CN112543160B - 载波相位测量值的偏差消除和获取方法、装置及接收机 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了载波相位测量值的偏差消除和获取方法、装置及接收机，载波相位测量值的偏差消除方法包括：计算第一单差分载波相位测量值和第二单差分载波相位测量值的差值，得到消除偏差的双差分载波相位测量值；其中，所述第一单差分载波相位测量值和所述第二单差分载波相位测量值均为携带频率偏差和定时偏差的两个载波相位测量值的差值。本发明实施例同时考虑了载波相位测量值的频率偏差和定时偏差，通过对携带频率偏差和定时偏差的载波相位测量值进行两次作差处理，得到消除偏差的双差分载波相位测量值，能够有效地去除各种偏差对载波相位测量值的影响，提高了载波相位测量值的精度，从而提高了定位的精度。

Description

载波相位测量值的偏差消除和获取方法、装置及接收机
技术领域
本发明涉及通信技术领域，具体涉及载波相位测量值的偏差消除和获取方法、装置及接收机。
背景技术
OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用)载波相位的定位需要一个考虑传输时延导致的相位偏移影响的系统模型。
现有的OFDM信号的系统模型没有考虑传输时延导致的相位偏移的影响，不适用基于载波相位的定位。此外，OFDM载波相位的定位需要一个能完整综合各种误差和干扰因素对OFDM载波相位影响的系统模型。但现有的OFDM信号的系统模型只根据需要来考虑某种因素，例如定时偏差或频率偏差对所接收的OFDM信号的影响，缺乏一个系统模型完整地考虑各种因素的影响。同时，现有技术中也没有同时针对频率偏差和定时偏差的处理方法。
发明内容
由于现有方法存在上述问题，本发明实施例提出载波相位测量值的偏差消除和获取方法、装置及接收机。
第一方面，本发明实施例提出一种载波相位测量值的偏差消除方法，包括：
计算第一单差分载波相位测量值和第二单差分载波相位测量值的差值，得到消除偏差的双差分载波相位测量值；
其中，所述第一单差分载波相位测量值和所述第二单差分载波相位测量值均为携带频率偏差和定时偏差的两个载波相位测量值的差值。
第二方面，本发明实施例提出一种载波相位测量值的获取方法，包括：
接收并测量经过信道后的定位参考信号，获得携带频率偏差和定时偏差的载波相位测量值，并将所述载波相位测量值发送至网络侧，以使所述网络侧根据各接收机发送的载波相位测量值计算第一单差分载波相位测量值和第二单差分载波相位测量值的差值，得到消除偏差的双差分载波相位测量值；
其中，所述第一单差分载波相位测量值和所述第二单差分载波相位测量值均为携带频率偏差和定时偏差的两个载波相位测量值的差值。
第三方面，本发明实施例提出一种载波相位测量值的偏差消除装置，包括：
偏差消除模块，用于计算第一单差分载波相位测量值和第二单差分载波相位测量值的差值，得到消除偏差的双差分载波相位测量值；
其中，所述第一单差分载波相位测量值和所述第二单差分载波相位测量值均为携带频率偏差和定时偏差的两个载波相位测量值的差值。
第四方面，本发明实施例提出一种载波相位测量值的获取装置，包括：
相位测量模块，用于接收并测量经过信道后的定位参考信号，获得携带频率偏差和定时偏差的载波相位测量值，并将所述载波相位测量值发送至网络侧，以使所述网络侧根据各接收机发送的载波相位测量值计算第一单差分载波相位测量值和第二单差分载波相位测量值的差值，得到消除偏差的双差分载波相位测量值；
其中，所述第一单差分载波相位测量值和所述第二单差分载波相位测量值均为携带频率偏差和定时偏差的两个载波相位测量值的差值。
第五方面，本发明实施例提出一种接收机，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器运行所述程序时执行如下步骤：
计算第一单差分载波相位测量值和第二单差分载波相位测量值的差值，得到消除偏差的双差分载波相位测量值；
其中，所述第一单差分载波相位测量值和所述第二单差分载波相位测量值均为携带频率偏差和定时偏差的两个载波相位测量值的差值。
第六方面，本发明实施例提出一种接收机，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器运行所述程序时执行如下步骤：
接收并测量经过信道后的定位参考信号，获得携带频率偏差和定时偏差的载波相位测量值，并将所述载波相位测量值发送至网络侧，以使所述网络侧根据各接收机发送的载波相位测量值计算第一单差分载波相位测量值和第二单差分载波相位测量值的差值，得到消除偏差的双差分载波相位测量值；
其中，所述第一单差分载波相位测量值和所述第二单差分载波相位测量值均为携带频率偏差和定时偏差的两个载波相位测量值的差值。
第七方面，本发明实施例还提出一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机程序，所述计算机程序使所述计算机执行上述载波相位测量值的偏差消除方法，和/或，载波相位测量值的获取方法。
由上述技术方案可知，本发明实施例同时考虑了载波相位测量值的频率偏差和定时偏差，通过对携带频率偏差和定时偏差的载波相位测量值进行两次作差处理，得到消除偏差的双差分载波相位测量值，能够有效地去除各种偏差对载波相位测量值的影响，提高了载波相位测量值的精度，从而提高了定位的精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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的前提下，还可以根据这些图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例提供的一种载波相位测量值的偏差消除方法的流程示意图；
图2为本发明一实施例提供的一种载波相位测量值的获取方法的流程示意图；
图3为本发明一实施例提供的一种定时偏差的示意图；
图4为本发明一实施例提供的一种载波相位的发送和接收场景示意图；
图5为本发明一实施例提供的一种载波相位的发送和接收流程示意图；
图6为本发明一实施例提供的一种载波相位测量值的偏差消除装置的结构示意图；
图7为本发明一实施例提供的一种载波相位测量值的获取装置的结构示意图；
图8为本发明一实施例提供的接收机的逻辑框图；
图9为本发明另一实施例提供的接收机的逻辑框图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
图1示出了本实施例提供的一种载波相位测量值的偏差消除方法的流程示意图，包括：
S101、计算第一单差分载波相位测量值和第二单差分载波相位测量值的差值，得到消除偏差的双差分载波相位测量值。
其中，所述第一单差分载波相位测量值和所述第二单差分载波相位测量值均为携带频率偏差和定时偏差的两个载波相位测量值的差值。
所述第一单差分载波相位测量值为第一载波相位测量值和第二载波相位测量值的差值。
所述第二单差分载波相位测量值为第三载波相位测量值和第四载波相位测量值的差值。
所述第一载波相位测量值、第二载波相位测量值、第三载波相位测量值和第四载波相位测量值均为携带频率偏差和定时偏差的载波相位测量值。
所述第一载波相位测量值为第一接收机通过测量所接收到的第一发送机发送的第一参考信号获得。
所述第二载波相位测量值为所述第一接收机通过测量所接收到的第二发送机发送的第二参考信号获得。
所述第三载波相位测量值为第二接收机通过测量所接收到的所述第一发送机发送的第三参考信号获得。
所述第四载波相位测量值为所述第二接收机通过测量所接收到的所述第二发送机发送的第四参考信号获得。
具体地，接收机在接收到发送机发送的且经过信道的定位参考信号后，对该定位参考信号进行测量，得到携带频率偏差和定时偏差的载波相位测量值，并将该载波相位测量值上报至网络侧，网络侧通过对接收的两个载波相位测量值进行作差运算，得到单差分载波相位测量值；进一步地，通过对两个单差分载波相位测量值进行作差运算，得到消除偏差的双差分载波相位测量值。
本实施例同时考虑了载波相位测量值的频率偏差和定时偏差，通过对携带频率偏差和定时偏差的载波相位测量值进行两次作差处理，得到消除偏差的双差分载波相位测量值，能够有效地去除各种偏差对载波相位测量值的影响，提高了载波相位测量值的精度，从而提高了定位的精度。
图2示出了本实施例提供的一种载波相位测量值的获取方法的流程示意图，包括：
S201、接收并测量经过信道后的定位参考信号，获得携带频率偏差和定时偏差的载波相位测量值，并将所述载波相位测量值发送至网络侧，以使所述网络侧根据各接收机发送的载波相位测量值计算第一单差分载波相位测量值和第二单差分载波相位测量值的差值，得到消除偏差的双差分载波相位测量值；
其中，所述第一单差分载波相位测量值和所述第二单差分载波相位测量值均为携带频率偏差和定时偏差的两个载波相位测量值的差值。
其中，所述定位参考信号为发送机向接收机发送的且经过信道后的信号。
所述定位参考信号采用OFDM符号的波形从发送机经过信道后发送至接收机。
所述载波相位测量值为接收机接收到发送机发送的且经过信道的定位参考信号后，对该定位参考信号进行测量，得到的携带频率偏差和定时偏差的载波相位的测量值。
具体地，发送机发送定位参考信号后，由于经过了信道，因此当该定位参考信号到达接收机时，携带了频率偏差和定时偏差，即接收机测量得到的载波相位测量值携带了频率偏差和定时偏差。为了消除偏差，本实施例对携带频率偏差和定时偏差的载波相位测量值进行两次作差处理，得到消除偏差的双差分载波相位测量值，能够有效地去除各种偏差对载波相位测量值的影响，提高了载波相位测量值的精度，从而提高了定位的精度。
进一步地，在上述方法实施例的基础上，所述载波相位测量值根据各子载波的频域等效接收信号模型计算得到。
所述频域等效接收信号模型为频域等效接收信号理想模型添加频率偏差和定时偏差后得到。
具体来说，对于不考虑传输时延的理想OFDM系统模型，包括了发送信号模型和信道模型，下面介绍各模型中使用到的基本参数和符号定义：
1、发送信号模型：
考虑具有N个子载波的OFDM传输，子载波间隔ΔfSCS，以及采样时间间隔Ts＝1/(NΔfSCS)。OFDM传输是基于块OFDM模型的，即每个OFDM符号内的信道保持不变。假设N个正交幅度调制(QAM)符号Xk,k∈{0,1,…,N-1}被分组为矢量X＝[X0,…,XN-1]T，并在时隙中的第m个OFDM符号中发送。X做归一化逆离散时间傅立叶变换(IDFT)，可得持续时间为T＝NTs＝1/ΔfSCS的OFDM符号的复包络的连续时间表示。
