定位方法和定位装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种定位装置和定位方法，根据来自多个发射终端的信号进行定位，该定位装置包括：提取单元，其用于根据与各发射终端对应的参考信号对待定位区域接收到的接收信号进行处理，以提取各发射终端的多径分布和/或各发射终端的基于信道时延的特征值估计的信号子空间；确定单元，其用于根据多径分布和/或信号子空间与特定位置的对应关系，以及得到的所述多径分布和/或所述信号子空间，确定待定位区域的位置信息。根据本申请实施例，能降低硬件规模，并且定位性能更稳定。

【技术实现步骤摘要】
定位方法和定位装置
本申请涉及通信
，尤其涉及一种定位方法和定位装置。
技术介绍
随着智能终端的普及和多样化，室内外基于位置的服务(LocationBasedService，LBS)的需求和应用激增。目前主流的定位方法可以大致分为如下四类：第一类、基于指纹匹配(fingerprintmatching)的方法，该方法可以包含离线训练阶段和在线定位阶段，在离线训练阶段，可以构建已知的特定位置(Xi，Yi)与该特定位置的指纹(fp1_i，fp2_i，…，fpM_i)之间的对应关系，并将该对应关系存入数据库，在在线定位阶段，可以根据待定位区域的接收信号提取实时指纹，并将该实时指纹与数据库中的指纹进行比对，给予比对结果对待定位区域进行定位；在基于指纹匹配的方法中，可以以接收信号功率(RSS)作为指纹，代表技术有WiFi、Blutooth等，或者，以信道矢量的特征作为指纹，例如，使用阵列天线接收来自终端发射的直射径和各种反射径信号，构建协方差矩阵，获得信号子空间作为指纹；第二类、基于到达时间(TimeofArrival，TOA)或到达时间差(TimeDifferenceofArrival，TDOA)的方法，该方法测量接收端与发射端的信号传播时间，或者测量接收端与多个发射端的信号传播时间差，利用几何距离来获得接收端的位置；第三类、基于到达方向(DirectionofArrival，DOA)的方法，该方法通过测量接收端接收到的来自发射端的信号的到达角，获得接收端的位置；第四类、接收端根据接收功率与传播信道模型来获得发端与收端的距离估计，并利用3边定位原理来对接收端进行定位。应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的
技术介绍
部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。
技术实现思路
本申请的专利技术人发现，上述主流的定位方法都存在各自的问题：对于第一类方法，在以接收信号功率(RSS)作为指纹的情况下，对发射和接收终端的物理特性敏感，例如发射功率，天线增益等，因此定位区域需要隔段时间重新校正，维护成本较高，并且，为获得较高定位精度，需要比较密集地设置发射终端，建设成本较高；在以信道矢量的特征作为指纹的情况下，信号子空间是按照信号到达方向来区分，需要使用阵列天线，提高了硬件复杂度，并且运算量较大；对于第二类方法，该方法通常用于室外空旷环境中，例如GPS系统等，需要所有发射端的时钟同步，对硬件要求和控制要求较高，并且，在多径环境下，该方法的定位精度严重恶化；对于第三类方法，该方法需要使用阵列天线，硬件复杂度高，并且在多径环境下，定位精度严重恶化；对于第四类方法，该方法适用的距离比较短，在长距离下传播模型失配易造成定位误差增大，并且，不同室内建筑结构的传播信道模型不同，需要训练。本申请的实施例提供一种定位装置和定位方法，根据来自多个发射终端的接收信号进行定位，以各发射终端的多径分布(MultipathProfile)或各发射终端的基于信道时延的特征值估计的信号子空间作为指纹进行定位，由于不再直接利用接收功率作为指纹，所以本申请对发射终端和接收终端的物理特性(例如发射功率，天线增益等)不敏感，降低了定位系统的维护成本，并且由于不依赖于接收信号的到达方向，因此无需使用阵列天线，降低了硬件复杂度。根据本申请实施例的第一方面，提供一种定位装置，其根据来自多个发射终端的信号进行定位，该定位装置包括：提取单元，其用于根据与各发射终端对应的参考信号对待定位区域接收到的接收信号进行处理，以提取各发射终端的多径分布(MultipathProfile)和/或各发射终端的基于信道时延的特征值估计的信号子空间；以及确定单元，其用于根据多径分布和/或信号子空间与特定位置的对应关系，以及得到的所述多径分布和/或所述信号子空间，确定待定位区域的位置信息。根据本实施例的第二方面，提供一种定位方法，根据来自多个发射终端的信号进行定位，该定位方法包括：根据与各发射终端对应的参考信号对待定位区域接收到的接收信号进行处理，以提取各发射终端的多径分布(MultipathProfile)和/或各发射终端的基于信道时延的特征值估计的信号子空间；以及根据多径分布和/或信号子空间与特定位置的对应关系，以及得到的所述多径分布和/或所述信号子空间，确定待定位区域的位置信息。本申请的有益效果在于：无需使用阵列天线，降低硬件复杂度，并且，定位结果对硬件物理性能的变化不敏感。