【產(chǎn)通社，10月11日訊】富士通集團（Fujitsu Group）官網(wǎng)消息，其旗下研究開發(fā)中心有限公司日前開發(fā)了在異步無線通信系統(tǒng)中利用多徑特征指紋及粒子濾波實現(xiàn)室內(nèi)定位追蹤技術(shù)。該技術(shù)通過充分利用信號的多徑傳播特性來提高室內(nèi)定位精度，利用兩步定位（或稱粗細定位）方法實現(xiàn)異步無線系統(tǒng)中的定位功能，采用地圖匹配輔助的粒子濾波技術(shù)實現(xiàn)動態(tài)的1米級精度的定位追蹤性能。該技術(shù)可低成本的快速實現(xiàn)各類室內(nèi)定位應(yīng)用。有關(guān)該技術(shù)的詳細內(nèi)容于9月21日在加拿大蒙特利爾舉行的“2016 IEEE 84TH Vehicular Technology Conference: VTC2016-Fall”會議上進行了說明。

基于位置的服務(wù)（Location Based Service, LBS）市場需求逐年劇增，而定位技術(shù)是LBS系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。在室內(nèi)區(qū)域，定位技術(shù)可廣泛用于商場、博物館、展覽館、停車場、醫(yī)院、倉儲等領(lǐng)域，以提供精準的商業(yè)廣告投放、室內(nèi)導(dǎo)航、物品管理等服務(wù)以及輔助基于虛擬現(xiàn)實的室內(nèi)游戲開發(fā)之中。高精度的室內(nèi)定位技術(shù)有利于增強LBS的服務(wù)質(zhì)量，為人們提供更好的數(shù)字化生活服務(wù)。

全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System, GPS）在室內(nèi)定位應(yīng)用中失效，而傳統(tǒng)的基于TOA（Time of Arrival）、TDOA（Time Difference of Arrival）的室內(nèi)無線定位方法的定位精度受信號的非視距（None-line-of-sight, NLOS）傳播、多徑傳播及陰影效應(yīng)的影響而降低。同時，傳統(tǒng)方法要求系統(tǒng)中收發(fā)機之間、發(fā)射機之間精準的同步功能，使得定位系統(tǒng)更加復(fù)雜化。

富士通研究開發(fā)中心利用軟件無線電（Software Defined Radio, SDR）平臺實現(xiàn)室內(nèi)定位系統(tǒng)的原型機開發(fā)。在室內(nèi)GPS失效時，發(fā)射機可發(fā)射GPS或WiFi等無線網(wǎng)絡(luò)參考信號，接收機接收信號后提取多徑特征（Multipath Profile, MP）及接收信號強度（Received Signal Strength, RSS），然后由終端進行位置估計，從而實現(xiàn)室內(nèi)定位。

本定位追蹤系統(tǒng)具有以下關(guān)鍵技術(shù)：

（1）兩步指紋定位技術(shù)：所謂指紋定位，是指在離線階段在預(yù)定區(qū)域內(nèi)的參考點處采集信號特征集作為當前參考點處的指紋，并存儲于數(shù)據(jù)庫中；在在線定位階段，通過實時的指紋信息與數(shù)據(jù)庫中的指紋進行匹配，查找最佳匹配的參考點來進行位置估算。為實現(xiàn)異步無線系統(tǒng)的定位估算，首先通過RSS指紋定位獲取終端所在的粗區(qū)域，然后通過匹配在線測量的多徑特征指紋與該粗區(qū)域內(nèi)參考點處的指紋來獲取最佳匹配的參考點位置以估計終端的精確位置。多徑特征指紋匹配首先需要采用最大相關(guān)準則來對齊兩個多徑特征，去噪后通過向量余弦的方法計算兩個對齊的多徑特征的相似度。相似度最大的參考點將被選擇以估計終端的精確位置。

（2）粒子濾波技術(shù)：粒子濾波技術(shù)主要由粒子狀態(tài)預(yù)測、粒子權(quán)重更新、粒子重采樣三部分組成。粒子的狀態(tài)預(yù)測基于一種魯棒性運動模型，即粒子狀態(tài)轉(zhuǎn)移模型中的步長與航向兩個參數(shù)是服從均勻分布的；粒子權(quán)重的更新引用了新的地圖匹配模型來增強性能，即系統(tǒng)先通過上一時刻的位置估計找出最近的一條路徑，然后根據(jù)各粒子與該路徑中心的距離來更新粒子的權(quán)重。通過本技術(shù)，實現(xiàn)了異步無線定位技術(shù)，降低了定位系統(tǒng)的復(fù)雜度；充分利用多徑傳播特性使定位精度提高了38.9%；在地圖匹配輔助下的粒子濾波技術(shù)實現(xiàn)了1米級的定位追蹤性能。同時，該方案可適用于現(xiàn)有的WiFi、LTE等無線網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)之中。

目前，該粒子濾波技術(shù)適用于中低速運動狀態(tài)的定位追蹤場景。未來，富士通研究開發(fā)中心將對采用融合慣性傳感器以獲取快速運動模式下的高精度定位追蹤性能，并積極推進所研技術(shù)在實際LBS中的商業(yè)化應(yīng)用。

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