Báo cáo khoa học: "Phương pháp định vị TDOA và phát triển trong mô hình tự định vị DVB-T(H) dùng tín hiệu tham chiếu TPS" ppsx

Phơng pháp định vị TDOA và phát triển trong mô hình
tự định vị DVB-T(H) dùng tín hiệu tham chiếu TPS


TS. Nguyễn thanh hải
Trờng Đại học Giao thông Vận tải
NCS. Nguyễn quang tuấn
Trờng Đại học Tây Nam Trung Quốc

Tóm tắt: Bi báo tập trung giới thiệu cấu trúc, nhiệm vụ khung tín hiệu tham chiếu TPS
trong tín hiệu OFDM, thông qua phân tích các đặc trng của khung TPS, tác giả đề xuất dùng
TPS đóng vai trò vai trò tín hiệu lấy mẫu trong hệ tự định vị dựa trên tín hiệu truyền hình số
DVB-T(H). Với mục đích xây dựng một thuật toán tiên lợi v đơn giản nhất cho hệ thống tự định
vị dùng tín hiệu tham chiếu TPS. Bi báo giới thiệu một thuật toán thờng đợc dùng trong kỹ
thuật định vị mặt đất, đồng thời phát triển phơng pháp giải hệ phơng trình tự định vị của thuật
toán tờng minh v đơn giản. Dựa trên phơng pháp giải hệ phơng trình TDOA do tác giả đề
xuất, việc tính toán vị trí của máy thu có thể đợc thực hiện trên các thiết bị xử lí đơn giản, tạo
điều kiện ứng dụng rộng rãi cho các máy thu v giảm đáng kể giá thnh các máy thu.

Summary: The article focuses on introducing the structure and tasks of TPS reference
block in OFDM signal. Through analyzing the properties of TPS block, the authors propose
using TPS as the standard signal in self-positioning system based on digital television DVB-
T(H). The purpose is to build the most convenient and simplest algorithm for the positioning
system using reference signal TPS. The article introduces an algorithm normally used in
ground positioning technique, and at the same time develops a solution method for the
positioning equations of the algorithm. Based on the TDOA solution proposed by the authors,
computations on the receivers position can be done on simple processors, enabling wider
application for the receivers and considerably reduces the cost.
CT 2
I. Giới thiệu chung

Xu hớng nghiên cứu, phát triển hoàn thiện các hệ thống tự định vị nhằm cải thiện chất
lợng và nâng cao tính linh hoạt của hệ thống định vị phuc vụ các mục đích dân sự ngày càng
đợc nhiều nhà khoa học quan tâm và phát triển. Hiện nay trên thế giới đã xuất hiện một số hệ
thống định vị lai nhằm khắc phục các nhợc điểm của hệ thống định vị đơn nh: hệ thống định
vị GPS- INS; GPS- Mobile( GSM;WCDMA) Với sự phát triển rất nhanh của công nghệ truyền
thông, ngoài các hệ thống định vị lai đã đợc phát triển, bài báo giới thiệu một hệ thống định vị
lai mới GPS kết hợp DVB-T(H) trên cơ sở tín hiệu truyền hình số DVB-T(H) và sử dụng các khối
TPS trong DVB-T đóng vai trò tín hiệu lấy mẫu, phục vụ tính toán tự định vị cho máy thu (chi tiết
có thể tham khảo [1], [2], [3]). Đồng thời bài báo còn lựa chọn và phát triển thuật toán định vị
đơn giản và phù hợp nhất cho hệ thống định vị lai này.
Nhờ sử dụng tín hiệu lấy mẫu là tín hiệu truyền hình số có cờng độ lớn, tần số phát không
cao (băng UHF), dải thông không lớn (6; 7; 8 MHz), giảm thiểu đợc các ảnh hởng bởi tầng
điện ly và sự giao thoa với các nguồn nhiễu, đồng thời các yêu cầu kỹ thuật thực hiện tính toán


