[发明专利]定位方法及定位装置

说明书

技术领域

本发明涉及信号处理技术领域，尤其涉及一种定位方法及定位装置。

背景技术

在传统的基于时延的定位方法中，多个已知位置的发射点可以在同一时间向地面发送不同的已知序列，这些已知序列需要满足较强的相关性，例如码分多址(Code Division Multiple Access，CDMA)序列。当某个用户接收到多个发射点发送的不同已知序列组成的混合信号时，会用不同发射点发送的已知序列分别与用户接收到的接收信号即不同已知序列组成的混合信号作卷积操作。假设没有信道和高斯噪声的干扰，卷积的结果是一个冲激信号，利用该冲激信号可以测出某个发射点到用户的时延，进而可以利用电磁波的传播速度计算出该发射点到用户的距离。当测量得到多个发射点至用户的距离后，以每个发射点为中心，每个发射点至用户的距离为半径作球面，所有球面的交点便是用户所在的位置。

上述定位方法的复杂度主要来自于已知序列和接收信号的卷积运算，假设已知序列的长度为n，则卷积运算的复杂度为O(n²)。传统的定位方法利用原始域卷积变换域相乘的性质，可以将原本卷积运算的复杂度O(n²)降低至O(nlogn)。

在现有的另一种定位方法中，利用了频域抽样时域折叠的性质，将原本卷积运算的复杂度O(n²)降低至在该方法中，假设已知序列和接收信号进行卷积运算的结果有且只有一个能量较大的索引值，而在实际系统中，由于接收信号受到多径信道的影响，该卷积运算的结果为时域信道的冲激响应，该假设条件并不能成立。

发明内容

技术问题

有鉴于此，本发明要解决的技术问题是，如何实现在考虑多径信道影响的情况下，降低定位方法的运算复杂度。

解决方案

为了解决上述技术问题，在第一方面，本发明提供了一种定位方法，包括：

接收端分别从各个发射端接收已知序列信号；

所述接收端将各个所述已知序列信号和接收信号分别进行快速傅里叶变换FFT，所述接收信号是由各个所述已知序列信号经过信道衰落叠加而成的混合信号，其中，所述已知序列信号FFT后得到的为第一频域信号，所述接收信号FFT后得到的为第二频域信号；

将所述第二频域信号分别与各个所述第一频域信号相乘，对应得到各个中间频域信号；

对各个中间频域信号进行运算，得到各个中间频域信号对应的时延；

根据各个中间频域信号对应的时延，确定所述接收端的位置。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述对各个中间频域信号进行运算，得到各个中间频域信号对应的时延，包括：

对中间频域信号进行运算，对应得到第一集合，所述第一集合的大小为K的数量级，所述第一集合由所述中间频域信号在时域内的连续索引值组成，K表示信道的最大多径时延；

按照采样间隔O(n/K)，对所述中间频域信号进行频域降采样，并对降采样结果进行快速傅里叶反变换IFFT，对应得到第二集合，所述第二集合由所述IFFT的结果中按照能量从大到小的顺序依次取出的β个索引值组成，其中O(n/K)为n/K的数量级，n为所述已知序列信号的总长度，β为已知的正整数；

对所述中间频域信号对应的第一集合与第二集合进行交集运算，并根据交集运算的结果确定所述中间频域信号对应的时延。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述对中间频域信号进行运算，对应得到第一集合，在满足迭代条件的情况下，执行以下步骤：

根据第一参数，对所述中间频域信号进行变换域扩张，对应得到扩张信号，其中所述变换域为时域；

根据第二参数，对所述扩张信号进行变换域移位，对应得到移位信号；

根据离线构造的频域窗函数将所述移位信号分为两组，并分别计算两个分组的能量；

根据所述两个分组能量的大小关系，排除所述中间频域信号在时域上的索引值；

计算下一次迭代中的所述第一参数和所述第二参数，并判断是否满足下一次的迭代条件。

结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，在所述根据离线构造的频域窗函数将所述移位信号分为两组之前，包括：

采用公式离线构造频域窗函数；