Figure BDA0002192980060000071
从(1)通过采样时间间隔Ts采样获得的数字基带中的离散时间信号在时刻
Figure BDA0002192980060000081
n∈{0,1,…,N-1}可以表示为
Figure BDA0002192980060000082
时域信号xm(t)被上变频到载波的中心频率fc得到的射频信号如下式(3)所示：
Figure BDA0002192980060000083
2、信道模型：
假设在时刻t发射机和接收机之间的多径信道的脉冲响应通过如下公式(4)建模：
Figure BDA0002192980060000084
其中，hl(t)和τl分别对应于第l路径的相对衰减和传播延迟。多径分量的数量为L，δ(·)表示单位冲激(Dirac delta)函数。
假设信道是准静态信道，即在一个OFDM符号传输期间内信道保持不变，则准静态信道可以用时间离散信道脉冲响应(CIR)h＝[h0,h1,...,hL-1]T来描述，
Figure BDA0002192980060000085
其中，hl和τl分别是第l个路径的衰减和延迟分量。延迟分量τl的单位是秒。用采样间隔采样时，延迟分量以采样数为单位，取值为
Figure BDA0002192980060000086
3、不考虑传输时延的理想OFDM系统模型：
在理想的OFDM接收条件下，假设发射机和接收机之间具有理想的时间同步和频率同步，没有相位噪声。接收端去除属于循环前缀(CP)的接收信号样本之后，接收到的第m个OFDM符号的第n个数据样本可以通过下式表示：
Figure BDA0002192980060000091
其中，Hk是第k个子载波上的等效频域信道响应，计算公式如下：
Figure BDA0002192980060000092
针对公式(7)的等式两端做归一化DFT操作，可得第m个OFDM符号、第k个子载波上的频域等效接收信号理想模型为：
Figure BDA0002192980060000093
其中，
Figure BDA0002192980060000094
服从均值为0，方差为σ2的复高斯分布，Hk参见公式(7)。
进一步地，对于考虑传输时延的理想OFDM系统模型，也包括了发送信号模型和信道模型，下面介绍各模型中使用到的基本参数和符号定义：
1、发送信号模型：
考虑传输时延的理想OFDM系统模型的发送信号模型与不考虑传输时延的理想OFDM系统模型的发送信号模型完全相同，不再赘述。
2、信道模型：
假设在时刻t发射机和接收机之间的多径信道的脉冲响应通过如下公式建模：
Figure BDA0002192980060000101
其中，hl(t),φl(t)和τl分别对应于第l路径的相对衰减，相位偏移和传播延迟。多径分量的数量为L，δ(·)表示单位冲激(Dirac delta)函数。相位偏移φl(t)包括由于自由空间传播引起的分量加上由于在信道中经历的其它相位噪声引起的分量
Figure BDA0002192980060000105
其中，
Figure BDA0002192980060000106
可能是由于初始相位噪声导致的。φl(t)可以由下式表示：
Figure BDA0002192980060000102
假设信道是准静态信道，即在一个OFDM符号传输期间内信道保持不变，则准静态信道可以用时间离散信道脉冲响应(CIR)h＝[h0,h1,...,hL-1]T来描述：
Figure BDA0002192980060000103
其中，hl,φl和τl分别是第l个路径的幅度衰减、相移和延迟分量。延迟分量τl的单位是秒。用采样间隔采样时，延迟分量以采样样值点数为单位，取值为
Figure BDA0002192980060000104
需要说明的是，与不考虑传输时延的理想OFDM系统模型对比，公式(4)不包含相位偏移φl(t)，公式(9)包含相位偏移φl(t)；针对载波相位技术方案，期望获取的关键度量值是相位偏移φl(t)包括的自由空间传播引起的分量，即2πfcτl。
3、理想条件下的OFDM系统模型：
在理想的OFDM接收条件下，假设发射机和接收机之间具有理想的时间同步和频率同步，没有相位噪声。接收端去除属于循环前缀(CP)的接收信号样本之后，接收到的第m个OFDM符号的第n个数据样本可以通过下式表示：
Figure BDA0002192980060000111
其中，Hk是第k个子载波上的等效频域信道响应，计算公式如下：
Figure BDA0002192980060000112
针对公式(12)的等式两端做归一化离散时间傅里叶变换(DFT)操作，可得第m个OFDM符号、第k个子载波上的频域等效接收信号模型为：
Figure BDA0002192980060000113
其中，
Figure BDA0002192980060000114
服从均值为0，方差为σ2的复高斯分布，Hk参见公式(13)。
需要说明的是，与不考虑传输时延的理想OFDM系统模型对比，公式(14)和公式(8)的主要区别在于第m个OFDM符号的第k个子载波上的频域等效接收信号
Figure BDA0002192980060000115
的相位值不相同，公式(14)中的相位值是
Figure BDA0002192980060000116
与载波频率相关，能够真实反应传输距离；而公式(8)中的相位值是-j2π(kΔfSCS)τl，与载波频率无关，不能真实反应传输距离。
更进一步地，对于定时偏差、频率偏差和相位噪声条件下的完整OFDM系统模型，介绍如下：
首先给出定时偏差Δt，频率偏差Δf和相位噪声的定义。
如图3所示，定义
Figure BDA0002192980060000117
表示接收端实际定时与理想定时之间的定时偏差，
Figure BDA0002192980060000118
表示发送端实际定时与理想定时之间的定时偏差，
Figure BDA0002192980060000121
表示发射端和接收端之间的定时偏差，则在接收端时刻tRx收到的接收信号对应于发送端时刻tTx＝tRx-Δt。
假设在接收端和发射端之间进行初始时间同步和频率同步之后的载波频率偏差(CFO)是Δf，并且采用δf＝Δf/ΔfSCS是归一化的频率偏差，其中，ΔfSCS是子载波间隔。
假设φTX(t)和φRX(t)分别是发射机和接收机的振荡器的相位噪声。φTX(t)对发射信号xm(t)的上变频转换的影响以及φRX(t)对接收信号ym(t)的下变频转换的影响可以表示为
Figure BDA0002192980060000122
和
Figure BDA0002192980060000123
在OFDM系统模型中，每个子载波对应的频域信道带宽内通常可认为是频率平坦衰落信道。在频率平坦衰落信道条件下，发射机和接收机的相位噪声对OFDM系统模型有相同的影响。于是，在OFDM系统模型中，可使用接收机振荡器的相位噪声来代表发射机和接收机的相位噪声对OFDM系统模型的共同影响。
基于上述定义，通过数学推导可以得到OFDM系统在同时存在定时偏差Δt，频率偏差Δf和相位噪声的影响下，各子载波的频域等效接收信号根据频率偏差、定时偏差和等效频域信道响应计算得到；其中，所述定时偏差和等效频域信道响应均根据载波的中心频率计算得到。
具体地，第m个OFDM符号的第k个子载波上的频域接收符号
Figure BDA0002192980060000124
的表达式，即频域等效接收信号模型如下：
Figure BDA0002192980060000125
其中，
Figure BDA0002192980060000126
Figure BDA0002192980060000127
Figure BDA0002192980060000131
Figure BDA0002192980060000132
其中，m为正交频分复用OFDM符号的总个数，k为子载波的序号，1i为虚数单位，θm,1为频率偏差引起的相位偏差，fC为载波的中心频率，ΔfSCS为子载波间隔，δf为频率偏差，Δt为定时偏差，
Figure BDA0002192980060000133
为频率偏差、定时偏差和相位噪声对第k个子载波引入的公共相位偏差，J0为相位噪声对第k个子载波引入的公共相位加权因子，Hk为第m个OFDM符号的第k个子载波上的等效频域信道响应，xk为第m个OFDM符号的第k个子载波上发送的调制符号，wk为第m个OFDM符号的第k个子载波上的复高斯噪声，l为信道多径分量的序号,L为信道多径分量的数量，Jk-r为第(k-r)个样值点的相位噪声加权因子，N为OFDM符号对应的样值点数，hl为第l条信道多径分量的相对幅度衰减，τl为第l条信道多径分量的相位偏移，
Figure BDA0002192980060000134
为第l条信道多径分量的传播延迟，Jp为第p个样值点的相位噪声加权因子，
Figure BDA0002192980060000135
为m个OFDM符号的第n个样值点上的相位噪声，
Figure BDA0002192980060000136
为第m个OFDM符号上频率偏差引入的公共相位偏差，
Figure BDA0002192980060000137
为第m个OFDM符号的第n个样值点上频率偏差引入的独立相位偏差，n为样值点序号，
Figure BDA0002192980060000138
为第q个OFDM符号的循环前缀对应的样值点数。
公式(15)定义了第m个OFDM符号的第k个子载波上的频域接收符号，下面分析各个参数的影响。
第一，由频率偏差δf引起的相移θm,1对于OFDM符号的所有子载波都是相同的。如果忽略由δf引起的相移带来的子载波间干扰
Figure BDA0002192980060000139
则θm,1由频率偏移δf和从时隙开始到第m个OFDM符号的时间间隔确定。
第二，由
Figure BDA0002192980060000141
上的定时偏差Δt引起的载波相位偏差取决于子载波k的绝对载波频率fc+kΔfSCS，例如，
Figure BDA0002192980060000142
在绝大多数研究OFDM技术的现有论文中，只提到了
Figure BDA0002192980060000143
而忽略了
Figure BDA0002192980060000144