định vị đơn giản. Hệ thống định vị lai GPS và DVB-T(H) có thể thực hiện rất dễ dàng trên các
phơng tiện giao thông công cộng nh Bus, Taxi, thiết bị điện tử cầm tay đồng thời có thể
cung cấp thông tin định vị tin cậy trong môi trờng đô thị, đây là môi trờng rất khó khăn cho
việc định vị đối với đa số các hệ thống định vị thông thờng do có quá nhiều các kết cấu xây
dựng cao tầng và không gian rất hạn hẹp.
Cấu trúc bài báo bao gồm: I- Giới thiệu chung; II- Mô hình hệ thống tự định vị DVB-T(H); III-
Cấu trúc và đặc điểm của khung TPS; IV- Thuật toán định vị và phơng pháp giải hệ Phơng
trình định vị; V- Kết luận.
II. Giới thiệu mô hình tự định vị DVB-T(H)
Mô hình hệ thống tự định vị trên cơ sở tín hiệu truyền hình số DVB-T(H) đợc xây dựng
theo nguyên tắc định vị hình học, tuân thủ một số nguyên tắc nh các nguồn phát tín hiệu đợc
đồng bộ chặt chẽ; máy thu có thể đồng thời thu đợc ít nhất ba nguồn tín hiệu phân biệt và có
thể xác định đợc vị trí của các nguồn phát tín hiệu. Dựa vào các nguyên tắc trên bài báo đề
xuất mô hình hệ thống định vị DVB-T(H) có nguyên lý hoạt động nh sau: (hình 1).

CT 2
Trạm phát 1 Trạm phát 2

Máy thu


Trạm phát 3
Hình 1. Mô hình định vị DVB-T(H) do đề ti đề xuất
Máy thu định vị trong mô hình sẽ đồng thời nhận tín hiệu từ ba trạm phát lặp của mạng
SFN[3], theo nguyên tắc tổ chức của mạng SFN, các trạm phát trong mạng đợc đồng bộ chặt
với nhau thông qua đồng hồ tham chiếu GPS (10MHz) với bớc đồng bộ 100ns và có tần số


cũng nh nội dung tín hiệu giống nhau. Do khoảng cách từ máy thu đến các trạm phát là không
giống nhau nên thời gian truyền tín hiệu từ các trạm phát đến máy thu sẽ không giống nhau (tín
hiệu truyền với tốc độ ánh sáng c 3.10

8
). Lúc này máy thu sẽ ghi nhận thời điểm nhận đợc tín
hiệu từ mỗi trạm phát và thực hiện so sánh ba thời điểm nhận tín hiệu từ ba trạm phát, từ đó sẽ
tính toán đợc khoảng cách của mình tới từng trạm phát. Đồng thời vị trí của các trạm phát luôn
cố định và biết trớc, do đó máy thu có thể tính toán đợc vị trí của mình thông qua qui đổi
khoảng cách tới các trạm phát và toạ độ các trạm.
Vấn đề cần giải quyết để thực hiện tự định vị là:
Làm sao để máy thu có thể nhận dạng đợc đang nhận tín hiệu từ trạm phát nào.
Tín hiệu lấy mẫu đợc xác định theo thành phần nào trong tín hiệu DVB-T(H) để có độ ổn
định cao và dễ nhận dạng trong SFN.
Thuật toán đợc dùng trong tính toán tự định vị của máy thu phải đơn giản và phù hợp.
Căn cứ vào các yêu cầu trên, nghiên cứu đã phân tích và lựa chọn dùng tín hiệu tham
chiếu TPS trong DVB-T(H) đóng vai trò nh tín hiệu lấy mẫu; sử dụng và phát triển thuật toán

định vị hình học TDOA để máy thu tính toán tự định vị.
Cấu trúc cơ bản và đặc điểm của khung tín hiệu tham chiếu TPS (Transmission Parameter
Signalling):
Trớc tiên chúng ta xem xét kỹ cấu trúc, chức năng, nhiệm vụ và các đặc tính của khung
tín hiệu TPS trong tín hiệu DVB-T tổng thể, qua phân tich, chúng ta xác định việc dùng TPS
đóng vai trò tín hiệu đánh dấu khi ứng dụng trong tính toán định vị là hoàn toàn phù hợp và
thuận tiện.
CT 2
Trong tín hiệu truyền hình số DVB-T(H), các sóng mang tham số báo hiệu đợc dùng với
mục đích tham số hoá báo hiệu liên quan tới sơ đồ phát nh mã hoá kênh và điều chế. TPS
đợc phát song song trên 17 sóng mang trong 2K và 68 sóng mang trong 8k. Mỗi sóng mang
TPS trong biểu tợng giống nhau truyền bit thông tin đợc mã hoá khác nhau là nh nhau.
Danh mục các sóng mang bao gồm sóng mang TPS đợc nêu trong bảng 1.
Bảng 1. Danh mục các sóng mang có sóng mang TPS

