的情况下，可以分别采用下面的方法对上述各个中间频域信号进行变换、分组并排除时域上的索引值。步骤410具体还可以包括：

步骤411、根据第一参数，对所述中间频域信号进行变换域扩张，对应得到扩张信号，其中所述变换域为时域。

具体地，可以采用公式(P_σx)_k＝x_σk，计算得到与中间频域信号对应的扩张信号y_k；其中，y_k＝(P_σx)_k＝x_σk为中间频域信号x_k对应的扩张信号；P_σ表示一种对中间频域信号进行变换域扩张的变换；y_k对应的变换域即时域内的信号为σ为所述第一参数，σ是不为1的正奇数；k＝0～n-1。

步骤412、根据第二参数，对所述扩张信号进行变换域移位，对应得到移位信号。

具体地，可以采用公式(P_by)_k＝y_kw^bk，计算得到与扩张信号对应的移位信号f_k；其中，f_k＝(P_by)_k＝y_kw^bk为所述扩张信号y_k对应的移位信号；P_b表示一种对扩张信号进行变换域移位的变换；f_k对应的变换域即时域内的信号为b为所述第二参数；k＝0～n-1。

步骤413、根据离线构造的频域窗函数将所述移位信号分为两组，并分别计算两个分组的能量；

步骤414、根据所述两个分组能量的大小关系，排除所述中间频域信号在时域上的索引值。

具体地，窗函数可以对信号进行处理，通过离散构造合适的频域窗函数可以将上述得到的移位信号分为两组，两个分组分别具有自身的能量，通过比较两个分组能量的大小关系，可以排除移位信号在时域上的索引值，进而排除中间频域信号在时域上的索引值，得到对应的剩余索引值所在的集合，以用于后续确定时延，并实现定位。

在一种可能的实现方式中，离线构造的频域窗函数可以为：

其中，G_i为所述频域窗函数，δ为预先设置的参数，用于表示所述频域窗函数对应的时域窗函数与理想时域窗函数之间的绝对误差，j、C和α为中间变量，参数c与所述对应的时域窗函数的边瓣宽度有关。其中，所述理想时域窗函数包括主体部分、边瓣部分和剩余部分，其中，主体部分值为1，宽度为边瓣部分值小于1，宽度为O(n)即n的数量级，剩余部分值为0。在这种情况下，根据该频域窗函数将所述移位信号分为两组，分别计算两个分组的能量具体可以包括如下步骤：

将所述移位信号与所述频域窗函数进行乘积运算，得到乘积信号。举例而言，若频域窗函数为G，移位信号为f，则乘积信号为G×f。

分别利用离散傅里叶变换DFT计算所述乘积信号在时域内索引值为0时的第一结果和索引值为时的第二结果；

计算得到的所述第一结果为：

所述第二结果为：

其中，为所述第一结果，即所述乘积信号在时域内索引值为0时的值；为所述第二结果，即所述乘积信号在时域内索引值为时的值；G为所述频域窗函数；为所述频域窗函数对应的时域窗函数；f为所述移位信号；为所述移位信号对应的时域信号；为所述乘积信号对应的时域信号。所述第一能量为所述第二能量为

在一种可能的实现方式中，比较所述第一能量和所述第二能量的大小关系，可以对中间频域信号在时域上的索引值进行排除，从而得到剩余索引值组成的集合。

具体地，在所述第一能量不小于所述第二能量的情况下，排除所述移位信号在时域上的索引值，得到所述移位信号在时域上剩余的索引值所在的集合为：

I₀＝{i|i∈{0,1,…n-1}and-i(modn)∈{0,1,…,n/4+cn}

∪{3n/4-cn,3n/4-cn+1,…,n}}，

对应的所述中间频域信号在时域上剩余的索引值所在的集合为：

J₀＝{j|σj-b(modn)∈I₀}

在所述第一能量不大于所述第二能量的情况下，排除所述移位信号在时域上的索引值，得到所述移位信号在时域上剩余的索引值所在的集合为：

I₁＝{i|i∈{0,1,…n-1}andn/2-i(modn)∈{0,1,…,n/4+cn}

∪{3n/4-cn,3n/4-cn+1,…,n}}

对应的所述中间频域信号在时域上剩余的索引值所在的集合为：

J₁＝{j|σj-b(modn)∈I₁}。

进一步地，在步骤414之后，还可以包括：

步骤415、计算下一次迭代中的所述第一参数和所述第二参数，并判断是否满足下一次的迭代条件。

具体地，在每一次迭代过程中，用于变换域扩张的第一参数和用于变换域移位的第二参数是变化的，需要在每次迭代前进行计算。计算方法如下：

所述第一参数σ需要满足的条件为：σ是不为1的正奇数，并且σ|S|≤n，其中|S|为集合S的大小，若每次迭代过程中，排除所述中间频域信号在时域上的索引值之后，剩余的索引值构成的集合为A，则所述集合A与前一次迭代的结果的交集即为集合S。

