CN106879066A - 定位方法和定位装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种定位装置和定位方法,根据来自多个发射终端的信号进行定位,该定位装置包括:提取单元,其用于根据与各发射终端对应的参考信号对待定位区域接收到的接收信号进行处理,以提取各发射终端的多径分布和/或各发射终端的基于信道时延的特征值估计的信号子空间;确定单元,其用于根据多径分布和/或信号子空间与特定位置的对应关系,以及得到的所述多径分布和/或所述信号子空间,确定待定位区域的位置信息。根据本申请实施例,能降低硬件规模,并且定位性能更稳定。
Description
技术领域
本申请涉及通信技术领域,尤其涉及一种定位方法和定位装置。
背景技术
随着智能终端的普及和多样化,室内外基于位置的服务(Location Based Service,LBS)的需求和应用激增。目前主流的定位方法可以大致分为如下四类:
第一类、基于指纹匹配(fingerprint matching)的方法,该方法可以包含离线训练阶段和在线定位阶段,在离线训练阶段,可以构建已知的特定位置(Xi,Yi)与该特定位置的指纹(fp1_i,fp2_i,…,fpM_i)之间的对应关系,并将该对应关系存入数据库,在在线定位阶段,可以根据待定位区域的接收信号提取实时指纹,并将该实时指纹与数据库中的指纹进行比对,给予比对结果对待定位区域进行定位;
在基于指纹匹配的方法中,可以以接收信号功率(RSS)作为指纹,代表技术有WiFi、Blutooth等,或者,以信道矢量的特征作为指纹,例如,使用阵列天线接收来自终端发射的直射径和各种反射径信号,构建协方差矩阵,获得信号子空间作为指纹;
第二类、基于到达时间(Time of Arrival,TOA)或到达时间差(Time Differenceof Arrival,TDOA)的方法,该方法测量接收端与发射端的信号传播时间,或者测量接收端与多个发射端的信号传播时间差,利用几何距离来获得接收端的位置;
第三类、基于到达方向(Direction of Arrival,DOA)的方法,该方法通过测量接收端接收到的来自发射端的信号的到达角,获得接收端的位置;
第四类、接收端根据接收功率与传播信道模型来获得发端与收端的距离估计,并利用3边定位原理来对接收端进行定位。
应该注意,上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明,并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。
发明内容
本申请的发明人发现,上述主流的定位方法都存在各自的问题:
对于第一类方法,在以接收信号功率(RSS)作为指纹的情况下,对发射和接收终端的物理特性敏感,例如发射功率,天线增益等,因此定位区域需要隔段时间重新校正,维护成本较高,并且,为获得较高定位精度,需要比较密集地设置发射终端,建设成本较高;在以信道矢量的特征作为指纹的情况下,信号子空间是按照信号到达方向来区分,需要使用阵列天线,提高了硬件复杂度,并且运算量较大;
对于第二类方法,该方法通常用于室外空旷环境中,例如GPS系统等,需要所有发射端的时钟同步,对硬件要求和控制要求较高,并且,在多径环境下,该方法的定位精度严重恶化;
对于第三类方法,该方法需要使用阵列天线,硬件复杂度高,并且在多径环境下,定位精度严重恶化;
对于第四类方法,该方法适用的距离比较短,在长距离下传播模型失配易造成定位误差增大,并且,不同室内建筑结构的传播信道模型不同,需要训练。
本申请的实施例提供一种定位装置和定位方法,根据来自多个发射终端的接收信号进行定位,以各发射终端的多径分布(Multipath Profile)或各发射终端的基于信道时延的特征值估计的信号子空间作为指纹进行定位,由于不再直接利用接收功率作为指纹,所以本申请对发射终端和接收终端的物理特性(例如发射功率,天线增益等)不敏感,降低了定位系统的维护成本,并且由于不依赖于接收信号的到达方向,因此无需使用阵列天线,降低了硬件复杂度。
根据本申请实施例的第一方面,提供一种定位装置,其根据来自多个发射终端的信号进行定位,该定位装置包括:
提取单元,其用于根据与各发射终端对应的参考信号对待定位区域接收到的接收信号进行处理,以提取各发射终端的多径分布(Multipath Profile)和/或各发射终端的基于信道时延的特征值估计的信号子空间;以及
确定单元,其用于根据多径分布和/或信号子空间与特定位置的对应关系,以及得到的所述多径分布和/或所述信号子空间,确定待定位区域的位置信息。
根据本实施例的第二方面,提供一种定位方法,根据来自多个发射终端的信号进行定位,该定位方法包括:
根据与各发射终端对应的参考信号对待定位区域接收到的接收信号进行处理,以提取各发射终端的多径分布(Multipath Profile)和/或各发射终端的基于信道时延的特征值估计的信号子空间;以及
根据多径分布和/或信号子空间与特定位置的对应关系,以及得到的所述多径分布和/或所述信号子空间,确定待定位区域的位置信息。
本申请的有益效果在于:无需使用阵列天线,降低硬件复杂度,并且,定位结果对硬件物理性能的变化不敏感。
参照后文的说明和附图,详细公开了本发明的特定实施方式,指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解,本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内,本发明的实施方式包括许多改变、修改和等同。
针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用,与其它实施方式中的特征相组合,或替代其它实施方式中的特征。
应该强调,术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在,但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。
附图说明
所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解,其构成了说明书的一部分,用于例示本发明的实施方式,并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中:
图1是实施例1的定位方法的一个流程示意图;
图2是实施方式1中提取各发射终端的多径分布的一个方法流程图;
图3(A)是3个原始多径分布的示意图;
图3(B)是3个多径分布的示意图;
图4是本申请确定待定位区域的位置信息的改进方法的一个流程示意图;
