一种室内toa测距值模拟生成方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及定位技术领域，特别是指一种室内TOA测距值模拟生成方法及装置。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着社会的不断发展，精确的位置信息在日常生产、生活中的作用变得更 加重要。在室内环境下，全球定位装置（GPS，Global Positioning System)等卫星定位无 法工作，不能满足室内对于位置信息的精度要求，因此室内定位一般采用基站作为定位的 节点，构建拓扑网络。但在室内环境中，多径效应是产生测距误差的主要原因，多径效应主 要来源于地面、墙壁、家具、门窗的反射等，导致生成的测距值具有很大的偏差，为了减小该 偏差，需要通过相应的定位算法对生成的测距值进行处理，这一处理过程中，定位算法依赖 于该特定室内环境的测距值，因此必须要提供大量的测距值。
[0003] 现有技术中，获取这些测距值的方法是进行大量实际测试，通常是针对特定的室 内环境首先选取典型的几个位置设计测试流程，再按设计的测试流程来逐步收集该室内环 境下基站在不同位置的测距值。这种实际测试方法只能收集该室内环境的数据，如果换成 其它的室内环境则需要重新设计新的测试流程重新测试，导致测试的灵活性低，现有的实 际测试还具有如下问题：在实际测试过程中需要专门的测试人员设计测试流程，测试周期 长，大批量测试数据处理可能会出现数据丢失、重复等问题，导致测试效率低下、浪费人力 资源。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题是提供一种室内TOA测距值模拟生成方法及装置，以解 决现有技术所存在的实际测试效率低下、灵活性低、测试周期长、浪费人力资源的问题。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种室内TOA测距值模拟生成方法，包 括：
[0006] 获取室内环境信息，并对所述室内环境信息进行处理输出射线追踪图；
[0007] 对输出的所述射线追踪图进行转换，模拟生成发射节点和接收节点之间的测距 值。
[0008] 优选地，所述射线追踪图包括：信号的每条传输路径和每条传输路径的信号到达 接收天线的时间数组和信号强度数组信息；
[0009] 所述室内环境信息包括：所述室内环境中对信号传输有影响的环境参数，所述环 境参数包括：室内环境地图、室内环境的反射折射系数、发射天线的发射角度间隔、发射天 线的中心发射功率、接收天线能收到的信号的最低强度阈值、发射节点和接收节点在室内 环境地图中的位置；
[0010] 所述发射节点包括：发射天线，接收节点包括：接收天线，当在同一室内环境中进 行批量模拟测试时，重新设置所述发射节点和/或接收节点在室内环境地图中的位置。
[0011] 优选地，所述对输出的所述射线追踪图进行转换，模拟生成发射节点和接收节点 之间的测距值包括：
[0012] 根据信号的每条路径和每条路径的信号到达接收天线的时间数组和信号强度信 息数成信道模型图，所述信道模型图用于表示接收天线接收到的不同路径的信号强度在时 域上的分布；
[0013] 将所述信道模型图转换成时域上的脉冲包络图；
[0014] 对所述脉冲包络图进行处理，模拟生成发射节点和接收节点之间的测距值。
[0015] 优选地，所述将所述信道模型图转换成时域上的脉冲包络图包括：
[0016] 当所述信道模型图存在视距路径信号时，则在信道模型图中的每个信号脉冲上叠 加瑞利分布衰落模型，生成时域上的脉冲包络图；
[0017] 当所述信道模型图不存在直视路径的信号时，则在信道模型图中的每个信号脉冲 上叠加莱斯分布衰落模型，生成时域上的脉冲包络图。
[0018] 优选地，所述对所述脉冲包络图进行处理，模拟生成发射节点和接收节点之间的 测距值包括：
[0019] 提取所述脉冲包络图中最大信号强度对应的到达时间；
[0020] 将所述到达时间与电磁波在空气中的传输速度作乘积得到发射节点和接收节点 之间的测距值。
[0021] 本发明实施例还提供一种室内TOA测距值模拟生成装置，包括：