Các sóng mang TPS truyền đạt thông tin :
Điều chế bao gồm giá trị của mẫu chòm QAM;

Thông tin sự tuần tự;
Giãn cách bảo vệ (không nhằm mục đích thu ban đầu nhng tạo khả năng máy thu trả lại
trạng thái ban đầu khi tái cấu hình);


Tốc độ mã lân cận;
Chế độ phát (2K hay 8K, không nhằm mục đích thu ban đầu nhng tạo khả năng máy thu
trả lại trạng thái ban đầu khi tái cấu hình);
Số trang trong một siêu trang;
Nhận dạng ô.
Vị trí của các sóng mang TPS trong trang OFDM đợc bố trí cố định nh hình 2:

CT 2
Hình 2. Vị trí các sóng mang TPS trong trang OFDM
Qua cấu trúc và nhiệm vụ của TPS chúng ta nhận thấy:
TPS đợc phát ổn định, có chu kỳ trong khoảng thời gian tồn tại của các trang OFDM, chu
kỳ lặp lại chính là thời gian phát của một trang OFDM, với chế độ 2K và giãn cách bảo vệ 1/4 thì
khoảng thời gian để phát một khối TPS là 12.24ms
TPS luôn đợc phát song song trên một số sóng mang cố định, trong chế độ 2K dùng 17
sóng mang đợc xắp xếp theo thứ tự nh bảng 8 đã nêu.
Trong trang OFDM TPS đợc phát cố định và lặp lại theo chu kỳ.
Từ đồng bộ dùng trong TPS luôn mang giá trị 0011010111101110 hoặc
1100101000010001, và đợc phát đầu tiên ( bit s
1
- s
16
) và lặp lại trong khoảng thời gian
24.48ms, với tính chất này chúng ta có thể sử dụng chúng đóng vai trò tín hiệu lấy mẫu định vị
trong hệ tự định vị dùng tín hiệu DVB-T, máy thu ghi nhận thời điểm nhận đợc từ đồng bộ của
TPS, từ đó có thể tính toán khoảng cách từ các trạm phát tới máy thu.
Do các khối TPS luôn mang thông tin xác định trong khoảng thời gian nào đó nên việc thu,
giải mã TPS rất đơn giản và khả năng sửa lỗi rất cao. Có thể nhận dạng đợc TPS ngay cả


trong trờng hợp tín hiệu DVB-T(H) đến máy thu rất yếu và xuất hiện nhiều lỗi do nhiễu trên
đờng truyền.
Trong khối TPS có 8 bit mang thông tin nhận dạng các trạm phát (id_cell).
Với những u thế trên việc lựa chọn TPS đóng vai trò nh tín hiệu đánh dấu là hoàn toàn
thích hợp, các máy thu có thể căn cứ vào thời điểm nhận từ đồng bộ của TPS và thông tin trong
id_cell để tính toán vị trí của mình.
Thuật toán định vị và phơng pháp giải hệ Phơng trình định vị:
Giới thiệu thuật toán định vị dùng trong hệ thống định vị DVB-T(H):

CT 2
Thông qua tính toán với không gian 2D việc mở rộng trong không gian 3D là rất dễ dàng.
Coi r
= 1, 2, , (1)
Hiện nay có nhiều thuật toán định vị có thể ứng dụng
trong các mô hình định vị khác nhau, nh: phơng pháp đo
giả cự li; xác định cờng độ tín hiệu; xác định thời gian truyền
tín hiệu; xác định góc tới của tín hiện Nhng phù hợp nhất
với mạng SFN là phơng pháp xác định hiệu số thời gian
máy thu nhận đợc tín hiệu từ các đài phát khác nhau TDOA
(Time different of arrival). Đây là phơng pháp định vị dựa
trên cơ sở hình học, theo nguyên tắc: hai trạm phát gần nhau
trong mạng SFN có hiệu số thời điểm nhận đợc tín hiệu
tuân thủ theo qui luật đờng Hyperbole, có nghĩa tại bất kỳ
điểm nào trên hyperbole máy thu luôn nhận đợc tín hiệu từ
hai đài phát gần nhất có hiệu số thời gian là nh nhau (xem
hình 3). Vậy với tập ba trạm phát
lân cận sẽ có hai đờng
hyperbole giao nhau, đó chính là
vị trí của máy thu [3].
Hình 3. Vị trí của MT đợc biểu
diễn bởi điểm giao cắt của hai
Hyperbole
Hình 4: Mô hình xác định khoảng cách theo phơng pháp
TDOA
: toạ độ các đài phát
: toạ độ cha biết của máy thu
Xây dựng hệ phơng trình
định vị theo TDOA:
Để đơn giản hoá phơng