对于基于OFDM信号的载波相位的定位技术方案，
Figure BDA0002192980060000145
对载波相位测量值的影响不可忽略。
第三，多径信道的传播时延(τl)对载波相位测量值的影响体现在公式(13)所示的信道频率响应Hk中。载波相位定位的精确度取决于能否正确地获得由传播时延引起的载波相位测量值。
第四，由频率偏差δf、定时偏差Δt、相位噪声
Figure BDA0002192980060000146
和传播延迟(τl)引起的载波相位偏差在载波相位测量值中混合在一起，因此需要在载波相位测量公式中综合考虑。对于基于载波相位的定位技术，需要消除频率偏差δf、时间偏差Δt对载波相位测量值的影响。
需要说明的是，针对载波相位技术方案，关键是如何得到只包含自由空间传播引起的分量(即2πfcτl)，而消除包含频率偏差δf、定时偏差Δt、相位噪声
Figure BDA0002192980060000147
的影响。
更进一步地，采用双差分消除频率偏差δf和定时偏差Δt对载波相位测量值的影响，双差分方案的目的是消除频率偏差δf和定时偏差Δt的影响，得到只包含自由空间传播引起的载波相位值(即2πfcτl)。
根据公式(15)可知，在不考虑由于相位噪声和频率偏差引入的子载波间干扰(ICI)条件下，第k个子载波上的目标接收信号
Figure BDA0002192980060000148
的相位值是：
Figure BDA0002192980060000149
在基于OFDM信号的接收机锁相环(PLL)输出的载波相位测量值不应该包含子载波k的影响，而是一个OFDM符号只会输出同一个载波相位测量值，因此，公式(19)中的不同子载波k对应的分量将不会体现在最终的载波相位测量值中。并且采用PLL初始锁定状态时，输出的载波相位值是介于0到2π之间。
下面分析PLL初始锁定状态时的载波相位测量值，以及双差分消除频率偏差δf和定时偏差Δt的表达式。
如图4所示，设目标UE接收机a和参考UE接收机b从m(m>2)个基站获得TOA(Time ofArrival，到达时间)和相位测量值，目标UE a和参考UE b通过基站i(i＝1,…,m)发送的参考信号获取载波相位测量值为
Figure BDA0002192980060000151
和
Figure BDA0002192980060000152
目标UE a和参考UE b通过基站j发送的参考信号获取载波相位测量值为
Figure BDA0002192980060000153
和
Figure BDA0002192980060000154
如图4所示，右上角的即是参考UE接收机b，右下角的是目标UE接收机a。
各载波相位测量值根据频率偏差相位测量值、定时偏差相位测量值、传播时延相位测量值和相位噪声相位测量值计算得到。
其中，所述定时偏差相位测量值和所述传播时延相位测量值均根据载波的中心频率计算得到。
根据公式(19)可知，所述第一载波相位测量值
Figure BDA0002192980060000155
所述第二载波相位测量值
Figure BDA0002192980060000156
所述第三载波相位测量值
Figure BDA0002192980060000157
所述第四载波相位测量值
Figure BDA0002192980060000158
分别如下式所示：
Figure BDA0002192980060000159
Figure BDA00021929800600001510
Figure BDA00021929800600001511
Figure BDA00021929800600001512
其中，a为所述第一接收机，b为所述第二接收机，i为所述第一发送机，j为所述第二发送机，m为正交频分复用OFDM符号的总个数，q为OFDM符号的序号，0≤q≤m-1，N为OFDM符号对应的样值点数，
Figure BDA0002192980060000161
为第q个OFDM符号的循环前缀对应的样值点数，fc为载波的中心频率，
Figure BDA0002192980060000162
为所述第一载波相位测量值携带的频率偏差，
Figure BDA0002192980060000163
为所述第二载波相位测量值携带的频率偏差，
Figure BDA0002192980060000164
为所述第三载波相位测量值携带的频率偏差，
Figure BDA0002192980060000165
为所述第四载波相位测量值携带的频率偏差，
Figure BDA0002192980060000166
为所述第一载波相位测量值携带的定时偏差，
Figure BDA0002192980060000167
为所述第二载波相位测量值携带的定时偏差，
Figure BDA0002192980060000168
为所述第三载波相位测量值携带的定时偏差，
Figure BDA0002192980060000169
为所述第四载波相位测量值携带的定时偏差，
Figure BDA00021929800600001610
为所述第一载波相位测量值携带的传播延迟，
Figure BDA00021929800600001611
为所述第二载波相位测量值携带的传播延迟，
Figure BDA00021929800600001612
为所述第三载波相位测量值携带的传播延迟，
Figure BDA00021929800600001613
为所述第四载波相位测量值携带的传播延迟，
Figure BDA00021929800600001614
为所述第一载波相位测量值携带的相位噪声，
Figure BDA00021929800600001615
为所述第二载波相位测量值携带的相位噪声，
Figure BDA00021929800600001616
为所述第三载波相位测量值携带的相位噪声，
Figure BDA00021929800600001617
为所述第四载波相位测量值携带的相位噪声。
公式(20)减去公式(21)，可得目标UE a测量的来自基站i和基站j的单差分载波相位测量值
Figure BDA00021929800600001618
为：
Figure BDA00021929800600001619
其中，上标“ij”表示单差分运算是相对两个基站(发送端)i和j测量值之间进行的，即
Figure BDA00021929800600001620
同理，公式(22)减去公式(23)，可得针对参考UE b测量的来自基站i和基站j的单差分载波相位测量值
Figure BDA00021929800600001621
为：
Figure BDA00021929800600001622
采用公式(24)减去公式(26)，可得基于基站i和基站j、目标UE a和参考UE b的双差分载波相位测量值
Figure BDA0002192980060000171
为：
Figure BDA0002192980060000172
Figure BDA0002192980060000173
为所述第一单差分载波相位测量值携带的频率偏差，
Figure BDA0002192980060000174
为所述第二单差分载波相位测量值携带的频率偏差，
Figure BDA0002192980060000175
为所述双差分载波相位测量值携带的频率偏差，
Figure BDA0002192980060000176
为所述第一单差分载波相位测量值携带的定时偏差，
Figure BDA0002192980060000177
为所述第二单差分载波相位测量值携带的定时偏差，
Figure BDA0002192980060000178
为所述双差分载波相位测量值携带的定时偏差，
Figure BDA0002192980060000179
为所述第一单差分载波相位测量值携带的传播延迟，
Figure BDA00021929800600001710
为所述第二单差分载波相位测量值携带的传播延迟，
Figure BDA00021929800600001711
为所述双差分载波相位测量值携带的传播延迟，
Figure BDA00021929800600001712
为所述第一单差分载波相位测量值携带的相位噪声，
Figure BDA00021929800600001713
为所述第二单差分载波相位测量值携带的相位噪声，
Figure BDA00021929800600001714
为所述双差分载波相位测量值携带的相位噪声，
Figure BDA00021929800600001715
以下对公式(27)的双差分载波相位测量值
Figure BDA00021929800600001716
包含的每一项进行分析：
Figure BDA00021929800600001717
其中，δf表示由于基站和UE的晶振的频率偏差，不是UE的多普勒频移。
Figure BDA00021929800600001718
因此可得，
Figure BDA00021929800600001719
Figure BDA0002192980060000181
Figure BDA0002192980060000182
是与UE定位相关的双差分传播时延值；
Figure BDA0002192980060000183
Figure BDA0002192980060000184
和
Figure BDA0002192980060000185
与目标UE a和参考UE b无关。
综上所述，在不考虑由于相位噪声和频率偏差引入的ICI条件下，UE定时偏差引入的相位偏差和UE晶振的频率误差可以通过双差分消除，得到期望获取的双差分传播时延值
Figure BDA0002192980060000186
Figure BDA0002192980060000187
其中，Nm表示待求解的双差分整周模糊度。
本实施例提供了一个完整的、综合各种误差和干扰因素对OFDM载波相位影响的系统模型，该系统模型包含了无线衰落信道传输时延、定时偏差、频率偏差和相位噪声等误差对OFDM载波相位的影响，能够适用于基于OFDM系统载波相位定位方案，基于双差分消除频率偏差δf和时间偏差Δt对载波相位测量值的影响。
举例来说，基于双差分消除OFDM信号的频偏和时偏误差的载波相位定位的总体流程图如图5所示。其中，Step1～Step4、Step6～Step9、Step11是现有技术，Step5和Step10是本发明特有的创新点。发送端可以是基站也可以是终端，接收端可以是终端，也可以是基站。
