Orientation and localization systemThis system comprises: clusters of first nodes (CS1, CS2) for which orientation and localization can be required and at least a node (FN1, FN2,...) called measuring node to determine the relative orientation and localization of said first nodes sharing with it direct lines of sight; Each node having radio station (11, 12, 13...) operating on the base of MIMO process involving various polarizations of the received and transmitted waves at their transmission and reception sides. The radio stations carry out: DEG selection of the polarization mode at the transmission side and transmission on the selected polarization mode of a pilot space time bloc codes so that the receiving radio stations can estimate the four polarized MIMO matrices; DEG selection the polarization mode at the receiver side and estimation of the four polarized MIMO channel matrices by matching the received space time signal to the transmitted space time bloc; DEG estimation independently of the localization and orientation of the first nodes inside each cluster; DEG combining the four estimated polarized MIMO channel matrices to remove the contribution of the multi-path signals from the co-polarized MIMO channel matrices; DEG using the estimated MIMO channel matrices on the cross polarized channel to estimate the azimuth and elevation angles characterizing the impinging multi-path signals at the receiver side and the azimuth and elevation angles characterizing the outgoing multi-path signals at the transmitter side.An orientation and location system with spatial filtering ability, it has made up time diversity, polarity diversity and space diversity, is used to detect straight sighting distance (los) and transmits the position and directed estimation to mobile node, and said system comprises:● at least one locatees radio station; definite and this location radio station is shared the relative orientation and relative location of each node of a straight sighting distance (los); each radio path comprises this sighting distance, and said sighting distance is to be characterized by departure direction (dod), emission polarization and arrival direction (doa) and reception polarization; said location radio station and node are provided with:more than zero antenna system has polarization and selects switching capability;zero xcvr has spatial filtering ability and directed and location detectability;● the time filtering module, the signal phasor that receives is carried out first filter step, said filtering allows, and transmitting node is categorized on the different vector sets; each vector set is intensity and the subset set of vector of identical time of arrival of character that has much at one;● mimo channel matrix module (71); to each vector set operation; estimation to a quadravalence mimo channel matrix is provided; this matrix is made up of a pair of co-polarization mimo matrix that when transmitter side and receiver side all use similar circular polarisation pattern, obtains respectively and the pair of cross polarization mimo matrix that when transmitter side and receiver side use different circular polarisation patterns, obtains; said module can estimate to receive correlation matrix and emission correlation matrix, the input that said reception correlation matrix and said emission correlation matrix are the spatial detection algorithms;● module (67), to the operation of cross polarization mimo rank of matrix, with control multipath doa and dod estimation module (68), thus operation optimum detection method;● multipath doa and dod estimation module (68), to correlation matrix operation, perhaps four correlation matrixes that can go out with the cross polarization mimo matrix estimation of previous estimation are operated corresponding to the polarization of unpaired transmitter and four direct estimation of receiver polarization;this is to receiving correlation matrix, corresponding to two different unpaired polarization modes (rhcp-lhcp and lhcp-rhcp), has produced the estimation to many multipath position angle-elevations angle to the angle of arrival (aoa);this, has produced many estimations to multipath position angle-elevation angle of leaving angle (aod) corresponding to two different unpaired polarization modes (rhcp-lhcp and lhcp-rhcp) the emission correlation matrix;signal power in two that obtain on the said polarization mode aoa set of having estimated forms one and receives polarization-spatial spectrum, and the signal power in two aod set of having estimated that obtain on each comfortable different polarization mode forms an emission polarization-spatial spectrum;said module is moved music or mvr algorithm (the perhaps scheme of any equivalence), and two polarization-spatial spectrums of said multipath reception signal all are provided;two combinations that receive polarization-spatial spectrum provide a public reception spectrum; equally; the combination of two emission polarization-spatial spectrums provides a common issue spectrum, and said combination is addition, multiplication or any other arithmetical operation between spectrum, especially uses multiplying to strengthen the quality of spectrum;● multipath pitch angle and channel gain estimation module (69), use said multipath doa and dod estimation module (68) and said mimo channel matrix module (71) that the means of estimating following each item are provided:the signal intensity and the taout of zero each dod parameter of having estimated;the signal intensity and the taon of zero each doa parameter of having estimated;said module is carried out a matching operation, and the doa parameter that is intended to have estimated for each searches out corresponding d od parameter, so that concrete path of doa/dod parametric description of pairing is at the direction property at the place, two ends of transmitter and receiver link;● co-polarization channel filtering module (70), it removes the multipath channel component from said co-polarization channel matrix;said module through with following each item as input, reconstruct the co-polarization mimo matrix of multipath origin:zero doa and the dod that are provided by said estimation module (68) estimates;the zero co-polarization mimo matrix that provides by said mimo channel matrix module (71);said module uses the co-polarization mimo matrix of reconstruct for each the doa/dod angle to be reappraised channel gain and pitch angle;● sighting distance doa and dod estimation module (72); to the fi...