图5是实施方式1中构建多径分布与特定位置的对应关系的一个方法流程图;
图6是对一个特定位置接收信号进行选择的方法的一个流程示意图;
图7是在一个特定位置各组数据的功率分布的示意图;
图8是实施方式2中提取信号子空间的方法的一个流程示意图;
图9是实施方式2中构建信号子空间与特定位置的对应关系方法的一个流程图;
图10是实施方式3中提取各发射终端的多径分布的一个方法流程图;
图11是实施方式3调整原始参考信号以生成参考信号的方法的一个流程示意图;
图12是实施方式3构建多径分布与特定位置的对应关系的一个方法流程图;
图13是实施方式4提取各发射终端的信号子空间的一个方法流程图;
图14是实施方式4构建信号子空间与特定位置的对应关系的一个方法流程图;
图15是实施例3的定位装置的一个组成示意图;
图16是实施例3的提取单元的一个构成示意图;
图17是实施例3的构建单元的一个构成示意图;
图18是实施例3的提取单元的另一个构成示意图;
图19是实施例3的构建单元的另一个构成示意图;
图20是实施例3的提取单元的另一个构成示意图;
图21是实施例3的构建单元的另一个构成示意图;
图22是实施例3的提取单元的另一个构成示意图;
图23是实施例3的构建单元的另一个构成示意图;
图24是实施例3的确定单元的一个组成示意图;
图25是申请实施例4的电子设备的一构成示意图。
具体实施方式
参照附图,通过下面的说明书,本发明的前述以及其它特征将变得明显。在说明书和附图中,具体公开了本发明的特定实施方式,其表明了其中可以采用本发明的原则的部分实施方式,应了解的是,本发明不限于所描述的实施方式,相反,本发明包括落入所附权利要求的范围内的全部修改、变型以及等同物。
实施例1
本申请实施例1提供一种定位方法,根据来自多个发射终端的信号进行定位。图1是实施例1的定位方法的一个流程示意图,如图1所示,该方法包括:
S101、根据与各发射终端对应的参考信号对待定位区域接收到的接收信号进行处理,以提取各发射终端的多径分布(Multipath Profile)和/或各发射终端的基于信道时延的特征值估计的信号子空间;以及
S102、根据多径分布和/或信号子空间与特定位置的对应关系,以及得到的所述多径分布和/或所述信号子空间,确定待定位区域的位置信息。
根据本实施例,以各发射终端的多径分布(Multipath Profile)和/或各发射终端的基于信道时延的特征值估计的信号子空间作为指纹进行定位,由于不再直接利用接收功率作为指纹,所以本申请对发射终端和接收终端的物理特性(例如,发射功率,天线增益等)不敏感,降低了定位系统的维护成本,并且由于不依赖于接收信号的到达方向,因此无需使用阵列天线,降低了硬件复杂度。
本实施例的上述步骤S101和步骤S102对应该定位方法的在线定位阶段。
在本实施例中,步骤S102所使用的多径分布或信号子空间与特定位置的对应关系可以被预存在存储器中。
当然,也可以在该定位方法中引入离线训练阶段,以构建该多径分布或信号子空间与特定位置的对应关系。
在本实施例中,如图1所示,该定位方法还可以包括如下的步骤S103:
S103、构建该多径分布和/或信号子空间与特定位置的对应关系。
在本实施例中,发射终端例如可以是无线访问接入点(Wireless Access Point,AP),不同的发射终端之间,可以基于码分多址(CDMA),频分多址(FDMA)或者时分多址(TDMA)来区分,例如,在基于码分多址(CDMA)来区分发射终端的情况下,不同发射终端可以发射互相正交的伪噪声(Pseudo-noise,PN)序列。
在本实施例中,发射终端的数量例如可以是M个;在时刻t,由位于待定位区域的接收终端接收到的来自该M个发射终端的接收信号为y(t)。
在本实施例中,参考信号xi(t)可以与发射终端i对应,其中,i是小于等于M的自然数。
实施方式1
在实施方式1中,以各发射终端的多径分布(Multipath Profile)作为指纹进行定位。
图2是本实施方式1中提取各发射终端的多径分布的一个方法流程图,如图2所示,该方法可以包括:
S201、将与各发射终端对应的参考信号和所述接收信号进行互相关,以提取各发射终端的原始多径分布;以及
S202、将各发射终端的原始多径分布的第一个峰值的峰位对准,得到各发射终端的多径分布。
在本实施方式的S201中,可以采用如下公式(1),将各发射终端对应的参考信号分别与接收信号进行互相关运算:
其中,T是各发射终端所发射的PN序列的周期,τ是延迟时间,i是小于等于M的自然数。
经过S201后,得到M个原始多径分布Ri(τ),且原始多径分布Ri(τ)与发射终端i对应。
图3(A)是3个原始多径分布的示意图,其中,301、302和303分别代表原始多径分布R1(τ)、R2(τ)和R3(τ),其中,在每个示意图中,横坐标表示τ,单位是S,纵坐标表示归一化的能量,单位是dB。如图3(A)所示,各原始多径分布的峰值对应的τ分别为τ1、τ2、τ3,由于各发射终端与待定位区域的距离不同,该3个原始多径分布R1(τ)、R2(τ)和R3(τ)的第一个峰值的峰位并没有对齐,即,τ1、τ2和τ3并不两两相等。
在本实施方式的步骤S202中,可以检测出各Ri(τ)的第一个峰值的峰位,并将各原始多径分布Ri(τ)调整为R'i(τ),以使调整后得到的各R'i(τ)的第一个峰值的峰位彼此对齐。
图3(B)是3个多径分布的示意图,其中,301a、302a和303a分别代表多径分布R'1(τ)、R'2(τ)和R'3(τ),其中,在每个示意图中,横坐标表示τ,单位是S,纵坐标表示归一化的能量,单位是dB。如图3(B)所示,各多径分布的第一峰值的峰位相同,都位于τa。
此外,在本实施方式中,对步骤S202得到的各多径分布R'i(τ)可以进一步进行取对数运算(log运算),以得到对数化表示的各多径分布。
在本实施方式的步骤S102中,可以根据在步骤S101中得到的各发射终端的R'i(τ),以及预先确定的多径分布与特定位置的对应关系,确定待定位区域的位置信息。
在本实施方式中,预先确定的多径分布与特定位置的对应关系例如可以表示为如下的表1,其中,j为小于等于N的自然数,R'i_j(τ)表示在坐标为(Xj,Yj)的特定位置处对应的发射终端i的多径分布,此外,表中的各多径分布R'i_j(τ)也可以被替换为对数化表示的各多径分布。
表1:
特定位置 | 指纹(各多径分布) |
…… | …… |
…… | …… |
在本实施方式的步骤S102中,可以采用传统的方法,确定待定位区域的位置信息,例如,将得到的待定位区域的各R'i(τ)组成该待定位区域的指纹,并将其与上述对应关系中的指纹进行相似度计算,进而确定待定位区域的位置信息。其中,进行相似度计算的方法例如可以是基于欧氏距离或余弦(COS)的相似度算法等。
