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基于多径能量指纹的室内定位方法技术

技术编号:9546719 阅读:101 留言:0更新日期:2014-01-08 22:53
一种基于多径能量指纹的室内定位方法,属于室内无线定位技术领域和无线通信技术领域,包括步骤:S1.离线信号采集阶段,通过采集得到的无线信号估计得到对应到每个基站的k条信道的多径参数并计算出RSSI,同时测量对应的位置得到多维空间指纹库;S2.在线阶段,通过实测信号,利用信道估计算法估计得到用户当前位置信道多径参数并计算出RSSI,比较实测和指纹库的RSSI,得到前10%相似的指纹点;S3.对S2中筛选出的指纹点进行信道参数的比较,得到最相似的若干个点的平均坐标作为用户位置估计值,本发明专利技术的方法很好地将室内信道多径参数信息融入到了室内定位算法中,可以较为显著地提高定位精度和稳定性。

【技术实现步骤摘要】

[0001 ] 本专利技术涉及室内无线定位
和无线通信
,主要利用指纹库室内定位算法,结合室内信道多径参数估计技术,提供了一种。
技术介绍
伴随着数据和多媒体业务的高速发展,人们对于定位与导航的需求日益增大,各种基于位置的服务(LBS)如雨后春笋般涌现出来,如商场、展馆、交通枢纽内的导航,各类基于位置的社交网络应用,工厂远程管理、紧急情况下的辅助救援等等。伴随着移动通信行业的快速发展,室内环境无线信号覆盖率也在不断提高,室内环境定位也因此而成为了可能。与此同时,MIMO多发多收技术作为移动通信系统中的关键技术之一,可以有效利用信道的空间资源,正逐步得到广泛应用,而MMO技术引入空间分辨能力也为室内无线定位性能的提升提供了可能。目前室内无线定位方案主要有两种设计思路:第一种思路是单纯利用无线信号接收信号强度指示(Received Signal Strength Indication, RSSI)实现定位,常见方法包括指纹库、传输模型等,此外还可以加入复杂的数学方法,如神经网络、机器学习等,在RSSI空间进行一系列的运算,进而实现定位;第二种思路是利用到达角(AOA)、到达时间差(TDOA)等信道参数的估计,利用电波传输路径的几何关系,反演出用户的位置。但是现有的这些方法都或多或少存在一些局限性:第一种思路定位精度一般,且稳定性不是很高,指纹库和传输模型这两种方案设计很简单,计算时间复杂度低,利用神经网络和机器学习时,要想获取很高的精度,就得采用更为复杂的算法,导致计算复杂度高,实时性不一定能保障;第二种思路则主要应用在视距(LOS)的场景下,在纯非视距(NLOS)时则由于反射、绕射引起较大的几何误差,鉴于实际环境中NLOS场景较为普遍,因此其实用性大打折扣。
技术实现思路
为克服上述现有技术的缺点,本专利技术的目的在于提供一种,其是一种精度更高、稳定性更好的室内定位算法。为了实现上述目的,本专利技术采用的技术方案是:—种,其特征在于,该方法包括步骤:S1.离线信号采集阶段,获取特定信号序列通过系统后的接收响应,利用该响应得到各基站对应的RSSI和k组信道多径参数,每组信道多径参数均包括时延和幅度信息,同时采集当前点的位置信息(即该环境下的X、I坐标),共同作为指纹信息建立多维空间指纹库,用于定位时的比较;S3.对S2中筛选出的指纹点进行第二轮比较,比较实际估计到的多径参数与指纹库中的多径参数的相似程度,用相似程度最高的几个指纹点的坐标计算用户位置估计值。所述步骤SI中,对于某一室内环境,将其近似均分成若干小方块,在每个方块的中心进行指纹数据的采集,方块的大小与室内环境大小密切相关。所述步骤SI中,对接收响应进行校准,并采用空间交替广义期望最大化来完成信道参数估计。所述步骤S2中,将实测得到的RSSI与指纹库中RSSI做比较,考虑η个基站的情况,则RSSI为η维向量,表示为Crssi1, rssi2, L, rssin),使用欧式距离d来衡量相似程度,即求解:本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种基于多径能量指纹的室内定位方法,其特征在于,该方法包括步骤:S1.离线信号采集阶段,获取特定信号序列通过系统后的接收响应,利用该响应得到各基站对应的RSSI和k组信道多径参数,每组信道多径参数均包括时延和幅度信息,同时采集当前点的位置信息,共同作为指纹信息建立多维空间指纹库,用于定位时的比较;S2.实时定位阶段,用户接收基站发射的信号,处理接收到的信号,计算出RSSI并进行信道估计得到相关多径参数,将实测RSSI与指纹库中RSSI做比较,找出最为相似的10%的指纹点;S3.对S2中筛选出的指纹点进行第二轮比较,比较实际估计到的多径参数与指纹库中的多径参数的相似程度,用相似程度最高的几个指纹点的坐标计算用户位置估计值。

【技术特征摘要】
1.一种基于多径能量指纹的室内定位方法,其特征在于,该方法包括步骤: 51.离线信号采集阶段,获取特定信号序列通过系统后的接收响应,利用该响应得到各基站对应的RSSI和k组信道多径参数,每组信道多径参数均包括时延和幅度信息,同时采集当前点的位置信息,共同作为指纹信息建立多维空间指纹库,用于定位时的比较; 52.实时定位阶段,用户接收基站发射的信号,处理接收到的信号,计算出RSSI并进行信道估计得到相关多径参数,将实测RSSI与指纹库中RSSI做比较,找出最为相似的10%的指纹点; 53.对S2中筛选出的指纹点进行第二轮比较,比较实际估计到的多径参数与指纹库中的多径参数的相似程度,用相似程度最高的几个指纹点的坐标计算用户位置估计值。2.如权利要求1所述的室内定位方法,其特征在于,所述步骤SI中,对于某一室内环境,将其近似均分成若干小方块,在每个方块的中心进行指纹数据的采集。3.如权利要求1所述的室内定位方法,其特征在于,所述步骤SI中,对接收响应进行校准,并采用空间交替广义期望最大化来完成信道参数估计。4.如权利要求1所述的室内定位方法,其特征在于,所述步骤S2中,将实测得到的RSSI与指纹库中RSSI做比较,考虑η个基站的情况,则RSSI为η维向量,表示为Crss...

【专利技术属性】
技术研发人员:张焱李佳徽张秀军赵熠飞周世东肖立民
申请(专利权)人:清华大学
类型:发明
国别省市:

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