[發(fā)明專利]一種基于DOA的定位方法、裝置、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811375116.8
• 申請(qǐng)日: 2018-11-19
• 公開（公告）號(hào): CN111198351A
• 公開（公告）日: 2020-05-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉妍妍;郭建軍;謝冬;蘇大為
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中移（杭州）信息技術(shù)有限公司;中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): G01S5/04
• 分類號(hào): G01S5/04
• 代理公司: 北京同達(dá)信恒知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11291
• 代理人: 郭潤(rùn)湘

本發(fā)明提供一種基于DOA的定位方法、裝置、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)存在用戶定位實(shí)時(shí)性差的技術(shù)問題。方法包括：計(jì)算多輸入輸出MIMO系統(tǒng)中天線陣列接收到的K個(gè)用戶終端UE的上行信號(hào)的協(xié)方差矩陣，并對(duì)該該協(xié)方差矩陣進(jìn)行特征值分解，獲得特征值分解結(jié)果；根據(jù)該特征值分解結(jié)果，使用大維隨機(jī)矩陣?yán)碚摴烙?jì)該天線陣列接收到的該K個(gè)UE中的任一UE的信號(hào)功率和噪聲功率；根據(jù)該特征值分解結(jié)果構(gòu)建信號(hào)子空間，并使用該任一UE的信號(hào)功率和噪聲功率對(duì)該信號(hào)子空間的相位偏差進(jìn)行校正，獲得校正后的信號(hào)子空間；根據(jù)該校正后的信號(hào)子空間確定該任一UE的DOA，并基于該任一UE的DOA對(duì)該任一UE進(jìn)行定位。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及移動(dòng)通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于DOA的定位方法、裝置、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)

用戶定位技術(shù)是無線通信及用戶位置服務(wù)等應(yīng)用領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)之一，目前主流技術(shù)有基于全球定位系統(tǒng)(Global Position System，GPS)的室外定位技術(shù)，基于接收信號(hào)強(qiáng)度(Received Signal Strength Indicator，RSSI)的位置指紋定位技術(shù)，還有基于信號(hào)時(shí)間到達(dá)時(shí)間(Time of Arrival，TOA)、基于信號(hào)到達(dá)時(shí)間差(Time Difference ofArrival，TDOA)和基于信號(hào)波達(dá)方向(Direction Of Arrival，DOA)的定位技術(shù)。

隨著5G時(shí)代的到來，基于用戶終端位置信息的服務(wù)和應(yīng)用越來越廣泛，對(duì)高精度且實(shí)時(shí)性的定位技術(shù)需求也越來越迫切。GPS定位精度有限且不適用于室內(nèi)定位；基于RSSI位置指紋定位技術(shù)離線階段采集位置信息工作量過大；基于TOA和TDOA的測(cè)距定位技術(shù)在(Global System for Mobile Communications，GSM)系統(tǒng)中比較容易實(shí)現(xiàn)，但是其定位結(jié)果容易具有模糊性，且TOA對(duì)時(shí)鐘同步精準(zhǔn)度要求較高；而基于DOA的定位技術(shù)可以提供用戶位置方向，位置估計(jì)準(zhǔn)確度高，其定位精度隨著陣列天線數(shù)目的增加而提高。在5G系統(tǒng)中，大規(guī)模多輸入多輸出(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)系統(tǒng)為基于DOA的高精度定位技術(shù)提供了足夠多的接收天線。

在基于DOA估計(jì)用戶位置的傳統(tǒng)計(jì)算方案中，受限于經(jīng)典統(tǒng)計(jì)學(xué)理論(即假設(shè)條件為數(shù)據(jù)矩陣的維數(shù)固定，觀測(cè)樣本數(shù)趨近于無窮)，只有樣本的數(shù)據(jù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于陣列天線的天線數(shù)目才能有較好的估計(jì)效果。但是，對(duì)于大規(guī)模MIMO通信系統(tǒng)來說，由于陣列天線數(shù)量過于龐大，需要更高數(shù)量級(jí)的采樣數(shù)據(jù)來滿足傳統(tǒng)信號(hào)處理方法的樣本量需求。因此，傳統(tǒng)方法在處理大規(guī)模天線陣列信號(hào)時(shí)面臨的是維數(shù)和樣本數(shù)都十分龐大的數(shù)據(jù)矩陣，這不僅增加了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)負(fù)擔(dān)，還增加了計(jì)算復(fù)雜度，最終導(dǎo)致用戶定位實(shí)時(shí)性差的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供一種基于DOA的定位方法、裝置、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)存在用戶定位實(shí)時(shí)性差的技術(shù)問題。

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種基于波達(dá)方向DOA的定位方法，所述方法包括：

計(jì)算多輸入輸出MIMO系統(tǒng)中天線陣列接收到的K個(gè)用戶終端UE的上行信號(hào)的協(xié)方差矩陣，并對(duì)所述協(xié)方差矩陣進(jìn)行特征值分解，獲得特征值分解結(jié)果；

根據(jù)所述特征值分解結(jié)果，使用大維隨機(jī)矩陣?yán)碚摴烙?jì)所述天線陣列接收到的所述K個(gè)UE中的任一UE的信號(hào)功率和噪聲功率；

根據(jù)所述特征值分解結(jié)果構(gòu)建信號(hào)子空間，并使用所述任一UE的信號(hào)功率和噪聲功率對(duì)所述信號(hào)子空間的相位偏差進(jìn)行校正，獲得校正后的信號(hào)子空間；

根據(jù)所述校正后的信號(hào)子空間確定所述任一UE的DOA，并基于所述任一UE的DOA對(duì)所述任一UE進(jìn)行定位。

可選的，所述天線陣列的天線數(shù)量為M，MK；

所述計(jì)算MIMO系統(tǒng)中天線陣列接收到的K個(gè)UE的上行信號(hào)的協(xié)方差矩陣，包括：