在本实施方式的步骤S102中,也可以采用改进的方法来确定待定位区域的位置信息。图4是本申请确定待定位区域的位置信息的改进方法的一个流程示意图,如图4所示,该方法包括:
S401、根据所述对应关系和得到的各发射终端的多径分布,计算各发射终端对应的候选位置集合;
S402、计算全部候选位置集合中的每一个候选位置在各候选位置集合中出现的频次,并根据所述频次确定第一数量的候选位置;
S403、根据该第一数量的候选位置,计算待定位区域的位置信息。
在本实施方式的步骤S401中,将待定位区域处发射终端i对应的多径分布R'i(τ)与上述对应关系中各特定位置处发射终端i对应的多径分布R'i_j(τ)(j∈1,2,…,M)进行相似度计算,获得具有最大相似度的若干个特定位置作为候选位置,该若干个候选位置组成待定位区域处该发射终端i对应的候选位置集合Ai,并且,对每一个发射终端都具有一个与之对应的候选位置集合,其中,每一个候选位置集合中的候选位置数量可以相同,也可以不同。
各发射终端所对应的候选位置集合例如可以表示为表2。
表2:
在本实施方式的步骤S402中,对每一个候选位置集合中的每一个候选位置,计算该候选位置在各候选位置集合中的出现频次,并选择出现频次最高的L个候选位置,其中,L可以是自然数,例如可以是3。
例如,在表2中,候选位置(X2,Y2),(X3,Y3)和(X4,Y4)是在各候选位置集合中出现频次前三高的候选位置,因此,在步骤S402中,可以选择该三个候选位置,以进行后续的处理。
在本实施方式的步骤S403中,对步骤S402中选择出的L个候选位置,可以基于最邻近算法(Nearest Neighborhood,NN)、K最邻近算法(K Nearest Neighborhood,KNN)或加权K最邻近算法(Weighted K Nearest Neighborhood,WKNN)等,计算待定位区域的位置信息。
在本实施方式中,图4的步骤S401-S403所示的确定待定位区域的位置信息的方法与传统方法相比,能够有效去除检测噪声,通过可信度更高的检测结果来计算待定位区域的位置信息,使得定位结果更准确。
图2、图3、图4说明了以各发射终端的多径分布作为指纹进行定位的情况下,在线定位阶段的方法流程,下面,对离线训练阶段进行说明。
图5是本实施方式1中构建多径分布与特定位置的对应关系的一个方法流程图,如图5所示,该方法可以包括:
S501、将与各发射终端对应的参考信号与在特定位置接收到的接收信号进行互相关,以提取所述特定位置处各发射终端的原始多径分布;
S502、将所述特定位置处各发射终端的原始多径分布的第一个峰值的峰位对准,得到所述特定位置处各发射终端的多径分布;
S503、根据所述特定位置处各发射终端的多径分布以及所述特定位置,构建所述对应关系。
在本实施方式中,上述步骤S501和S502的具体实现方式可以参考步骤S201和S202,此处不再重复说明。
在步骤S503中,可以以表格的形式构建所述对应关系,例如可以形成表1所示的表格。
此外,对步骤S502得到的各多径分布可以进一步进行取对数运算,以得到对数化表示的各多径分布,由此,步骤S503中的各多径分布R'i_j(τ)也可以被替换为对数化表示的各多径分布。
经过上述步骤S501-S503构建的多径分布与特定位置的对应关系可以被存储于存储器,以供在线定位阶段使用。
在本实施方式中,对于每一个特定位置,可以仅测量一次接收信号,并用测量到的接收信号构建上述对应关系。
在本实施方式中,对于每一个特定位置,也可以进行多次测量,得到多个接收信号,并根据接收信号的功率对该特定位置的接收信号进行选择,使用选择出的接收信号来构建上述对应关系。
图6是本申请实施例对一个特定位置接收信号进行选择的方法的一个流程示意图,对每个特定位置,都可以采用图6所示的方法,对该特定位置处的接收信号进行选择。如图6所示,该方法包括:
S601、在该特定位置采集T组接收信号,T为自然数;
S602、估计每组接收信号的功率,计作P1,P2,P3,……,PT;
S603、根据每组接收信号的功率,求出该T组接收信号的功率的均值μ和标准差σ;
S604、构建高斯滤波器,如下式(3)
S605、根据预设的门限,求出通过滤波器的功率范围[P1,P2],该门限例如可以是0.6和1,该功率范围[P1,P2]可以根据下式(2)来确定
S606、选择功率在[P1,P2]范围内的接收信号,以用于构建上述关系。
图7是在一个特定位置各组数据的功率分布的示意图,其中,功率在P1和P2之间的数据是选择的数据,701是异常数据。如图7所示,在一个特定位置,测量到的接收信号的功率可近似服从高斯分布(Gaussian distribution),因此,通过上述步骤S601-S606,可以去除异常的测量结果,以获取更加稳定的指纹数据。
在本实施方式中,在每一个特定位置,可以将该位置处所选择出的数据进行提取多径分布的处理,并分别构建对应关系,或者,可以将该位置处的所有多径分布求平均,使用该平均的多径分布构建对应关系。
实施方式2
下面,结合附图说明实施例1中,以各发射终端的信号子空间作为指纹进行定位的情况。
图8是本实施方式2中提取信号子空间的方法的一个流程示意图,如图8所示,该方法包括:
S801、将与各发射终端对应的参考信号和所述接收信号进行互相关,以得到各发射终端的原始互相关值序列;
S802、将各发射终端的所述原始互相关值序列的第一个峰值对准,得到各发射终端的互相关值序列;
S803、根据各所述互相关值序列,分别构造各发射终端的协方差矩阵,并进行特征值分解,以获得特征值和特征向量;以及
S804、根据所述特征值和所述特征向量,生成各发射终端的所述信号子空间。
在步骤S801中,可以参考与步骤S201相同的方法进行互相关,并且,可以对互相关得到的原始多径分布Ri(τ)进行离散化处理,以形成发射终端i对应的原始互相关值序列Ry,x i(m),m=0,1,…,Q,其中m对应于原始多径分布Ri(τ)中的τ的离散值,Q是m的最大值,Q为整数。
在步骤S802中,可以检测出各原始互相关值序列的第一个峰值的峰位,并将各原始互相关值序列Ry,x i(m)调整为R'y,x i(m),以使调整后得到的各R'y,x i(m)的第一个峰值所对应的m值相同,其中,R'y,x i(m)即为互相关值序列。