trình cũng nh phù hợp với mục
tiêu đề ra là xây dựng hệ thống
định vị trong không gian hai
chiều, chúng ta xây dựng phơng
trình định vị TDOA trong không
gian 2D. Chúng ta xét với mô
hình các trạm phát DVB-T đợc
bố trí ngẫu nhiên, xem hình 4
ằng chúng ta có M đài phát phân bố trong không gian 2-D nh hình 4.
Đặt quan sát mẫu với đài phát thứ I là:

)k(u = )dk(s +
i i
)k(
i
i M


ở đây: là tín hiệu phát xạ từ đài phát, là thời gian trễ liên quan tới đài phát thứ
i
và
là nhiễu sinh ra trong quá trình truyền. Tín hiệu và nhiễu coi nh độc lập với nhau. Trị trung
bình quá trình ngẫu nhiên Gaussian bằng không. Để xác định máy thu, đầu tiên chúng ta đánh
giá TDOA của tín hiệu thu đợc do đài phát thứ
i
và thứ theo PP Hahn và Tretter [4]-[5]. Nó là
đánh giá rất thuận tiện để PP CRLB (Cramer - Rao lower bound) có thể nhận đợc. Kỹ thuật
gồm có đo TDOA cho tất cả cặp đài phát có khả năng theo chòm tổng quát (cross - correlation)
[7] và tính toán đánh giá Gauss - Markov (trọng lợng: Weighted) của TDOA với đối với đài phát
đầu tiên, = - với

i
= 2, 3, ,
M
. TDOA giữa các đài phát thứ
i
và đợc tính theo dạng:
)k(s
i
d
)k(
i

j
1,i
d
i
d
1
d j
= -
i
, = 2, 3, ,
M
(2)
j,i
d
1,i
d
1,j
d

j
Đặt d = [ , , , ]
T
là vector đánh giá TDOA. Ma trận hiệp biến (thống kê) Q
của d đợc cho theo [4]-[5]:
1,2
d
1,3
d
1,M
d
Q=
[]
1
0
1
p
T1
p
1
p
1
1
2
2
d)(N11)(N)(N))(N(tr
))(N(tr)(S1
)(S
2
T2

ì
+




(3)
ở đây 0 tới băng tần xử lý và là thời gian quan sát. tr(*) là vết của ma trận *. là
phổ công suất tín hiệu, = diag{

T
)(S
)(N )(N
1

, )(N

2

, , )(N
M

} là ma trận phổ công suất nhiễu,
là phần thấp bên phải M-1 do M-1 phần chia của ma trận và 1 là vector phần tử đơn
vị có cùng kích cỡ với .
)(N
p

)(N
)(N
p

CT 2
Điều này có nghĩa giá trị nhiễu tự do của {*} nh là {*} . TDOA sẽ thành
0
j,i
d
j,i
d = + ;
i
, = 1, 2, 3, ,
M
(4)
0
j,i
d
j,i

n j
Với đóng vai trò thành phần nhiễu (lỗi đánh giá trễ). Định nghĩa vector nhiễu là
= [ , , , ] . Khi đánh giá TDOA bỏ qua sự trôi, giá trị trung bình của = 0 và ma
trận hiệp biến của nó giống hệt Q. Chú ý rằng từ (2) chúng ta đã có = - .
j,i
n
n
1,2
n
1,3
n
1,M
n
T
n
j,i
n
1,i
n
i,j
n
Để đơn giản hoá, danh mục
i
coi nh chạy từ 2 tới M trong kết quả, trừ khi có trờng hợp
đặc biệt. Đặt nguồn tại vị trí cha biết (x, y), thì bình phơng khoảng cách giữa MT và đài phát
thứ
i
là:
= ( + = - - 2 + + ,
i