所述第二参数b需要满足的条件为：其中i_m为所述集合S中索引值的中点。

在一种可能的方式中，在每一次迭代之前，还需要判断是否满足迭代条件，其中，在同时满足以下两种条件的情况下，不能满足所述迭代条件，可以终止迭代：|S|≤cn；计算得到下一次迭代中的所述第一参数与前一次迭代中的所述第一参数相同。

在一种可能的实现方式中，根据交集运算的结果，确定中间频域信号对应的时延，还可以包括：根据所述交集运算的结果中索引值对应的能量的大小关系，确定估计的索引值；若所述估计的索引值为i，则所述时延为τ＝iT_S，其中，T_s为采样周期。

具体地，在通常情况下，可以根据交集运算结果中索引值对应的能量的大小关系，确定估计的索引值。举例而言，若通过交集运算得到的索引值构成的集合为{2,3,4,5,6,7,8}，按照索引值从小到大的顺序，可以计算得到索引值2对应的能量为0.5，索引值3对应的能量为0.6，索引值4对应的能量为0.5，索引值5对应的能量为11，索引值6对应的能量为10，索引值7对应的能量为9，索引值8对应的能量为0.6，相比而言索引值5、6、7对应的能量较大，平均值为10，则索引值5为第一个能量大于上述平均值的索引值，可以确定索引值5为估计的索引值。若所述估计的索引值为i(如7)，采样周期为T_s(如100ms)，则时延可以确定为τ＝iT_s＝700ms。

在一种可能的实现方式中，根据时延与电磁波传播速度的乘积便可以得到发射端与接收端的距离。当测量得到多个发射端至接收端的距离后，可以以每个发射端为中心，以每个发射端到接收端的距离为半径做球面，多个球面之间的交点即为接收端的位置，完成对接收端的定位。

需要说明的是，离线构造的频域窗函数可以有很多种形式，本实施例中只是提供了一种可以实现的方式，但对其不做限定。具体地，对于本实施例提供的定位方法，在频域窗函数改变的情况下，相应的分组、能量、排除时域上索引值得到的集合都会相应的发生变化。

本实施例的定位方法，利用可测的最大多径时延，在每一次迭代的过程中，对中间频域信号进行分组并排除时域上的索引值，直至迭代终止，并结合原始域降采样变换域折叠的性质，确定时延，可以适用于多径信道，降低了定位的复杂度。

图3示出根据本发明一实施例的定位装置的结构框图。如图3所示，该定位装置300主要可以包括：

接收模块301，用于分别从各个发射端接收已知序列信号；

变换模块302，与所述接收模块301连接，用于将各个所述已知序列信号和接收信号分别进行快速傅里叶变换FFT，所述接收信号是由各个所述已知序列信号经过信道衰落叠加而成的混合信号，其中，所述已知序列信号FFT后得到的为第一频域信号，所述接收信号FFT后得到的为第二频域信号。

具体地，不同的发射端(如卫星等)可以分别向地面发送不同的已知序列信号，该已知序列信号需要具有较强的相关性，例如可以是CDMA序列。多个不同的已知序列信号经过信道衰落叠加而成的混合信号即为接收模块301接收到的接收信号。在一种可能的实现方式中，变换模块302可以对接收到的不同的已知序列信号和上述接收信号分别进行FFT变换，已知序列信号经过FFT变换后可以得到第一频域信号，接收信号经过FFT变换后可以得到第二频域信号。

所述变换模块302还可以用于将所述第二频域信号分别与各个所述第一频域信号相乘，对应得到各个中间频域信号。

具体地，将变换模块302得到的第一频域信号和第二频域信号相乘，可以得到对应的各个中间频域信号。需要说明的是，根据卷积定理可知，两个时域信号的卷积等于对应的两个频域信号乘积的傅里叶变换，经过变换模块302的处理，将卷积运算转换为傅里叶变换的乘积，可以有效地避免卷积运算的复杂度，从而降低定位的复杂度。

运算模块303，与所述变换模块302连接，用于对各个中间频域信号进行运算，得到各个中间频域信号对应的时延；

定位模块304，与所述运算模块303连接，用于根据各个中间频域信号对应的时延，确定所述接收端的位置。

具体地，根据上述变换模块302得到的各个中间频域信号，可以通过运算模块303利用可测的最大多径时延，进行相应的运算。运算模块303首先判断是否满足迭代条件，若满足，在每一次迭代的过程中，对中间频域信号进行分组并排除时域上的索引值；若不满足，迭代终止。进一步结合原始域降采样变换域折叠的性质，得到各个中间频域信号对应的时延。定位模块304通过得到的时延，可以利用时延与电磁波传播速度的乘积得到不同已知序列信号对应的发射端到接收端的距离，进一步地，利用多个不同已知序列信号对应的不同发射端到接收端的距离，可以实现对接收端的定位。

