基于几何约束及迭代的NLOS环境定位算法
2021-07-02邓平,谢雪
邓 平 ,谢 雪
(西南交通大学信息科学与技术学院,四川 成都 610097)
随着5G时代的到来,无线定位技术将成为物联网应用和推广的重要支撑技术.现有无线定位技术中主要包括基于到达时间(time of arrival,TOA)、到达时间差(time difference of arrival,TDOA)、接收信号强度(received signal strength indication,RSSI)、电波到达角度(angle of arrival,AOA)以及 TOA、AOA等多种特征参数的混合定位技术[1]等.在室内、室外等多种5G网络场景的无线定位中,由于移动台(mobile station,MS)能接收到有效信号的基站(base station,BS)数目通常有限,因此在算法设计时通常需要限制可用于定位的BS数量,并考虑用较少数量的BS来实现移动台的位置估计.此外,无论在室内还是室外场景,电波的非视距(non-line-ofsight,NLOS)传播普遍存在,造成 TOA、AOA等电波特征测量值会产生较大偏差,从而大大降低算法的定位精度.
目前,抗NLOS误差定位算法可分为两类:第一类是统计处理法,该方法基于NLOS误差或者信道环境的统计特性进行处理[2-4].例如文献[2-3]使用NLOS 误差和视距(line-of-sight,LOS)误差先验信息,实现LOS重建;文献[4]利用信道环境的先验信息估算NLOS误差大小,实现TDOA测量矩阵和协方差矩阵的重构.但是,由于NLOS误差总是随着环境的改变而动态变化,而实际移动通信环境复杂多变,是很难准确捕捉到所在环境NLOS误差的统计规律,致使这一类算法很难得到有效的工程应用.
第二类算法简称几何法[5-13],以BS和MS之间的位置几何关系为基础建立约束条件,把求解MS估计位置转换为求解一个最优化问题.这类算法的优点在于可以适应复杂的实际变化环境,有效地利用各种测量信息,但是传统……