= 1, 2, 3, ,
M
(5)
2
i
r
2
i
)xx
2
i
)yy(
i
K xx2
i
yy
i
2
x
2
y
ở đây: =

i
K
2
i
x +
2
i

y
Nếu là tốc độ truyền phát thì: = = - (6)
c
1,i
r
c
1,i
d
i
r
1
r
Định nghĩa một tập các phơng trình phi tuyến của các PP đa ra (x, y).
Việc giải các phơng trình phi tuyến rất khó khăn, tuyến tính hoá phơng trình (6) bằng khai


triển Taylor và giải theo phơng pháp lặp. Với một tập của đánh giá TDOA , PP mở đầu với
vị trí nguyên thuỷ (x
1,i
d
0
, y
0
) và tính toán độ lệch vị trí:
=

y
x
1
t
1T
t
)GQG(
T
t
G
1
Q

t
h
Giá trị = 1, 2, 3, ,
M
đợc tính từ (5) với = và = . Trong lần lặp tiếp theo, giá
trị và đợc tinh theo + và +
i
r
x
0
x y
0

y
0
x
0
y
0
x
x
0
y
y

. Quá trình tính lặp lại nhiều lần đến khi và
đủ nhỏ. Phơng pháp này khó tính khi sát điểm ban đầu và khối lợng tính toán nhiều, hơn
nữa độ hội tụ không chắc chắn.
x
y
Một cách lựa chọn khác là chuyển dạng đầu tiên (6) sang tập các phơng trình khác. Từ (6)
ta có = và (5) có thể viết thành:
2
i
r
2
11,i
)rr( +
+ = - - 2 + + (8)
2
1,i
r+
11,i

rr2
2
1
r
i
K xx2
i
yy
i
2
x
2
y
Trừ (5) tại
i
=1 từ (8) ta có:
= - - + - (9)
2
1,i
r+
11,i
rr2 xx2
1,i
yy2
1,i
i
K
1
K
Biểu tợng , đại diện cho - và - . (9) là tập các phơng trình tuyến tính

với các giá trị cha biết là x, y và . Để giải tìm x, y, tiến hành loại khỏi (9) và tạo nên (
M
-2)
phơng trình tuyến tính với x, y. Vị trí của MT sẽ đợc tính toán bởi PP bình phơng tối thiểu
(Least Square: LS). Mặt khác cũng có thể giải x, y nh là số hạng của , kết quả trung gian sẽ
đa ngợc về (9) tạo nên phơng trình tổng quát với biến cha xác định là . Thay thế việc tính
toán mà giảm tối thiểu lỗi phơng trình LS tới kết quả trung gian mà đa ra lời giải cuối cùng,
đây chính là nội dung phơng pháp cầu nội suy (spherical- interpolation: SI) [8].
1,i
x
1,i
y
i
x
1
x
i
y
1
y
1
r
1
r
1
r
1
r
1
r

CT 2
Từ phơng trình (9) xét với tập 3 trạm phát, theo Y. T. Chan chúng ta có hệ phơng trình
TDOA nh sau:
= -








y
x
1
1,31,3
1,21,2
yx
yx

ì


























+
+
+

13
2
1,3
12
2
1,2
1
1,3
1,2
KKr
KKr
2
1
r
r
r
. (10)
ở đây ( ) là toạ độ cha biết của máy thu di động, (xy,x
i
, y

i
) là vị trí đã biết của các trạm
phát liên quan và là các khoảng cách từ MT tới đài phát gần nhất, với i = 1, 2, 3 và:
i
r
= - =
1,i
r
i
r
1
r
i
K
2
i
x+
2
i
y

= - = -
1,i
x
i
x
1
x
1,i
y

i
y
1
y
=
1
r
2
1
2
1
)yy()xx( +
(11)


