CN109286591B - 一种通信导航一体化融合信号的生成方法及装置 - Google Patents

一种通信导航一体化融合信号的生成方法及装置 Download PDF

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CN109286591B CN201811102234.1A CN201811102234A CN109286591B CN 109286591 B CN109286591 B CN 109286591B CN 201811102234 A CN201811102234 A CN 201811102234A CN 109286591 B CN109286591 B CN 109286591B
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Abstract

本申请提供了一种通信导航一体化融合信号的生成方法及装置，涉及通信技术领域，所述方法包括：接收定位请求信号；获取预设的第一正交频分多址OFDMA系统产生的通信信号；通过预设的第二OFDMA系统，根据预设的发射功率阈值和预设的第一子载波间隔，生成OFDMA信号，所述第一子载波间隔与所述通信信号的第二子载波间隔成倍数关系，且所述倍数关系中的倍数值大于1；在所述OFDMA信号上承载预设的码分多址CDMA信号，得到定位信号，其中，所述定位信号的发射功率小于所述通信信号的发射功率；在所述通信信号上叠加所述定位信号，得到通信导航一体化融合信号。采用本申请，可以提高室内定位的定位精度。

Description

一种通信导航一体化融合信号的生成方法及装置
技术领域
本申请涉及通信技术领域，特别是涉及一种通信导航一体化融合信号的生成方法及装置。
背景技术
在城市环境(比如城市峡谷、以及建筑物内的室内环境)中，卫星定位系统产生的卫星定位信号，容易受到建筑物的遮挡而产生信号强度差的问题，进而导致卫星定位系统在城市环境中定位不准甚至无法定位。
为满足城市环境的定位需求，技术人员提出了TC-OFDM(Time&Code Division-Orthogonal Frequency Division Multiplexing，时间和码分-正交频分复用)系统。TC-OFDM系统采用TC-OFDM信号，当TC-OFDM基站接收到预设距离范围内的移动台发出的定位请求信号后，会基于一个OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access，正交频分多址)系统产生高速数据推送信号，再以同频复用的方式在该高速数据推送信号上叠加定位信号，得到TC-OFDM信号。TC-OFDM信号采用帧结构，包含多个时隙，在每个时隙的开始用伪随机序列唯一的标识发出该TC-OFDM信号的TC-OFDM基站。TC-OFDM基站将产生的TC-OFDM信号发送至移动台，移动台接收到TC-OFDM信号后，通过串行干扰消除技术，从TC-OFDM信号中解调出定位信号和高速数据推送信号。
由于TC-OFDM基站基于一个OFDMA系统，通过同频复用的方式叠加传输定位信号和高速数据推送信号，并且通过TC-OFDM信号包含的伪随机序列，区分不同的TC-OFDM基站，因此，移动台在对接收到的多个TC-OFDM基站发出的TC-OFDM信号进行解调时，会出现不同TC-OFDM基站发出的TC-OFDM信号多址干扰的问题，造成定位精度差。
申请内容
本申请实施例的目的在于提供一种通信导航一体化融合信号的生成方法及装置，以提高室内定位的定位精度。具体技术方案如下：
第一方面，提供了一种通信导航一体化融合信号的生成方法，所述方法应用于基站，所述方法包括：
接收定位请求信号；
获取预设的第一正交频分多址OFDMA系统产生的通信信号；
通过预设的第二OFDMA系统，根据预设的发射功率阈值和预设的第一子载波间隔，生成OFDMA信号，所述第一子载波间隔与所述通信信号的第二子载波间隔成倍数关系，且所述倍数关系中的倍数值大于1；
在所述OFDMA信号上承载预设的码分多址CDMA信号，得到定位信号，其中，所述定位信号的发射功率小于所述通信信号的发射功率；
在所述通信信号上叠加所述定位信号，得到通信导航一体化融合信号。
可选的，所述通过预设的第二OFDMA系统，根据预设的发射功率阈值和预设的第一子载波间隔，生成OFDMA信号之前，还包括：
获取所述通信信号的第二子载波间隔；
将所述第二子载波间隔乘以预设的倍数值，得到第一子载波间隔。
可选的，所述方法还包括：
获取所述定位请求信号的信道状态信息，其中，所述信道状态信息包括信噪比；
基于所述信道状态信息，确定所述定位信号的发射功率。
可选的，所述通信导航一体化融合信号的表达式为：
Figure BDA0001806963950000021
其中，所述x(t)为所述通信导航一体化融合信号，所述N是所述基站能够响应的发出通信请求信号的移动台的个数，所述n为所述N个移动台中的一个移动台，所述M是所述基站能够响应的发出定位请求信号的移动台的个数，所述m为所述M个移动台中的一个移动台，所述Pp,m是所述第m个移动台对应的定位信号的发射功率，所述Pc是所述通信信号的发射功率，所述Tc是所述定位信号的符号周期，所述t是所述符号周期中的任一时刻；所述cm是伪随机序列，所述an是所述通信信号的符号序列，所述j是虚数单位，所述Δfp是所述第一子载波间隔，所述Δfc是所述第二子载波间隔。
可选的，所述伪随机序列的表达式为
Figure BDA0001806963950000031
其中，所述G为所述倍数值，所述g为不超过所述G的任一倍数值，所述
Figure BDA0001806963950000032
是所述定位信号的符号序列，所述u(t-(g-1)Tp)和所述u(t-gTp)均为门函数，所述Tp是所述定位信号的符号周期。
第二方面，提供了一种基于通信导航一体化融合信号的定位系统，所述定位系统包括多个基站、以及移动台；其中，
所述移动台，用于发送预先存储的定位请求信号至预设的基站，其中，所述基站为所述移动台预设距离范围内的基站；
所述多个基站，用于接收定位请求信号；获取预设的第一正交频分多址OFDMA系统产生的通信信号；通过预设的第二OFDMA系统，根据预设的发射功率阈值和预设的第一子载波间隔，生成OFDMA信号，所述第一子载波间隔与所述通信信号的第二子载波间隔成倍数关系，且所述倍数关系中的倍数值大于1；在所述OFDMA信号上承载预设的码分多址CDMA信号，得到定位信号，其中，所述定位信号的发射功率小于所述通信信号的发射功率；在所述通信信号上叠加所述定位信号，得到通信导航一体化融合信号；发送所述通信导航一体化融合信号至所述移动台；
所述移动台，还用于接收并解调所述通信导航一体化融合信号，得到所述通信导航一体化融合信号包含的定位信息；基于多个所述基站的所述定位信息和预设的多点测算定位算法，计算所述移动台的定位信息，其中，所述定位信息包括位置信息，所述多点测算定位算法包括到达时间差TDOA算法。
第三方面，提供了一种通信导航一体化融合信号的生成装置，所述装置应用于基站，所述装置包括：
接收模块，用于接收定位请求信号；
第一获取模块，用于获取预设的第一正交频分多址OFDMA系统产生的通信信号；
生成模块，用于通过预设的第二OFDMA系统，根据预设的发射功率阈值和预设的第一子载波间隔，生成OFDMA信号，所述第一子载波间隔与所述通信信号的第二子载波间隔成倍数关系，且所述倍数关系中的倍数值大于1；
第一叠加模块，用于在所述OFDMA信号上承载预设的码分多址CDMA信号，得到定位信号，其中，所述定位信号的发射功率小于所述通信信号的发射功率；
第二叠加模块，用于在所述通信信号上叠加所述定位信号，得到通信导航一体化融合信号。
可选的，所述装置还包括：
第二获取模块，用于获取所述通信信号的第二子载波间隔；
第一确定模块，用于将所述第二子载波间隔乘以预设的倍数值，得到第一子载波间隔。
可选的，所述装置还包括：
第三获取模块，用于获取所述定位请求信号的信道状态信息，其中，所述信道状态信息包括信噪比；
第二确定模块，用于基于所述信道状态信息，确定所述定位信号的发射功率。
可选的，所述通信导航一体化融合信号的表达式为：
Figure BDA0001806963950000051
其中，所述x(t)为所述通信导航一体化融合信号，所述N是所述基站能够响应的发出通信请求信号的移动台的个数，所述n为所述N个移动台中的一个移动台，所述M是所述基站能够响应的发出定位请求信号的移动台的个数，所述m为所述M个移动台中的一个移动台，所述Pp,m是所述第m个移动台对应的定位信号的发射功率，所述Pc是所述通信信号的发射功率，所述Tc是所述定位信号的符号周期，所述t是所述符号周期中的任一时刻；所述cm是伪随机序列，所述an是所述通信信号的符号序列，所述j是虚数单位，所述Δfp是所述第一子载波间隔，所述Δfc是所述第二子载波间隔。
第四方面，提供了一种电子设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；
存储器，用于存放计算机程序；
处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现上述任一所述的通信导航一体化融合信号的生成方法。
第五方面，提供了一种机器可读存储介质，存储有机器可执行指令，在被处理器调用和执行时，所述机器可执行指令促使所述处理器：实现上述任一所述的通信导航一体化融合信号的生成方法。