一、基站为发送端：
Step1、针对下行参考信号(Reference Signal，RS)发送信号做串并变换；
Step2、进行逆快速傅里叶变换(Inverse Fast Fourier Transform，IFFT)操作，如公式(2)所示；
Step3、进行并串变换；
Step4、插入循环前缀(CP)；
Step5、经过等效基带信道，并添加信号传输时延、定时偏差、频率偏差和相位噪声。
二、终端为接收端：
Step6、去CP；
Step7、针对下行RS接收信号做串并变换；
Step8、进行快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform，FFT)操作；
Step9、做并串变换，得到公式(15)所示的频域接收符号
Figure BDA0002192980060000191
Step10、基于公式(15)所示的频域接收符号
Figure BDA0002192980060000192
计算载波相位测量值，并采用本实施例所述的双差分方法，计算得到公式(28)所示的双差分载波相位测量值
Figure BDA0002192980060000193
Step11、双差分载波相位测量值
Figure BDA0002192980060000194
上报给网络侧，用于网络侧结合已知的基站位置和参考UE位置等信息联合计算双差分整周模糊度Nm，然后计算得到目标UE位置，或者目标UE自身计算。
本实施例提供了包含传输时延，以及定时偏差、频率偏差和相位噪声等误差影响的载波相位测量值，能够较好地模拟误差针对载波相位测量值精度的影响；同时采用双差分消除频率偏差δf和定时偏差Δt对载波相位测量值的影响，能够有效地去除上述误差针对载波相位测量值的影响，提高载波相位测量值的精度，从而提高定位的精度。
图6示出了本实施例提供的一种载波相位测量值的偏差消除装置的结构示意图，所述装置包括：偏差消除模块601，其中：
所述偏差消除模块601用于计算第一单差分载波相位测量值和第二单差分载波相位测量值的差值，得到消除偏差的双差分载波相位测量值；
其中，所述第一单差分载波相位测量值和所述第二单差分载波相位测量值均为携带频率偏差和定时偏差的两个载波相位测量值的差值。
本实施例所述的载波相位测量值的偏差消除装置可以用于执行上述对应的方法实施例，其原理和技术效果类似，此处不再赘述。
图7示出了本实施例提供的一种载波相位测量值的获取装置的结构示意图，所述装置包括：相位测量模块701，其中：
所述相位测量模块701用于接收并测量经过信道后的定位参考信号，获得携带频率偏差和定时偏差的载波相位测量值，并将所述载波相位测量值发送至网络侧，以使所述网络侧根据各接收机发送的载波相位测量值计算第一单差分载波相位测量值和第二单差分载波相位测量值的差值，得到消除偏差的双差分载波相位测量值；
其中，所述第一单差分载波相位测量值和所述第二单差分载波相位测量值均为携带频率偏差和定时偏差的两个载波相位测量值的差值。
本实施例所述的载波相位测量值的获取装置可以用于执行上述对应的方法实施例，其原理和技术效果类似，此处不再赘述。
参照图8，所述接收机，包括：处理器(processor)801、存储器(memory)802和总线803；
其中，
所述处理器801和存储器802通过所述总线803完成相互间的通信；
所述处理器801用于调用所述存储器802中的程序指令，以执行下述步骤：
计算第一单差分载波相位测量值和第二单差分载波相位测量值的差值，得到消除偏差的双差分载波相位测量值；
其中，所述第一单差分载波相位测量值和所述第二单差分载波相位测量值均为携带频率偏差和定时偏差的两个载波相位测量值的差值。
本实施例同时考虑了载波相位测量值的频率偏差和定时偏差，通过对携带频率偏差和定时偏差的载波相位测量值进行两次作差处理，得到消除偏差的双差分载波相位测量值，能够有效地去除各种偏差对载波相位测量值的影响，提高了载波相位测量值的精度，从而提高了定位的精度。
进一步地，所述第一单差分载波相位测量值为第一载波相位测量值和第二载波相位测量值的差值；
所述第二单差分载波相位测量值为第三载波相位测量值和第四载波相位测量值的差值；
其中，所述第一载波相位测量值、第二载波相位测量值、第三载波相位测量值和第四载波相位测量值均为携带频率偏差和定时偏差的载波相位测量值。
进一步地，所述第一载波相位测量值为第一接收机通过测量所接收到的第一发送机发送的第一参考信号获得；
所述第二载波相位测量值为所述第一接收机通过测量所接收到的第二发送机发送的第二参考信号获得；
所述第三载波相位测量值为第二接收机通过测量所接收到的所述第一发送机发送的第三参考信号获得；
所述第四载波相位测量值为所述第二接收机通过测量所接收到的所述第二发送机发送的第四参考信号获得。
进一步地，各载波相位测量值根据频率偏差相位测量值、定时偏差相位测量值、传播时延相位测量值和相位噪声相位测量值计算得到；
其中，所述定时偏差相位测量值和所述传播时延相位测量值均根据载波的中心频率计算得到。
进一步地，所述第一载波相位测量值
Figure BDA0002192980060000211
所述第二载波相位测量值
Figure BDA0002192980060000212
所述第三载波相位测量值
Figure BDA0002192980060000213
所述第四载波相位测量值
Figure BDA0002192980060000214
分别为
Figure BDA0002192980060000221
Figure BDA0002192980060000222
Figure BDA0002192980060000223
Figure BDA0002192980060000224
其中，a为所述第一接收机，b为所述第二接收机，i为所述第一发送机，j为所述第二发送机，m为正交频分复用OFDM符号的总个数，q为OFDM符号的序号，0≤q≤m-1，N为OFDM符号对应的样值点数，
Figure BDA0002192980060000225
为第q个OFDM符号的循环前缀对应的样值点数，fc为载波的中心频率，
Figure BDA0002192980060000226
为所述第一载波相位测量值携带的频率偏差，
Figure BDA0002192980060000227
为所述第二载波相位测量值携带的频率偏差，
Figure BDA0002192980060000228
为所述第三载波相位测量值携带的频率偏差，
Figure BDA0002192980060000229
为所述第四载波相位测量值携带的频率偏差，
Figure BDA00021929800600002210
为所述第一载波相位测量值携带的定时偏差，
Figure BDA00021929800600002211
为所述第二载波相位测量值携带的定时偏差，
Figure BDA00021929800600002212
为所述第三载波相位测量值携带的定时偏差，
Figure BDA00021929800600002213
为所述第四载波相位测量值携带的定时偏差，
Figure BDA00021929800600002214
为所述第一载波相位测量值携带的传播延迟，
Figure BDA00021929800600002215
为所述第二载波相位测量值携带的传播延迟，
Figure BDA00021929800600002216
为所述第三载波相位测量值携带的传播延迟，
Figure BDA0002192980060000231
为所述第四载波相位测量值携带的传播延迟，
Figure BDA0002192980060000232
为所述第一载波相位测量值携带的相位噪声，
Figure BDA0002192980060000233
为所述第二载波相位测量值携带的相位噪声，
Figure BDA0002192980060000234
为所述第三载波相位测量值携带的相位噪声，
Figure BDA0002192980060000235
为所述第四载波相位测量值携带的相位噪声。
进一步地，所述计算第一单差分载波相位测量值和第二单差分载波相位测量值的差值，得到消除偏差的双差分载波相位测量值，具体包括：
计算第一单差分载波相位测量值
Figure BDA0002192980060000236
和第二单差分载波相位测量值
Figure BDA0002192980060000237
的差值，得到消除偏差的双差分载波相位测量值
Figure BDA0002192980060000238
Figure BDA0002192980060000239
其中，
Figure BDA00021929800600002310
Figure BDA00021929800600002311
Figure BDA00021929800600002312
为所述第一单差分载波相位测量值携带的频率偏差，
Figure BDA00021929800600002313
为所述第二单差分载波相位测量值携带的频率偏差，
Figure BDA00021929800600002314
为所述双差分载波相位测量值携带的频率偏差，
Figure BDA00021929800600002315
为所述第一单差分载波相位测量值携带的定时偏差，
Figure BDA00021929800600002316
为所述第二单差分载波相位测量值携带的定时偏差，
Figure BDA00021929800600002317
为所述双差分载波相位测量值携带的定时偏差，
Figure BDA00021929800600002318
为所述第一单差分载波相位测量值携带的传播延迟，
Figure BDA0002192980060000241
为所述第二单差分载波相位测量值携带的传播延迟，
Figure BDA0002192980060000242
为所述双差分载波相位测量值携带的传播延迟，
Figure BDA0002192980060000243
为所述第一单差分载波相位测量值携带的相位噪声，
Figure BDA0002192980060000244
为所述第二单差分载波相位测量值携带的相位噪声，
Figure BDA0002192980060000245
为所述双差分载波相位测量值携带的相位噪声，
Figure BDA0002192980060000246
本实施例所述的接收机可以用于执行上述对应的方法实施例，其原理和技术效果类似，此处不再赘述。