Các thuật toán giải hệ phơng trình TDOA trình bày trên ít nhiều cũng phức tạp và khó
khăn, để đơn giản hoá, một cách đánh giá mới cho định vị đánh dấu có khả năng thu đợc ứng
dụng thuận tiện sẽ đợc giới thiệu dới đây. Trong trờng hợp chung, chúng ta xét với tình
huống MT nhận sóng của ba đài phát bố trí ngẫu nhiên, trờng hợp đặc biệt là ba đài phát bố trí
trên một đờng thẳng trên thực tế không có khả năng xảy ra, do đó chúng ta không cần xét tới.
Phơng pháp giải hệ phơng trình định vị TDOA:
Để thuận tiện và đơn giản hoá hệ phơng trình(10); (11), chúng ta tiến hành giải với các
biến x, y theo hàm của hiệu số thời gian tín hiệu tới máy thu nh sau:
Để giải hệ PT(10), (11) theo phơng pháp kinh điển tao thuận lợi cho các thiết bị phổ
thông, chúng ta có thể quan sát thấy các biến quyết định giá trị cặp toạ độ (x;y) là ; và
, trong đó và đợc xác định nh sau:
1
r
1,2
r

1,3
r
1,2
r
1,3
r
= - =
c.( - ) = c.
1,2
r
2
r
1
r
2

1

21
t
=
c. (12)
1,3
r
31
t
r
i
(i = 1, 2, 3) là khoảng cách từ các đài phát tới máy thu.
Các biểu thị thời gian lệch nhau của cùng một khung tín hiệu TPS đến MT từ các cặp

trạm phát và đợc MT ghi nhận tính từ khi tín hiệu TPS sớm nhất đến MT. Với các cặp khác
nhau do vị trí của MT quyết định từ đó sẽ xác định đợc giá trị của và toạ độ của MT nh sau:
i
t
i
t
1
r

(
)
()







+=+
+=+
13
2
1,3
11,31,31,3
12
2
1,2
11,21,21,2
KKr

2
1
rryyxx
KKr
2
1
rryyxx
(13)
CT 2
Từ đó chúng ta có thể tìm đợc giá trị của x và y:

1,2
12
2
1,2
1,3
1,3
1,2
1,2
1,2
12
2
1,2
1,3
13
2
1,3
1,2
1,2
1

1,2
1,2
1,3
1,3
1,2
1,2
1,2
1,2
1,3
1,3
1,2
1,2
x2
KKr
x
y
x
y
x2
KKr
x2
KKr
x
y
r
x
r
x
y
x

y
x
r
x
r
x
y
x
+


+

+

=
(14)

1,3
1,3
1,2
1,2
1,2
12
2
1,2
1,3
13
2
1,3
1
1,3
1,3
1,2
1,2
1,2
1,2
1,3
1,3
x
y
x
y

x2
KKr
x2
KKr
r
x
y
x
y
x
r
x
r
y

+

+
+










=

(15)
Để dễ hình dung chúng ta đặt các hệ số giản ớc cho (13) và (14):



a
x
y
x
y
x
r
x
r
1,3
1,3
1,2
1,2
1,2
1,2
1,3
1,3
=


;
b
x
y
x

y
x2
KKr
x2
KKr
1,3
1,3
1,2
1,2
1,2
12
2
1,2
1,3
13
2
1,3
=

+

+

c
x
r
x
y
x
y

x
r
x
r
x
y
1,2
1,2
1,3
1,3
1,2
1,2
1,2
1,2
1,3
1,3
1,2
1,2
=



;
d
x2
KKr
x
y
x
y

x2
KKr
x2
KKr
x
y
1,2
12
2
1,2
1,3
1,3
1,2
1,2
1,2
12
2
1,2
1,3
13
2
1,3
1,2
1,2
=
+


+

+


Vậy lúc này chúng ta có:

()()









+=
+=
+=
2
1
2
11
1
1
yyxxr
dcrx
bary
(16)
=>

+=
+=
+=
2
1
2
1
2
1
1
1
)yy()xx(r
dcrx
bary
CT 2
Xét riêng r
1
:


2
1

2
1
2
1
2
1
2
1
yyy2yxxx2xr +++=
Thay giá trị y và x ở trên vào và rút gọn:

[]
0])by()dx[(ra)by(c)dx(2r)1ac(
2
1
2
1111
2
1
22
=+++
Đặt :
c
2
+ a
2
- 1 = A
(x
1
- d)c + (y

1
- b)a = B
(x
1
- d)
2
+ (y
1
- b)
2
=C
Lúc này phơng trình trở về dạng:

