LPWANS的TDOA：挑战，改进和测试
这是关于物联网，位置和TDOA的三部分系列的第二个。要阅读第一部分，点击这里。
低功率大区域网络的到达时间差（TDOA）（TDOA）（lpwans）在现实世界中设备的准确定位方面有一些共同的挑战和独特的挑战。这些包括：
- 网络网关/基站的可变密度和空间多样性；
- 城市形态可能会限制导致潜在错误测量的设备的可听性；
- 多径信号检测；
- 需要平滑和辩论；
- 精确的时机漂移/不准确；和
- 网关位置的精确知识。
这些变量中的每一个都可以导致精度的性能降解设备的本地化。根据定时度量计算的基于网络的位置可能是提供本地化的非常低的功率路径，但是您需要意识到，除了上述技术挑战外，性能还会因网络和网络提供商而异。
确保您执行或提供足够的证据表明给定系统将满足您的现实需求。覆盖范围和部署号码并不总是足以指出给定覆盖范围将提供的准确性水平。
以描述景观，建筑结构，地形等的景观，可能影响信号传播，反射和遮挡的城市形态。所有本地化技术的性能在某种程度上受这些特征的影响。例如，GNSS遭受“城市峡谷”的苦难，其中高建筑物的茂密森林具有可见性和多径信号反射，可以降低这些地区的GNSS准确性。
lpwans也不例外。为了确定给定位置技术的准确性和可用性，我们始终考虑改变测试用例，如以下示例测试站点选择中的不同性能功能。
如果您正在进行自己的测试，请确保选择以下图中的各种城市形态的测试位置。
还有其他技术可用于改善TDOA的整体性能：
- 将正时测量与基于功率的测量和信号到噪声测量融合，以提高网关多样性挑战环境的准确性；和
- 固定检测和收敛技术。
例如，我们已经采用这些技术来成功将误差降低到67的〜150米Th在极具挑战性的部署环境中，使用单个位置尝试使用百分位。此外，我们已经证明了平滑算法中收敛的值，以提高静态设备的精度 - 使用相同的一组单个位置尝试，可以实现这些设备的50米精度。
现场测试
让我们进行一些更深入的潜水，以展示如何在现实世界中应用其中一些技术。
选择测试区域以在特别具有挑战性的环境中测试本地化性能。在这种情况下，挑战主要是由于网关的物理部署，它们以直线“珍珠串”配置部署。这种配置具有挑战性，因为TDOA求解器只能沿着网关线求解一个维度。在第二维中缺乏网关限制了使用TDOA时可以实现的总体精度。幸运的是，一种基于电源的方法允许其解析在第二维中的位置。
下图显示了以下内容：
- 蓝色的网关；
- 基于TDOA仅测量（黄色销）得出的固定，用于两个测试点；和
- 仅基于基于功率的测量结果得出的固定（点1的粉红色和点2的白色销）。
在下图中显示了最终的混合TDOA位置的两个静态测试位置：
如前所述，通过随着时间的推移利用多个数据包，我们证明我们可以将此错误减少到静态设备的50米。
下图显示了动作中收敛过程的示例。该图显示了五个设备（每个设备都是不同的颜色）的一系列单次位置以及在任何给定时刻平滑后的估计误差，所有修复给定设备的所有修复程序。例如，该图表明，橙色曲线（设备）最初的误差近450米，但是通过平滑初始离群/差固定固定，很快就会收敛到50米。如前所述，TDOA测量值对多径误差非常敏感，要求在位置求解器中谨慎地重量测量并谨慎地聚集。
当收敛算法收到更多信息时，它开始在真实位置收敛，如下所示。
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