本申请实施例提供的一种通信导航一体化融合信号的生成方法及装置，当接收到定位请求信号时，获取预设的第一OFDMA系统产生的通信信号；然后，通过预设的第二OFDMA系统，根据预设的发射功率阈值和预设的第一子载波间隔，生成OFDMA信号；并在OFDMA信号上承载预设的CDMA信号，得到定位信号；之后，在通信信号上叠加定位信号，得到通信导航一体化融合信号。由于通信导航一体化融合信号由通信信号和定位信号叠加而成，而定位信号由在第二OFDMA系统生成的OFDMA信号上承载CDMA信号而成，因此，移动台在接收到多个基站发出的通信导航一体化融合信号时，可以解调出对应的定位信号和通信信号，不存在通信导航一体化融合信号间互相干扰的问题，可以有效提高室内定位的定位精度。
当然，实施本申请的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种通信导航一体化融合信号的生成方法的方法流程图；
图2为本申请实施例提供的一种通信导航一体化融合信号的示意图；
图3为本申请实施例提供的一种通信导航一体化融合信号的生成装置的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请提供了一种通信导航一体化融合信号的生成方法，该方法应用于基站。基站包括移动通信基站，例如4G(the 4th generation mobile communication technology，第四代移动通信技术)通信系统中的基站。基站可以产生通信导航一体化融合信号，并将产生的通信导航一体化融合信号发送至移动台。移动台是用户使用的终端设备，例如手机。
本申请实施例中，通信导航一体化融合信号由通信信号和定位信号叠加而成，因此，基于该通信导航一体化融合信号，既可以通过其包含的通信信号满足用户的通信需求，又可以通过其包含的定位信号满足用户的定位需求。通信导航一体化融合信号可以广泛应用于室内环境定位。具体的，用户可以在进入某一大型建筑物前或者身处该大型建筑物中时，通过移动台对接收到的通信导航一体化融合信号进行解调，得到定位信号，然后，基于定位信号获取自身的位置信息。之后，移动台可以基于该用户的位置信息和预设目的地的位置信息，规划前往预设目的地的路径信息，实现定位导览。其中，室内环境包括机场、百货商场、写字楼等大型建筑物的内部环境，预设目的地比如大型建筑物中的某一楼层的某一房间，位置信息包括某一用户身处的地理位置。
如图1所示，本申请提供了一种通信导航一体化融合信号的生成方法，该方法的具体处理流程如下：
步骤101，接收定位请求信号。
在实施中，当某一用户需要获取当前位置信息时，该用户可以通过随身携带的移动台，发送定位请求信号至预设距离范围内的多个基站。预设距离范围包括以移动台为中心，移动台的信号有效传输距离为半径的圆形区域。
该预设距离范围内的多个基站可以接收该移动台发送的定位请求信号。
步骤102，获取预设的第一正交频分多址OFDMA系统产生的通信信号。
在实施中，移动通信网络中的各基站中预先设置有第一OFDMA系统，第一OFDMA系统用于在基站接收到通信请求信号时，产生通信信号，然后，基站将产生的通信信号发送至各移动台以实现通信。
针对该预设距离范围内的各基站，某一基站在接收到该移动台发送的定位请求信号后，会获取预设的第一OFDMA系统产生的通信信号。
步骤103，通过预设的第二OFDMA系统，根据预设的发射功率阈值和预设的第一子载波间隔，生成OFDMA信号。
其中，第一子载波间隔与通信信号的第二子载波间隔成倍数关系，倍数关系中的倍数值为大于1的正整数。
在实施中，基站中预先设置有第二OFDMA系统，基站可以通过第二OFDMA系统产生OFDMA信号。基站中还可以预先设置有发射功率阈值，基站可以根据发射功率阈值设置OFDMA信号的发射功率，OFDMA信号的发射功率不超过发射功率阈值。
基站可以将确定出的发射功率和第一子载波间隔作为对应参数的数值，输入至第二OFDMA系统的参数设置信息中，基站通过第二OFDMA系统和参数设置信息，生成OFDMA信号。
步骤104，在OFDMA信号上承载预设的码分多址CDMA信号，得到定位信号。
其中，CDMA(Code Division Multiple Acces，码分多址)信号即为伪随机序列，基站可以预先设置有扩频系统，基站可以在接收到定位请求信号后，通过扩频系统产生伪随机序列。定位信号的发射功率即为OFDMA信号的发射功率，因此，定位信号的发射功率也小于预设的发射功率阈值。而预设的发射功率阈值小于通信信号的发射功率，因此，定位信号的发射功率小于通信信号的发射功率。
