CN1232061C - 一种传播路径可视性识别方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种传播路径可视性识别方法，包括如下步骤：A、在接收端获取连续的多个多径时延分布；B、在每个多径时延分布中分别取得一个样本，获得样本总体；C、计算上述样本总体中所有样本值的平均值和标准差，并将标准差与平均值的比值作为样本离散系数；D、根据样本离散系数判断传播路径的可视性，能够有效的区分NLOS、LOS和准LOS传播，并且在复杂信道环境下具有较高识别率。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信技术领域中的移动台定位，尤其涉及一种传播路径可视性识别方法。
背景技术
在码分多址(CDMA)移动通信系统中，提高移动台位置估计精度的一个重要技术途径是识别可视信道(LOS)和识别非可视(NLOS)信道，因为在影响移动台定位精度的诸项因素中，由非可视(NLOS)路径导致的时延估计误差对位置估计精度的影响(降低)是最为严重的。可视信道(LOS)和非可视(NLOS)信道可理解为直达信道(径)与非直达信道(径)。
用于移动台定位的识别非可视信道(NLOS)的技术，首先由M.P.Wylie在题为“The Non-Line of Sight Problem in Mobile LocationEstimation”的论文中涉及(以下简称文献1)。在1997年9月，M.P.Wylie向美国专利局递交了一份申请号为US 5,974,329，名称为“Method and System for Mobile Location Estimation”(以下简称文献2)的专利申请，旨在解决移动台定位中的NLOS误差矫正，在该专利申请中，将NLOS识别技术作为构成其发明的一个要素。其NLOS识别方法的基本思路是：(1)对各个基站测量得到的用户设备(UE)到该基站间的距离进行长时间的记录；(2)对记录的大量数据进行平滑处理；(3)利用NLOS情况下测量的方差(相对于平滑后的数据，该方差由地貌特征造成)远大于LOS情况下测量的方差(该方差由系统误测量差造成)这个事实，进行NLOS识别。
文献1与文献2提出的NLOS识别方法，需要利用移动台的时间相关特性，这种方法的缺点是需要对运动中的移动台的轨迹进行较长时间的跟踪和平滑才可以输出NLOS识别结果，实时性较差。
在本申请人在申请号为01145113.0、名称为“CDMA移动通信系统中可视与非可视信道的识别方法”的专利申请(以下简称文献3)中，提出了一种利用同一个功率时延分布上的直达径功率强度和非直达径功率强度之间的差异进行NLOS识别的基本方法，包括以下步骤：
A.读人功率时延分布；
B.从整个功率时延分布中挑选出幅度最大的最强径；
C.确定平均噪声功率，并确定第1径的到达时间和最强径的到达时间；
D.在局部最强径的搜索窗宽度内，检测到局部最强径并取值，判断最强径与局部最强径的比值是否大于门限K；
E.判断第1径的到达时间与最强径的到达时间之差是否小于一时间定值T；
F.在同时满足最强径与局部最强径的比值大于门限K，和第1径的到达时间与最强径的到达时间之差小于时间定值T时，判断为可视信道，否则判断为非可视信道。
这种基于径间功率(或幅度)差别的NLOS识别方法的缺点是：由于这种方法是基于形状匹配的，当信道环境复杂时识别率会下降，而且无法区分LOS和具有小的传播路径误差的准LOS，这就限制了移动台定位精度的进一步提高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可在复杂信道环境下提高识别率的传播路径可视性识别方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种传播路径可视性识别方法，包括如下步骤：
A、在接收端获取连续的多个多径时延分布；
B、在每个多径时延分布中分别取得一个样本，获得样本总体；
C、计算上述样本总体中所有样本值的平均值和标准差，并将标准差与平均值的比值作为样本离散系数；
D、根据样本离散系数判断传播路径的可视性。
通过大量样本采集和分析，我们得出如图1和图2所示的功率(或幅度)时延分布上的衰落特性曲线。图1给出的是呈莱斯衰落特性的单个径的衰落曲线，呈这种衰落的径就是可视径；图2给出的是呈瑞利衰落特性的单个径的衰落曲线，呈这种衰落的径就是非可视径。通过对图1和图2的比较，发现两种衰落曲线的重要差异之一表现为样本离散系数的不同。显然样本离散系数在NLOS环境下显著大于LOS环境下的值，本发明方法就是利用这种的差异来实现传播路径的可视性判断的。
由于本发明方法基于径的样本离散系数判断传播路径的可视性，能够有效的区分NLOS、LOS和准LOS传播，并且在复杂信道环境下具有较高识别率。
附图说明
图1是可视径的时延分布上的衰落特性曲线；
图2是非可视径的时延分布上的衰落特性曲线；
图3是本发明方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明技术方案作进一步详细说明。
参照图3，本发明的传播路径可视性识别方法，包括如下步骤：
步骤A、在接收端获取连续的多个多径时延分布；