参照图9，所述接收机，包括：处理器(processor)901、存储器(memory)902和总线903；
其中，
所述处理器901和存储器902通过所述总线903完成相互间的通信；
所述处理器901用于调用所述存储器902中的程序指令，以执行下述步骤：
接收并测量经过信道后的定位参考信号，获得携带频率偏差和定时偏差的载波相位测量值，并将所述载波相位测量值发送至网络侧，以使所述网络侧根据各接收机发送的载波相位测量值计算第一单差分载波相位测量值和第二单差分载波相位测量值的差值，得到消除偏差的双差分载波相位测量值；
其中，所述第一单差分载波相位测量值和所述第二单差分载波相位测量值均为携带频率偏差和定时偏差的两个载波相位测量值的差值。
发送机发送定位参考信号后，由于经过了信道，因此当该定位参考信号到达接收机时，携带了频率偏差和定时偏差，即接收机测量得到的载波相位测量值携带了频率偏差和定时偏差。为了消除偏差，本实施例对携带频率偏差和定时偏差的载波相位测量值进行两次作差处理，得到消除偏差的双差分载波相位测量值，能够有效地去除各种偏差对载波相位测量值的影响，提高了载波相位测量值的精度，从而提高了定位的精度。
进一步地，所述载波相位测量值根据各子载波的频域等效接收信号计算得到。
进一步地，各子载波的频域等效接收信号根据频率偏差、定时偏差和等效频域信道响应计算得到；
其中，所述定时偏差和等效频域信道响应均根据载波的中心频率计算得到。
进一步地，第m个正交频分复用OFDM符号的第k个子载波上的频域等效接收信号
Figure BDA0002192980060000251
为
Figure BDA0002192980060000252
其中，
Figure BDA0002192980060000253
Figure BDA0002192980060000254
Figure BDA0002192980060000255
Figure BDA0002192980060000256
其中，m为正交频分复用OFDM符号的总个数，k为子载波的序号，1i为虚数单位，θm,1为频率偏差引起的相位偏差，fc为载波的中心频率，ΔfSCS为子载波间隔，δf为频率偏差，Δt为定时偏差，
Figure BDA0002192980060000257
为频率偏差、定时偏差和相位噪声对第k个子载波引入的公共相位偏差，J0为相位噪声对第k个子载波引入的公共相位加权因子，Hk第m个OFDM符号的为第k个子载波上的等效频域信道响应，Xk第m个OFDM符号的为第k个子载波上发送的调制符号，Wk为第k个子载波上的复高斯噪声，l为信道多径分量的序号,L为信道多径分量的数量，Jk-r为第(k-r)个样值点的相位噪声加权因子，N为OFDM符号对应的样值点数，hl为第l条信道多径分量的相对幅度衰减，τl为第l条信道多径分量的相位偏移，
Figure BDA0002192980060000261
为第l条信道多径分量的传播延迟，Jp为第p个样值点的相位噪声加权因子，
Figure BDA0002192980060000262
为m个OFDM符号的第n个样值点上的相位噪声，
Figure BDA0002192980060000263
为第m个OFDM符号上频率偏差引入的公共相位偏差，
Figure BDA0002192980060000264
为第m个OFDM符号的第n个样值点上频率偏差引入的独立相位偏差，n为样值点序号，
Figure BDA0002192980060000265
为第q个OFDM符号的循环前缀对应的样值点数。
进一步地，第m个OFDM符号的第k个子载波上的频域等效接收信号
Figure BDA0002192980060000266
为
Figure BDA0002192980060000267
其中，Hk为第m个OFDM符号的第k个子载波上的等效频域信道响应，
Figure BDA0002192980060000268
Xk为第m个OFDM符号的第k个子载波上发送的调制符号，Wk为第m个OFDM符号的第k个子载波上的复高斯噪声。
进一步地，所述定位参考信号采用OFDM符号的波形从发送机经过信道后发送至接收机。
本实施例所述的接收机可以用于执行上述对应的方法实施例，其原理和技术效果类似，此处不再赘述。
本实施例公开一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法实施例所提供的方法。
本实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行上述各方法实施例所提供的方法。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (15)

1.一种载波相位测量值的偏差消除方法，其特征在于，包括：
计算第一单差分载波相位测量值和第二单差分载波相位测量值的差值，得到消除偏差的双差分载波相位测量值；
其中，所述第一单差分载波相位测量值和所述第二单差分载波相位测量值均为携带频率偏差和定时偏差的两个载波相位测量值的差值；
所述第一单差分载波相位测量值为第一载波相位测量值和第二载波相位测量值的差值；
所述第二单差分载波相位测量值为第三载波相位测量值和第四载波相位测量值的差值；
其中，所述第一载波相位测量值、第二载波相位测量值、第三载波相位测量值和第四载波相位测量值均为携带频率偏差和定时偏差的载波相位测量值；
所述第一载波相位测量值为第一接收机通过测量所接收到的第一发送机发送的第一参考信号获得；
所述第二载波相位测量值为所述第一接收机通过测量所接收到的第二发送机发送的第二参考信号获得；
所述第三载波相位测量值为第二接收机通过测量所接收到的所述第一发送机发送的第三参考信号获得；
所述第四载波相位测量值为所述第二接收机通过测量所接收到的所述第二发送机发送的第四参考信号获得；
所述第一载波相位测量值
Figure FDA0003678985230000011
所述第二载波相位测量值
Figure FDA0003678985230000012
所述第三载波相位测量值
Figure FDA0003678985230000013
所述第四载波相位测量值
Figure FDA0003678985230000014
分别为
Figure FDA0003678985230000015
Figure FDA0003678985230000021
Figure FDA0003678985230000022
Figure FDA0003678985230000023
其中，a为所述第一接收机，b为所述第二接收机，i为所述第一发送机，j为所述第二发送机，m为正交频分复用OFDM符号的总个数，q为OFDM符号的序号，0≤q≤m-1，N为OFDM符号对应的样值点数，
Figure FDA0003678985230000024
为第q个OFDM符号的循环前缀对应的样值点数，fc为载波的中心频率，
Figure FDA0003678985230000025
为所述第一载波相位测量值携带的频率偏差，
Figure FDA0003678985230000026
为所述第二载波相位测量值携带的频率偏差，
Figure FDA0003678985230000027
为所述第三载波相位测量值携带的频率偏差，
Figure FDA0003678985230000028
为所述第四载波相位测量值携带的频率偏差，
Figure FDA0003678985230000029
为所述第一载波相位测量值携带的定时偏差，
Figure FDA00036789852300000210
为所述第二载波相位测量值携带的定时偏差，
Figure FDA00036789852300000211
为所述第三载波相位测量值携带的定时偏差，
Figure FDA00036789852300000212
为所述第四载波相位测量值携带的定时偏差，
Figure FDA00036789852300000213
为所述第一载波相位测量值携带的传播延迟，
Figure FDA00036789852300000214
为所述第二载波相位测量值携带的传播延迟，
Figure FDA00036789852300000215
为所述第三载波相位测量值携带的传播延迟，
Figure FDA00036789852300000216
为所述第四载波相位测量值携带的传播延迟，
Figure FDA00036789852300000217
为所述第一载波相位测量值携带的相位噪声，
Figure FDA00036789852300000218
为所述第二载波相位测量值携带的相位噪声，
Figure FDA00036789852300000219
为所述第三载波相位测量值携带的相位噪声，
Figure FDA00036789852300000220
为所述第四载波相位测量值携带的相位噪声。
2.根据权利要求1所述的载波相位测量值的偏差消除方法，其特征在于，所述计算第一单差分载波相位测量值和第二单差分载波相位测量值的差值，得到消除偏差的双差分载波相位测量值，具体包括：
计算第一单差分载波相位测量值
Figure FDA0003678985230000031
和第二单差分载波相位测量值
Figure FDA0003678985230000032
的差值，得到消除偏差的双差分载波相位测量值
Figure FDA0003678985230000033
Figure FDA0003678985230000034
其中，
Figure FDA0003678985230000035
Figure FDA0003678985230000036
Figure FDA0003678985230000037
为所述第一单差分载波相位测量值携带的频率偏差，
Figure FDA0003678985230000038
为所述第二单差分载波相位测量值携带的频率偏差，
Figure FDA0003678985230000039
为所述双差分载波相位测量值携带的频率偏差，
Figure FDA00036789852300000310
为所述第一单差分载波相位测量值携带的定时偏差，
Figure FDA00036789852300000311
为所述第二单差分载波相位测量值携带的定时偏差，
Figure FDA00036789852300000312
为所述双差分载波相位测量值携带的定时偏差，
Figure FDA00036789852300000313
为所述第一单差分载波相位测量值携带的传播延迟，
Figure FDA00036789852300000314
为所述第二单差分载波相位测量值携带的传播延迟，
Figure FDA00036789852300000315
为所述双差分载波相位测量值携带的传播延迟，
Figure FDA00036789852300000316
为所述第一单差分载波相位测量值携带的相位噪声，
Figure FDA0003678985230000041
为所述第二单差分载波相位测量值携带的相位噪声，
Figure FDA0003678985230000042
为所述双差分载波相位测量值携带的相位噪声，
Figure FDA0003678985230000043
3.一种载波相位测量值的获取方法，其特征在于，包括：
接收并测量经过信道后的定位参考信号，获得携带频率偏差和定时偏差的载波相位测量值，并将所述载波相位测量值发送至网络侧，以使所述网络侧根据各接收机发送的载波相位测量值计算第一单差分载波相位测量值和第二单差分载波相位测量值的差值，得到消除偏差的双差分载波相位测量值；
其中，所述第一单差分载波相位测量值和所述第二单差分载波相位测量值均为携带频率偏差和定时偏差的两个载波相位测量值的差值；
所述载波相位测量值根据各子载波的频域等效接收信号计算得到；
各子载波的频域等效接收信号根据频率偏差、定时偏差和等效频域信道响应计算得到；
其中，所述定时偏差和等效频域信道响应均根据载波的中心频率计算得到；
所述第一单差分载波相位测量值为第一载波相位测量值和第二载波相位测量值的差值；
所述第二单差分载波相位测量值为第三载波相位测量值和第四载波相位测量值的差值；
其中，所述第一载波相位测量值、第二载波相位测量值、第三载波相位测量值和第四载波相位测量值均为携带频率偏差和定时偏差的载波相位测量值；
所述第一载波相位测量值为第一接收机通过测量所接收到的第一发送机发送的第一参考信号获得；
所述第二载波相位测量值为所述第一接收机通过测量所接收到的第二发送机发送的第二参考信号获得；
所述第三载波相位测量值为第二接收机通过测量所接收到的所述第一发送机发送的第三参考信号获得；
所述第四载波相位测量值为所述第二接收机通过测量所接收到的所述第二发送机发送的第四参考信号获得；
所述第一载波相位测量值
Figure FDA0003678985230000051
所述第二载波相位测量值
Figure FDA0003678985230000052
所述第三载波相位测量值
Figure FDA0003678985230000053
所述第四载波相位测量值
Figure FDA0003678985230000054
分别为
Figure FDA0003678985230000055
Figure FDA0003678985230000056
Figure FDA0003678985230000057
Figure FDA0003678985230000058
其中，a为所述第一接收机，b为所述第二接收机，i为所述第一发送机，j为所述第二发送机，m为正交频分复用OFDM符号的总个数，q为OFDM符号的序号，0≤q≤m-1，N为OFDM符号对应的样值点数，
Figure FDA0003678985230000059
为第q个OFDM符号的循环前缀对应的样值点数，fc为载波的中心频率，
Figure FDA0003678985230000061
为所述第一载波相位测量值携带的频率偏差，
Figure FDA0003678985230000062
为所述第二载波相位测量值携带的频率偏差，
Figure FDA0003678985230000063
为所述第三载波相位测量值携带的频率偏差，
Figure FDA0003678985230000064
为所述第四载波相位测量值携带的频率偏差，
Figure FDA0003678985230000065
为所述第一载波相位测量值携带的定时偏差，
Figure FDA0003678985230000066
为所述第二载波相位测量值携带的定时偏差，
Figure FDA0003678985230000067
为所述第三载波相位测量值携带的定时偏差，
Figure FDA0003678985230000068
为所述第四载波相位测量值携带的定时偏差，
Figure FDA0003678985230000069
为所述第一载波相位测量值携带的传播延迟，
Figure FDA00036789852300000610
为所述第二载波相位测量值携带的传播延迟，
Figure FDA00036789852300000611
为所述第三载波相位测量值携带的传播延迟，
Figure FDA00036789852300000612
为所述第四载波相位测量值携带的传播延迟，
Figure FDA00036789852300000613
为所述第一载波相位测量值携带的相位噪声，
Figure FDA00036789852300000614
为所述第二载波相位测量值携带的相位噪声，
Figure FDA00036789852300000615
为所述第三载波相位测量值携带的相位噪声，
Figure FDA00036789852300000616
为所述第四载波相位测量值携带的相位噪声。
4.根据权利要求3所述的载波相位测量值的获取方法，其特征在于，第m个正交频分复用OFDM符号的第k个子载波上的频域等效接收信号
Figure FDA00036789852300000617
为
Figure FDA00036789852300000618
其中，
Figure FDA00036789852300000619
Figure FDA00036789852300000620
Figure FDA00036789852300000621
Figure FDA00036789852300000622
其中，m为正交频分复用OFDM符号的总个数，k为子载波的序号，1i为虚数单位，θm,1为频率偏差引起的相位偏差，fc为载波的中心频率，ΔfSCS为子载波间隔，δf为频率偏差，Δt为定时偏差，
Figure FDA0003678985230000071
为频率偏差、定时偏差和相位噪声对第k个子载波引入的公共相位偏差，Jo为相位噪声对第k个子载波引入的公共相位加权因子，Hk为第m个OFDM符号的第k个子载波上的等效频域信道响应，Xk为第m个OFDM符号的第k个子载波上发送的调制符号，Wk为第k个子载波上的复高斯噪声，l为信道多径分量的序号,L为信道多径分量的数量，Jk-r为第(k-r)个样值点的相位噪声加权因子，N为OFDM符号对应的样值点数，hl为第l条信道多径分量的相对幅度衰减，τl为第l条信道多径分量的相位偏移，
Figure FDA0003678985230000072
为第l条信道多径分量的传播延迟，Jp为第p个样值点的相位噪声加权因子，
Figure FDA0003678985230000073
为m个OFDM符号的第n个样值点上的相位噪声，
Figure FDA0003678985230000074
为第m个OFDM符号上频率偏差引入的公共相位偏差，
Figure FDA0003678985230000075
为第m个OFDM符号的第n个样值点上频率偏差引入的独立相位偏差，n为样值点序号，
Figure FDA0003678985230000076
为第q个OFDM符号的循环前缀对应的样值点数。
5.根据权利要求3或4所述的载波相位测量值的获取方法，其特征在于，第m个OFDM符号的第k个子载波上的频域等效接收信号
Figure FDA0003678985230000077
为
Figure FDA0003678985230000078
其中，Hk为第m个OFDM符号的第k个子载波上的等效频域信道响应，
Figure FDA0003678985230000079
Xk为第m个OFDM符号的第k个子载波上发送的调制符号，Wk为第m个OFDM符号的第k个子载波上的复高斯噪声。
6.根据权利要求3或4所述的载波相位测量值的获取方法，其特征在于，所述定位参考信号采用OFDM符号的波形从发送机经过信道后发送至接收机。
7.一种载波相位测量值的偏差消除装置，其特征在于，包括：
偏差消除模块，用于计算第一单差分载波相位测量值和第二单差分载波相位测量值的差值，得到消除偏差的双差分载波相位测量值；
其中，所述第一单差分载波相位测量值和所述第二单差分载波相位测量值均为携带频率偏差和定时偏差的两个载波相位测量值的差值；
所述第一单差分载波相位测量值为第一载波相位测量值和第二载波相位测量值的差值；
所述第二单差分载波相位测量值为第三载波相位测量值和第四载波相位测量值的差值；
其中，所述第一载波相位测量值、第二载波相位测量值、第三载波相位测量值和第四载波相位测量值均为携带频率偏差和定时偏差的载波相位测量值；
所述第一载波相位测量值为第一接收机通过测量所接收到的第一发送机发送的第一参考信号获得；
所述第二载波相位测量值为所述第一接收机通过测量所接收到的第二发送机发送的第二参考信号获得；
所述第三载波相位测量值为第二接收机通过测量所接收到的所述第一发送机发送的第三参考信号获得；
所述第四载波相位测量值为所述第二接收机通过测量所接收到的所述第二发送机发送的第四参考信号获得；
所述第一载波相位测量值
Figure FDA0003678985230000081
所述第二载波相位测量值
Figure FDA0003678985230000082
所述第三载波相位测量值
Figure FDA0003678985230000083
所述第四载波相位测量值
Figure FDA0003678985230000084
分别为
Figure FDA0003678985230000085
Figure FDA0003678985230000086
Figure FDA0003678985230000091
Figure FDA0003678985230000092
其中，a为所述第一接收机，b为所述第二接收机，i为所述第一发送机，j为所述第二发送机，m为正交频分复用OFDM符号的总个数，q为OFDM符号的序号，0≤q≤m-1，N为OFDM符号对应的样值点数，
Figure FDA0003678985230000093
为第q个OFDM符号的循环前缀对应的样值点数，fc为载波的中心频率，
Figure FDA0003678985230000094