在实施中，基站可以在OFDMA信号上承载生成的CDMA信号，得到第一叠加信号，即为定位信号。
本申请实施例中，参数设置信息还包括第二OFDMA系统的带宽，用B表示该带宽，定位信号的子载波间隔与OFDMA信号的子载波间隔相同，均为第一子载波间隔，用Δfp表示第一子载波间隔，用M表示第二OFDMA系统能够承载的定位用户个数的最大值，因此，M的计算方式为M＝B/Δfp-1。定位用户包括发出定位请求信号的移动台，M即为基站能够响应的发出定位请求信号的移动台的个数。
需要说明的是，在移动台对通信导航一体化融合信号进行解调时，不同定位用户的定位信号之间没有干扰，不同通信用户的通信信号之间也没有干扰，但是通信信号与定位信号之间存在干扰。
本申请实施例中，定位信号的发射功率小于通信信号的发射功率，因此，在解调通信信号时，可以将定位信号作为噪声进行处理；同时，由于定位信号的第一子载波间隔大于通信信号的第二子载波间隔，使得定位信号的功率谱密度进一步降低，定位信号对通信信号的干扰也进一步减少；由此，能够有效的减少从通信导航一体化融合信号中解调通信信号时，定位信号的干扰。
此外，CDMA信号包含的扩频序列的长度为L，由于CDMA信号具有扩频增益，因此，移动台在对包含CDMA信号的定位信号解扩时，定位信号的功率谱密度会大幅增加。当L大于预设的长度阈值时，通信信号在移动台解调定位信号的过程中造成的干扰有限，由此，本申请实施例中不需要用串行干扰技术对通信导航一体化融合信号进行解调。
本申请实施例中，扩频序列还用于区分不同的基站，即不同基站产生的CDMA信号包含的扩频序列也不同，而针对不同的定位请求信号，同一基站产生的CDMA信号包含的扩频序列是相同的。
步骤105，在通信信号上叠加定位信号，得到通信导航一体化融合信号。
在实施中，基站获得定位信号后，在获取的通信信号上叠加定位信号，得到第二叠加信号，即为通信导航一体化融合信号。
本申请实施例中，OFDMA信号的生成方式、CDMA信号的生成方式、在OFDMA信号上承载CDMA信号、以及在通信信号上叠加定位信号的具体实施方式均为现有技术，此处不再赘述。
传统的多种信号叠加传输方案中，比如TC-OFDM技术中，针对同一个OFDMA系统，将两种信号(也即定位信号和高速数据推送信号)在一个OFDMA正交资源块中叠加传输，再由移动台通过串行干扰消除技术解调出两种信号。而本申请提供的一种通信导航一体化融合信号的生成方法，则基于系统层面，选用了两个OFDMA系统，第一OFDMA系统用于产生通信信号，第二OFDMA系统用于产生定位信号；然后，对这两种信号进行叠加，实现了非正交多址接入。
具体的，一方面，通过在第一OFDMA系统产生的通信信号中叠加定位信号，实现了在单一的OFDMA正交资源块中引入新信号，在频域对通信信号和定位信号进行了非正交叠加。另一方面，从信号功率域的角度考虑，在信号功率域对通信信号和定位信号进行了非正交叠加，同时以信号功率为自由度，对通信信号和定位信号进行区分。由此，移动台在对接收到的通信导航一体化融合信号进行解调时，通信信号和定位信号的相互影响非常小，移动台可以通过相干积分解调通信导航一体化融合信号，而无需使用串行干扰消除技术，进而能够提高定位精度。
与此同时，本申请通过在通信信号上叠加定位信号，生成通信导航一体化融合信号，能够在不占用通信资源的情况下，实现连续发送定位信号，便于移动台实时跟踪定位信号，从而提高定位精度。
本申请实施例中，基站中可以预先设置有第一子载波间隔，基站也可以在通过预设的第二OFDMA系统，根据预设的发射功率阈值和预设的第一子载波间隔，生成OFDMA信号之前，通过以下步骤获取第一子载波间隔：
步骤一、获取通信信号的第二子载波间隔。
在实施中，基站可以在接收到定位请求后，也可以在获取通信信号后，获取预先存储的第一OFDMA系统的参数设置信息，并在参数设置信息中将参数子载波间隔对应的数值确定为通信信号的第二子载波间隔。
本申请实施例中，与第二OFDMA系统相同，第一OFDMA系统的带宽也为B；用Δfc表示第二子载波间隔，用N表示第一OFDMA系统能够承载的通信用户个数的最大值，因此，N的计算方式为N＝B/Δfc-1。通信用户包括发出通信请求信号的移动台，N即为基站能够响应的发出通信请求信号的移动台的个数。
步骤二、将第二子载波间隔乘以预设的倍数值，得到第一子载波间隔。
其中，基站中预先设置有倍数值，倍数值为大于1的正整数，基站可以根据接收到的倍数值修改指令，修改存储的倍数值。
在实施中，基站确定第二子载波间隔后，将第二子载波间隔乘以预设的倍数值，得到的数值即为第一子载波间隔。
本申请实施例中，用Δfp表示第一子载波间隔，用G表示倍数值，易知Δfp＝Δfc×G。与第二子载波间隔相比，第一子载波间隔越大，也即倍数值越大，基于该第一子载波间隔生成的定位信号进行定位时，定位精度越高。