步骤B、在每个多径时延分布中分别取得一个样本，获得样本总体；
步骤C、计算上述样本总体中所有样本值的平均值和标准差，并将标准差与平均值的比值作为样本离散系数；
步骤D、根据样本离散系数判断传播路径的可视性。
执行步骤A所述的获取连续的多个多径时延分布可包括如下步骤：
步骤A1、接收端对发射端发射的信号进行接收；
步骤A2、接收端对接收到的信号进行匹配滤波；
步骤A3、对步骤A2所得匹配滤波的结果进行至少一次非相干累加，得到多径时延分布。经过匹配滤波和多次非相干累加可有效地消除噪声影响。
本发明所说接收端与发射端包括两种情形，即接收端为移动台，则发射端为基站；接收端为基站，则发射端为移动台。
在每个多径时延分布中取得一个样本值的步骤B可以最强径作为样本进行，包括如下步骤：
步骤B10、在第一个多径时延分布内挑选出最强径作为样本；
步骤B20、对后续的多径时延分布，根据第一个多径时延分布最强径的近似位置挑选最强径作为样本。
步骤B也可以首径作为样本进行，包括如下步骤：
步骤B11、在第一个多径时延分布内挑选出首径作为样本；
步骤B21、对后续的多径时延分布，根据第一个多径时延分布首径的近似位置挑选首径作为样本。
为提高运算效率，作为本发明的进一步改进，将步骤C中标准差的计算以近似算法代替标准公式，近似算法依如下步骤计算：
步骤C1、求每个样本值与平均值的差的绝对值；
步骤C2、对步骤C1的各绝对值取平均值作为标准差。
本发明方法在步骤D中根据样本离散系数判断传播路径的可视性，具体执行中可以采用双门限，其判断包括如下步骤：
步骤D1、如果样本离散系数大于门限一，则传播路径为非可视性；
步骤D2、如果样本离散系数小于门限二，则传播路径为可视性；
步骤D3、如果样本离散系数大于门限二且小于门限一，则传播路径为准可视性；
其中，门限一大于门限二。例如，在室外信道非相干累加次数为10时，门限一取0.1，门限二取0.03。门限一越大，则对非可视传播路径判断的准确率越高但漏判率也越高，反之准确率降低，虚警率增加。门限二越小，则对可视传播路径判断的准确率越高但漏判率也越高，反之准确率降低，虚警率增加。
步骤D中根据样本离散系数判断传播路径的可视性，也可以采用单门限，其判断包括如下步骤：
如果样本离散系数大于门限，则传播路径为非可视性；否则传播路径为可视性。例如，其中门限在室外信道非相干累加次数为10时可以取0.03～1之间的任意值，如选0.07，该门限越大，对非可视传播路径的判断准确率越高，但对可视传播路径的判断准确率越低，反之对可视传播路径的判断准确率越高，但对非可视传播路径的判断准确率越低。
通常指的多径时延分布为多个径的功率值的时延分布，本发明所述多径时延分布也可以是多个径的幅度值的时延分布，在数量关系上幅度值为功率值的平方。
Claims (10)
1、一种传播路径可视性识别方法，包括如下步骤：
A、在接收端获取连续的多个多径时延分布；
B、在每个多径时延分布中分别取得一个样本，获得样本总体；
C、计算上述样本总体中所有样本值的平均值和标准差，并将标准差与平均值的比值作为样本离散系数；
D、根据样本离散系数判断传播路径的可视性。
2、如权利要求1所述的传播路径可视性识别方法，其特征在于：所述获取连续的多个多径时延分布包括如下步骤：
A1、接收端对发射端发射的信号进行接收；
A2、接收端对接收到的信号进行匹配滤波；
A3、对步骤A2所得匹配滤波的结果进行至少一次非相干累加，得到多径时延分布。
3、如权利要求2所述的传播路径可视性识别方法，其特征在于：接收端为移动台，发射端为基站。
4、如权利要求2所述的传播路径可视性识别方法，其特征在于：接收端为基站，发射端为移动台。
5、如权利要求1所述的传播路径可视性识别方法，其特征在于：步骤B包括如下步骤：
B10、在第一个多径时延分布内挑选出最强径作为样本；
B20、对后续的多径时延分布，根据第一个多径时延分布最强径的近似位置挑选最强径作为样本。
6、如权利要求1所述的传播路径可视性识别方法，其特征在于：步骤B包括如下步骤：
B11、在第一个多径时延分布内挑选出首径作为样本；
B21、对后续的多径时延分布，根据第一个多径时延分布首径的近似位置挑选首径作为样本。
7、如权利要求1所述的传播路径可视性识别方法，其特征在于：所述样本值的标准差依如下步骤计算：
C1、求每个样本值与平均值的差的绝对值；
C2、对步骤C1的各绝对值取平均值作为标准差。
8、如权利要求1至7所述的任意一种传播路径可视性识别方法，其特征在于：传播路径可视性判断包括如下步骤：
D1、如果样本离散系数大于门限一，则传播路径为非可视性；
D2、如果样本离散系数小于门限二，则传播路径为可视性；
D3、如果样本离散系数大于门限二且小于门限一，则传播路径为准可视性；
其中，门限一大于门限二。
9、如权利要求1至7所述的任意一种传播路径可视性识别方法，其特征在于：传播路径可视性判断包括如下步骤：
如果样本离散系数大于门限，则传播路径为非可视性；否则传播路径为可视性。
10、如权利要求1至6所述的任意一种传播路径可视性识别方法，其特征在于：所述多径时延分布为多个径的幅度值的时延分布。
Priority Applications (3)
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