在一种可能的实现方式中，该定位装置300在进行定位的过程中，复杂度主要来自于运算模块303，即对中间频域信号进行运算，其中对中间频域信号进行分组并排除时域上的索引值的复杂度为频域降采样的复杂度为O(K logK)，其中，n为已知序列信号的长度，K为已知的最大多径时延。则该定位装置300在进行定位过程中，复杂度为与现有的定位装置相比，在考虑多径信道影响的基础上，实现了降低定位的复杂度。

本实施例的定位装置，运算模块利用可测的最大多径时延，在每一次迭代的过程中，对中间频域信号进行分组并排除时域上的索引值，直至迭代终止，并结合原始域降采样变换域折叠的性质，确定时延，可以适用于多径信道，降低了定位的复杂度。

图4示出根据本发明另一实施例的定位装置的流程图。图4中标号与图3相同的组件具有相同的功能，为简明起见，省略对这些组件的详细说明。

如图4所示，图4所示的定位装置400与图3所示定位装置300的主要区别在于，在该定位装置400中，运算模块303具体可以包括：

第一单元401，用于对中间频域信号进行运算，对应得到第一集合，所述第一集合的大小为K的数量级，所述第一集合由所述中间频域信号在时域内的连续索引值组成，K表示信道的最大多径时延。

对于上述变换模块302得到的各个中间频域信号，运算模块303可以分别采用下面的方法进行运算，得到各个中间频域信号对应的时延。具体地，通过第一单元401对中间频域信号进行运算，可以得到中间频域信号在时域内的连续索引值构成的第一集合，该第一集合需要满足大小为K的数量级，其中，K为已知的信道的最大多径时延，第一集合的大小表示第一集合中具有的元素个数。

第二单元402，与所述第一单元401连接，用于按照采样间隔O(n/K)，对所述中间频域信号进行频域降采样，并对降采样结果进行快速傅里叶反变换IFFT，对应得到第二集合，所述第二集合由所述IFFT的结果中按照能量从大到小的顺序依次取出的β个索引值组成，其中O(n/K)为n/K的数量级，n为所述已知序列信号的总长度，β为已知的正整数。

具体地，第二单元402可以根据数量级O(n/K)确定频域降采样的采样间隔，对中间频域信号进行频域降采样之后，对降采样的结果进行IFFT变换，计算变换得到对应时域信号的索引值对应的能量，可以按照能量从大到小的顺序依次取出的β个索引值组成第二集合。例如，β＝5，按照能量从大到小的顺序各个能量依次对应的索引值为3、2、4、5、6、7、8，那么可以按照能量从大到小的顺序依次取出5个索引值3、2、4、5、6组成第二集合。β可以是根据需要设定的已知正整数，β值越小，定位的复杂度越低，但是定位的精度可能随之降低。

在一种可能的实现方式中，若所述第一集合为S，包括的元素个数为O(K)，即|S|＝O(K)，则第二单元402可以将采样间隔确定为n/M，对所述中间频域信号进行频域降采样，其中，M＝2^m，2^m-1<|S|≤2^m，m为正整数。

第三单元403，与所述第二单元402连接，用于对所述中间频域信号对应的第一集合与第二集合进行交集运算，并根据交集运算的结果确定所述中间频域信号对应的时延。

运算模块303对各个中间频域信号分别进行上述运算之后，可以分别确定各个中间频域信号对应的时延。通过得到多个时延，定位模块304可以利用时延与电磁波传播速度的乘积得到发送各个中间频域信号对应的已知序列信号的发射端到接收端的距离，进一步地，利用多个不同已知序列信号对应的不同发射端到接收端的距离，可以实现对接收端的定位。

进一步地，所述第一单元401还包括扩张子单元4011、移位子单元4012、分组子单元4013、排除子单元4014、判断子单元4015，在满足迭代条件的情况下，

所述扩张子单元4011，用于根据第一参数，对所述中间频域信号进行变换域扩张，对应得到扩张信号，其中所述变换域为时域。

具体地，扩张子单元4011可以采用公式(P_σx)_k＝x_σk，计算得到与中间频域信号对应的扩张信号y_k；其中，y_k＝(P_σx)_k＝x_σk为中间频域信号x_k对应的扩张信号；P_σ表示一种对中间频域信号进行变换域扩张的变换；y_k对应的变换域即时域内的信号为σ为所述第一参数，σ是不为1的正奇数；k＝0～n-1。

移位子单元4012，与所述扩张子单元4011连接，用于根据第二参数，对所述扩张信号进行变换域移位，对应得到移位信号。

具体地，移位子单元4012可以采用公式(P_by)_k＝y_kw^bk，计算得到与扩张信号对应的移位信号f_k；其中，f_k＝(P_by)_k＝y_kw^bk为所述扩张信号y_k对应的移位信号；P_b表示一种对扩张信号进行变换域移位的变换；f_k对应的变换域即时域内的信号为b为所述第二参数；k＝0～n-1。

