定位方法和设备技术

在使用ＤＳＳＳ信号的ＧＰＳ或ＧＳＭ系统中，通过基于多个测试和环境条件来选择前沿或相关技术而实现准确和稳健的飞行时间信号处理。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种定位方法和设备。到达时间(time-of-arrival)无线电定位系统，例如美国专利5764686号中所述的，使用了相关技术，但是这些位置处理系统不能很好地适用于具有高水平多路衰减的人口密集环境。本专利技术的目的是改进现有技术。根据本专利技术，提供一种用于无线电系统的定位方法，该方法包括在该系统的一个单元接收信号；对该接收的信号应用至少一个测试以选择对于该信号的处理操作，该操作是以下之一相关处理操作，前沿(leading edge)处理操作；和然后执行所选择的操作。以这种方式，本专利技术的方法使用了能够在主要环境中得到最准确和稳健测量的处理操作。在将该方法用于容易遇到随时间变化显著的条件的移动设备时，这是尤其重要的。优选地，该方法包括一个测试，其包括确定该接收信号的信号水平是否高于一个阈值；如果该接收信号的水平低于该阈值，则选择相关处理操作。如果该接收信号的水平高于该阈值，那么测试该前沿梯度是否高于一个梯度阈值；如果该前沿梯度低于该梯度阈值，则选择该前沿处理操作。如果该前沿梯度高于该梯度阈值，则选择相关处理操作。优选地，本专利技术包括以预定的间隔重复该测试应用和操作步骤。本方法的其他特征在权利要求中公开。根据本专利技术，还提供了一种可以直接加载到数字计算机的内存储器中的计算机程序产品，包括用于当所述产品在计算机上运行时执行本专利技术的方法的软件代码部分。根据本专利技术，还提供了一种可以直接加载到数字计算机的内存储器中的计算机程序，包括用于当所述程序在计算机上运行时执行本专利技术的方法的软件代码部分。根据本专利技术，还提供一种载体，其可以包括用于实施本专利技术的计算机程序的电子信号。根据本专利技术，还提供本专利技术的计算机程序产品或计算机程序或载体的电子分发。根据本专利技术，还提供用于无线电系统的定位设备，该设备包括用于在该系统的一个单元接收信号的装置；用于对该接收的信号应用至少一个测试以选择对于该信号的处理操作的装置，该操作是以下之一相关处理操作，前沿处理操作；和用于执行所选择的操作的装置。本专利技术一般可以用于到达时间无线电系统，包括GPS或GSM系统，例如使用超宽频带(UWB)或直接序列扩频(DSSS)信号。为了使本专利技术更容易理解，现在仅通过示例的方式参照附图给出说明，其中附图说明图1是表示本专利技术提供的定位方法的流程图；和图2示出了本专利技术的一个实施例的电路配置。本专利技术包括在一个单元接收的测试信号，用于基于该接收信号的多个准则和方面来判定最适合该信号的处理操作是哪一个。因而，在任意给定的时间和环境组中，该判定会得到一个使用一种特定处理方法的决定。在稍后的时间，该信号的构成可以改变和/或本地环境可以改变，导致不同的决定，或者即使是相同的决定但是是因为不同的原因。图1中表示的该实施本专利技术的方法允许信号的飞行时间(time-of-flight)在例如GPS或GSM系统中的准确和稳健定位，例如使用超宽频带(UWB)或直接序列扩频(DSSS)信号。依赖于该信号在传播环境中遭受的噪声衰减和多路衰减的程度，使用基于前沿技术的测量或者基于相关技术的测量以得到最精确的结果。在具有高水平背景噪声的环境中，基于标准相关技术的测量可以得到更准确的结果，而在具有高水平多路衰减的人口密集环境中，基于前沿技术的测量可以得到更准确的结果。图1所示的方法提供了在任意给定时刻用于一组特定环境的、对于最适当的信号处理技术的可靠和准确选择。现在参照图1对该方法进行说明。在步骤1，接收器B从发射器A接收周期性脉冲。为了获得充分信噪比(SNR)的脉冲用于偏转(inflection)计算，对该脉冲串的每个周期进行相干求和(步骤2)。对于具有周期T的脉冲串，相干求和得到构成N个脉冲串周期的脉冲串，从而得到N倍的原始信号长度，但是仅得到 倍的噪声，因为脉冲的相干求和会导致该噪声达到平均。