在一种可能的实现方式中，倍数值G可以是50。
本申请实施例还提供了一种确定定位信号的发射功率的处理过程，该处理过程包括以下步骤：
步骤1、获取定位请求信号的信道状态信息。
其中，信道状态信息包括信噪比。
在实施中，基站可以在接收到定位请求信号后，获取定位请求信号的信道状态信息。
步骤2、基于信道状态信息，确定定位信号的发射功率。
在实施中，基站中可以预先存储有信道状态信息与发射功率的对应关系，基站可以根据信道状态信息与发射功率的对应关系，确定定位请求信号的信道状态信息对应的发射功率，得到定位信号的发射功率。
本申请实施例基于定位请求信号的信道状态信息，确定定位请求信号对应的定位信号的发射功率，能够显著的减少远近效应，便于实现针对不同定位用户的高精度定位。
如公式(1)所示，本申请实施例还提供了一种通信导航一体化融合信号的表达式，具体如下：
Figure BDA0001806963950000111
其中，x(t)为通信导航一体化融合信号，N是基站能够响应的发出通信请求信号的移动台的个数，n为N个移动台中的一个移动台，M是基站能够响应的发出定位请求信号的移动台的个数，m为M个移动台中的一个移动台，Pp,m是第m个移动台对应的定位信号的发射功率，Pc是通信信号的发射功率，Tc是定位信号的符号周期，t是符号周期中的任一时刻；cm是伪随机序列，an是通信信号的符号序列，j是虚数单位，Δfp是第一子载波间隔，Δfc是第二子载波间隔。
如公式(2)所示，本申请还提供了一种用于生成通信导航一体化融合信号的伪随机序列的表达式，具体如下：
Figure BDA0001806963950000121
其中，G为倍数值，g为不超过G的任一倍数值，
Figure BDA0001806963950000122
是定位信号的符号序列，u(t-(g-1)Tp)和u(t-gTp)均为门函数，Tp是定位信号的符号周期。
如图2所示，本申请提供了一种通信导航一体化融合信号的示意图，本申请在以频率为横坐标，发射功率为纵坐标生成的坐标系中，对通信导航一体化融合信号进行显示。
第一OFDMA系统产生的通信信号由多个频率相同的第二子载波构成，每个第二子载波对应一个通信请求，针对发出通信请求的不同通信用户，对应通信信号的发射功率相同。定位信号由第一子载波构成，每个第一子载波对应一个定位请求，由于基站会基于定位请求的信道状态信息，确定定位信号的发射功率，因此，针对发出定位请求的不同定位用户，对应定位信号的发射功率不同。
例如，与定位用户A相比，定位用户B距离某一基站更近，当定位用户A向该基站发出定位请求Q1，定位用户B向该基站发出定位请求Q2时，由于定位请求Q1和定位请求Q2的信道状态信息不同，因此，该基站基于不同的信道状态信息，确定出的定位信号A与定位信号B的发射功率也不同。其中，定位信号A为定位用户A对应的定位信号，类似的，定位信号B为定位用户B对应的定位信号。
由于第一子载波间隔大于第二子载波间隔，所以第一子载波的频率对应多个第二子载波的频率的和。
本申请实施例还提供了一种基于通信导航一体化融合信号的定位系统，该定位系统包括多个基站、以及移动台；其中，
移动台，用于发送预先存储的定位请求信号至预设的基站，其中，基站为移动台预设距离范围内的基站；
多个基站，用于接收定位请求信号；获取预设的第一正交频分多址OFDMA系统产生的通信信号；通过预设的第二OFDMA系统，根据预设的发射功率阈值和预设的第一子载波间隔，生成OFDMA信号，第一子载波间隔与通信信号的第二子载波间隔成倍数关系，且倍数关系中的倍数值大于1；在OFDMA信号上承载预设的码分多址CDMA信号，得到定位信号，其中，定位信号的发射功率小于通信信号的发射功率；在通信信号上叠加定位信号，得到通信导航一体化融合信号；发送通信导航一体化融合信号至移动台；
移动台，还用于接收并解调通信导航一体化融合信号，得到通信导航一体化融合信号包含的定位信息；基于多个基站的定位信息和预设的多点测算定位算法，计算移动台的定位信息，其中，定位信息包括位置信息，多点测算定位算法包括到达时间差TDOA算法。
本申请实施例提供的一种通信导航一体化融合信号的生成方法及装置，当接收到定位请求信号时，获取预设的第一OFDMA系统产生的通信信号；然后，通过预设的第二OFDMA系统，根据预设的发射功率阈值和预设的第一子载波间隔，生成OFDMA信号；并在OFDMA信号上承载预设的CDMA信号，得到定位信号；之后，在通信信号上叠加定位信号，得到通信导航一体化融合信号。由于通信导航一体化融合信号由通信信号和定位信号叠加而成，而定位信号由在第二OFDMA系统生成的OFDMA信号上承载CDMA信号而成，因此，移动台在接收到多个基站发出的通信导航一体化融合信号时，可以解调出对应的定位信号和通信信号，不存在通信导航一体化融合信号间互相干扰的问题，可以有效提高室内定位的定位精度。
