一種基于脈沖幅度比值指紋的天線陣列單基站定位方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種基于脈沖幅度比值指紋的天線陣列單基站定位方法，包括以下步驟：1)建立指紋數(shù)據(jù)庫(kù)：2)利用指紋數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行AOA估計(jì)：3)進(jìn)行TOA估計(jì)：使用傳統(tǒng)的方法測(cè)得TOA，進(jìn)而計(jì)算出距離；4)進(jìn)行UWB無(wú)線定位：根據(jù)AOA和TOA估計(jì)值，再利用傳統(tǒng)的UWB定位算法，進(jìn)行基于UWB的無(wú)線定位。通過(guò)以上方法，使用脈沖幅度的測(cè)量替代了以往脈沖到達(dá)微量時(shí)間差的測(cè)量，可以避免因使用微量時(shí)間差的測(cè)量來(lái)計(jì)算信號(hào)到達(dá)角度所需要的高精度時(shí)鐘，從而簡(jiǎn)化了基站的設(shè)備要求，同時(shí)因?yàn)榉鹊臏y(cè)量比較簡(jiǎn)單且精度較高，亦可提高系統(tǒng)的定位精度。仿真的結(jié)果表明，使用脈沖幅度測(cè)量來(lái)計(jì)算AOA的誤差可控制在0.1度以內(nèi)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種基于脈沖幅度比值指紋的天線陣列單基站定位方法，其特征在于，包括以下步驟：1)建立指紋數(shù)據(jù)庫(kù)：(1)從已知入射角θ發(fā)射UWB信號(hào)，測(cè)得每個(gè)天線接收到的信號(hào)強(qiáng)度，找到信號(hào)強(qiáng)度最大的兩個(gè)天線，并確定所屬的角度區(qū)間；(2)根據(jù)公式(7)得到一個(gè)歸一化的比值R，即R＝(最大幅度?次大幅度)/次大幅度，在每個(gè)角度區(qū)間內(nèi)，R為一單調(diào)函數(shù)，均勻分布在0～1之間；R=Fn(θ)-Fn-1(θ)Fn-1(θ)---(7)其中：Fn(θ)=Ae-k(θ-nθ0)2Fn-1(θ)=Ae-k(θ-(n-1)θ0)2其中θ0為天線波束的軸線間距，k是與半功率波束寬度有關(guān)的一個(gè)常量，接收信號(hào)幅度最大的天線序號(hào)為n號(hào)，次強(qiáng)的天線序號(hào)為(n?1)號(hào)；A為UWB信號(hào)到達(dá)天線序號(hào)為n號(hào)和天線序號(hào)為(n?1)號(hào)天線處的幅度；(3)在每個(gè)角度區(qū)間內(nèi)，用曲線擬合或者神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方式建立入射角θ與R的指紋對(duì)照關(guān)系；2)利用指紋數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行AOA估計(jì)：(1)在估計(jì)AOA時(shí)，首先測(cè)量所有天線接收到的信號(hào)強(qiáng)度，找到信號(hào)強(qiáng)度最大的兩個(gè)天線，根據(jù)這兩個(gè)天線的序號(hào)，確定在哪個(gè)角度區(qū)間；(2)根據(jù)所述公式(7)得到一個(gè)歸一化的比值R；(3)在所述角度區(qū)間通過(guò)一定的指紋比對(duì)方法查詢與比值對(duì)應(yīng)的角度，即為估計(jì)的AOA；3)進(jìn)行TOA估計(jì)：使用傳統(tǒng)的方法測(cè)得TOA，進(jìn)而計(jì)算出距離；4)進(jìn)行UWB無(wú)線定位：根據(jù)AOA和TOA估計(jì)值，再利用傳統(tǒng)的UWB定位算 法，進(jìn)行基于UWB的無(wú)線定位。...

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張浩，李娟，崔學(xué)榮，吳春雷，張國(guó)平，王景景，王辛杰，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)海洋大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：