分组子单元4013，与所述移位子单元4012连接，用于根据离线构造的频域窗函数将所述移位信号分为两组，并分别计算两个分组的能量；

排除子单元4014，与所述分组子单元4013连接，用于根据所述两个分组能量的大小关系，排除所述中间频域信号在时域上的索引值。

具体地，窗函数可以对信号进行处理，分组子单元4013通过离散构造合适的频域窗函数可以将上述得到的移位信号分为两组，两个分组分别具有自身的能量，通过比较两个分组能量的大小关系，排除子单元4014可以排除移位信号在时域上的索引值，进而排除中间频域信号在时域上的索引值，得到对应的剩余索引值所在的集合，以用于后续确定时延，并实现定位。

在一种可能的实现方式中，离线构造的频域窗函数可以为：

其中，G_i为所述频域窗函数，δ为预先设置的参数，用于表示所述频域窗函数对应的时域窗函数与理想时域窗函数之间的绝对误差，j、C和α为中间变量，参数c与所述对应的时域窗函数的边瓣宽度有关。其中，所述理想时域窗函数包括主体部分、边瓣部分和剩余部分，其中，主体部分值为1，宽度为边瓣部分值小于1，宽度为O(n)即n的数量级，剩余部分值为0。在这种情况下，分组子单元4013还可以用于：

将所述移位信号与所述频域窗函数分别进行乘积运算，得到乘积信号。举例而言，若频域窗函数为G，移位信号为f，则乘积信号为G×f。

分别利用离散傅里叶变换DFT计算所述乘积信号在时域内索引值为0时的第一结果和索引值为时的第二结果；

计算得到的所述第一结果为：

所述第二结果为：

其中，为所述第一结果，即所述乘积信号在时域内索引值为0时的值；为所述第二结果，即所述乘积信号在时域内索引值为时的值；G为所述频域窗函数；为所述频域窗函数对应的时域窗函数；f为所述移位信号；为所述移位信号对应的时域信号；为所述乘积信号对应的时域信号。所述第一能量为所述第二能量为

在一种可能的实现方式中，通过比较所述第一能量和所述第二能量的大小关系，排除子单元4014可以对中间频域信号在时域上的索引值进行排除，从而得到剩余索引值组成的集合。

具体地，在所述第一能量不小于所述第二能量的情况下，排除所述移位信号在时域上的索引值，得到所述移位信号在时域上剩余的索引值所在的集合为：

I₀＝{i|i∈{0,1,…n-1}and-i(modn)∈{0,1,…,n/4+cn}

∪{3n/4-cn,3n/4-cn+1,…,n}}，

对应的所述中间频域信号在时域上剩余的索引值所在的集合为：

J₀＝{j|σj-b(modn)∈I₀}

在所述第一能量不大于所述第二能量的情况下，排除所述移位信号在时域上的索引值，得到所述移位信号在时域上剩余的索引值所在的集合为：

I₁＝{i|i∈{0,1,…n-1}andn/2-i(modn)∈{0,1,…,n/4+cn}

∪{3n/4-cn,3n/4-cn+1,…,n}}

对应的所述中间频域信号在时域上剩余的索引值所在的集合为：

J₁＝{j|σj-b(modn)∈I₁}。

进一步地，第一单元401还可以包括：

判断子单元4015，与所述排除子单元4014连接，用于计算下一次迭代中的所述第一参数和所述第二参数，并判断是否满足下一次的迭代条件。

具体地，在每一次迭代过程中，用于变换域扩张的第一参数和用于变换域移位的第二参数是变化的，需要在每次迭代前进行计算。判断子单元4015采用的判断方法如下：

所述第一参数σ需要满足的条件为：σ是不为1的正奇数，并且σ|S|≤n，其中|S|为集合S的大小，若每次迭代过程中，排除所述中间频域信号在时域上的索引值之后，剩余的索引值构成的集合为A，则所述集合A与前一次迭代的结果的交集即为集合S。

所述第二参数b需要满足的条件为：其中i_m为所述集合S中索引值的中点。

在一种可能的方式中，在每一次迭代之前，判断子单元4015还需要判断是否满足迭代条件，其中，在同时满足以下两种条件的情况下，不能满足所述迭代条件，判断子单元4015确定可以终止迭代：|S|≤cn；计算得到下一次迭代中的所述第一参数与前一次迭代中的所述第一参数相同。

在一种可能的实现方式中，第三单元403还可以用于：根据所述交集运算的结果中索引值对应的能量的大小关系，确定估计的索引值；若所述估计的索引值为i，则所述时延为τ＝iT_S，其中，T_s为采样周期。

具体地，在通常情况下，第三单元403可以根据交集运算结果中索引值对应的能量的大小关系，确定估计的索引值。举例而言，若第三单元403通过交集运算得到的索引值构成的集合为{2,3,4,5,6,7,8}，按照索引值从小到大的顺序，可以计算得到索引值2对应的能量为0.5，索引值3对应的能量为0.6，索引值4对应的能量为0.5，索引值5对应的能量为11，索引值6对应的能量为10，索引值7对应的能量为9，索引值8对应的能量为0.6，相比而言索引值5、6、7对应的能量较大，平均值为10，则索引值5为第一个能量大于上述平均值的索引值，第三单元403可以确定索引值5为估计的索引值。若所述估计的索引值为i(如7)，采样周期为T_s(如100ms)，则时延可以确定为τ＝iT_s＝700ms。