本申请实施例还提供了一种通信导航一体化融合信号的生成装置，所述装置应用于基站，如图3所示，所述装置包括：
接收模块310，用于接收定位请求信号；
第一获取模块320，用于获取预设的第一正交频分多址OFDMA系统产生的通信信号；
生成模块330，用于通过预设的第二OFDMA系统，根据预设的发射功率阈值和预设的第一子载波间隔，生成OFDMA信号，所述第一子载波间隔与所述通信信号的第二子载波间隔成倍数关系，且所述倍数关系中的倍数值大于1；
第一叠加模块340，用于在所述OFDMA信号上叠加预设的码分多址CDMA信号，得到定位信号，其中，所述定位信号的发射功率小于所述通信信号的发射功率；
第二叠加模块350，用于在所述通信信号上叠加所述定位信号，得到通信导航一体化融合信号。
可选的，所述装置还包括：
第二获取模块，用于获取所述通信信号的第二子载波间隔；
第一确定模块，用于将所述第二子载波间隔乘以预设的倍数值，得到第一子载波间隔。
可选的，所述装置还包括：
第三获取模块，用于获取所述定位请求信号的信道状态信息，其中，所述信道状态信息包括信噪比；
第二确定模块，用于基于所述信道状态信息，确定所述定位信号的发射功率。
可选的，所述通信导航一体化融合信号的表达式为：
Figure BDA0001806963950000141
其中，所述x(t)为所述通信导航一体化融合信号，所述N是所述基站能够响应的发出通信请求信号的移动台的个数，所述n为所述N个移动台中的一个移动台，所述M是所述基站能够响应的发出定位请求信号的移动台的个数，所述m为所述M个移动台中的一个移动台，所述Pp,m是所述第m个移动台对应的定位信号的发射功率，所述Pc是所述通信信号的发射功率，所述Tc是所述定位信号的符号周期，所述t是所述符号周期中的任一时刻；所述cm是伪随机序列，所述an是所述通信信号的符号序列，所述j是虚数单位，所述Δfp是所述第一子载波间隔，所述Δfc是所述第二子载波间隔。
本申请实施例提供的一种通信导航一体化融合信号的生成方法及装置，当接收到定位请求信号时，获取预设的第一OFDMA系统产生的通信信号；然后，通过预设的第二OFDMA系统，根据预设的发射功率阈值和预设的第一子载波间隔，生成OFDMA信号；并在OFDMA信号上承载预设的CDMA信号，得到定位信号；之后，在通信信号上叠加定位信号，得到通信导航一体化融合信号。由于通信导航一体化融合信号由通信信号和定位信号叠加而成，而定位信号由在第二OFDMA系统生成的OFDMA信号上承载CDMA信号而成，因此，移动台在接收到多个基站发出的通信导航一体化融合信号时，可以解调出对应的定位信号和通信信号，不存在通信导航一体化融合信号间互相干扰的问题，可以有效提高室内定位的定位精度。
本申请实施例还提供了一种电子设备，如图4所示，包括处理器401、通信接口402、存储器403和通信总线404，其中，处理器401，通信接口402，存储器403通过通信总线404完成相互间的通信，
存储器403，用于存放计算机程序；
处理器401，用于执行存储器403上所存放的程序时，实现如下步骤：
接收定位请求信号；
获取预设的第一正交频分多址OFDMA系统产生的通信信号；
通过预设的第二OFDMA系统，根据预设的发射功率阈值和预设的第一子载波间隔，生成OFDMA信号，所述第一子载波间隔与所述通信信号的第二子载波间隔成倍数关系，且所述倍数关系中的倍数值大于1；
在所述OFDMA信号上承载预设的码分多址CDMA信号，得到定位信号，其中，所述定位信号的发射功率小于所述通信信号的发射功率；
在所述通信信号上叠加所述定位信号，得到通信导航一体化融合信号。
可选的，所述通过预设的第二OFDMA系统，根据预设的发射功率阈值和预设的第一子载波间隔，生成OFDMA信号之前，还包括：
获取所述通信信号的第二子载波间隔；
将所述第二子载波间隔乘以预设的倍数值，得到第一子载波间隔。
可选的，所述方法还包括：
获取所述定位请求信号的信道状态信息，其中，所述信道状态信息包括信噪比；
基于所述信道状态信息，确定所述定位信号的发射功率。
可选的，所述通信导航一体化融合信号的表达式为：
Figure BDA0001806963950000161