用于前沿技术的改善该脉冲SNR的另一种方式是，利用宽度略大于最宽噪声干扰的冲击(bump)函数来获取该脉冲串中第一脉冲的卷积，该冲击函数例如是高斯函数。当该函数在噪声波动宽度上平均时，该噪声干扰实际上被滤除，其中根据以下等式σπ∫e-σ(x-y)2f(y),]]>从而通过f(y)给出该脉冲，并且脉冲宽度p满足判别式p2σ＞＞1.步骤3执行测试以判定该接收的SNR值是否具有比用户定义的测距误差更差的、相应的最坏情况前沿技术测距误差(通过该设备存储器中的查找表找到)。该关于各种信噪比的最坏情况前沿测距误差在先前的实验测量期间获得，并且该数据被存储在查找存储器中。步骤3执行测试以确定最坏可能的实际测距误差。该测距误差是对于具有非常低梯度的接收脉冲计算的，该梯度是通过测量室内环境中的信号以确定表示对于固定信噪比不可忽略的最坏情况的脉冲梯度来控制的。对于SNR的各个预定值计算谊测距误差以建立查找表。在正常操作中，实时使用该查找表以提供关于特定SNR的测距误差ε1，其中该测距误差ε1构成判定阈值K，首先通过在整个特定类型的环境中例如建筑物中获得大量的接收信号数据来确定。选择具有相同SNR的最低梯度信号的数据集合(下四分位)作为给定SNR的一组最坏情况信号。然后利用前沿方法对于该组信号确定均值和标准差测距误差，K是该计算的标准差内的平均值。K依赖于SNR，因为更好的SNR会增加测距误差。所以对于各个SNR，根据实验信号测量来找到K的值。一旦该接收信号的SNR被测量，就在存储器中查找它相应的最坏情况前沿测距误差。该测距误差是阈值K。以前，任何定位测量的测距误差限制被设定为值e。相对于阈值K检验值e。如果K＜e，则到达步骤4，从而进行最坏情况前沿的误差在用户定义的误差e之内，所以进行前沿将给出最坏情况误差K。如果该SNR小于阈值K，则到达步骤11，其中该使用前沿技术的测距误差比ε1更差，指示应当选择相关技术使用。当K＞e时，到达步骤11。这意味着进行最坏情况前沿的误差高于用户定义误差e。该系统通过实施相关技术仅能得到更小的测距误差。因为该系统具有在e内的测距误差，所以必须实施步骤11即相关技术。步骤11包括另一判定点。再次执行测试以确定对于具有相关时间T的相关技术，该SNR是否太低，以致于不能提供在用户定义误差值之内的测距误差值，该用户定义误差值是根据查找表找到的，该查找表包含根据用于各个SNR的信号和各个相关时间的相关技术得到的平均测距误差。该阈值测距误差是从关于各种时间和SNR的相关技术测距误差的另一个查找表中找到的。再次利用字段SNR、相关测距误差来构建基于已有数据的查找表。通过对固定SNR的信号和相关时间执行相关技术来找到该均值测距误差。通过该相关技术确定所接收信号的范围(range)。并且也在发射器和接收器之间测量准确范围。该相关估计范围和准确范围之间的差是关于特定SNR和相关时间的测距误差的值。对于放置在该环境中不同位置的发射器和接收器多次执行这些测量。所使用的测距误差值是对于固定SNR和相关时间T获得的那些值的均值，并且从而被用于对给定的SNR和相关时间T的特定值提取测距误差ε2。从该查找表中找到关于给定时间和SNR的相关测距误差作为阈值C。如果用户定义测距误差e大于C，那么用于该发射信号的该相关时间本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于无线电系统的定位方法，该方法包括：　　　　在该系统的一个单元接收信号；　　　　对该接收的信号应用至少一个测试以选择对于该信号的处理操作，该操作是以下之一：相关处理操作（步骤９，１２），前沿处理操作（步骤１０）；和　　　　然后执行所选择的操作。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J罗森费尔德，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]