在步骤S803中,对于每一个互相关值序列R'y,x i(m),基于逆快速傅里叶变换来构造其协方差矩阵,并进行特征值分解,以获得特征值和特征向量,其中,逆快速傅里叶变换被表示为FFT-1[|R'y,x i(m)|2],构造协方差矩阵的方法可以参考现有技术,例如可以参考非专利文献“Super-resolution time delay estimation in multipathenvironments”(Feng-Xiang Ge,Dongxu Shen,Yingning Peng,IEEE Transaction oncircuit and systems,Vol.54,No.9,September 2007)。
在步骤S804中,根据各发射终端对应的特征值和特征向量,生成该发射终端的信号子空间,该信号子空间可以由特征向量构成,并且,该特征向量例如可以满足如下的条件:特征向量的特征值大于最大特征值与常数a的乘积,即{特征向量:特征值>最大特征值*a},其中,常数a可以小于1;或者,用于构成信号子空间的m个特征向量的特征值之和与全部特征相量的特征值之和的比值大于常数b,即{特征向量:sum(特征值(1:m))/sum(特征值(1:N))>b的m个特征值对应的特征向量},其中,常数b例如可以为0.7。
在本实施方式中,在提取出待定位区域处各发射终端所对应的信号子空间后,可以根据各发射终端所对应的信号子空间,以及信号子空间与特定位置的对应关系,确定待定位区域的位置信息,具体的确定方法可以参考实施方式1中关于传统的确定方法的说明以及图4所示的关于改进的确定方法的说明,区别在于,在本实施方式中,需要将实施方式1中的多径分布与特定位置的对应关系、以及得到的各发射终端的多径分布,分别替换为信号子空间与特定位置的对应关系、以及得到的各发射终端的信号子空间。
在本实施方式的定位方法中,也可以具有S103所述的离线训练阶段,以构建信号子空间与特定位置的对应关系。
图9是本实施方式2中构建信号子空间与特定位置的对应关系的一个方法流程图,如图9所示,该方法可以包括:
S901、将与各发射终端对应的参考信号和在特定位置处的接收信号进行互相关,以得到所述特定位置处各发射终端的原始互相关值序列;
S902、将所述特定位置处各发射终端的所述原始互相关值序列的第一个峰值对准,得到所述特定位置处各发射终端的互相关值序列;
S903、根据所述特定位置处各发射终端的互相关值序列,分别构造各发射终端的协方差矩阵,并进行特征值分解,以获得所述特定位置处各发射终端的特征值和特征向量;
S904、根据所述特定位置处各发射终端的所述特征值和所述特征向量,生成所述特定位置处各发射终端的信号子空间;
S905、根据所述特定位置处各发射终端的信号子空间,构建所述对应关系。
在本实施方式中,上述步骤S901至S904的具体实现方式可以参考步骤S801至S804,此处不再重复说明。
在步骤S905中,可以以表格的形式构建信号子空间与特定位置的对应关系,例如可以形成与表1类似的表格,区别之处在于,将表1中的指纹由各多径分布替换为特定位置处各发射终端的信号子空间。
经过上述步骤S901-S905构建的信号子空间与特定位置的对应关系可以被存储于存储器,以供在线定位阶段使用。
在本实施方式中,对于每一个特定位置,可以仅测量一次接收信号,并用测量到的接收信号构建上述对应关系。
在本实施方式中,对于每一个特定位置,也可以进行多次测量,得到多个接收信号,并根据接收信号的功率对该特定位置的接收信号进行选择,使用选择出的接收信号来构建上述对应关系,其中,对各特定位置的接收信号进行选择的方法可以参考实施方式1中关于图6的说明,此处不再重复说明。
在本申请实施例1的实施方式1和实施方式2中,分别描述了以发射终端的多径分布或信号子空间作为该发射终端的指纹,对待定位区域进行定位的情况,但是本申请并不限于此,在本申请的各实施例中,也可以将该发射终端的多径分布和信号子空间进行组合,以作为该发射终端的指纹,用于对待定位区域进行定位。
实施例2
本实施例2提供一种定位方法,与实施例1同样地具有步骤S101、S102以及S103。
实施例2与实施例1对步骤S102的实现方式相同,对步骤S101和步骤S103的实现方式不同。
在实施例1的步骤S101和S103中,并不对各参考信号进行调整,而是使用各参考信号的原始值进行互相关运算,由于各参考信号的原始值并不能反映各发射终端与信号接收位置之间的距离信息,因此需要将各互相关值序列或多径分布的第一峰值的峰位进行对准。
而在实施例2的步骤S101和S103中,所使用的各参考信号是经过更新后的参考信号,即,通过对原始参考信号进行调整来得到参考信号,该参考信号能够反映各发射终端与信号接收位置之间的距离信息,因此无需将各互相关值序列或多径分布的第一峰值的峰位进行对准。
在本实施例2中,可以设置参考位置,在参考位置处,接收信号与各参考信号进行互相关得到的各互相关值序列的第一个峰值的峰位相同。
实施方式3
实施方式3是本实施例2中以各发射终端的多径分布(Multipath Profile)作为指纹进行定位的情况。
图10是本实施方式3中提取各发射终端的多径分布的一个方法流程图,用于实现步骤S101,如图10所示,该方法可以包括:
S1001、将与各发射终端对应的参考信号和所述接收信号进行互相关,以提取各发射终端的多径分布。
在步骤S1001中,参考信号反映了各发射终端与信号接收位置之间的距离信息,因此,可以直接将互相关结果作为多径分布来使用,而无需对其进行第一峰值的峰位对准处理。关于互相关的方法,可以参考S201,本实施方式不再重复说明。
在本实施方式中,如图10所示,该提取各发射终端的多径分布的方法还可以包括:
S1002、将与各发射终端对应的原始参考信号和参考位置接收到的接收信号进行互相关,根据互相关的结果调整所述原始参考信号,以生成与各发射终端对应的所述参考信号。
在本实施方式中,步骤S1002可以作为该定位方法的初始化步骤,可以在进行每次的在线定位时都执行该步骤S1002;也可以按照需要,隔一段时间执行一次步骤S1002,重新生成参考信号,以防止参考信号发生偏移。
图11是实施方式3调整原始参考信号以生成参考信号的方法的一个流程示意图,用于实现步骤S1002,如图11所示,该方法可以包括:
S1101、将与发射终端i对应的原始参考信号xi(t)和参考位置处接收到的接收信号y(t)进行互相关,得到参考位置处发射终端i对应的原始互相关序列R”y,x i(m),m=0,1,…,Q,其中,进行互相关并得到原始互相关序列的方法可以参考步骤S801;
S1102、判断参考位置处发射终端i对应的原始互相关序列的第一个峰值的峰位是否在m=0处,如果判断为否,进入步骤S1103,如果判断为是,则进入步骤S1104;
S1103、调整原始参考信号xi(t)的相位,得到新的原始参考信号,并返回S1101;
S1104、将目前使用的原始参考信号xi(t)确定为发射终端i的参考信号;
S1105、判断是否全部的N个发射终端的参考信号都已经生成,判断为是,则结束生成参考信号的流程,如果判断为否,进行到S1106;
