基于散射体信息的室内NLOS 多站协作定位算法
2021-06-04谢良波李升周牧李泽田增山王亚付长友
谢良波,李升,周牧,李泽,田增山,王亚,付长友
(重庆邮电大学通信与信息工程学院,重庆 400065)
1 引言
随着无处不在的基于位置服务的发展,智能产业的普及加速了室内场景中智能应用的过程[1-3]。考虑到大量的人类活动发生在室内环境中,因此,实用的基于位置的室内服务目前吸引了研究人员的大量研究[4-5]。受卫星信号覆盖范围的限制,在室外得到广泛应用的全球定位系统在室内无法发挥出应有的性能,因此,在过去的20 年中已经提出了多种室内定位技术。现有定位技术大致可以分为基于视觉的[6-7]、基于传感器的[8]和基于无线的,主要包括Wi-Fi[9-10]、蓝牙[11-12]、超宽带(UWB,ultra wide band)[13-14]等。在室内环境下,由于障碍物的遮挡无线信号会产生折射和散射,此种现象称之为非视距(NLOS,non line of sight)传播。尽管如此,当前基于Wi-Fi 的定位方法主要集中于视距(LOS,line of sight)场景,而在NLOS 环境中还没有比较好的解决方案。
在NLOS 干扰较严重的室内环境下,传统的LOS 定位算法将不再适用。基于此,出现了一些方法,如传播模型法、基于散射体信息法等。目前,传播模型法大部分基于经典散射模型。文献[15]提出了一个推导的散射模型,包括圆环模型、圆盘模型以及椭圆模型的到达角(AOA,angle of arrive)、飞行时间(TOF,time of flight)概率密度函数的方法。由于室内场景大小的限制,大部分散射模型仅仅适用于室外的蜂窝网定位,因此在室内环境下传播模型法应用较少。而基于散射体几何位置关系的定位算法,其巧妙之处在于把NLOS 干扰带来的定位误差转换为可用的物理测量因素,因此定位精度主要取决于定位参数的测量精度。……