在一种可能的实现方式中，根据时延与电磁波传播速度的乘积便可以得到发射端与接收端的距离。当测量得到多个发射端至接收端的距离后，可以以每个发射端为中心，以每个发射端到接收端的距离为半径做球面，多个球面之间的交点即为接收端的位置，完成对接收端的定位。

需要说明的是，离线构造的频域窗函数可以有很多种形式，本实施例中只是提供了一种可以实现的方式，但对其不做限定。具体地，对于本实施例提供的定位装置，在频域窗函数改变的情况下，各组件运行得到的结果都会相应的发生变化。

本实施例的定位装置，运算模块利用可测的最大多径时延，在每一次迭代的过程中，对中间频域信号进行分组并排除时域上的索引值，直至迭代终止，并结合原始域降采样变换域折叠的性质，确定时延，可以适用于多径信道，降低了定位的复杂度。

图5示出了本发明的另一个实施例的一种定位装置的结构框图。定位装置1100可以是具备计算能力的主机服务器、个人计算机PC、或者可携带的便携式计算机或终端等。本发明具体实施例并不对计算节点的具体实现做限定。

所述定位装置1100包括处理器(processor)1110、通信接口(CommunicationsInterface)1120、存储器(memory)1130和总线1140。其中，处理器1110、通信接口1120、以及存储器1130通过总线1140完成相互间的通信。

通信接口1120用于与网络设备通信，其中网络设备包括例如虚拟机管理中心、共享存储等。

处理器1110用于执行程序。处理器1110可能是一个中央处理器CPU，或者是专用集成电路ASIC(Application Specific Integrated Circuit)，或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。

存储器1130用于存放文件。存储器1130可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。存储器1130也可以是存储器阵列。存储器1130还可能被分块，并且所述块可按一定的规则组合成虚拟卷。

在一种可能的实施方式中，上述程序可为包括计算机操作指令的程序代码。该程序具体可用于：

分别从各个发射端接收已知序列信号；

将各个所述已知序列信号和接收信号分别进行快速傅里叶变换FFT，所述接收信号是由各个所述已知序列信号经过信道衰落叠加而成的混合信号，其中，所述已知序列信号FFT后得到的为第一频域信号，所述接收信号FFT后得到的为第二频域信号；

将所述第二频域信号分别与各个所述第一频域信号相乘，对应得到各个中间频域信号；

对各个中间频域信号进行运算，得到各个中间频域信号对应的时延；

根据各个中间频域信号对应的时延，确定所述接收端的位置。

在一种可能的实现方式中，所述对各个中间频域信号进行运算，得到各个中间频域信号对应的时延，包括：

对中间频域信号进行运算，对应得到第一集合，所述第一集合的大小为K的数量级，所述第一集合由所述中间频域信号在时域内的连续索引值组成，K表示信道的最大多径时延；

按照采样间隔O(n/K)，对所述中间频域信号进行频域降采样，并对降采样结果进行快速傅里叶反变换IFFT，对应得到第二集合，所述第二集合由所述IFFT的结果中按照能量从大到小的顺序依次取出的β个索引值组成，其中O(n/K)为n/K的数量级，n为所述已知序列信号的总长度，β为已知的正整数；

对所述中间频域信号对应的第一集合与第二集合进行交集运算，并根据交集运算的结果确定所述中间频域信号对应的时延。

在一种可能的实现方式中，所述对中间频域信号进行运算，对应得到第一集合，在满足迭代条件的情况下，执行以下步骤：

根据第一参数，对所述中间频域信号进行变换域扩张，对应得到扩张信号，其中所述变换域为时域；

根据第二参数，对所述扩张信号进行变换域移位，对应得到移位信号；

根据离线构造的频域窗函数将所述移位信号分为两组，并分别计算两个分组的能量；

根据所述两个分组能量的大小关系，排除所述中间频域信号在时域上的索引值；

计算下一次迭代中的所述第一参数和所述第二参数，并判断是否满足下一次的迭代条件。

在一种可能的实现方式中，在所述根据离线构造的频域窗函数将所述移位信号分为两组之前，包括：

采用公式离线构造频域窗函数；

其中，G_i为所述频域窗函数，δ为预先设置的参数，用于表示所述频域窗函数对应的时域窗函数与理想时域窗函数之间的绝对误差，j、C和α为中间变量，参数c与所述对应的时域窗函数的边瓣宽度有关；

