本發(fā)明涉及無線星閃，具體涉及6g基站星閃結(jié)合實(shí)時(shí)聯(lián)邦學(xué)習(xí)無線定位方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、超寬帶(ultra-wideband,uwb)是近年來無線通信領(lǐng)域主要的突破之一。由于uwb信號(hào)在時(shí)域上是高度稀疏的，因此很自然地會(huì)想到把cs引入uwb系統(tǒng)，以改進(jìn)uwb信號(hào)獲取的性能。uwb技術(shù)的一個(gè)主要突破是微功率脈沖雷達(dá)(micropower?impulse?radar,mir)的發(fā)明。它首次在非常低的功率下用廉價(jià)的硬件操作uwb信號(hào)。針對(duì)多個(gè)運(yùn)營(yíng)商共用一個(gè)基站，在信號(hào)接收機(jī)定位容易收到天氣及環(huán)境的影響位置評(píng)估不夠精確的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種6g基站星閃結(jié)合實(shí)時(shí)聯(lián)邦學(xué)習(xí)無線定位方法和系統(tǒng)，使6g基站星閃結(jié)合實(shí)時(shí)聯(lián)邦學(xué)習(xí)提高無線定位精準(zhǔn)度。

2、本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

3、本申請(qǐng)的第一方面提供了一種6g基站星閃結(jié)合實(shí)時(shí)聯(lián)邦學(xué)習(xí)無線定位方法，針對(duì)多個(gè)運(yùn)營(yíng)商共用基站形成的共站址應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行無線定位，包括以下步驟：

4、對(duì)共站址應(yīng)用場(chǎng)景中的uwb定位實(shí)時(shí)性數(shù)據(jù)采用協(xié)同過濾模型預(yù)測(cè)特征聚合，將預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行排序，獲得影響uwb定位精度的關(guān)鍵因素；

5、以影響uwb定位精度的關(guān)鍵因素為中心點(diǎn)對(duì)uwb定位實(shí)時(shí)性數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)聚合，并按照日志數(shù)據(jù)產(chǎn)生的位置，將聚合數(shù)據(jù)標(biāo)記為室內(nèi)側(cè)或室外側(cè)定位標(biāo)簽；

6、將聚合數(shù)據(jù)按照定位標(biāo)簽為室內(nèi)側(cè)或室外側(cè)，分別進(jìn)行不同位置的精度評(píng)價(jià)：共站址應(yīng)用場(chǎng)景中的室外側(cè)采用幾何精度因子定位性能作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，共站址應(yīng)用場(chǎng)景中的室內(nèi)側(cè)采用均方誤差和方均根誤差算法作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，構(gòu)建精度評(píng)價(jià)模型；

7、通過實(shí)時(shí)聯(lián)邦學(xué)習(xí)過程采用uwb定位實(shí)時(shí)性數(shù)據(jù)對(duì)精度評(píng)價(jià)模型進(jìn)行學(xué)習(xí)，通過模型學(xué)習(xí)及迭代更新運(yùn)算結(jié)果。

8、為優(yōu)化上述技術(shù)方案，采取的具體措施還包括：

9、所述對(duì)共站址應(yīng)用場(chǎng)景中的uwb定位實(shí)時(shí)性數(shù)據(jù)采用協(xié)同過濾模型預(yù)測(cè)特征聚合，具體包括：

10、采用協(xié)同過濾模型，計(jì)算公式如下：

11、

12、其中，rmsstd表示群體中所有變量的綜合標(biāo)準(zhǔn)差，si代表第i個(gè)變量在各群體內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)差之和，p為變量數(shù)量；

13、聚類后群體間差異越大表明群體間的相異性越高，聚類效果越好。

14、聚類后群體間差異計(jì)算公式如下：

15、

16、其中，r-square表示聚類后群體間差異的大小，w代表聚類分組后的各組內(nèi)部的差異程度，b代表聚類分組后各組之間的差異程度，t代表聚類分組后所有數(shù)據(jù)對(duì)象總的差異程度，并且t＝w+b；t的計(jì)算公式如下：

17、

18、其中p代表有p個(gè)指標(biāo)，s表示第s個(gè)指標(biāo)，n代表有n個(gè)組員，i表示第i個(gè)組員，xis表示各數(shù)據(jù)對(duì)象的聚類結(jié)果，代表總體平均值。

19、所述的幾何精度因子定位性能作為評(píng)價(jià)指標(biāo)表示如下：

20、

21、式中，gdop表示幾何精度因子定位性能，g表示基站實(shí)際位置到基站定位標(biāo)簽的位置的距離建立的線性方程組的系數(shù)矩陣；tr()為矩陣的跡。

22、所述的采用均方誤差和方均根誤差算法作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，表示如下：

23、

24、式中，mse表示均方誤差，n為樣本空間維數(shù)，i表示第i個(gè)樣本空間維，為n維樣本空間中待測(cè)目標(biāo)的估計(jì)位置坐標(biāo)，h為n維樣本空間中待測(cè)目標(biāo)的真實(shí)位置坐標(biāo)。