오리엔테이션 및 위치 결정 시스템본 발명의 시스템은 오리엔테이션 및 위치 결정이 요구될 수 있는 제1 노드들의 클러스터들(CS1, CS2) 및 상기 제1 노드들과 직접적인 가시선을 공유하는 측정 노드라 불리우는 최소한 1개의 노드(FN1,FN2,...)를 포함한다; 각각의 노드는 그들의 송신 및 수신측에서의 수신 및 송신파들의 다양한 편광들을 포함하는 MIMO 과정을 바탕으로 하여 동작하는 무선 기지국(11, 12, 13...) 을 가진다. 상기 무선 기지국들은 : ㆍ상기 수신 무선 기지국들이 4개의 편광된 MIMO 행렬들을 추정할 수 있도록 상기 송신측에서의 편광모드의 선택 및 파일럿 공간 시간 블록 코드들의 상기 선택된 편광모드상에서의 송신; ㆍ상기 수신된 공간 시간 신호의 상기 송신된 공간 시간 블록으로의 정합에 의한 상기 수신측에서의 편광모드의 선택 및 상기 4개의 편광된 MIMO 채널 행렬들의 추정; ㆍ각각의 클러스터의 내부의 상기 제1 노드들의 로컬라이제이션 및 오리엔테이션과 무관한 추정; ㆍ상기 공-편광된 MIMO 채널 행렬들로부터의 다중통로 신호들의 영향을 제거하기 위해 상기 4개의 추정된 편광된 MIMO 채널 행렬들의 결합; ㆍ상기 수신측에서의 나쁜 영향을 주는 다중통로 신호들을 특징지우는 방위 및 상승각들 및 상기 송신측에서의 출사 다중통로 신호들을 특징지우는 방위 및 상승각들을 추정하기 위해 교차 편광된 채널상의 상기 추정된 MIMO 채널 행렬들의 사용을 수행한다.ㆍ 직접적인 가시선(LOS), 각각의 무선파 경로를 공유하는 각 노드의 상대적인 오리엔테이션 및 상대적인 위치을 결정하며, 상기 가시선(LOS)을 포함하며, 도달방향(DOA) 및 수신 평광 뿐만 아니라 출발방향(DOD) 및 송신 편광에 의해 특징지워지고는 적어도 하나의 위치조정 무선 기지국으로서; o 편광 선택-스위칭 능력을 갖는 다중 안테나 시스템; o 오리엔테이션 및 위치 검출 능력뿐만 아니라 공간 여파 기능을 갖는 무선 송수신기;를 구비하는 상기 위치조정 무선 기지국;ㆍ 수신된 신호 벡터들 상에서 제1 여파 단계를 수행하며, 상기 여파 단계는 다른 벡터 세트들 상에서의 송신 노드들의 분류를 가능하게 하고, 각각의 벡터 집합은 거의 동일한 세기와 동일한 도달시간 성질을 갖는 벡터들의 컬렉션 부분 집합인 시간여파 모듈;ㆍ 4중의 MIMO 채널 행렬들의 추정치들을 제공하기 위해 각각의 벡터 집합 상에서 동작하며, 상기 4중의 MIMO 채널 행렬들은 각각 유사한 원편광 모드들이 전송기측 및 수신기측의 모두에서 사용될 때 얻어진 1쌍의 공-편광된 MIMO 행렬들 및 다른 원편광 모드들이 전송기측 및 수신기측의 모두에서 사용될 때 얻어진 1쌍의 교차-편광된 MIMO 채널 행렬들을 포함하고, 공간 검출 알고리즘들로의 입력들인 수신 및 송신 상관관계 행렬들을 추정할 수 있는 MIMO 채널 행렬 모듈(71);ㆍ 최상의 검출방법을 동작시키기 위해 다중경로 DOA 및 DOD 추정모듈(68)을 제어할 목적으로 교차-편광된 MIMO 행렬들 차수들 상에서 동작하는 모듈(67);ㆍ 쌍을 이루지 않은 송신기 및 수신기 편광들에 해당하는 상기 4개의 직접적으로 추정된 상관관계 행렬들이나 상기 이전에 추정된 교차-편광된 MIMO 행렬들을 사용하여 추정될 수 있는 4개의 상관관계 행렬들 상에서 동작하는 다중통로 DOA 및 DOD 추정모듈(68)로서; 상기 1쌍의 수신 상관관계 행렬들은 쌍을 이루지 않은 2개의 다른 편광모드들 (RHCP-LHCP 및 LHCP-RHCP)에 대응되고, 도달각(AOA)의 다중통로 방위각-상승 쌍들의 추정치들을 발생시키고, 상기 1쌍의 송신 상관관계 행렬은 쌍을 이루지 않은 2개의 다른 편광모드들(RHCP-LHCP 및 LHCP-RHCP)에 해당하고, 출발각(AOD)의 다중통로 방위각-상승 쌍들의 추정치들을 발생시키며, 상기 편광 모드들 상에서 얻어진 AOA의 상기 2개의 추정된 집합 상의 신호 전력은 수신 편광-공간 스펙트럼을 형성하고, 다른 편광 모드 상에서 각각 얻어진 AOD의 상기 2개의 추정된 집합 상의 신호 전력은 송신 편광-공간 스펙트럼을 형성하며, 상기 다중경로 수신신호들의 2개의 편광-공간 스펙트럼을 각각 제공하는 MUSIC 또는 MVR 대수(또는 임의의 등가구조)를 실행하고,2개의 수신 편광-공간 스펙트럼의 결합은 공통 수신 스펙트럼을 제공하고, 또한, 2개의 송신 편광-공간 스펙트럼의 결합은 공통 송신 스펙트럼을 제공하며, 상기 결합들은 스펙트럼들 사이의 덧셈, 곱셈 또는 임의의 다른 산술 연산이고, 특히, 곱셈 연산은 상기 스펙트럼의 질을 향상시키기 위해 사용되는 다중통로 DOA 및 DOD 추정모듈(68);ㆍ 상기 다중경로 DOA 및 DOD 추정모듈(68) 및 상기 MIMO 채널 행렬 모듈(7 1)을 사용하는 다중경로 경사각 및 채널 이득 추정모듈(69)로서, o 각각의 추정된 DOD 매개변수들에 대한 신호 강도 및 TAOUT; o 각각의 추정된 DOA 매개변수들에 대한 신호 강도 및 TAON;을 추정하며:각각의 추정된 DOA 매개변수들에 대해 해당 DOD 매개변수들을 찾을 목적의 짝짓기 연산을 수행하여 상기 짝을 이룬 DOA/DOD 매개변수들이 송신 및 수신 링크의 양단에서의 특정 통로의 방향성을 묘사하도록 하는 다중경로 경사각 및 채널 이득 추정모듈(69);ㆍ 상기 공-편광된 채널 행렬들로부터 다중통로 채널 성분들을 제거하는 공-편광된 채널 여파모듈(70)로서, o 상기 다중통로 DOA 및 DOD 추정모듈(68)에 의해 제공된 상기 DOA 및 DOD 추정치들; o 상기 MIMO 채널 행렬 모듈(71)에 의해 제공된 상기 공-편광된 MIMO 행렬들;을 입력값들로 사용함으로써 다중통로 원래의 공-편광된 MIMO 행렬을 재구성하고,상기 재구성된 공-편광된 MIMO 행렬을 사용하여 DOA/DOD 각들의 각 쌍에 대한 채널 이득 및 경사각들을 재추정하는 공-편광된 채널 여파모듈(70);ㆍ 상기 공-편광된 채널 여파모듈(70)에 의해 제공된 상기 여파된 공-편광된 채널 행렬들 상에서 동작하며, LOS 경로들에 해당하는 방위-상승각들의 DOA 및 DOD 쌍들의 몇 개의 집합들을 전달하기 위해 상기 모듈(67)에 의해 이미 선택된 상기 MUSIC 또는 상기 MVR 대수를 실행하고, 다른 편광-공간 스펙트럼의 동일한 결합은 상기 다중통로 DOA 및 DOD 추정모듈(68)에서처럼 적용되는 가능성을 갖는 LOS DOA 및 DOD 추정모듈(72);ㆍ 상기 LOS DOA 및 DOD 추정모듈(72) 및 상기 공-편광된 채널 여파모듈(70)에 의해 제공된 정보를 사용하여 상기 TAON 및 TAOUT의 각각의 LOS 상의 추정치들을 전달하며, 상기 LOS DOA, DOD, TAON, TAOUT은 상기 수신기의 기준 시스템에서 추정되는 LOS "다중경로 경사각 및 채널" 추정모듈(73);ㆍ 인식된 LOS를 갖는 각각의 송신기의 위치 및 오리엔테이션을 결정하기 위하여 상기 LOS 다중경로 경사각 및 채널 추정모듈(73)에 의해 제공된 정보를 사용하고; 상기 공-편광된 채널 여파모듈(70), 상기 LOS DOA 및 DOD 추정모듈(72), 상기 LOS 다중통로 경사각 및 채널 추정모듈(73) 및 상기 시간 여파 모듈에 의해 제공된 정보를 사용하는 위치 및 오리엔테이션 탐색기(75);를 포함하며, 직접적인 가시선(LOS)을 검출하고 모빌 노드들의 위치 및 오리엔테이션 추정치들을 전달하기 위해 시간 편광 및 공간 다이버시티를 결합하는 공간적인 여파 능력을 갖는 오리엔테이션 및 위치 결정 시스템.