[發明專利]一種基于天線陣列的無線定位方法

在審

• 申請號: 201611138206.6
• 申請日: 2016-12-12
• 公開（公告）號: CN106714298A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 李友段;葉力建
• 申請（專利權）人: 杭州愛賽德科技有限公司
• 主分類號: H04W64/00
• 分類號: H04W64/00;G01S3/12;G01S5/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及網絡通信領域，特別是涉及一種基于天線陣列的無線定位方法。

背景技術

目前，WiFi（Wireless Fidelity，無線保真）作為一種無線數據通信方法，已經得到廣泛應用，對于利用無線WiFi信號來進行移動終端定位也有著越來越強烈的需求。

現有的無線WiFi定位技術主要分為傳播模型法和位置指紋法兩種定位方法，傳播模型法因其相比位置指紋法節省大量的人力物力，而得到了更廣泛的應用，常用特性包括：信號強度（Received Signal Strength Indicator，RSSI），到達時間（Time of Arrival，TOA），到達角度（Angel of Arrival，AOA），到達時間差（Time Difference of Arrival，TDOA），介于成本與適用性的考慮，利用 RSSI 數據實現測距定位技術得到了廣泛研究，主要分為測距和定位兩個方面，具體介紹如下。

測距：待測移動終端接受到三個或三個以上不同位置AP(Accept Point，無線接入點）的RSSI，然后根據無線信號傳輸損耗模型將其轉換成待測目標到相應AP的距離，對數-常態分布模型因其更高的適用性得到了廣泛應用。在空曠地帶一般采用如下簡化模型：（dbm），其中信號強度為P，距離為d，P0為距離設備1米處測得信號作為基準點，n為信號衰減因子，一般取值-2~-5。

定位：通過三角測量法計算待測點的位置，即分別以3個已知AP的位置為圓心，測得的距離為半徑做圓，三個圓的交點即為待測點的位置，如圖1所示。設待測點位置為D（x,y），已知的三個AP位置分別為A（），B（），C（），D到三個AP的距離為，則D的坐標可由下列方程組求得：。

但在實際應用中，因為測量誤差、周圍環境影響等因素干擾，導致圖1的三個圓無法相交于一點。此時需要將方程分別求解，將得到的解求平均值，得到近似的定位位置。

由上述介紹可知，當前的無線WiFi定位方法需要依賴于已知的AP位置信息，和路徑上的準確的信號傳輸損耗模型。而對不同的場景，無法事先預知準確的AP位置信息，也無法應對不同場景不同的多晶衰落及提供適用于該場景的信號傳輸損耗模型，導致無線WiFi定位效果不佳。

發明內容

本專利申請針對上述WiFi定位方法的諸多問題，提供一種基于天線陣列的無線定位方法，通過利用搭建的移動天線陣列，提供使用更方便及低成本的定位服務，解決當前無線WiFi定位方法對環境要求及預先設置的依賴。

根據本發明的一個方面，提供一種基于天線陣列的無線定位方法，包括：通過無線接入點建立基于802.11a/b/g/n無線局域網通信協議的無線網絡，或利用使用環境中已經存在的無線網絡。

通過所述無線接入點利用天線陣列掃描基于所述的無線網絡的當前定位的WiFi信號。

通過所述定位的WiFi信號獲取所述無線接入點的定位信息。

優選的，根據通過所述無線接入點利用天線陣列掃描基于所述的無線網絡的當前定位的WiFi信號包括：通過天線陣列采集范圍內所有嘗試接入無線局域網的信號。

優選的，通過天線陣列采集范圍內所有嘗試接入無線局域網的信號包括：已經連接上無線局域網的AP與終端設備向外發送的WiFi信號，及正在嘗試連接狀態的無線接入點。

優選的，通過所述定位的WiFi信號獲取所述無線接入點的定位信息包括：根據所述WiFi信號獲取WiFi到達角度和距離。

可選地，根據所述WiFi信號獲取WiFi到達角度包括：基于天線陣列，通過MUSIC算法獲取波達方向DOA（Direction of Arrival）估計。

可選地，根據所述WiFi信號獲取WiFi定位距離包括：基于天線陣列，通過RSSI算法獲取定位距離。

與現有技術相比，本發明具有如下優點和有益效果：不需要預先設置多點位，單設備天線陣列即可獲取定位信息，減少WiFi定位對環境的依賴，降低設計成本；基于天線陣列定位，定位精度和定位效率有所提高，根據信號入射方向選擇陣列中不同天線工作，提高了效率。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明具體實施方式或現有技術中的技術方案，下面將對具體實施方法或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。