25、假設(shè)有n個(gè)定位標(biāo)簽用于定位，定位標(biāo)簽i的真實(shí)位置為ms(xi,yi,zi),由定位算法得出定位標(biāo)簽估計(jì)位置為則定位標(biāo)簽估計(jì)位置的方均根誤差表示如下：

26、

27、式中，rmse表示方均根誤差。

28、所述的通過實(shí)時(shí)聯(lián)邦學(xué)習(xí)過程通過uwb定位實(shí)時(shí)性數(shù)據(jù)對(duì)精度評(píng)價(jià)模型進(jìn)行學(xué)習(xí)，通過模型學(xué)習(xí)及迭代更新運(yùn)算結(jié)果，具體為在訓(xùn)練迭代中，終端使用本地圖像或視頻對(duì)從服務(wù)器下載的精度評(píng)價(jià)模型的全局模型進(jìn)行局部訓(xùn)練，并通過6g上行信道向服務(wù)器上報(bào)迭代的中間訓(xùn)練結(jié)果。

29、本申請(qǐng)的第二方面提供了一種6g基站星閃結(jié)合實(shí)時(shí)聯(lián)邦學(xué)習(xí)無線定位系統(tǒng)，包括：

30、定位因素獲取模塊，用于對(duì)共站址應(yīng)用場(chǎng)景中的uwb定位實(shí)時(shí)性數(shù)據(jù)采用協(xié)同過濾模型預(yù)測(cè)特征聚合，將預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行排序，獲得影響uwb定位精度的關(guān)鍵因素；

31、數(shù)據(jù)標(biāo)記模塊，用于以影響uwb定位精度的關(guān)鍵因素為中心點(diǎn)對(duì)uwb定位實(shí)時(shí)性數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)聚合，并按照日志數(shù)據(jù)產(chǎn)生的位置，將聚合數(shù)據(jù)標(biāo)記為室內(nèi)側(cè)或室外側(cè)定位標(biāo)簽；

32、精度評(píng)價(jià)模型構(gòu)建模塊，用于將聚合數(shù)據(jù)按照定位標(biāo)簽為室內(nèi)側(cè)或室外側(cè)，分別進(jìn)行不同位置的精度評(píng)價(jià)：共站址應(yīng)用場(chǎng)景中的室外側(cè)采用幾何精度因子定位性能作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，共站址應(yīng)用場(chǎng)景中的室內(nèi)側(cè)采用均方誤差和方均根誤差算法作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，構(gòu)建成精度評(píng)價(jià)模型；

33、實(shí)時(shí)聯(lián)邦學(xué)習(xí)模塊，用于通過實(shí)時(shí)聯(lián)邦學(xué)習(xí)過程采用uwb定位實(shí)時(shí)性數(shù)據(jù)對(duì)精度評(píng)價(jià)模型進(jìn)行學(xué)習(xí)，通過模型學(xué)習(xí)及迭代更新運(yùn)算結(jié)果。

34、本申請(qǐng)的第三方面提供了一種電子設(shè)備，包括：存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序時(shí)，實(shí)現(xiàn)如上所述的6g基站星閃結(jié)合實(shí)時(shí)聯(lián)邦學(xué)習(xí)無線定位方法。

35、本申請(qǐng)的第四方面提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序使計(jì)算機(jī)執(zhí)行如上所述的6g基站星閃結(jié)合實(shí)時(shí)聯(lián)邦學(xué)習(xí)無線定位方法。

36、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

37、本發(fā)明根據(jù)uwb信號(hào)的重構(gòu)中存在的小區(qū)基站共站址或多基站的情況問題，針對(duì)多個(gè)運(yùn)營(yíng)商共用一個(gè)基站，采用協(xié)同過濾模型預(yù)測(cè)特征聚合，以推薦值高低影響uwb定位精度的因素為中心點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)聚合并按照日志數(shù)據(jù)產(chǎn)生的位置標(biāo)記室內(nèi)和室外，主要包括:多徑效應(yīng)、非視距傳播、多業(yè)干擾、參考基站數(shù)量、參考基站位置、時(shí)鐘同步誤差和大氣精度下降等因素。

38、本發(fā)明將聚合數(shù)據(jù)按照室內(nèi)側(cè)和室外側(cè)分別進(jìn)行不同位置精度估計(jì)，共站址應(yīng)用場(chǎng)景中室外側(cè)基站和標(biāo)簽之間的測(cè)量距離及坐標(biāo)采用幾何精度因子(gdop)定位性能評(píng)價(jià)指標(biāo)；室內(nèi)側(cè)評(píng)價(jià)uwb室內(nèi)定位標(biāo)簽的位置估計(jì)精度則采用均方誤差(mse)和方均根誤差(rmse)算法，實(shí)時(shí)性數(shù)據(jù)通過實(shí)時(shí)聯(lián)邦學(xué)習(xí)過程對(duì)uwb定位進(jìn)行學(xué)習(xí)，通過不斷的模型學(xué)習(xí)及迭代，將最佳的運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行更新，提高定位精度。

