第25卷第6期四川理工学院学报(自然科学版)Vol.25No.62012年12月JournalofSichuanUniversityofScience＆Engineering(NaturalScienceEdition)Dec.2012文章编号:1673-1549(2012)06-0022-05DOI:10．3969/j．issn．1673-1549．2012．06．006一种基于时间反转的无线定位方法郝明a，熊兴中a，邱玲b(四川理工学院a．自动化与电子信息学院;b．计算机学院，四川自贡643000)摘要:针对传统的蜂窝网无线定位方法受非视距传输、信道噪声、多径干扰等因素的影响，定位精度往往会出现较大偏差的情况，提出了一种基于时间反转的无线定位方法。该方法以不同信道冲激响应的相关函数的脉冲宽度作为位置特征参数，测量移动终端到基站之间的距离，实现对移动终端的定位。实验仿真结果证明，在存在非视距传输、信道噪声、多径干扰的情况下，该方法具有较好的定位效果。关键词:无线定位;相关函数;冲激响应;时间反转中图分类号:TN929.531文献标志码:A蜂窝网无线定位技术，就是利用现有的移动通信网络，通过对各种位置特征参数进行测量和估计来实现对移动终端的位置坐标进行定位［1］。近年来，随着技术的发展和需求的增长，蜂窝网无线定位技术在无线资源管理、自动定位导航、智能交通、旅游信息管理、应急救援服务等多个方面得到广泛应用，对人们的生活具有重大的意义。时间反转技术是一项空间信道匹配新技术，具有空间及时间聚焦特性。不同用户间的信道冲激响应一般是不相关或弱相关的［2-3］，利用时间反转技术的这一特性能够减小非视距传输、信道噪声、多径干扰等因素对定位精度的影响。y(t)=hk(t)*h(－t)*(1)k'当k≠k'时，y(t)就是hk(t)与hk'(t)的互相关函数，当k=k'，y(t)就是h(t)的自相关函数。k假设某一无线信道具有3条传播路径，3条路径的延迟时间分别为0、τ1、τ2，其信道冲激响应及其时间反转的共轭形式如下:hk(t)=hk0δ(t)+hk1δ(t－τ1)+hk2δ(t－h*(－t)=h*δ(t)+h*δ(t+τ)+h*δ(t+τ)kk0k11k22则可以推导出:y(t)=hk(t)*hk'(－t)=*［hk0δ(t)+hk1δ(t－τ1)+hk2δ(t－τ2)］*［h*δ(t)+h*δ(t+τ)+h*δ(t+τ)］=k0k11k221基于时间反转的无线定位方法hk0hk2δ(t+τ2)*+hk0hk1δ(t+τ1)*+1.1时间反转技术基于时间反转的无线定位方法以不同信道冲激响应的相关函数的脉冲宽度作为位置特征参数。时间反转技术的空间及时间聚焦特性能够提高位置特征参数的准确性，降低非理想的信道因素对定位精度的影响。*k0**(hk0h)δ(t)+hh+hh+k1k1k2k2**hk2h1δ(t－τ2+τ1)+hk1hk0δ(t－τ1)+khk0δ(t－τ2)+hk1hk2δ(t－τ1+τ2)h**k2可见，相关函数y(t)的主瓣较强(上式中的第3项)。与时延大小无关，各条路径均对主瓣有贡献，假设某无线信道的冲激响应为hk(t)，hk(－t)表示hk(t)时间反转的共轭形式，则*［2］。能将所有的多径加以利用时间反转技术在无线定位中的应用还能够减小信收稿日期:2012-10-08基金项目:四川省杰出青年基金项目(2011JQ0034);四川理工学院人才引进项目(2010XJKRL014)作者简介:郝明(1982-)，男，四川自贡人，讲师，硕士，主要从事无线定位方面的研究，(Email)haomingeleven@126com---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---道噪声对定位精度的影响，提高定位精度。假设某条信道的信道加性噪声为nk(t)，信道冲激响应为hk(t)应的信道冲激响应h(t)并求出h(t)的自相关函数的脉冲宽度S0，以及h(t)与hi(－t)*的互相关函数的脉冲h*(－t)宽度S。于是有:表示h(t)时间反转的共轭形式。则实际的信ikkbLi道冲激响应为hk(t)+nk(t)，公式(1)可以写为:(2)Si=c+aS0e**根据公式(2)可以得:y(t)=［hk(t)+nk(t)］*［hk'(－t)+nk'(－t)］=L=1/bln［(S－c)/aS］(3)+∞∫－∞［hk(τ)+nk(τ)］［h(－t－τ)**k'(－t－τ)］dτ=ii0+nk'其中，a、b、c是待定系数，在S0、Si和Li已知的情况下就可以求出a、b、c。+∞+∞∫－∞hk∫－∞(τ)h*(－t－τ)dτ+h(τ)n*(－t－τ)dτ+k'k+∞+∞∫－∞hk'∫－∞*(－t－τ)n(τ)dτ+n(τ)n*(－t－τ)dτkk由上式可以看到，由于信道冲激响应与噪声，以及噪声与噪声之间的相关性很低，相关函数主要由上式中的第一项决定，即噪声对特征测量参数的影响...