所述理想时域窗函数包括主体部分、边瓣部分和剩余部分，其中，主体部分值为1，宽度为边瓣部分值小于1，宽度为O(n)即n的数量级，剩余部分值为0。

在一种可能的实现方式中，分别计算两个分组的能量，包括：

将所述移位信号与所述频域窗函数进行乘积运算，得到乘积信号；

分别利用离散傅里叶变换DFT计算所述乘积信号在时域内索引值为0时的第一结果和索引值为时的第二结果；

计算得到的所述第一结果为：

所述第二结果为：

其中，为所述第一结果，即所述乘积信号在时域内索引值为0时的值；为所述第二结果，即所述乘积信号在时域内索引值为时的值；G为所述频域窗函数；为所述频域窗函数对应的时域窗函数；f为所述移位信号；为所述移位信号对应的时域信号；为所述乘积信号对应的时域信号；

所述第一能量为所述第二能量为

在一种可能的实现方式中，根据所述第一能量和第二能量的大小关系，排除所述中间频域信号在时域上的索引值，包括：

比较所述第一能量和所述第二能量的大小关系；

在的情况下，排除所述移位信号在时域上的索引值，得到所述移位信号在时域上剩余的索引值所在的集合为：

I₀＝{i|i∈{0,1,…n-1}and-i(modn)∈{0,1,…,n/4+cn}

∪{3n/4-cn,3n/4-cn+1,…,n}}

对应的所述中间频域信号在时域上剩余的索引值所在的集合为：

J₀＝{j|σj-b(modn)∈I₀}

在的情况下，排除所述移位信号在时域上的索引值，得到所述移位信号在时域上剩余的索引值所在的集合为：

I₁＝{i|i∈{0,1,…n-1}andn/2-i(modn)∈{0,1,…,n/4+cn}

∪{3n/4-cn,3n/4-cn+1,…,n}}

对应的所述中间频域信号在时域上剩余的索引值所在的集合为：

J₁＝{j|σj-b(modn)∈I₁}。

在一种可能的实现方式中，若排除所述中间频域信号在时域上的索引值之后，剩余的索引值构成的集合为A，则所述集合A与前一次迭代的结果的交集为集合S，所述计算下一次迭代中的所述第一参数和所述第二参数，包括：

所述第一参数需要满足的条件为：σ是不为1的正奇数，并且σ|S|≤n，其中|S|为集合S的大小；

所述第二参数需要满足的条件为：其中i_m为所述集合S中索引值的中点。

在一种可能的实现方式中，在同时满足以下两种条件的情况下，停止迭代：

|S|≤cn；

计算得到下一次迭代中的所述第一参数与前一次迭代中的所述第一参数相同。

在一种可能的实现方式中，对所述中间频域信号对应的第一集合与第二集合进行交集运算，并根据交集运算的结果确定所述中间频域信号对应的时延，包括：

根据所述交集运算结果中索引值对应的能量的大小关系，确定估计的索引值；

若所述估计的索引值为i，则所述时延为τ＝iT_S，其中，T_s为采样周期。

本领域普通技术人员可以意识到，本文所描述的实施例中的各示例性单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件形式来实现，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以针对特定的应用选择不同的方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

如果以计算机软件的形式来实现所述功能并作为独立的产品销售或使用时，则在一定程度上可认为本发明的技术方案的全部或部分(例如对现有技术做出贡献的部分)是以计算机软件产品的形式体现的。该计算机软件产品通常存储在计算机可读取的非易失性存储介质中，包括若干指令用以使得计算机设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (16)

1.一种定位方法，其特征在于，包括：

接收端分别从各个发射端接收已知序列信号；

所述接收端将各个所述已知序列信号和接收信号分别进行快速傅里叶变换FFT，所述接收信号是由各个所述已知序列信号经过信道衰落叠加而成的混合信号，其中，所述已知序列信号FFT后得到的为第一频域信号，所述接收信号FFT后得到的为第二频域信号；

将所述第二频域信号分别与各个所述第一频域信号相乘，对应得到各个中间频域信号；

对各个中间频域信号进行运算，得到各个中间频域信号对应的时延；

根据各个中间频域信号对应的时延，确定所述接收端的位置；

所述对各个中间频域信号进行运算，得到各个中间频域信号对应的时延，包括：

对中间频域信号进行运算，对应得到第一集合，所述第一集合的大小为K的数量级，所述第一集合由所述中间频域信号在时域内的连续索引值组成，K表示信道的最大多径时延；

按照采样间隔O(n/K)，对所述中间频域信号进行频域降采样，并对降采样结果进行快速傅里叶反变换IFFT，对应得到第二集合，所述第二集合由所述IFFT的结果中按照能量从大到小的顺序依次取出的β个索引值组成，其中O(n/K)为n/K的数量级，n为所述已知序列信号的总长度，β为已知的正整数；

对所述中间频域信号对应的第一集合与第二集合进行交集运算，并根据交集运算的结果确定所述中间频域信号对应的时延。

2.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述对中间频域信号进行运算，对应得到第一集合，在满足迭代条件的情况下，执行以下步骤：