技術(shù)特征：

1.一種6g基站星閃結(jié)合實(shí)時(shí)聯(lián)邦學(xué)習(xí)無線定位方法，其特征在于：針對(duì)多個(gè)運(yùn)營(yíng)商共用基站形成的共站址應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行無線定位，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的6g基站星閃結(jié)合實(shí)時(shí)聯(lián)邦學(xué)習(xí)無線定位方法，其特征在于：所述對(duì)共站址應(yīng)用場(chǎng)景中的uwb定位實(shí)時(shí)性數(shù)據(jù)采用協(xié)同過濾模型預(yù)測(cè)特征聚合，具體包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的6g基站星閃結(jié)合實(shí)時(shí)聯(lián)邦學(xué)習(xí)無線定位方法，其特征在于：聚類后群體間差異計(jì)算公式如下：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的6g基站星閃結(jié)合實(shí)時(shí)聯(lián)邦學(xué)習(xí)無線定位方法，其特征在于：所述的幾何精度因子定位性能作為評(píng)價(jià)指標(biāo)表示如下：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的6g基站星閃結(jié)合實(shí)時(shí)聯(lián)邦學(xué)習(xí)無線定位方法，其特征在于：所述的采用均方誤差和方均根誤差算法作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，表示如下：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的6g基站星閃結(jié)合實(shí)時(shí)聯(lián)邦學(xué)習(xí)無線定位方法，其特征在于：假設(shè)有n個(gè)定位標(biāo)簽用于定位，定位標(biāo)簽i的真實(shí)位置為ms(xi,yi,zi)，由定位算法得出定位標(biāo)簽估計(jì)位置為則定位標(biāo)簽估計(jì)位置的方均根誤差表示如下：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的6g基站星閃結(jié)合實(shí)時(shí)聯(lián)邦學(xué)習(xí)無線定位方法，其特征在于：所述的通過實(shí)時(shí)聯(lián)邦學(xué)習(xí)過程通過uwb定位實(shí)時(shí)性數(shù)據(jù)對(duì)精度評(píng)價(jià)模型進(jìn)行學(xué)習(xí)，通過模型學(xué)習(xí)及迭代更新運(yùn)算結(jié)果，具體為在訓(xùn)練迭代中，終端使用本地圖像或視頻對(duì)從服務(wù)器下載的精度評(píng)價(jià)模型的全局模型進(jìn)行局部訓(xùn)練，并通過6g上行信道向服務(wù)器上報(bào)迭代的中間訓(xùn)練結(jié)果。

8.一種6g基站星閃結(jié)合實(shí)時(shí)聯(lián)邦學(xué)習(xí)無線定位系統(tǒng)，其特征在于，包括：

9.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括：存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序時(shí)，實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的6g基站星閃結(jié)合實(shí)時(shí)聯(lián)邦學(xué)習(xí)無線定位方法。

10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序使計(jì)算機(jī)執(zhí)行如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的6g基站星閃結(jié)合實(shí)時(shí)聯(lián)邦學(xué)習(xí)無線定位方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種6G基站星閃結(jié)合實(shí)時(shí)聯(lián)邦學(xué)習(xí)無線定位方法和系統(tǒng)，針對(duì)多個(gè)運(yùn)營(yíng)商共用基站形成的共站址應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行無線定位，對(duì)共站址應(yīng)用場(chǎng)景中的UWB定位實(shí)時(shí)性數(shù)據(jù)采用協(xié)同過濾模型預(yù)測(cè)特征聚合，并將結(jié)果進(jìn)行排序，獲得影響UWB定位精度的關(guān)鍵因素，以關(guān)鍵因素為中心點(diǎn)對(duì)UWB定位實(shí)時(shí)性數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)聚合，并按照日志數(shù)據(jù)產(chǎn)生的位置，將聚合數(shù)據(jù)標(biāo)記為室內(nèi)側(cè)或室外側(cè)定位標(biāo)簽；將聚合數(shù)據(jù)按照室內(nèi)側(cè)、室外側(cè)分別進(jìn)行不同位置的精度評(píng)價(jià)；通過實(shí)時(shí)聯(lián)邦學(xué)習(xí)過程采用UWB定位實(shí)時(shí)性數(shù)據(jù)對(duì)精度評(píng)價(jià)模型進(jìn)行學(xué)習(xí)，通過模型學(xué)習(xí)及迭代更新運(yùn)算結(jié)果。本發(fā)明使6G基站星閃結(jié)合實(shí)時(shí)聯(lián)邦學(xué)習(xí)提高無線定位精準(zhǔn)度。

技術(shù)研發(fā)人員：王玉梁
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中電信數(shù)智科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2