1.一种基于窄带物联网时延估计的终端定位方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:S1、终端接收到来自服务基站和邻近基站的总定位参考信号y(n);
S2、根据小区参考信号估计出服务基站与终端间的信道,从而重建出来自服务基站的定位参考信号,并根据时延估计算法计算服务基站到终端的最优时延估计值;
S3、在总定位参考信号中消除来自服务基站的定位参考信号的干扰,得到来自邻近基站的定位参考信号;
S4、按发送功率大小对邻近基站进行排序,并对来自邻近基站的定位参考信号按邻近基站的排序进行连续干扰消除,得到每次干扰消除后来自每个邻近基站的定位参考信号;
并根据时延估计算法,分别计算每个邻近基站到终端的时延估计值,选择最小的时延估计值分别作为每个邻近基站到终端的最优时延估计值;
S5、将服务基站到终端的最优时延估计值和邻近基站到终端的最优时延估计值分别代入定位解算法,求得终端的位置坐标;
所述根据时延估计算法计算服务基站到终端的最优时延估计值,具体包括:其中,τ0,0表示为 取得最大值时所对应的τ值,也即是服务基站到终端的最优时延估计值;s0(n)表示服务基站发送的本地时域定位参考信号; 表示将重建后来自服务基站的时域定位参考信号取共轭;τ表示时延;t0,0表示服务基站到终端首达径的时延估计值;Δt为设定的内插时域范围;
所述每个邻近基站到终端的最优时延估计值包括:
τq,l表示第q个邻近基站在第l次循环时的时延估计值;l∈{1,2,...,Ni};
所述第q个邻近基站在第l次循环时的时延估计值的计算公式为:其中,τq,l为 取得最大值时对应的τ值;sq(n)表示第q个邻近基站发送的本地定位参考信号; 表示将yq,l(n)取共轭;tq,l表示第q个邻近基站在第l次循环时的首达径时延估计值。
2.根据权利要求1所述的一种基于窄带物联网时延估计的终端定位方法,其特征在于:所述根据小区参考信号估计出服务基站与终端间的信道,从而重建出来自服务基站的定位参考信号具体包括:服务基站向终端发送小区参考信号,终端采用最小二乘算法对接收到的小区参考信号YCRS(k)进行信道估计;并通过对服务基站的小区参考信号的信道估计的HCRS(k)时频位置进行线性插值,终端重建来自服务基站的定位参考信号的信道估计,从而重建来自服务基站的定位参考信号;
HCRS(k)=YCRS(k)/SCRS(k)
y0(n)=ifft(H0(k)S0(k))
其中,HCRS(k)表示服务基站的小区参考信号的信道估计;YCRS(k)表示终端接收到的小区参考信号;SCRS(k)表示服务基站发送的小区参考信号;y0(n)表示重建后的来自服务基站的定位参考信号;H0(k)表示重建后来自服务基站的定位参考信号的信道估计;S0(k)表示服务基站发送的定位参考信号;ifft表示快速离散傅里叶变换的逆变换。
3.根据权利要求1所述的一种基于窄带物联网时延估计的终端定位方法,其特征在于,所述服务基站到终端首达径的时延估计值的计算公式为:t0,0=n0,0×Ts;
其中,n0,0表示服务基站的最优首达径延迟数;Ts表示采样点的时间间隔;argmin[·]表示·取得最小值时,自变量的取值;
表示在n0,0满足右侧不等式
最小时的第零频域相关函数 所对应的
时延估计延迟数; 表示Y0(k)与S0(k)之间的频域相关函数;Y0(k)表示来自服务基站的频域定位参考信号,也即是y0(n)经过快速傅里叶变换后的信号;S0(k)表示服务基站发送的本地定位参考信号; 表示服务基站的底噪门限。
4.根据权利要求3所述的一种基于窄带物联网时延估计的终端定位方法,其特征在于,所述服务基站的底噪门限的计算公式为:snr表示工业上设定的信噪比;W表示采集随机噪声的次数;N表示采样点总数;w(k,p)表示第p次采集的随机噪声信号。
5.根据权利要求1所述的一种基于窄带物联网时延估计的终端定位方法,其特征在于,所述按发送功率大小对邻近基站进行排序,并对来自邻近基站的定位参考信号按邻近基站的排序进行连续干扰消除,得到每次干扰消除后来自每个邻近基站的定位参考信号具体包括:S401、按发送功率大小对邻近基站进行排序,邻近基站的编号分别对应为:1,2,...,M;
S402、设定迭代干扰消除的次数总数为Ni,设置循环参数l,令l=1;y1,1(n)=y(n)-y0(n);
S403、令q=1;
S404、按照连续干扰消除方法,得到第q个邻近基站在经过第l次干扰消除后的总定位参考信号yq,l(n);利用首达径搜索,分别求得各个邻近基站在第l次循环时的初始首达径时延估计值tq,l;对yq,l(n)进行内插处理,求得第q个邻近基站在第l次循环时的时延估计值τq,l,重建出第q个邻近基站在经过第l次干扰消除后的接收信号y'q,l(n),从而得到第q+1个邻近基站在经过第l次干扰消除后的总定位参考信号yq+1,l(n);
S405、若q≠M,令q=q+1,返回步骤S404;否则转至步骤S406;
S406、若l≠Ni,y1,l+1(n)=yM,l(n)-y'M,l(n),令l=l+1,转至步骤S403;q∈{1,2,...M};
M表示邻近基站总数;y1,1(n)表示第1个邻近基站在经过第1次干扰消除后的总定位参考信号;y0(n)表示重建后的来自服务基站的定位参考信号。
6.根据权利要求5所述的一种基于窄带物联网时延估计的终端定位方法,其特征在于,所述第q个邻近基站在第l次循环时的首达径时延估计值tq,l的计算公式为:tq,l=nq,l×Ts;
其中,nq,l表示第q个基站第l次循环时的首达径延迟数;Ts表示采样点的时间间隔;
argmin[·]表示·取得最小值时,自变量的取值;
表示在nq,l满足右侧不等
式 最小时 所对应的时延估计延迟数;
表示Yq,l(k)与Sq(k)间的频域相关函数;Sq(k)表示第q个基站的本地频域定位参考信号。
7.根据权利要求6所述的一种基于窄带物联网时延估计的终端定位方法,其特征在于,所述第q个邻近基站的底噪门限的计算公式为:snr表示工业上设定的信噪比;W表示采集随机噪声的次数;w(k,p)表示第p次采集的随机噪声信号;N表示采样点总数。