根据第一参数，对所述中间频域信号进行变换域扩张，对应得到扩张信号，其中所述变换域为时域；

根据第二参数，对所述扩张信号进行变换域移位，对应得到移位信号；

根据离线构造的频域窗函数将所述移位信号分为两组，并分别计算两个分组的能量；

根据所述两个分组能量的大小关系，排除所述中间频域信号在时域上的索引值；

计算下一次迭代中的所述第一参数和所述第二参数，并判断是否满足下一次的迭代条件。

3.根据权利要求2所述的定位方法，其特征在于，在所述根据离线构造的频域窗函数将所述移位信号分为两组之前，包括：

采用公式离线构造频域窗函数；

其中，G_i为所述频域窗函数，δ为预先设置的参数，用于表示所述频域窗函数对应的时域窗函数与理想时域窗函数之间的绝对误差，j、C和α为中间变量，参数c与所述对应的时域窗函数的边瓣宽度有关；

所述理想时域窗函数包括主体部分、边瓣部分和剩余部分，其中，主体部分值为1，宽度为边瓣部分值小于1，宽度为O(n)即n的数量级，剩余部分值为0。

4.根据权利要求2或3所述的定位方法，其特征在于，分别计算两个分组的能量，包括：

将所述移位信号与所述频域窗函数进行乘积运算，对应得到乘积信号；

分别利用离散傅里叶变换DFT计算所述乘积信号在时域内索引值为0时的第一结果和索引值为时的第二结果；

计算得到的所述第一结果为：

所述第二结果为：

其中，为所述第一结果，即所述乘积信号在时域内索引值为0时的值；为所述第二结果，即所述乘积信号在时域内索引值为时的值；G为所述频域窗函数；为所述频域窗函数对应的时域窗函数；f为所述移位信号；为所述移位信号对应的时域信号；为所述乘积信号对应的时域信号；

第一能量为第二能量为

5.根据权利要求4所述的定位方法，其特征在于，根据所述第一能量和第二能量的大小关系，排除所述中间频域信号在时域上的索引值，包括：

比较所述第一能量和所述第二能量的大小关系；

在的情况下，排除所述移位信号在时域上的索引值，得到所述移位信号在时域上剩余的索引值所在的集合为：

I₀＝{i|i∈{0,1,L n-1}and-i(mod n)∈{0,1,L,n/4+cn}

∪{3n/4-cn,3n/4-cn+1,L,n}}

对应的所述中间频域信号在时域上剩余的索引值所在的集合为：

J₀＝{j|σj-b(mod n)∈I₀}

在的情况下，排除所述移位信号在时域上的索引值，得到所述移位信号在时域上剩余的索引值所在的集合为：

I₁＝{i|i∈{0,1,L n-1}and n/2-i(mod n)∈{0,1,L,n/4+cn}∪{3n/4-cn,3n/4-cn+1,L,n}}

对应的所述中间频域信号在时域上剩余的索引值所在的集合为：

J₁＝{j|σj-b(mod n)∈I₁}。

6.根据权利要求2所述的定位方法，其特征在于，若排除所述中间频域信号在时域上的索引值之后，剩余的索引值构成的集合为A，则所述集合A与前一次迭代的结果的交集为集合S，所述计算下一次迭代中的所述第一参数和所述第二参数，包括：

所述第一参数需要满足的条件为：σ是不为1的正奇数，并且σ|S|≤n，其中|S|为集合S的大小；

所述第二参数需要满足的条件为：其中i_m为所述集合S中索引值的中点。

7.根据权利要求6所述的定位方法，其特征在于，在同时满足以下两种条件的情况下，停止迭代：

|S|≤cn；

计算得到下一次迭代中的所述第一参数与前一次迭代中的所述第一参数相同。

8.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于，对所述中间频域信号对应的第一集合与第二集合进行交集运算，并根据交集运算的结果确定所述中间频域信号对应的时延，包括：

根据所述交集运算结果中索引值对应的能量的大小关系，确定估计的索引值；

若所述估计的索引值为i，则所述时延为τ＝iT_S，其中，T_s为采样周期。

9.一种定位装置，其特征在于，包括：

接收模块，用于分别从各个发射端接收已知序列信号；

变换模块，与所述接收模块连接，用于将各个所述已知序列信号和接收信号分别进行快速傅里叶变换FFT，所述接收信号是由各个所述已知序列信号经过信道衰落叠加而成的混合信号，其中，所述已知序列信号FFT后得到的为第一频域信号，所述接收信号FFT后得到的为第二频域信号；

所述变换模块还用于将所述第二频域信号分别与各个所述第一频域信号相乘，对应得到各个中间频域信号；

运算模块，与所述变换模块连接，用于对各个中间频域信号进行运算，得到各个中间频域信号对应的时延；

定位模块，与所述运算模块连接，用于根据各个中间频域信号对应的时延，确定所述接收端的位置；

所述运算模块包括：

第一单元，用于对中间频域信号进行运算，对应得到第一集合，所述第一集合的大小为K的数量级，所述第一集合由所述中间频域信号在时域内的连续索引值组成，K表示信道的最大多径时延；