S1106、使发射终端的标号增加,对下一个发射终端的参考信号进行确定。
当然,图11所示的流程只是举例,本实施方式不限于此,也可以采用其它方法来生成各参考信号。
图12是本实施方式3中构建多径分布与特定位置的对应关系的一个方法流程图,用于实现步骤S103,对应于本实施方式的离线训练阶段。如图12所示,该方法可以包括:
S1201、将与各发射终端对应的参考信号与在特定位置接收到的接收信号进行互相关,以提取各发射终端的多径分布;以及
S1202、根据各所述多径分布以及所述特定位置,构建所述对应关系。
在本实施方式中,如图12所示,该构建多径分布与特定位置的对应关系的方法还可以包括:
S1203、将与各发射终端对应的原始参考信号和参考位置接收到的接收信号进行互相关,根据互相关的结果调整所述原始参考信号,以生成与各发射终端对应的所述参考信号。
其中,关于步骤S1201和S1203的实现方式,可以分别参考对步骤S1001和S1002的说明;并且,在步骤S1203和步骤S1002中的参考位置是相同的。
需要说明的是,S1002对应于在在线定位阶段生成参考信号,S1203对应于在离线训练阶段生成参考信号。在本实施方式中,可以包括S1002和S1203中的至少一方,即:可以仅包括S1002,在在线定位阶段生成参考信号,并且该参考信号可以同时被用于离线训练阶段;或者,可以仅包括S1203,在离线训练阶段生成参考信号,并且该参考信号可以同时被用于在线定位阶段;或者,既包括1203,也包括S1002,由此,在离线训练阶段和在线定位阶段分别生成参考信号,用于各自阶段。
实施方式4
实施方式4是本实施例2中以各发射终端的信号子空间作为指纹进行定位的情况。
图13是本实施方式4中提取各发射终端的信号子空间的一个方法流程图,用于实现步骤S101,如图13所示,该方法可以包括:
S1301、将与各发射终端对应的参考信号和待定位区域接收到的接收信号进行互相关,以得到各发射终端的互相关值序列;
S1302、根据各所述互相关值序列,分别构造各发射终端的协方差矩阵,并进行特征值分解,以获得特征值和特征向量;以及
S1303、根据所述特征值和所述特征向量,生成各发射终端的所述信号子空间。
在本实施方式中,步骤S1301所使用的参考信号反映了各发射终端与信号接收位置之间的距离信息,因此,可以直接将根据互相关结果得到的原始互相关值序列作为互相关值序列,而无需对其进行第一峰值的峰位对准处理。关于得到原始互相关值序列的方法,可以参考S801,本实施方式不再重复说明。
关于S1302、S1303的说明,可以参考对S803和S804的说明。
在本实施方式中,如图13所示,该提取各发射终端的信号子空间的方法还可以包括:
S1304、将与各发射终端对应的原始参考信号和参考位置接收到的接收信号进行互相关,根据互相关的结果调整所述原始参考信号,以生成与各发射终端对应的所述参考信号。
在本实施方式中,关于步骤S1304的说明可以参考对步骤S1002的说明,此处不再重复说明。
图14是本实施方式4构建信号子空间与特定位置的对应关系的一个方法流程图,用于实现步骤S103,对应于本实施方式的离线训练阶段。如图14所示,该方法可以包括:
S1401、将与各发射终端对应的参考信号和在特定位置的接收信号进行互相关,以得到各发射终端的互相关值序列;
S1402、根据各所述互相关值序列,分别构造各发射终端的协方差矩阵,并进行特征值分解,以获得特征值和特征向量;
S1403、根据所述特征值和所述特征向量,生成各发射终端的所述信号子空间;
S1404、根据各所述信号子空间,构建所述对应关系。
关于S1401-S1403的实现方式,可以参考S1301-S1303的说明。
在本实施方式中,如图14所示,该构建多径分布与特定位置的对应关系的方法还可以包括:
S1405、将与各发射终端对应的原始参考信号和参考位置接收到的接收信号进行互相关,根据互相关的结果调整所述原始参考信号,以生成与各发射终端对应的所述参考信号。
其中,关于步骤S1405的实现方式,可以参考步骤S1203的实现方式。
与实施方式3相同,在实施方式4中,可以仅包括S1304,在在线定位阶段生成参考信号,并且该参考信号可以同时被用于离线训练阶段;或者,可以仅包括S1405,在离线训练阶段生成参考信号,并且该参考信号可以同时被用于在线定位阶段;或者,既包括1304,也包括S1405,由此,在离线训练阶段和在线定位阶段分别生成参考信号,用于各自阶段。
实施例3
本申请实施例3提供一种定位装置,与实施例1和实施例2的定位方法对应。图15是本实施例3的定位装置的一个组成示意图,如图15所示,该定位装置1500可以包括:
提取单元1501,其用于根据与各发射终端对应的参考信号对待定位区域接收到的接收信号进行处理,以提取各发射终端的多径分布(Multipath Profile)和/或各发射终端的基于信道时延的特征值估计的信号子空间;以及
确定单元1502,其用于根据多径分布和/或信号子空间与特定位置的对应关系,以及得到的所述多径分布和/或所述信号子空间,确定待定位区域的位置信息。
此外,如图15所示,在本实施例中,该定位装置1500还可以包括构建单元1503,其用于构建多径分布和/或信号子空间与特定位置的对应关系。
根据本实施例,以各发射终端的多径分布(Multipath Profile)和/或各发射终端的基于信道时延的特征值估计的信号子空间作为指纹进行定位,由于不再直接利用接收功率作为指纹,所以本申请对发射终端和接收终端的物理特性(例如,发射功率,天线增益等)不敏感,降低了定位系统的维护成本,并且由于不依赖于接收信号的到达方向,因此无需使用阵列天线,降低了硬件复杂度。
下面,对该定位装置的各组成单元进行说明。
图16是实施例3的提取单元的一个构成示意图,图17是实施例3的构建单元的一个构成示意图,与实施方式1对应。
如图16所示,提取单元1501可以包括第一提取子单元1600,其包括:
第一在线运算单元1601,其用于将与各发射终端对应的参考信号和所述接收信号进行互相关,以提取各发射终端的原始多径分布;以及
第一在线处理单元1602,其用于将各发射终端的所述原始多径分布的第一个峰值的峰位对准,得到各发射终端的所述多径分布。
如图17所示,构建单元1503可以包括第一构建子单元1700,其包括:
第一离线运算单元1701,其用于将与各发射终端对应的参考信号与在特定位置接收到的接收信号进行互相关,以提取所述特定位置处各发射终端的原始多径分布;
第一离线处理单元1702,其用于将所述特定位置处各发射终端的原始多径分布的第一个峰值的峰位对准,得到所述特定位置处各发射终端的多径分布;以及
