一种大型会议场馆室内信号干扰源定位方法技术

本发明专利技术公开了一种大型会议场馆室内信号干扰源定位方法，包括以下步骤：获取参考点离线指纹数据库、测试点在线指纹数据库；对参考点离线指纹数据库、测试点在线指纹数据库进行去均值化处理、降维和去相关处理，获得对应的参考点主成分数据库、测试点主成分数据库；基于皮尔逊相关系数获得所述参考点主成分数据库、测试点主成分数据库的数据相似度并进行排序，选取数据相似度最高的参考点的坐标；基于数据相似度最高的参考点的坐标，对目标测试点的坐标进行加权处理，获得目标测试点的定位坐标。利用本发明专利技术的定位方法获得的定位结果更符合实际，定位精度也得到了提高。定位精度也得到了提高。定位精度也得到了提高。

【技术实现步骤摘要】
一种大型会议场馆室内信号干扰源定位方法


[0001]本专利技术属于室内定位领域，特别是涉及一种大型会议场馆室内信号干扰源定位方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着通信技术的深入应用，位置定位服务备受关注，PL服务已应用于定位、救灾、安全、导航和跟踪等许多重要领域和场合。与此同时，商业和军事领域对室内定位服务的需求催生了许多应用于室内环境下的定位技术和系统。人们所熟知的卫星导航系统如GPS、北斗等无法提供室内全覆盖的位置服务，室内定位可依赖的技术有无线局域网络、蓝牙、超宽带、射频识别技术、红外线、超声波等等。每种定位技术可能只适用于一种或几种特定的场景。在大型会议场馆内，由于WLAN具有部署范围广、安装灵活、易于扩展等优点，基于WLAN的信号干扰源定位已经成为位置感知领域的研究热点。
[0003]目前作为定位特征参数的测量量有很多，如到达时间、到达时间差(Time of Arrival,ToA)、到达频率差(Frequency Different of Arrival,FDoA)、接收信号强度(Received Signal Strength,RSS)、到达角(Angle of Arrival,AoA)及以上参数的组合。每种特征参数都有其优缺点。基于ToA的定位算法严重依赖于无线发射机和接入点(Access Point,AP)之间的信号传播时间同步。基于TDoA的技术可以在无线发射机和AP之间不同步的情况下使用，但是需要及时同步参考节点。基于TOA和TDoA的方法都只适用于视距(Line
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Sight,LoS)定位场景。相比之下，基于AoA的算法通过阵列天线获取到达信号的相位差，换算成到达角度，不要求时间同步，无需发射器功率等参数。然而，基于AoA定位技术的定位精度易受非视距(NoneLine
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Sight,NLoS)定位场景和多径效应的影响，并且需要使用昂贵的阵列天线。
[0004]目前，通常采用基于WLAN的RSS指纹定位技术来解决信号干扰源的定位问题。然而，由于实际中存在各种异常情况，例如设备故障和恶意攻击，接收到的RSS数据并不准确，甚至是错误的，严重影响定位精度。并且，即便准确采集了RSS数据，当在线阶段用于获取RSS信号值的采集终端与离线阶段型号不一致时，两者采集的RSS信号会产生明显的差异，从而导致定位结果与实际位置产生较大的偏差。也就是说，传统的基于RSS的指纹定位技术无法解决异构性。虽然已有研究人员采用线上实时调整两种设备RSS信号差异的方法，但操作起来计算量大，定位耗时长；有研究人员提出不同设备之间RSS信号变化特征存在线性关系，可以通过线性回归模型校正异构设备的RSS差异，但是为各种不同型号的设备建立线性关系模型需要耗费大量的人力和物力。还有研究人员将RSS值对数化，在一定程度上可以减小不同设备之间RSS信号的大小差异，但是无法从根本上解决异构性，并且定位精度不高。
[0005]定位技术大多依赖于无线电发射机发射的复杂多样的无线电信号。准确检测未知无线电发射机(UnknownRadioTransmitter,URT)对大型会议场馆内打击非法占用无线电信号资源，保护通信系统免受有害信号干扰至关重要。目前，对于固定接收器、定位发射器来说，还存在以下技术难题：使用某一固定发射强度和频率的信号源建立的指纹数据库，无法
进行不同强度和频率的发射机的在线匹配定位。因此，急需研究一种定位方法实现对无线电发射机的准确检测。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种大型会议场馆室内信号干扰源定位方法，以解决上述现有技术存在的问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了一种大型会议场馆室内信号干扰源定位方法，包括以下步骤：
[0008]获取参考点离线指纹数据库、测试点在线指纹数据库；
