[发明专利]一种TDOA定位性能检测方法及系统

说明书

本发明提出了一种TDOA定位性能检测方法及系统，采用传播图论信道仿真技术并通过真实测试环境的数字地图模拟得到该环境的信道冲激响应，向待测TDOA定位系统的TDOA传感器发送基于发射信号和真实测试环境的信道冲激响应的中间发射信号，由待测TDOA定位系统基于该中间发射信号计算待测源的位置，并与待测源的实际位置进行比较，评估待测TDOA定位系统在该环境中的定位性能。本发明实施简单、快捷且有效，测试成本低，测试效率高，检测效果科学全面，具有巨大的应用前景。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，涉及一种定位性能检测技术，尤其是TDOA定位性能检测技术。

背景技术

随着第五代移动通信系统和无线智慧城市应用的发展，基于位置的通信服务需求日益增加，因此定位技术受到越来越多的关注。定位技术主要分为两种方式：基于几何方式以及基于数据库方式。前者包含利用信号的到达时间、到达时间差(TDOA)、到达角度。后者利用机器学习算法实现地点特征和地理位置之间的映射，并以此预测待测源的位置。在这些定位方法中，TDOA利用信号从待测源到多台传感器的距离之差，得到待测源的位置。这种方法实现简单，设备成本较低，部署方便，有十分广泛的应用，能够在机场、车站等公共区域用于实现目标定位的应用。

TDOA系统的实际定位性能优劣和多种因素有关，主要包括TDOA定位算法的有效性和复杂度，以及定位系统硬件本身的性能表现。通常综合地检测一个TDOA定位系统的性能需要将系统置于真实测试环境中进行实地测试。然而，在真实环境中测试，通常只能分析定位系统在单一环境下的定位性能。若需要分析定位系统在更多场景下的定位性能，则需要耗费较高的成本。因此，传统TDOA定位系统性能检测技术无法通过不断改变环境来全面科学评估TDOA定位系统在各种非视距(None Line ofSight，NLOS)环境中的定位性能，这是影响TDOA定位系统实际使用效果的重要因素。

发明内容

本发明的目的在于提供一种TDOA定位系统的定位性能检测技术，以克服在真实环境下检测TDOA定位系统的定位性能所面临的环境单一、干扰不可控和测试成本高等问题，允许在实验室搭建TDOA定位系统的性能检测系统，而无需在真实环境中布置实际的TDOA定位系统。

为了达到上述目的，本发明的解决方案是：

一种TDOA定位性能检测方法，采用信道仿真技术模拟得到真实测试环境的信道冲激响应，向待测TDOA定位系统的TDOA传感器发送基于发射信号和真实测试环境的信道冲激响应的中间发射信号，由待测TDOA定位系统基于所述中间发射信号计算待测源的位置，并与待测源的实际位置进行比较，评估待测TDOA定位系统的定位性能。

由射频装置向待测TDOA定位系统的TDOA传感器发射所述中间发射信号；优选地，所述射频装置为通用软件无线电外设；优选地，所述中间发射信号为待测源的发射信号与真实测试环境的信道冲激响应的卷积；进一步优选地，所述中间发射信号为待测源的发射信号与真实测试环境的信道冲激响应的卷积与高斯白噪声之和。

所述TDOA定位性能检测方法包括以下步骤：

(1)采用仿真技术构建真实测试环境的数字地图；

预设待测源和待测TDOA定位系统的TDOA传感器在所述数字地图中的位置；

(2)计算从所述待测源到所述TDOA传感器的信道冲激响应，并设置所述待测源的发射信号；

(3)计算所述信道冲激响应与所述发射信号的卷积，基于所述卷积形成中间发射信号；

(4)将所述中间发射信号发送给所述TDOA传感器；

(5)将所述待测TDOA定位系统根据所述中间发射信号预估的所述待测源的位置，与预设的待测源的位置进行比较，评估待测TDOA定位系统的定位性能。