为所述第一载波相位测量值携带的频率偏差，
Figure FDA0003678985230000095
为所述第二载波相位测量值携带的频率偏差，
Figure FDA0003678985230000096
为所述第三载波相位测量值携带的频率偏差，
Figure FDA0003678985230000097
为所述第四载波相位测量值携带的频率偏差，
Figure FDA0003678985230000098
为所述第一载波相位测量值携带的定时偏差，
Figure FDA0003678985230000099
为所述第二载波相位测量值携带的定时偏差，
Figure FDA00036789852300000910
为所述第三载波相位测量值携带的定时偏差，
Figure FDA00036789852300000911
为所述第四载波相位测量值携带的定时偏差，
Figure FDA00036789852300000912
为所述第一载波相位测量值携带的传播延迟，
Figure FDA00036789852300000913
为所述第二载波相位测量值携带的传播延迟，
Figure FDA00036789852300000914
为所述第三载波相位测量值携带的传播延迟，
Figure FDA00036789852300000915
为所述第四载波相位测量值携带的传播延迟，
Figure FDA00036789852300000916
为所述第一载波相位测量值携带的相位噪声，
Figure FDA00036789852300000917
为所述第二载波相位测量值携带的相位噪声，
Figure FDA00036789852300000918
为所述第三载波相位测量值携带的相位噪声，
Figure FDA00036789852300000919
为所述第四载波相位测量值携带的相位噪声。
8.一种载波相位测量值的获取装置，其特征在于，包括：
相位测量模块，用于接收并测量经过信道后的定位参考信号，获得携带频率偏差和定时偏差的载波相位测量值，并将所述载波相位测量值发送至网络侧，以使所述网络侧根据各接收机发送的载波相位测量值计算第一单差分载波相位测量值和第二单差分载波相位测量值的差值，得到消除偏差的双差分载波相位测量值；
其中，所述第一单差分载波相位测量值和所述第二单差分载波相位测量值均为携带频率偏差和定时偏差的两个载波相位测量值的差值；
所述载波相位测量值根据各子载波的频域等效接收信号计算得到；
各子载波的频域等效接收信号根据频率偏差、定时偏差和等效频域信道响应计算得到；
其中，所述定时偏差和等效频域信道响应均根据载波的中心频率计算得到；
所述第一单差分载波相位测量值为第一载波相位测量值和第二载波相位测量值的差值；
所述第二单差分载波相位测量值为第三载波相位测量值和第四载波相位测量值的差值；
其中，所述第一载波相位测量值、第二载波相位测量值、第三载波相位测量值和第四载波相位测量值均为携带频率偏差和定时偏差的载波相位测量值；
所述第一载波相位测量值为第一接收机通过测量所接收到的第一发送机发送的第一参考信号获得；
所述第二载波相位测量值为所述第一接收机通过测量所接收到的第二发送机发送的第二参考信号获得；
所述第三载波相位测量值为第二接收机通过测量所接收到的所述第一发送机发送的第三参考信号获得；
所述第四载波相位测量值为所述第二接收机通过测量所接收到的所述第二发送机发送的第四参考信号获得；
所述第一载波相位测量值
Figure FDA0003678985230000111
所述第二载波相位测量值
Figure FDA0003678985230000112
所述第三载波相位测量值
Figure FDA0003678985230000113
所述第四载波相位测量值
Figure FDA0003678985230000114
分别为
Figure FDA0003678985230000115
Figure FDA0003678985230000116
Figure FDA0003678985230000117
Figure FDA0003678985230000118
其中，a为所述第一接收机，b为所述第二接收机，i为所述第一发送机，j为所述第二发送机，m为正交频分复用OFDM符号的总个数，q为OFDM符号的序号，0≤q≤m-1，N为OFDM符号对应的样值点数，
Figure FDA0003678985230000119
为第q个OFDM符号的循环前缀对应的样值点数，fc为载波的中心频率，
Figure FDA00036789852300001110
为所述第一载波相位测量值携带的频率偏差，
Figure FDA00036789852300001111
为所述第二载波相位测量值携带的频率偏差，
Figure FDA00036789852300001112
为所述第三载波相位测量值携带的频率偏差，
Figure FDA00036789852300001113
为所述第四载波相位测量值携带的频率偏差，
Figure FDA00036789852300001114
为所述第一载波相位测量值携带的定时偏差，
Figure FDA00036789852300001115
为所述第二载波相位测量值携带的定时偏差，
Figure FDA00036789852300001116
为所述第三载波相位测量值携带的定时偏差，
Figure FDA00036789852300001117
为所述第四载波相位测量值携带的定时偏差，
Figure FDA0003678985230000121
为所述第一载波相位测量值携带的传播延迟，
Figure FDA0003678985230000122
为所述第二载波相位测量值携带的传播延迟，
Figure FDA0003678985230000123
为所述第三载波相位测量值携带的传播延迟，
Figure FDA0003678985230000124
为所述第四载波相位测量值携带的传播延迟，
Figure FDA0003678985230000125
为所述第一载波相位测量值携带的相位噪声，
Figure FDA0003678985230000126
为所述第二载波相位测量值携带的相位噪声，
Figure FDA0003678985230000127
为所述第三载波相位测量值携带的相位噪声，
Figure FDA0003678985230000128
为所述第四载波相位测量值携带的相位噪声。
9.一种接收机，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器运行所述程序时执行如下步骤：
计算第一单差分载波相位测量值和第二单差分载波相位测量值的差值，得到消除偏差的双差分载波相位测量值；
其中，所述第一单差分载波相位测量值和所述第二单差分载波相位测量值均为携带频率偏差和定时偏差的两个载波相位测量值的差值；
所述第一单差分载波相位测量值为第一载波相位测量值和第二载波相位测量值的差值；
所述第二单差分载波相位测量值为第三载波相位测量值和第四载波相位测量值的差值；
其中，所述第一载波相位测量值、第二载波相位测量值、第三载波相位测量值和第四载波相位测量值均为携带频率偏差和定时偏差的载波相位测量值；
所述第一载波相位测量值为第一接收机通过测量所接收到的第一发送机发送的第一参考信号获得；
所述第二载波相位测量值为所述第一接收机通过测量所接收到的第二发送机发送的第二参考信号获得；
所述第三载波相位测量值为第二接收机通过测量所接收到的所述第一发送机发送的第三参考信号获得；
所述第四载波相位测量值为所述第二接收机通过测量所接收到的所述第二发送机发送的第四参考信号获得；
所述第一载波相位测量值
Figure FDA0003678985230000131
所述第二载波相位测量值
Figure FDA0003678985230000132
所述第三载波相位测量值
Figure FDA0003678985230000133
所述第四载波相位测量值
Figure FDA0003678985230000134
分别为
Figure FDA0003678985230000135
Figure FDA0003678985230000136
Figure FDA0003678985230000137
Figure FDA0003678985230000138
其中，a为所述第一接收机，b为所述第二接收机，i为所述第一发送机，j为所述第二发送机，m为正交频分复用OFDM符号的总个数，q为OFDM符号的序号，0≤q≤m-1，N为OFDM符号对应的样值点数，
Figure FDA0003678985230000139
为第q个OFDM符号的循环前缀对应的样值点数，fc为载波的中心频率，
Figure FDA00036789852300001310
为所述第一载波相位测量值携带的频率偏差，
Figure FDA00036789852300001311
为所述第二载波相位测量值携带的频率偏差，
Figure FDA00036789852300001312
为所述第三载波相位测量值携带的频率偏差，
Figure FDA00036789852300001313
为所述第四载波相位测量值携带的频率偏差，
Figure FDA00036789852300001314
为所述第一载波相位测量值携带的定时偏差，
Figure FDA00036789852300001315
为所述第二载波相位测量值携带的定时偏差，
Figure FDA0003678985230000141
为所述第三载波相位测量值携带的定时偏差，
Figure FDA0003678985230000142
为所述第四载波相位测量值携带的定时偏差，
Figure FDA0003678985230000143
为所述第一载波相位测量值携带的传播延迟，
Figure FDA0003678985230000144
为所述第二载波相位测量值携带的传播延迟，
Figure FDA0003678985230000145
为所述第三载波相位测量值携带的传播延迟，
Figure FDA0003678985230000146
为所述第四载波相位测量值携带的传播延迟，
Figure FDA0003678985230000147
为所述第一载波相位测量值携带的相位噪声，
Figure FDA0003678985230000148
为所述第二载波相位测量值携带的相位噪声，
Figure FDA0003678985230000149