[0009]对所述参考点离线指纹数据库、测试点在线指纹数据库进行去均值化处理、降维和去相关处理，获得对应的参考点主成分数据库、测试点主成分数据库；
[0010]基于皮尔逊相关系数获得所述参考点主成分数据库、测试点主成分数据库的数据相似度并进行排序，选取数据相似度最高的参考点的坐标；
[0011]基于所述数据相似度最高的参考点的坐标，对目标测试点的坐标进行加权处理，获得所述目标测试点的定位坐标。
[0012]优选的，获得参考点离线指纹数据库的过程包括：
[0013]划分定位区域并选取参考点，获取参考点的不同接收端的接收信号强度；
[0014]对所述参考点的不同接收端的接收信号强度做两两作差处理，获得参考点的接收信号强度差；
[0015]基于所述参考点的接收信号强度差，构建参考点离线指纹数据库。
[0016]优选的，获取参考点的不同接收端的接收信号强度的过程包括：
[0017]基于对数正态阴影模型和自由空间传播模型，对路径损耗指数、高斯随机变量、无线电发射机的发射功率、发射端天线增益、不同接收端的天线增益、发射机载波的波长、不同接收端的系统损耗因子和参考距离进行处理，获得参考点的不同接收端的接收信号强度。
[0018]优选的，获取测试点在线指纹数据库的过程包括：
[0019]划分测试区域并选取测试点，获取测试点的不同接收端的接收信号强度；
[0020]对所述测试点的不同接收端的接收信号强度做两两作差处理，获得测试点的接收信号强度差；
[0021]基于所述测试点的接收信号强度差，构建测试点在线指纹数据库。
[0022]优选的，获取测试点的不同接收端的接收信号强度的过程包括：
[0023]基于对数正态阴影模型和自由空间传播模型，对路径损耗指数、高斯随机变量、无线电发射机的发射功率、发射端天线增益、不同接收端的天线增益、发射机载波的波长、不同接收端的系统损耗因子和测试距离进行处理，获得测试点的不同接收端的接收信号强度。
[0024]优选的，对所述参考点离线指纹数据库、测试点在线指纹数据库进行去均值化处理、降维和去相关处理的过程包括：
[0025]基于主成分分析法，对所述参考点离线指纹数据库、测试点在线指纹数据库进行去均值化处理后，构建对应的协方差矩阵；
[0026]获取所述协方差矩阵的初始特征值；
[0027]将所述初始特征值从大到小进行排列，获取对应的特征向量存储至第一目标矩阵；
[0028]提取所述第一目标矩阵的若干列存储至投影矩阵；
[0029]对所述投影矩阵进行正交化处理，获得第二目标矩阵；
[0030]将所述参考点离线指纹数据库、测试点在线指纹数据库投影到所述第二目标矩阵中，获得对应的参考点主成分数据库、测试点主成分数据库。
[0031]优选的，基于皮尔逊相关系数获得所述参考点主成分数据库、测试点主成分数据库的数据相似度的过程包括：
[0032]基于所述参考点主成分数据库、测试点主成分数据库中对应的均值、标准差，获得每本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大型会议场馆室内信号干扰源定位方法，其特征在于，包括以下步骤：获取参考点离线指纹数据库、测试点在线指纹数据库；对所述参考点离线指纹数据库、测试点在线指纹数据库进行去均值化处理、降维和去相关处理，获得对应的参考点主成分数据库、测试点主成分数据库；基于皮尔逊相关系数获得所述参考点主成分数据库、测试点主成分数据库的数据相似度并进行排序，选取数据相似度最高的参考点的坐标；基于所述数据相似度最高的参考点的坐标，对目标测试点的坐标进行加权处理，获得所述目标测试点的定位坐标。2.根据权利要求1所述的大型会议场馆室内信号干扰源定位方法，其特征在于，获得参考点离线指纹数据库的过程包括：划分定位区域并选取参考点，获取参考点的不同接收端的接收信号强度；对所述参考点的不同接收端的接收信号强度做两两作差处理，获得参考点的接收信号强度差；基于所述参考点的接收信号强度差，构建参考点离线指纹数据库。3.根据权利要求2所述的大型会议场馆室内信号干扰源定位方法，其特征在于，获取参考点的不同接收端的接收信号强度的过程包括：基于对数正态阴影模型和自由空间传播模型，对路径损耗指数、高斯随机变量、无线电发射机的发射功率、发射端天线增益、不同接收端的天线增益、发射机载波的波长、不同接收端的系统损耗因子和参考距离进行处理，获得参考点的不同接收端的接收信号强度。4.根据权利要求1所述的大型会议场馆室内信号干扰源定位方法，其特征在于，获取测试点在线指纹数据库的过程包括：划分测试区域并选取测试点，获取测试点的不同接收端的接收信号强度；对所述测试点的不同接收端的接收信号强度做两两作差处理，获得测试点的接收信号强度差；基于所述测试点的接收信号强度差，构建测试点在线指纹数据库。5.根据权利要求4所述的大型会议场馆室内信号干扰源定位方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：张立阳，刘堃蕾，潘雷，高瑞，武星宇，
申请(专利权)人：天津城建大学，
类型：发明
国别省市：