其中，所述x(t)为所述通信导航一体化融合信号，所述N是所述基站能够响应的发出通信请求信号的移动台的个数，所述n为所述N个移动台中的一个移动台，所述M是所述基站能够响应的发出定位请求信号的移动台的个数，所述m为所述M个移动台中的一个移动台，所述Pp,m是所述第m个移动台对应的定位信号的发射功率，所述Pc是所述通信信号的发射功率，所述Tc是所述定位信号的符号周期，所述t是所述符号周期中的任一时刻；所述cm是伪随机序列，所述an是所述通信信号的符号序列，所述j是虚数单位，所述Δfp是所述第一子载波间隔，所述Δfc是所述第二子载波间隔。
可选的，所述伪随机序列的表达式为
其中，所述G为所述倍数值，所述g为不超过所述G的任一倍数值，所述
Figure BDA0001806963950000163
是所述定位信号的符号序列，所述u(t-(g-1)Tp)和所述u(t-gTp)均为门函数，所述Tp是所述定位信号的符号周期。
上述电子设备提到的通信总线可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect，PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture，EISA)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
通信接口用于上述电子设备与其他设备之间的通信。
存储器可以包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，也可以包括非易失性存储器(Non-Volatile Memory，NVM)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。
上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessing，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
在本申请提供的又一实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一所述的通信导航一体化融合信号的生成方法的步骤。
在本申请提供的又一实施例中，还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述实施例中任一所述的通信导航一体化融合信号的生成方法。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘SolidState Disk(SSD))等。
本申请实施例提供的一种通信导航一体化融合信号的生成方法及装置，当接收到定位请求信号时，获取预设的第一OFDMA系统产生的通信信号；然后，通过预设的第二OFDMA系统，根据预设的发射功率阈值和预设的第一子载波间隔，生成OFDMA信号；并在OFDMA信号上承载预设的CDMA信号，得到定位信号；之后，在通信信号上叠加定位信号，得到通信导航一体化融合信号。由于通信导航一体化融合信号由通信信号和定位信号叠加而成，而定位信号由在第二OFDMA系统生成的OFDMA信号上承载CDMA信号而成，因此，移动台在接收到多个基站发出的通信导航一体化融合信号时，可以解调出对应的定位信号和通信信号，不存在通信导航一体化融合信号间互相干扰的问题，可以有效提高室内定位的定位精度。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并非用于限定本申请的保护范围。凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本申请的保护范围内。

Claims (8)

1.一种通信导航一体化融合信号的生成方法，其特征在于，所述方法应用于基站，所述方法包括：
接收定位请求信号；
获取预设的第一正交频分多址OFDMA系统产生的通信信号；
获取所述通信信号的第二子载波间隔；
将所述第二子载波间隔乘以预设的倍数值，得到第一子载波间隔；
通过预设的第二OFDMA系统，根据预设的发射功率阈值和预设的第一子载波间隔，生成OFDMA信号，所述第一子载波间隔与所述通信信号的第二子载波间隔成倍数关系，且所述倍数关系中的倍数值大于1；
在所述OFDMA信号上承载预设的码分多址CDMA信号，得到定位信号，其中，所述定位信号的发射功率小于所述通信信号的发射功率；
在所述通信信号上叠加所述定位信号，得到通信导航一体化融合信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取所述定位请求信号的信道状态信息，其中，所述信道状态信息包括信噪比；
基于所述信道状态信息，确定所述定位信号的发射功率。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通信导航一体化融合信号的表达式为：