Ar
1
2
2Br
1
+ C = 0
=>
)t;t(f
A
ACBB
r
3121
2
1
=

=

Thay trở lại phơng trình (16) chúng ta có:


x= c. f( ;
21
t
31
t

) + d = F(
21
t

;
31
t

) (17)
y=
a. f( ;
21
t
31
t

) + b = G(
21
t

;
31
t

) (18)
Lúc này hệ phơng trình định vị theo TDOA đã đợc tách nghiệm rõ ràng, toạ độ x, y của
máy thu hoàn toàn chỉ phụ thuộc vào hiệu số khoảng thời gian truyền tín hiệu từ các trạm phát
tới máy thu (trong phơng trình thể hiện qua giá trị
21
t

= t
2
t
1
và
31
t

= t
3
t
1
).
Việc loại bỏ một trong hai nghiệm để xác định đúng vị trí của máy thu có thể thực hiện
thông qua so sánh dữ liệu GPS đợc lu trong máy thu, đồng thời kết hợp với việc phân tích
hành trình của máy thu.
V. Kết luận
Thông qua các phân tích và phát triển trên, chúng ta có thể thấy việc tính toán tự định vị
máy thu theo mô hình định vị đợc đề xuất là hoàn toàn thuận tiện và dễ dàng. Với việc phát

triển, đa ra kết quả cuối cùng của hệ phơng trình định vị đã giúp chúng ta có thể thấy rõ quan
hệ giữa vị trí máy thu và hiệu số thời gian tới của tín hiệu từ các trạm phát lân cận, đồng thời việc
tính toán vị trí máy thu có thể thực hiện rất đơn giản trên các máy thu. Kết hợp giữa phơng
pháp tự định vị DVB - T(H) và GPS sẽ tạo thành một hệ định vị hoàn thiện. Tuy nhiên trên thực
tế còn phải quan tâm tới các yếu tố ảnh hởng tới độ chính xác định vị nh quan hệ đồng bộ
giữa các trạm phát; ảnh hởng địa lý của môi trờng truyền sóng, hiệu ứng Doppler sinh ra do
máy thu chuyển động Trong phạm vi của bài báo, tác giả chỉ xây dựng mô hình và thuật toán
trên phơng diện lý thuyết, việc mô phỏng và đánh giá suy giảm độ chính xác hình học GDOP
(Geometry Dilute of Position) của phơng pháp định vị DVB - T(H) đợc thực hiện trong các bài
tiếp theo.
CT 2


Tài liệu tham khảo
[1]. N. Q. Tuấn. Cấu trúc tín hiệu DVB-T và khả năng ứng dụng trong kỹ thuật định vị. Tạp chí khoa học
Giao thông vận tải, số 14-05/2006.
[2]. N. Q. Tuấn. Kỹ thuật thu tín hiệu DVB-T trong môi trờng di động và mội số ứng dụng trong điều
khiển. Tạp chí Khoa học Giao thông vận tải, số 15- 08/2006.
[3]. N. Q. Tuấn. Mạng đơn tần SFN và ứng dụng. Tạp chí Khoa học Giao thông vận tải, số 16- 12/2006
[4]. W. R. Hahn and S. A. Tretter Optimum processing for delay- vector estimation in passive signal
arrays IEEE, Trans, Vol. IT- 19, pp. 608-614, Sept. 1973
[5]. W. R. Hahn Optimum signal processing for passive sonar range and bearing estimation J. Acoust,
Vol. 58, pp. 201- 207, July. 1975
[6]. Y.T. Chan and K. C. Ho A Simple and Efficient estimator for Hiperbolic location IEEE, Trans, Vol. 42,
No. 8, August. 1994
[7]. C. H. Knapp and G. C. Carter The generalized correlation method for estimation of time delay IEEE
Trans, Vol. ASSP- 24, pp 320- 327, apr. 1976
[8]. J. O. Smith snd J. S. Abel Closed- form least- squares source location estimation from range-
difference measurements IEEE Trans, Vol. ASSP- 35, pp. 1661- 1669, Dec. 1987
[9]. X. R. Li and K. Pahlavan Comparison of indoor geolocation methods in DSSS and OFDM Wireless

LAN systems VTC 2000, IEEE
[10]. M. Vossiek, L. Wiebking and C. Hoffmann Wireless local positioning- Concepts, Solutions,
Applications IEEE, 06/03/$17.00
Ă