第一离线构建单元1703,其用于根据所述特定位置处各发射终端的多径分布以及所述特定位置,构建多径分布与特定位置的对应关系。
图18是实施例3的提取单元的另一个构成示意图,图19是实施例3的构建单元的另一个构成示意图,与实施方式2对应。
如图18所示,提取单元1501可以包括第二提取子单元1800,其包括:
第二在线运算单元1801,其用于将与各发射终端对应的参考信号和所述接收信号进行互相关,以得到各发射终端的原始互相关值序列;
第二在线处理单元1802,其用于将各发射终端的所述原始互相关值序列的第一个峰值的峰位对准,得到各发射终端的互相关值序列;
第二在线分解单元1803,其用于根据各所述互相关值序列,分别构造各发射终端的协方差矩阵,并进行特征值分解,以获得特征值和特征向量;以及
第二在线生成单元1804,其用于根据所述特征值和所述特征向量,生成各发射终端的所述信号子空间。
如图19所示,构建单元1503可以包括第二构建子单元1900,其可以包括:
第二离线运算单元1901,其用于将与各发射终端对应的参考信号和在特定位置处的接收信号进行互相关,以得到所述特定位置处各发射终端的原始互相关值序列;
第二离线处理单元1902,其用于将所述特定位置处各发射终端的所述原始互相关值序列的第一个峰值对准,得到所述特定位置处各发射终端的互相关值序列;
第二离线分解单元1903,其用于根据所述特定位置处各发射终端的互相关值序列,分别构造各发射终端的协方差矩阵,并进行特征值分解,以获得所述特定位置处各发射终端的特征值和特征向量;
第二离线生成单元1904,其用于根据所述特定位置处各发射终端的所述特征值和所述特征向量,生成所述特定位置处各发射终端的信号子空间;
第二离线构建单元1905,其用于根据所述特定位置处各发射终端的信号子空间,构建所述信号子空间与特定位置的对应关系。
在本实施例中,与实施方式3和实施方式4对应,各发射终端所使用的参考信号是对原始参考信号进行调整后所得到的参考信号,各参考信号和参考位置处接收到的接收信号进行互相关得到的各互相关值序列的第一个峰值的峰位相同。
图20是实施例3的提取单元的另一个构成示意图,图21是实施例3的构建单元的另一个构成示意图,与实施方式3对应。
如图20所示,提取单元1501可以包括第三提取子单元2000,其包括:
第三在线运算单元2001,其用于将与各发射终端对应的所述参考信号和待定位区域接收到的接收信号进行互相关,以提取各发射终端的多径分布。
此外,如图20所示,该第三提取子单元2000还可以包括在线初始化单元2002,其用于将与各发射终端对应的原始参考信号和参考位置接收到的接收信号进行互相关,根据互相关的结果调整所述原始参考信号,以生成与各发射终端对应的所述参考信号。
如图21所示,构建单元1503可以包括第三构建子单元2100,其包括:
第三离线运算单元2101,其用于将与各发射终端对应的参考信号与在特定位置接收到的接收信号进行互相关,以提取各发射终端的多径分布;以及
第三离线构建单元2102,其用于根据各所述多径分布以及所述特定位置,构建多径分布与特定位置的对应关系。
此外,如图21所示,该第三构建子单元2100还可以包括离线初始化单元2103,其用于将与各发射终端对应的原始参考信号和参考位置接收到的接收信号进行互相关,根据互相关的结果调整所述原始参考信号,以生成与各发射终端对应的所述参考信号。
图22是本实施例3的提取单元的另一个构成示意图,图23是构建单元的另一个构成示意图,与实施方式4对应。
如图22所示,提取单元1501可以包括第四提取子单元2200,其包括:
第四在线运算单元2201,其用于将与各发射终端对应的所述参考信号和待定位区域接收到的接收信号进行互相关,以得到各发射终端的互相关值序列;
第四在线分解单元2202,其用于根据各所述互相关值序列,分别构造各发射终端的协方差矩阵,并进行特征值分解,以获得特征值和特征向量;以及
第四在线生成单元2203,其用于根据所述特征值和所述特征向量,生成各发射终端的所述信号子空间。
此外,如图22所示,该第四提取子单元2200还可以包括与图20相同的在线初始化单元2002。
如图23所示,构建单元1503可以包括第四构建子单元2300,其可以包括:
第四离线运算单元2301,其用于将与各发射终端对应的参考信号和在特定位置的接收信号进行互相关,以得到各发射终端的互相关值序列;
第四离线分解单元2302,其用于根据各所述互相关值序列,分别构造各发射终端的协方差矩阵,并进行特征值分解,以获得特征值和特征向量;
第四离线生成单元2303,其用于根据所述特征值和所述特征向量,生成各发射终端的所述信号子空间;
第四离线构建单元2304,其用于根据各所述信号子空间,构建所述对应关系。
此外,如图23所示,该第四构建子单元2300还可以包括与图21相同的离线初始化单元2103。
在本实施例中,与上述实施方式1-实施方式4对应,该第一构建子单元、第二构建子单元、第三构建子单元和/或所述第四构建子单元还可以包括选择单元(未图示),该选择单元用于根据在所述特定位置接收到的接收信号的功率,选择用于进行互相关的接收信号,其具体实现方式可以参考图6的描述。
图24是本实施例3的确定单元的一个组成结构示意图,与实施方式1-实施方式4对应。如图24所示,确定单元1502可以包括:
集合生成单元2401,其用于根据所述对应关系和各发射终端的所述多径分布和/或所述信号子空间,计算各发射终端对应的候选位置集合;
频次计算单元2402,其用于计算全部候选位置集合中的每一个候选位置在各候选位置集合中出现的频次,并根据所述频次选择第一数量的候选位置;以及
位置计算单元2403,其用于根据所述第一数量的候选位置,计算待定位区域的位置信息。
关于该定位装置1500的各组成单元的说明,可以参考实施例1和实施例2中对相应方法的描述,本实施例不再重复说明。
实施例4
本申请实施例4提供一种电子设备,所述电子设备包括:如实施例3所述的定位装置。
图25是本申请实施例4的电子设备的一构成示意图。如图25所示,电子设备2500可以包括:中央处理器(CPU)2501和存储器2502;存储器2502耦合到中央处理器2501。其中该存储器2502可存储各种数据;此外还存储信息处理的程序,并且在中央处理器2501的控制下执行该程序。
在一个实施方式中,定位装置1500的功能可以被集成到中央处理器2501中。其中,中央处理器2501可以被配置为控制该电子设备实现如实施例1和/或实施例2所述的定位方法。
在另一个实施方式中,定位装置1500可以与中央处理器2501分开配置,例如可以将定位装置1500配置为与中央处理器2501连接的芯片,通过中央处理器2501的控制来实现定位装置1500的功能。