为所述第三载波相位测量值携带的相位噪声，
Figure FDA00036789852300001410
为所述第四载波相位测量值携带的相位噪声。
10.根据权利要求9所述的接收机，其特征在于，所述计算第一单差分载波相位测量值和第二单差分载波相位测量值的差值，得到消除偏差的双差分载波相位测量值，具体包括：
计算第一单差分载波相位测量值
Figure FDA00036789852300001411
和第二单差分载波相位测量值
Figure FDA00036789852300001412
的差值，得到消除偏差的双差分载波相位测量值
Figure FDA00036789852300001413
Figure FDA00036789852300001414
其中，
Figure FDA00036789852300001415
Figure FDA00036789852300001416
Figure FDA00036789852300001417
为所述第一单差分载波相位测量值携带的频率偏差，
Figure FDA00036789852300001418
为所述第二单差分载波相位测量值携带的频率偏差，
Figure FDA0003678985230000151
为所述双差分载波相位测量值携带的频率偏差，
Figure FDA0003678985230000152
为所述第一单差分载波相位测量值携带的定时偏差，
Figure FDA0003678985230000153
为所述第二单差分载波相位测量值携带的定时偏差，
Figure FDA0003678985230000154
为所述双差分载波相位测量值携带的定时偏差，
Figure FDA0003678985230000155
为所述第一单差分载波相位测量值携带的传播延迟，
Figure FDA0003678985230000156
为所述第二单差分载波相位测量值携带的传播延迟，
Figure FDA0003678985230000157
为所述双差分载波相位测量值携带的传播延迟，
Figure FDA0003678985230000158
为所述第一单差分载波相位测量值携带的相位噪声，
Figure FDA0003678985230000159
为所述第二单差分载波相位测量值携带的相位噪声，
Figure FDA00036789852300001510
为所述双差分载波相位测量值携带的相位噪声，
Figure FDA00036789852300001511
11.一种接收机，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器运行所述程序时执行如下步骤：
接收并测量经过信道后的定位参考信号，获得携带频率偏差和定时偏差的载波相位测量值，并将所述载波相位测量值发送至网络侧，以使所述网络侧根据各接收机发送的载波相位测量值计算第一单差分载波相位测量值和第二单差分载波相位测量值的差值，得到消除偏差的双差分载波相位测量值；
其中，所述第一单差分载波相位测量值和所述第二单差分载波相位测量值均为携带频率偏差和定时偏差的两个载波相位测量值的差值；
所述载波相位测量值根据各子载波的频域等效接收信号计算得到；
各子载波的频域等效接收信号根据频率偏差、定时偏差和等效频域信道响应计算得到；
其中，所述定时偏差和等效频域信道响应均根据载波的中心频率计算得到；
所述第一单差分载波相位测量值为第一载波相位测量值和第二载波相位测量值的差值；
所述第二单差分载波相位测量值为第三载波相位测量值和第四载波相位测量值的差值；
其中，所述第一载波相位测量值、第二载波相位测量值、第三载波相位测量值和第四载波相位测量值均为携带频率偏差和定时偏差的载波相位测量值；
所述第一载波相位测量值为第一接收机通过测量所接收到的第一发送机发送的第一参考信号获得；
所述第二载波相位测量值为所述第一接收机通过测量所接收到的第二发送机发送的第二参考信号获得；
所述第三载波相位测量值为第二接收机通过测量所接收到的所述第一发送机发送的第三参考信号获得；
所述第四载波相位测量值为所述第二接收机通过测量所接收到的所述第二发送机发送的第四参考信号获得；
所述第一载波相位测量值
Figure FDA0003678985230000161
所述第二载波相位测量值
Figure FDA0003678985230000162
所述第三载波相位测量值
Figure FDA0003678985230000163
所述第四载波相位测量值
Figure FDA0003678985230000164
分别为
Figure FDA0003678985230000165
Figure FDA0003678985230000166
Figure FDA0003678985230000171
Figure FDA0003678985230000172
其中，a为所述第一接收机，b为所述第二接收机，i为所述第一发送机，j为所述第二发送机，m为正交频分复用OFDM符号的总个数，q为OFDM符号的序号，0≤q≤m-1，N为OFDM符号对应的样值点数，
Figure FDA0003678985230000173
为第q个OFDM符号的循环前缀对应的样值点数，fc为载波的中心频率，
Figure FDA0003678985230000174
为所述第一载波相位测量值携带的频率偏差，
Figure FDA0003678985230000175
为所述第二载波相位测量值携带的频率偏差，
Figure FDA0003678985230000176
为所述第三载波相位测量值携带的频率偏差，
Figure FDA0003678985230000177
为所述第四载波相位测量值携带的频率偏差，
Figure FDA0003678985230000178
为所述第一载波相位测量值携带的定时偏差，
Figure FDA0003678985230000179
为所述第二载波相位测量值携带的定时偏差，
Figure FDA00036789852300001710
为所述第三载波相位测量值携带的定时偏差，
Figure FDA00036789852300001711
为所述第四载波相位测量值携带的定时偏差，
Figure FDA00036789852300001712
为所述第一载波相位测量值携带的传播延迟，
Figure FDA00036789852300001713
为所述第二载波相位测量值携带的传播延迟，
Figure FDA00036789852300001714
为所述第三载波相位测量值携带的传播延迟，
Figure FDA00036789852300001715
为所述第四载波相位测量值携带的传播延迟，
Figure FDA00036789852300001716
为所述第一载波相位测量值携带的相位噪声，
Figure FDA00036789852300001717
为所述第二载波相位测量值携带的相位噪声，
Figure FDA00036789852300001718
为所述第三载波相位测量值携带的相位噪声，
Figure FDA00036789852300001719
为所述第四载波相位测量值携带的相位噪声。
12.根据权利要求11所述的接收机，其特征在于，第m个正交频分复用OFDM符号的第k个子载波上的频域等效接收信号
Figure FDA00036789852300001720
为
Figure FDA00036789852300001721
其中，
Figure FDA0003678985230000181
Figure FDA0003678985230000182
Figure FDA0003678985230000183
Figure FDA0003678985230000184
其中，m为正交频分复用OFDM符号的总个数，k为子载波的序号，1i为虚数单位，θm,1为频率偏差引起的相位偏差，fc为载波的中心频率，ΔfSCS为子载波间隔，δf为频率偏差，Δt为定时偏差，
Figure FDA0003678985230000185
为频率偏差、定时偏差和相位噪声对第k个子载波引入的公共相位偏差，Jo为相位噪声对第k个子载波引入的公共相位加权因子，Hk为第m个OFDM符号的第k个子载波上的等效频域信道响应，Xk为第m个OFDM符号的第k个子载波上发送的调制符号，Wk为第m个OFDM符号的第k个子载波上的复高斯噪声，l为信道多径分量的序号,L为信道多径分量的数量，Jk-r为第(k-r)个样值点的相位噪声加权因子，N为OFDM符号对应的样值点数，hl为第l条信道多径分量的相对幅度衰减，τl为第l条信道多径分量的相位偏移，
Figure FDA0003678985230000186
为第l条信道多径分量的传播延迟，Jp为第p个样值点的相位噪声加权因子，
Figure FDA0003678985230000187
为m个OFDM符号的第n个样值点上的相位噪声，
Figure FDA0003678985230000188
为第m个OFDM符号上频率偏差引入的公共相位偏差，
Figure FDA0003678985230000189
为第m个OFDM符号的第n个样值点上频率偏差引入的独立相位偏差，n为样值点序号，
Figure FDA00036789852300001810
为第q个OFDM符号的循环前缀对应的样值点数。
13.根据权利要求11或12所述的接收机，其特征在于，第m个正交频分复用OFDM符号的第k个子载波上的频域等效接收信号
Figure FDA0003678985230000191
为
Figure FDA0003678985230000192
其中，Hk为第m个OFDM符号的第k个子载波上的等效频域信道响应，
Figure FDA0003678985230000193
Xk为第m个OFDM符号的第k个子载波上发送的调制符号，Wk为第m个OFDM符号的第k个子载波上的复高斯噪声。
14.根据权利要求11或12所述的接收机，其特征在于，所述定位参考信号采用OFDM符号的波形从发送机经过信道后发送至接收机。
15.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至2任一所述的载波相位测量值的偏差消除方法，和/或，如权利要求3至6任一所述的载波相位测量值的获取方法。
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