Figure FDA0002394099390000011
0≤t≤Tc；
其中，所述x(t)为所述通信导航一体化融合信号，所述N是所述基站能够响应的发出通信请求信号的移动台的个数，所述n为所述N个移动台中的一个移动台，所述M是所述基站能够响应的发出定位请求信号的移动台的个数，所述m为所述M个移动台中的一个移动台，所述Pp,m是所述第m个移动台对应的定位信号的发射功率，所述Pc是所述通信信号的发射功率，所述Tc是所述定位信号的符号周期，所述t是所述符号周期中的任一时刻；所述cm是伪随机序列，所述an是所述通信信号的符号序列，所述j是虚数单位，所述Δfp是所述第一子载波间隔，所述Δfc是所述第二子载波间隔。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述伪随机序列的表达式为
Figure FDA0002394099390000021
其中，所述G为所述倍数值，所述g为不超过所述G的任一倍数值，所述
Figure FDA0002394099390000022
是所述定位信号的符号序列，所述u(t-(g-1)Tp)和所述u(t-gTp)均为门函数，所述Tp是所述定位信号的符号周期。
5.一种基于通信导航一体化融合信号的定位系统，其特征在于，所述定位系统包括多个基站、以及移动台；其中，
所述移动台，用于发送预先存储的定位请求信号至预设的基站，其中，所述基站为所述移动台预设距离范围内的基站；
所述多个基站，用于接收定位请求信号；获取预设的第一正交频分多址OFDMA系统产生的通信信号；获取所述通信信号的第二子载波间隔；将所述第二子载波间隔乘以预设的倍数值，得到第一子载波间隔；通过预设的第二OFDMA系统，根据预设的发射功率阈值和预设的第一子载波间隔，生成OFDMA信号，所述第一子载波间隔与所述通信信号的第二子载波间隔成倍数关系，且所述倍数关系中的倍数值大于1；在所述OFDMA信号上承载预设的码分多址CDMA信号，得到定位信号，其中，所述定位信号的发射功率小于所述通信信号的发射功率；在所述通信信号上叠加所述定位信号，得到通信导航一体化融合信号；发送所述通信导航一体化融合信号至所述移动台；
所述移动台，还用于接收并解调所述通信导航一体化融合信号，得到所述通信导航一体化融合信号包含的定位信息；基于多个所述基站的所述定位信息和预设的多点测算定位算法，计算所述移动台的定位信息，其中，所述定位信息包括位置信息，所述多点测算定位算法包括到达时间差TDOA算法。
6.一种通信导航一体化融合信号的生成装置，其特征在于，所述装置应用于基站，所述装置包括：
接收模块，用于接收定位请求信号；
第一获取模块，用于获取预设的第一正交频分多址OFDMA系统产生的通信信号；
第二获取模块，用于获取所述通信信号的第二子载波间隔；
第一确定模块，用于将所述第二子载波间隔乘以预设的倍数值，得到第一子载波间隔；
生成模块，用于通过预设的第二OFDMA系统，根据预设的发射功率阈值和预设的第一子载波间隔，生成OFDMA信号，所述第一子载波间隔与所述通信信号的第二子载波间隔成倍数关系，且所述倍数关系中的倍数值大于1；
第一叠加模块，用于在所述OFDMA信号上承载预设的码分多址CDMA信号，得到定位信号，其中，所述定位信号的发射功率小于所述通信信号的发射功率；
第二叠加模块，用于在所述通信信号上叠加所述定位信号，得到通信导航一体化融合信号。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
第三获取模块，用于获取所述定位请求信号的信道状态信息，其中，所述信道状态信息包括信噪比；
第二确定模块，用于基于所述信道状态信息，确定所述定位信号的发射功率。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述通信导航一体化融合信号的表达式为：
Figure FDA0002394099390000031
0≤t≤Tc；
其中，所述x(t)为所述通信导航一体化融合信号，所述N是所述基站能够响应的发出通信请求信号的移动台的个数，所述n为所述N个移动台中的一个移动台，所述M是所述基站能够响应的发出定位请求信号的移动台的个数，所述m为所述M个移动台中的一个移动台，所述Pp,m是所述第m个移动台对应的定位信号的发射功率，所述Pc是所述通信信号的发射功率，所述Tc是所述定位信号的符号周期，所述t是所述符号周期中的任一时刻；所述cm是伪随机序列，所述an是所述通信信号的符号序列，所述j是虚数单位，所述Δfp是所述第一子载波间隔，所述Δfc是所述第二子载波间隔。
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