参照后文的说明和附图，详细公开了本专利技术的特定实施方式，指明了本专利技术的原理可以被采用的方式。应该理解，本专利技术的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本专利技术的实施方式包括许多改变、修改和等同。针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。附图说明所包括的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本专利技术的实施方式，并与文字描述一起来阐释本专利技术的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：图1是实施例1的定位方法的一个流程示意图；图2是实施方式1中提取各发射终端的多径分布的一个方法流程图；图3(A)是3个原始多径分布的示意图；图3(B)是3个多径分布的示意图；图4是本申请确定待定位区域的位置信息的改进方法的一个流程示意图；图5是实施方式1中构建多径分布与特定位置的对应关系的一个方法流程图；图6是对一个特定位置接收信号进行选择的方法的一个流程示意图；图7是在一个特定位置各组数据的功率分布的示意图；图8是实施方式2中提取信号子空间的方法的一个流程示意图；图9是实施方式2中构建信号子空间与特定位置的对应关系方法的一个流程图；图10是实施方式3中提取各发射终端的多径分布的一个方法流程图；图11是实施方式3调整原始参考信号以生成参考信号的方法的一个流程示意图；图12是实施方式3构建多径分布与特定位置的对应关系的一个方法流程图；图13是实施方式4提取各发射终端的信号子空间的一个方法流程图；图14是实施方式4构建信号子空间与特定位置的对应关系的一个方法流程图；图15是实施例3的定位装置的一个组成示意图；图16是实施例3的提取单元的一个构成示意图；图17是实施例3的构建单元的一个构成示意图；图18是实施例3的提取单元的另一个构成示意图；图19是实施例3的构建单元的另一个构成示意图；图20是实施例3的提取单元的另一个构成示意图；图21是实施例3的构建单元的另一个构成示意图；图22是实施例3的提取单元的另一个构成示意图；图23是实施例3的构建单元的另一个构成示意图；图24是实施例3的确定单元的一个组成示意图；图25是申请实施例4的电子设备的一构成示意图。具体实施方式参照附图，通过下面的说明书，本专利技术的前本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种定位装置，其根据来自多个发射终端的信号进行定位，其特征在于，该定位装置包括：提取单元，其用于根据与各发射终端对应的参考信号对待定位区域接收到的接收信号进行处理，以提取各发射终端的多径分布和/或各发射终端的基于信道时延的特征值估计的信号子空间；以及确定单元，其用于根据多径分布和/或信号子空间与特定位置的对应关系，以及得到的所述多径分布和/或所述信号子空间，确定待定位区域的位置信息。

【技术特征摘要】
1.一种定位装置，其根据来自多个发射终端的信号进行定位，其特征在于，该定位装置包括：提取单元，其用于根据与各发射终端对应的参考信号对待定位区域接收到的接收信号进行处理，以提取各发射终端的多径分布和/或各发射终端的基于信道时延的特征值估计的信号子空间；以及确定单元，其用于根据多径分布和/或信号子空间与特定位置的对应关系，以及得到的所述多径分布和/或所述信号子空间，确定待定位区域的位置信息。2.如权利要求1所述的定位装置，其特征在于，所述定位装置还包括，构建单元，其用于构建多径分布和/或信号子空间与特定位置的对应关系。3.如权利要求1所述的定位装置，其特征在于，所述提取单元包括第一提取子单元，其包括：第一在线运算单元，其用于将与各发射终端对应的参考信号和所述接收信号进行互相关，以提取各发射终端的原始多径分布；以及第一在线处理单元，其用于将各发射终端的所述原始多径分布的第一个峰值的峰位对准，得到各发射终端的所述多径分布。4.如权利要求1所述的定位装置，其特征在于，所述提取单元包括第二提取子单元，其包括：第二在线运算单元，其用于将与各发射终端对应的参考信号和所述接收信号进行互相关，以得到各发射终端的原始互相关值序列；第二在线处理单元，其用于将各发射终端的所述原始互相关值序列的第一个峰值的峰位对准，得到各发射终端的互相关值序列；第二在线分解单元，其用于根据各所述互相关值序列，分别构造各发射终端的协方差矩阵，并进行特征值分解，以获得特征值和特征向量；以及第二在线生成单元，其用于根据所述特征值和所述特征向量，生成各发射终端的所述信号子空间。5.如权利要求1所述的定位装置，其特征在于，根据与各发射终端对应的所述参考信号和参考位置处接收到的接收信号得到的各互相关值序列的第一个峰值的峰位相同。6.如权利要求5所述的定位装置，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈培，丁根明，
申请(专利权)人：富士通株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP