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专利号: 2015104739407
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-01-15
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.用于室内WLAN环境下RSS/AOA/TDOA定位性能的评价方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一、选定定位目标区域;

步骤二、确定定位目标区域中接入点AP的位置;

步骤三、令目标区域内第i个用户可能位置为θi=(xi,yi);

步骤四、利用费歇尔信息矩阵,分别计算关于第i个用户可能位置的三个单观测量定位误差限,即AOA定位误差限V(A)i,RSS定位误差限V(R)i以及TDOA定位误差限V(T)i;

所述单观测量定位误差限表示:在室内WLAN定位过程中,使用一个观测量的信息来进行用户位置估计时的定位误差限;

所述AOA定位误差限V(A)i表示:在第i个用户可能位置,利用费歇尔信息矩阵计算得到AOA定位算法的克拉美罗界,即平方位置误差界;

所述RSS定位误差限V(R)i表示:在第i个用户可能位置,利用费歇尔信息矩阵计算得到RSS定位算法的克拉美罗界;

所述TDOA定位误差限V(T)i表示:在第i个用户可能位置,利用费歇尔信息矩阵计算得到TDOA定位算法的克拉美罗界;

步骤五、利用费歇尔信息矩阵,分别计算关于第i个用户可能位置的三个双观测量定位误差限,即AOA/RSS定位误差限V(A/R)i,AOA/TDOA定位误差限V(A/T)i,以及RSS/TDOA定位误差限V(R/T)i;

所述双观测量定位误差限表示:在室内WLAN定位过程中,使用两个观测量的信息来进行用户位置估计时的定位误差限;

所述AOA/RSS定位误差限V(A/R)i表示:在第i个用户可能位置,利用费歇尔信息矩阵计算得到AOA/RSS定位算法的克拉美罗界;

所述AOA/TDOA定位误差限V(A/T)i表示:在第i个用户可能位置,利用费歇尔信息矩阵计算得到AOA/TDOA定位算法的克拉美罗界;

所述RSS/TDOA定位误差限V(R/T)i表示:在第i个用户可能位置,利用费歇尔信息矩阵计算得到RSS/TDOA定位算法的克拉美罗界;

步骤六、利用费歇尔信息矩阵,计算关于第i个用户可能位置的三观测量定位误差限,即AOA/TDOA/RSS定位误差限V(A/T/R)i;

所述三观测量定位误差限表示:在室内WLAN定位过程中,使用三个观测量的信息来进行用户位置的估计时的定位误差限;

所述AOA/TDOA/RSS定位误差限V(A/T/R)i表示:在第i个用户可能位置,利用费歇尔信息矩阵计算得到AOA/TDOA/RSS定位算法的克拉美罗界;

步骤七、判断i是否等于n;若是,则进入步骤九;若否,则进入步骤八;

步骤八、令i=i+1,得到第i+1个用户可能位置,并进入步骤三;

步骤九、计算定位目标区域内所有用户可能位置的平均定位误差限Vave;

其中,n表示定位目标区域内用户可能位置的个数;V(·)i表示在第i个用户可能位置,利用费歇尔信息矩阵计算得到某观测量定位算法的克拉美罗界;

步骤十、根据Vave的取值评估各定位算法的性能;

步骤十一、输出性能最优的定位算法。

2.根据权利要求1所述的用于室内WLAN环境下RSS/AOA/TDOA定位性能的评价方法,其特征在于:所述步骤四中,所述RSS定位误差限V(R)i的表达式为:其中,σ1为RSS服从的高斯分布噪声标准差;β表示路径损耗指数,其反映了信号传播路径损耗与距离的关系;m为AP的个数;dik为第i个用户可能位置到第k个AP(APk)的距离,即 (xi,yi)是第i个用户可能位置坐标;(xk,yk)是APk位置坐标;αik表示第i个用户可能位置和APk距离连线与水平面的仰角;

所述TDOA定位误差限V(T)i的表达式为:

其中,c为电磁波传播的速度,约为光速;στ为信号到达时间服从高斯分布噪声的标准差;

所述AOA定位误差限V(A)i的表达式为:

其中,σα为信号到达角度服从高斯分布噪声的标准差。

3.根据权利要求2所述的用于室内WLAN环境下RSS/AOA/TDOA定位性能的评价方法,其特征在于:所述步骤五中,所述AOA/RSS定位误差限V(A/R)i的表达式为:其中,ρ13为RSS与AOA的相关度;

所述RSS/TDOA定位误差限V(R/T)i的表达式为:其中,ρ12为RSS与TDOA的相关度;

所述AOA/TDOA定位误差限V(A/T)i的表达式如下:其中,ρ23为AOA与TDOA的相关度。

4.根据权利要求3所述的用于室内WLAN环境下RSS/AOA/TDOA定位性能的评价方法,其特征在于:所述步骤六中,所述AOA/TDOA/RSS定位误差限V(A/T/R)i的表达式为:

2 2 2

r=1+2ρ12ρ13ρ23-ρ12-ρ13-ρ23;

其中, Pwf表示墙壁和地板对信号的衰减;P(d0)表示参考位置,即与AP距离为d0处的信号强度; 表示第i个用户可能位置处接收到APk的信号强度估计值; 表示第i个用户可能位置与APk的距离估计值; 表示第i个用户可能位置和APk距离连线与水平面的仰角估计值。