[0022] 射线追踪单元：用于获取室内环境信息，并对所述室内环境信息进行处理输出射 线追踪图；
[0023] 测距值生成单元：用于对输出的所述射线追踪图进行转换，模拟生成发射节点和 接收节点之间的测距值。
[0024] 优选地，所述射线追踪图包括：信号的每条传输路径和每条传输路径的信号到达 接收天线的时间数组和信号强度数组信息；
[0025] 所述室内环境信息包括：所述室内环境中对信号传输有影响的环境参数，所述环 境参数包括：室内环境地图、室内环境的反射折射系数、发射天线的发射角度间隔、发射天 线的中心发射功率、接收天线能收到的信号的最低强度阈值、发射节点和接收节点在室内 环境地图中的位置；
[0026] 所述发射节点包括：发射天线，接收节点包括：接收天线，当在同一室内环境中进 行批量模拟测试时，重新设置所述发射节点和/或接收节点在室内环境地图中的位置。
[0027] 优选地，所述测距值生成单元包括：
[0028] 信道模型生成模块：用于根据信号的每条路径和每条路径的信号到达接收天线的 时间数组和信号强度信息数成信道模型图，所述信道模型图用于表示接收天线接收到的不 同路径的信号强度在时域上的分布；
[0029] 脉冲包络生成模块：用于将所述信道模型图转换成时域上的脉冲包络图；
[0030] 测距值生成模块：用于对所述脉冲包络图进行处理，模拟生成发射节点和接收节 点之间的测距值。
[0031 ] 优选地，所述脉冲包络生成模块包括：
[0032] 第一脉冲包络生成子模块：用于当所述信道模型图存在视距路径信号时，则在信 道模型图中的每个信号脉冲上叠加瑞利分布衰落模型，生成时域上的脉冲包络图；
[0033] 第二脉冲包络生成子模块：用于当所述信道模型图不存在直视路径的信号时，则 在信道模型图中的每个信号脉冲上叠加莱斯分布衰落模型，生成时域上的脉冲包络图。
[0034] 优选地，所述测距值生成模块包括：
[0035] 时间提取子模块：用于提取所述脉冲包络图中最大信号强度对应的到达时间；
[0036] 测距值生成子模块：用于将所述到达时间与电磁波在空气中的传输速度作乘积得 到发射节点和接收节点之间的测距值。
[0037] 本发明的上述技术方案的有益效果如下：
[0038] 上述方案中，通过获取室内环境信息，并对获取的所述室内环境信息进行处理输 出射线追踪图，再对输出的所述射线追踪图进行转换，模拟生成发射节点和接收节点之间 的测距值。这样，通过模拟真实的室内环境下的信号的传输，利用射线追踪方法，并基于时 间到达（Time of arrival，T0A)测距原理，能够精确地模拟生成该室内环境下发射节点和 接收节点之间的测距值，在短时间内能够获得批量可靠的模拟测距值，测试效率高、测试时 间短、测试结果准确可靠，同时无需测试人员设计测试流程能够节约人力资源，且适用于不 同的室内环境下的发射节点和接收节点之间的测距值计算，灵活性强。
【附图说明】
[0039] 图1为本发明实施例提供的室内TOA测距值模拟生成方法的方法流程图；
[0040] 图2为本发明实施例提供的射线追踪图；
[0041] 图3为本发明实施例提供的信道模型图；
[0042] 图4为本发明实施例提供的脉冲包络图；
[0043] 图5为本发明实施例提供的室内TOA测距值模拟生成装置的结构示意图；
[0044] 图6为图5中102的详细结构示意图；
[0045] 图7为本发明实施例提供的室内TOA测距值模拟生成装置的详细结构示意图。
【具体实施方式】
[0046] 为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具 体实施例进行详细描述。
[0047] 本发明针对现有的实际测试效率低下、灵活性低、测试周期长、浪费人力资源的问 题，提供一种室内TOA测距值模拟生成方法及装置。
[0048] 实施例一
[0049] 参看图1所示，本发明实施例提供的一种室内TOA测距值模拟生成方法，包括：
[0050] Sl :获取室内环境信息，并对所述室内环境信息进行处理输出射线追踪图；
[0051] S2:对输出的所述射线追踪图进行转换，模拟生成发射节点和接收节点之间的测 距值。
[0052] 本发明实施例所述的室内TOA测距值模拟生成方法，通过获取室内环境信息，