此外,如图25所示,电子设备2500还可以包括:输入输出单元2503和显示单元2504等;其中,上述部件的功能与现有技术类似,此处不再赘述。值得注意的是,电子设备2500也并不是必须要包括图25中所示的所有部件;此外,电子设备2500还可以包括图25中没有示出的部件,可以参考现有技术。
本发明实施例还提供一种计算机可读程序,其中当在电子设备中执行所述程序时,所述程序使得计算机在所述电子设备中执行如实施例1或实施例2所述的定位方法。
本发明实施例还提供一种存储有计算机可读程序的存储介质,其中所述计算机可读程序使得计算机在电子设备中执行如实施例1或实施例2所述的定位方法。
本发明以上的装置和方法可以由硬件实现,也可以由硬件结合软件实现。本发明涉及这样的计算机可读程序,当该程序被逻辑部件所执行时,能够使该逻辑部件实现上文所述的装置或构成部件,或使该逻辑部件实现上文所述的各种方法或步骤。本发明还涉及用于存储以上程序的存储介质,如硬盘、磁盘、光盘、DVD、flash存储器等。
针对附图中描述的功能方框中的一个或多个和/或功能方框的一个或多个组合,可以实现为用于执行本申请所描述功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件或者其任意适当组合。针对附图描述的功能方框中的一个或多个和/或功能方框的一个或多个组合,还可以实现为计算设备的组合,例如,DSP和微处理器的组合、多个微处理器、与DSP通信结合的一个或多个微处理器或者任何其它这种配置。
以上结合具体的实施方式对本发明进行了描述,但本领域技术人员应该清楚,这些描述都是示例性的,并不是对本发明保护范围的限制。本领域技术人员可以根据本发明的精神和原理对本发明做出各种变型和修改,这些变型和修改也在本发明的范围内。
关于包括以上实施例的实施方式,还公开下述的附记:
附记1、一种定位装置,其根据来自多个发射终端的信号进行定位,其特征在于,该定位装置包括:
提取单元,其用于根据与各发射终端对应的参考信号对待定位区域接收到的接收信号进行处理,以提取各发射终端的多径分布(Multipath Profile)和/或各发射终端的基于信道时延的特征值估计的信号子空间;以及
确定单元,其用于根据多径分布和/或信号子空间与特定位置的对应关系,以及得到的所述多径分布和/或所述信号子空间,确定待定位区域的位置信息。
附记2、如附记1所述的定位装置,其特征在于,所述定位装置还包括,
构建单元,其用于构建多径分布和/或信号子空间与特定位置的对应关系。
附记3、如附记1所述的定位装置,其特征在于,所述提取单元包括第一提取子单元,其包括:
第一在线运算单元,其用于将与各发射终端对应的参考信号和所述接收信号进行互相关,以提取各发射终端的原始多径分布;以及
第一在线处理单元,其用于将各发射终端的所述原始多径分布的第一个峰值的峰位对准,得到各发射终端的所述多径分布。
附记4、如附记2所述的定位装置,其特征在于,所述构建单元包括第一构建子单元,其包括:
第一离线运算单元,其用于将与各发射终端对应的参考信号与在特定位置接收到的接收信号进行互相关,以提取所述特定位置处各发射终端的原始多径分布;
第一离线处理单元,其用于将所述特定位置处各发射终端的原始多径分布的第一个峰值的峰位对准,得到所述特定位置处各发射终端的多径分布;以及
第一离线构建单元,其用于根据所述特定位置处各发射终端的多径分布以及所述特定位置,构建多径分布与特定位置的对应关系。
附记5、如附记1所述的定位装置,其特征在于,所述提取单元包括第二提取子单元,其包括:
第二在线运算单元,其用于将与各发射终端对应的参考信号和所述接收信号进行互相关,以得到各发射终端的原始互相关值序列;
第二在线处理单元,其用于将各发射终端的所述原始互相关值序列的第一个峰值的峰位对准,得到各发射终端的互相关值序列;
第二在线分解单元,其用于根据各所述互相关值序列,分别构造各发射终端的协方差矩阵,并进行特征值分解,以获得特征值和特征向量;以及
第二在线生成单元,其用于根据所述特征值和所述特征向量,生成各发射终端的所述信号子空间。
附记6、如附记2所述的定位装置,其特征在于,所述构建单元包括第二构建子单元,其包括:
第二离线运算单元,其用于将与各发射终端对应的参考信号和在特定位置处的接收信号进行互相关,以得到所述特定位置处各发射终端的原始互相关值序列;
第二离线处理单元,其用于将所述特定位置处各发射终端的所述原始互相关值序列的第一个峰值对准,得到所述特定位置处各发射终端的互相关值序列;
第二离线分解单元,其用于根据所述特定位置处各发射终端的互相关值序列,分别构造各发射终端的协方差矩阵,并进行特征值分解,以获得所述特定位置处各发射终端的特征值和特征向量;
第二离线生成单元,其用于根据所述特定位置处各发射终端的所述特征值和所述特征向量,生成所述特定位置处各发射终端的信号子空间;
第二离线构建单元,其用于根据所述特定位置处各发射终端的信号子空间,构建所述信号子空间与特定位置的对应关系。
附记7、如附记1所述的定位装置,其特征在于,
根据与各发射终端对应的所述参考信号和参考位置处接收到的接收信号得到的各互相关值序列的第一个峰值的峰位相同。
附记8、如附记7所述的定位装置,其特征在于,所述提取单元包括第三提取子单元,其包括:
第三在线运算单元,其用于将与各发射终端对应的所述参考信号和待定位区域接收到的接收信号进行互相关,以提取各发射终端的多径分布。
附记9、如附记7所述的定位装置,其特征在于,所述提取单元包括第四提取子单元,其包括:
第四在线运算单元,其用于将与各发射终端对应的所述参考信号和待定位区域接收到的接收信号进行互相关,以得到各发射终端的互相关值序列;
第四在线分解单元,其用于根据各所述互相关值序列,分别构造各发射终端的协方差矩阵,并进行特征值分解,以获得特征值和特征向量;以及
第四在线生成单元,其用于根据所述特征值和所述特征向量,生成各发射终端的所述信号子空间。
附记10、如附记8所述的定位装置,其特征在于,所述第三提取子单元还包括:
在线初始化单元,其用于将与各发射终端对应的原始参考信号和参考位置接收到的接收信号进行互相关,根据互相关的结果调整所述原始参考信号,以生成与各发射终端对应的所述参考信号。
附记11、如附记8所述的定位装置,其特征在于,所述构建单元包括第三构建单元,其包括:
第三离线运算单元,其用于将与各发射终端对应的参考信号与在特定位置接收到的接收信号进行互相关,以提取各发射终端的多径分布;以及
第三离线构建单元,其用于根据各所述多径分布以及所述特定位置,构建多径分布与特定位置的对应关系。
附记12、如附记9所述的定位装置,其特征在于,所述构建单元包括第四构建单元,其包括:
第四离线运算单元,其用于将与各发射终端对应的参考信号和在特定位置的接收信号进行互相关,以得到各发射终端的互相关值序列;
第四离线分解单元,其用于根据各所述互相关值序列,分别构造各发射终端的协方差矩阵,并进行特征值分解,以获得特征值和特征向量;
第四离线生成单元,其用于根据所述特征值和所述特征向量,生成各发射终端的所述信号子空间;
第四离线构建单元,其用于根据各所述信号子空间,构建所述对应关系。
附记13、如附记11或12所述的定位装置,其特征在于,第三构建子单元或第四构建子单元还包括:
离线初始化单元,其用于将与各发射终端对应的原始参考信号和参考位置接收到的接收信号进行互相关,根据互相关的结果调整所述原始参考信号,以生成与各发射终端对应的所述参考信号。
附记14、如附记4所述的定位装置,其特征在于,所述第一构建子单元还包括:
选择单元,其用于根据在所述特定位置接收到的接收信号的功率,选择用于进行互相关的接收信号。
附记15、如附记1所述的定位装置,其特征在于,所述确定单元包括:
集合生成单元,其用于根据所述对应关系和各发射终端的所述多径分布和/或所述信号子空间,计算各发射终端对应的候选位置集合;
频次计算单元,其用于计算全部候选位置集合中的每一个候选位置在各候选位置集合中出现的频次,并根据所述频次选择第一数量的候选位置;以及
位置计算单元,其用于根据所述第一数量的候选位置,计算待定位区域的位置信息。
附记16、一种定位方法,其根据来自多个发射终端的信号进行定位,其特征在于,该定位方法包括:
根据与各发射终端对应的参考信号对待定位区域接收到的接收信号进行处理,以提取各发射终端的多径分布(Multipath Profile)和/或各发射终端的基于信道时延的特征值估计的信号子空间;以及
根据多径分布和/或信号子空间与特定位置的对应关系,以及得到的所述多径分布和/或所述信号子空间,确定待定位区域的位置信息。
附记17、如附记16所述的定位方法,其特征在于,所述定位方法还包括,构建多径分布和/或信号子空间与特定位置的对应关系。
附记18、如附记16所述的定位方法,其特征在于,
根据与各发射终端对应的所述参考信号和参考位置处接收到的接收信号得到的各互相关值序列的第一个峰值的峰位相同。
附记19、如附记16所述的定位方法,其特征在于,根据多径分布和/或信号子空间与特定位置的对应关系,以及得到的所述多径分布和/或所述信号子空间,确定待定位区域的位置信息包括:
根据所述对应关系和各发射终端的所述多径分布和/或所述信号子空间,计算各发射终端对应的候选位置集合;
计算全部候选位置集合中的每一个候选位置在各候选位置集合中出现的频次,并根据所述频次选择第一数量的候选位置;以及
根据所述第一数量的候选位置,计算待定位区域的位置信息。
附记20、一种电子设备,所述电子设备包括如附记1-15中任一项所述的定位装置。
Claims (10)
1.一种定位装置,其根据来自多个发射终端的信号进行定位,其特征在于,该定位装置包括:
提取单元,其用于根据与各发射终端对应的参考信号对待定位区域接收到的接收信号进行处理,以提取各发射终端的多径分布和/或各发射终端的基于信道时延的特征值估计的信号子空间;以及
确定单元,其用于根据多径分布和/或信号子空间与特定位置的对应关系,以及得到的所述多径分布和/或所述信号子空间,确定待定位区域的位置信息。
2.如权利要求1所述的定位装置,其特征在于,所述定位装置还包括,
构建单元,其用于构建多径分布和/或信号子空间与特定位置的对应关系。
3.如权利要求1所述的定位装置,其特征在于,所述提取单元包括第一提取子单元,其包括:
第一在线运算单元,其用于将与各发射终端对应的参考信号和所述接收信号进行互相关,以提取各发射终端的原始多径分布;以及
第一在线处理单元,其用于将各发射终端的所述原始多径分布的第一个峰值的峰位对准,得到各发射终端的所述多径分布。
4.如权利要求1所述的定位装置,其特征在于,所述提取单元包括第二提取子单元,其包括:
第二在线运算单元,其用于将与各发射终端对应的参考信号和所述接收信号进行互相关,以得到各发射终端的原始互相关值序列;
第二在线处理单元,其用于将各发射终端的所述原始互相关值序列的第一个峰值的峰位对准,得到各发射终端的互相关值序列;
第二在线分解单元,其用于根据各所述互相关值序列,分别构造各发射终端的协方差矩阵,并进行特征值分解,以获得特征值和特征向量;以及
第二在线生成单元,其用于根据所述特征值和所述特征向量,生成各发射终端的所述信号子空间。
5.如权利要求1所述的定位装置,其特征在于,
根据与各发射终端对应的所述参考信号和参考位置处接收到的接收信号得到的各互相关值序列的第一个峰值的峰位相同。
6.如权利要求5所述的定位装置,其特征在于,所述提取单元包括第三提取子单元,其包括:
第三在线运算单元,其用于将与各发射终端对应的所述参考信号和待定位区域接收到的接收信号进行互相关,以提取各发射终端的多径分布。
7.如权利要求5所述的定位装置,其特征在于,所述提取单元包括第四提取子单元,其包括:
第四在线运算单元,其用于将与各发射终端对应的所述参考信号和待定位区域接收到的接收信号进行互相关,以得到各发射终端的互相关值序列;
第四在线分解单元,其用于根据各所述互相关值序列,分别构造各发射终端的协方差矩阵,并进行特征值分解,以获得特征值和特征向量;以及
第四在线生成单元,其用于根据所述特征值和所述特征向量,生成各发射终端的所述信号子空间。
8.如权利要求6所述的定位装置,其特征在于,所述第三提取子单元还包括:
在线初始化单元,其用于将与各发射终端对应的原始参考信号和参考位置接收到的接收信号进行互相关,根据互相关的结果调整所述原始参考信号,以生成与各发射终端对应的所述参考信号。
9.如权利要求1所述的定位装置,其特征在于,所述确定单元包括:
集合生成单元,其用于根据所述对应关系和各发射终端的所述多径分布或所述信号子空间,计算各发射终端对应的候选位置集合;
频次计算单元,其用于计算全部候选位置集合中的每一个候选位置在各候选位置集合中出现的频次,并根据所述频次选择第一数量的候选位置;以及
位置计算单元,其用于根据所述第一数量的候选位置,计算待定位区域的位置信息。
10.一种定位方法,其根据来自多个发射终端的信号进行定位,其特征在于,该定位方法包括:
根据与各发射终端对应的参考信号对待定位区域接收到的接收信号进行处理,以提取各发射终端的多径分布或各发射终端的基于信道时延的特征值估计的信号子空间;以及
根据多径分布或信号子空间与特定位置的对应关系,以及得到的所述多径分布或所述信号子空间,确定待定位区域的位置信息。
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