第二单元，与所述第一单元连接，用于按照采样间隔O(n/K)，对所述中间频域信号进行频域降采样，并对降采样结果进行快速傅里叶反变换IFFT，对应得到第二集合，所述第二集合由所述IFFT的结果中按照能量从大到小的顺序依次取出的β个索引值组成，其中O(n/K)为n/K的数量级，n为所述已知序列信号的总长度，β为已知的正整数；

第三单元，与所述第二单元连接，用于对所述中间频域信号对应的第一集合与第二集合进行交集运算，并根据交集运算的结果确定所述中间频域信号对应的时延。

10.根据权利要求9所述的定位装置，其特征在于，所述第一单元还包括扩张子单元、移位子单元、分组子单元、排除子单元、判断子单元，在满足迭代条件的情况下，

所述扩张子单元，用于根据第一参数，对所述中间频域信号进行变换域扩张，对应得到扩张信号，其中所述变换域为时域；

所述移位子单元，与所述扩张子单元连接，用于根据第二参数，对所述扩张信号进行变换域移位，对应得到移位信号；

所述分组子单元，与所述移位子单元连接，用于根据离线构造的频域窗函数将所述移位信号分为两组，并分别计算两个分组的能量；

所述排除子单元，与所述分组子单元连接，用于根据所述两个分组能量的大小关系，排除所述中间频域信号在时域上的索引值；

所述判断子单元，与所述排除子单元连接，用于计算下一次迭代中的所述第一参数和所述第二参数，并判断是否满足下一次的迭代条件。

11.根据权利要求10所述的定位装置，其特征在于，所述分组子单元还用于：

采用公式离线构造频域窗函数；

其中，G_i为所述频域窗函数，δ为预先设置的参数，用于表示所述频域窗函数对应的时域窗函数与理想时域窗函数之间的绝对误差，j、C和α为中间变量，参数c与所述对应的时域窗函数的边瓣宽度有关；

所述理想时域窗函数包括主体部分、边瓣部分和剩余部分，其中，主体部分值为1，宽度为边瓣部分值小于1，宽度为O(n)即n的数量级，剩余部分值为0。

12.根据权利要求10或11所述的定位装置，其特征在于，所述分组子单元还用于：

将所述移位信号与所述频域窗函数进行乘积运算，得到乘积信号；

分别利用离散傅里叶变换DFT计算所述乘积信号在时域内索引值为0时的第一结果和索引值为时的第二结果；

计算得到的所述第一结果为：

所述第二结果为：

其中，为所述第一结果，即所述乘积信号在时域内索引值为0时的值；为所述第二结果，即所述乘积信号在时域内索引值为时的值；G为所述频域窗函数；为所述频域窗函数对应的时域窗函数；f为所述移位信号；为所述移位信号对应的时域信号；为所述乘积信号对应的时域信号；

第一能量为第二能量为

13.根据权利要求12所述的定位装置，其特征在于，所述排除子单元还用于：

比较所述第一能量和所述第二能量的大小关系；

在的情况下，排除所述移位信号在时域上的索引值，得到所述移位信号在时域上剩余的索引值所在的集合为：

I₀＝{i|i∈{0,1,L n-1}and-i(mod n)∈{0,1,L,n/4+cn}∪{3n/4-cn,3n/4-cn+1,L,n}}

对应的所述中间频域信号在时域上剩余的索引值所在的集合为：

J₀＝{j|σj-b(mod n)∈I₀}

在的情况下，排除所述移位信号在时域上的索引值，得到所述移位信号在时域上剩余的索引值所在的集合为：

I₁＝{i|i∈{0,1,L n-1}and n/2-i(mod n)∈{0,1,L,n/4+cn}∪{3n/4-cn,3n/4-cn+1,L,n}}

对应的所述中间频域信号在时域上剩余的索引值所在的集合为：

J₁＝{j|σj-b(mod n)∈I₁}。

14.根据权利要求10所述的定位装置，其特征在于，若排除所述中间频域信号在时域上的索引值之后，剩余的索引值构成的集合为A，则所述集合A与前一次迭代的结果的交集为集合S，所述判断子单元还用于：

所述第一参数需要满足的条件为：σ是不为1的正奇数，并且σ|S|≤n，其中|S|为集合S的大小；

所述第二参数需要满足的条件为：其中i_m为所述集合S中索引值的中点。

15.根据权利要求14所述的定位装置，其特征在于，在同时满足以下两种条件的情况下，所述判断子单元确定停止迭代：

|S|≤cn；

所述判断子单元计算得到下一次迭代中的所述第一参数与前一次迭代中的所述第一参数相同。

16.根据权利要求9所述的定位装置，其特征在于，所述第三单元还用于：

根据所述交集运算结果中索引值对应的能量的大小关系，确定估计的索引值；

若所述估计的索引值为i，则所述时延为τ＝iT_S，其中，T_s为采样周期。