[0027] 如图1-图2所示,本发明通过接收授权网基站(Primary Base,PB)和认知网基站(Secondary Base,SB)的发射信号,分别对两个已知位置的认知网终端用户SM1、SM2进行定位,并利用该结果再定位出另一个未知位置的授权网终端用户PM,最终定位结果表现为两个关于PB和SB连线对称的位置坐标。因本系统用于认知网估计授权网内部的发射功率,故上述的对称位置虽然不唯一,但是满足距离相等的特征,不影响距离估计。这种方法不用对到达角度进行测量,使用方便,操作灵活。
[0028] 假设授权网和认知网的接入方式均为OFDMA,认知网工作于Underlay模式下。认知网基站及其双终端协作定位授权网内终端的过程如下:
[0029] 步骤一:认知网终端SM1同时接收授权网基站PB和认知网基站SB的导频信号,根据距离衰落后的接收功率强弱,估计其传输距离,以授权网基站PB为圆心、授权网基站PB到认知网终端SM1的传输距离为半径做圆;以认知网基站SB为圆心、认知网基站SB到认知网终端SM1的传输距离为半径做圆;前述两个圆的交点即该认知网终端的两个可能的节点坐标SM11和SM12;
[0030] 认知网终端SM2同时接收授权网基站PB和认知网基站SB的导频信号,根据距离衰落后的接收功率强弱,估计其传输距离,以授权网基站PB为圆心、授权网基站PB到认知网终端SM2的传输距离为半径做圆;以认知网基站SB为圆心、认知网基站SB到认知网终端SM2的传输距离为半径做圆;前述两个圆的交点即该认知网终端的两个可能的节点坐标SM21和SM22;
[0031] 步骤二:认知网基站SB接收授权网终端PM的导频信号,根据距离衰落后的接收功率强弱,估计其传输距离,得到以SB为圆心的、该传输距离为半径的第一轨迹圆;
[0032] 认知网终端SM1接收授权网终端PM的导频信号,根据距离衰落后的接收功率强弱,计算认知网终端SM1到授权网终端PM的传输距离,得到以SM1的可能位置SM11为圆心、认知网终端SM11到授权网终端PM的传输距离为半径的第二轨迹圆,此圆与第一轨迹圆相较于两点:PM11和PM12;由于SM11和SM12关于授权网PB和认知网SB的连线对称排布,因此,同理得到以SM1的可能位置SM12为圆心的、认知网终端SM12到授权网终端PM的传输距离为半径的第二轨迹圆,此圆与第一轨迹圆相较于两点:PM21和PM22;
[0033] 同理,以认知网终端SM21和SM22为圆心、认知网终端SM2到授权网终端PM的传输距离为半径的两个第二轨迹圆与第一轨迹圆,也会得到四个交点,而四个交点中必有两个与PM11、PM12、PM21和PM22中的两个重合,这两个重合的位置到授权网基站PB的距离必相等,为授权网终端用户PM可能的实际位置,即授权网终端用户PM的实际位置可能是PM11和PM21或者PM12和PM22。成对的位置必然关于两基站连线对称,其基站PB的距离必相等,因此不影响对基站PB平均接收功率的正确估算;
[0034] 步骤三:根据任意一个授权网终端PM的可能的节点坐标,计算授权网终端PM和授权网基站PB的距离及PM和认知网基站SB的距离,并根据该距离值估算PB接收到PM发送的信号功率的大小,在此基础上认知网移动终端SM控制其发射功率,使授权网基站PB在SM干扰下所得到的信干比限于设定的门限之下,以此控制网络干扰。
[0035] 本发明与现有技术最大的区别就在于授权网终端PM的定位,目前提出的解决方案中均采用授权网和认知网设定专用信息通道进行信息交互并由此推算授权网基站收到的其网内终端发送的功率,本发明不需要占用专用信道。
[0036] 且由于信道的状态一般来说是随机变化的,因此为保证定位精度,本方法中所有的传输距离均可采用多次采样取平均的方法来计算,并据此估算平均接收功率的大小。
[0037] 通过授权网基站PB和认知网基站SB分别对两个认知网终端SM1和SM2发射导频信号,根据距离衰落后的接收功率强弱,估算得到d1、d2、d3和d4的值。其中d表示两个基站PB与SB之间的距离值,d1是PB与SM1可能位置SM11之间的距离值,d2是SB与SM1可能位置SM11之间的距离值,d3是PB与SM2可能位置SM21之间的距离值,d4是SB与SM2可能位置SM21之间的距离值。
[0038] 根据这些值在平面上的关系,通过计算得到了四个可能位置的坐标,具体的运算公式如下。
[0039] SM11和SM12的坐标为:
[0040]
[0041]
[0042] 其中,x1和y1是SM11的坐标,x1'和y1'是SM12的坐标。
[0043] SM21和SM22的坐标为:
[0044]
[0045]
[0046] 其中,x2和y2是SM21的坐标,x2'和y2'是SM22的坐标。
[0047] 得到了这四个点的坐标后,再据此定位授权网终端PM的位置,具体运算公式结果如下。
[0048]
[0049] 其中:
[0050]
[0051]
[0052]
[0053]
[0054] 其中:
[0055]
[0056]
[0057]
[0058]
[0059] d5是基站PB与任意一个授权网终端PM可能位置之间的距离值,d4是认知网终端与任意一个授权网终端可能位置之间的距离值,xPM和yPM是授权网终端的横纵坐标,xSM和ySM是认知网终端的横纵坐标。
[0060] 本发明的有益效果是,在对未知位置的用户进行定位时,不需要测量到达角度,降低了定位算法的实现难度。在一般的双站定位算法中,为了测量到达角度,这就对使用的天线提出了较高的要求。而通过本专利中的算法,避免了测量到达角度,只需要对两个终端用户的位置进行定位,就可以由这两个点协作定位出第三个点的位置。通过普通的天线测量出两个点的功率强弱,经过计算就可进行定位。能够解决认知网中暴露和隐藏终端的问题,提高了认知网的频谱资源利用率,降低了认知网的设备成本。