[發明專利]一種基于波束匹配的室內定位方法

有效

• 申請號: 201910477851.8
• 申請日: 2019-06-03
• 公開（公告）號: CN110392356B
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 王衍文;王世芳;馬曉璠;雷霄龍;王玉;周鋒;馬明娟
• 申請（專利權）人: 西京學院
• 主分類號: H04W4/33
• 分類號: H04W4/33;H04W4/021;H04W4/02;H04W64/00;H04B7/0456;H04B7/06;G01S5/08
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 馬超前

本發明公開了一種基于波束匹配的室內定位方法，該方法包含：(S100)基站根據基帶處理單元接收到的上行sounding信號估計信道，獲得天線組的水平維預編碼矩陣和垂直維預編碼矩陣，生成天線組的預編碼矩陣；(S200)根據移動終端的預編碼矩陣對基站發射信號進行波束形成；(S300)通過RSSI距離損耗模型求得待定位的移動終端與4個不在同一平面上的天線組之間的距離，得到以天線組為圓心，距離為半徑的4個球，求得以4個不在同一平面上的天線組為頂點的三棱錐的重心，求這4個球球心和三棱錐重心連線與4個球面的內側交點，以內側交點的質心作為移動終端的位置坐標。本發明的方法準確度高，實施簡潔，易于工程實現。

技術領域

本發明涉及一種室內定位方法，具體涉及一種基于波束匹配的室內定位方法。

背景技術

隨著數據業務和多媒體業務的快速增加，人們對定位的需求日益增大，如：在機場大廳、展廳和公共場所快速找到安全出口、電梯；室內找車位、停車和計時計費；商店根據顧客的位置向顧客推送關于商品的促銷活動、排隊預約和支付服務；大型建筑物應急疏散、公共安全和災后救援等。

當前，普遍采用衛星定位方式實現移動終端定位，終端內置的衛星定位模塊通過與在軌衛星同步的偽隨機碼序列測量與確定位置的在軌衛星的信號傳輸時延以計算終端與該衛星的距離，綜合與多顆在軌衛星的距離計算終端的位置。但是，在室內時，終端難以接收到GPS信號，導致衛星定位在室內環境失效，而且通過接收天饋引入衛星信號到室內，其計算出的時延較大，很難估計出終端的精確位置。

為此，研究設計出其它方式的室內定位，如利用波束掃描實現定位：

(1)中國專利CN201710697495.1，公開了一種基于環境反向散射的室內定位方法和裝置，該專利采用多天線標簽，結合波束掃描，實現室內定位；

但是，二維波束中垂直方向的天線下傾角是固定的，只是利用水平方向的空域資源，能量的匯聚度不夠高，從而限制了覆蓋范圍；

(2)中國專利CN201610813895.X，公開了高精度三維實景室內外一體化定位方法及裝置，其方法為：將GPS定位結果引入室內，在室內選取GPS坐標可測的幾個基準點，以基準點為坐標原點建立平臺坐標系；于基準點處引入激光三維掃描儀獲取室內三維點云信息，將點云統一到平臺坐標系；將超寬帶室內定位系統坐標系與上述坐標數據作進一步坐標轉換，完成室內目標定位；

該定位系統結構復雜，成本高，實施難度大。

綜上所述，上述方法均不適用于環境復雜、定位精準、實時性要求高的室內三維定位。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于波束匹配的室內定位方法，該方法解決了現有定位方法復雜的問題，其覆蓋廣，準確度高，能夠實現室內實時三維定位。

為了達到上述目的，本發明提供了一種基于波束匹配的室內定位方法，該方法針對的定位系統包含：基帶處理單元、分布式天線組和移動終端；其中，所述分布式天線組包含：至少4個不在同一平面上的天線組DAS_k，k＝1,……,K，K≥4，該天線組DAS_k均采用平面陣列，陣元數為M_k×N_k，M_k為平面天線陣列的行數，N_k為平面天線陣列的列數，陣元間距為d；所述基帶處理單元通過饋線與分布式天線組中每個天線組相連，其通過天線組得到移動終端發送的sounding信號后，進行相應的處理，該方法包含：

(S100)基站根據基帶處理單元接收到的上行sounding信號估計信道，獲得天線組DAS_k的水平維預編碼矩陣和垂直維預編碼矩陣，將水平維預編碼矩陣與垂直維預編碼矩陣進行Kronecker乘積，生成天線組DAS_k的預編碼矩陣，根據天線組DAS_k各預編碼矩陣，構造基站針對移動終端的預編碼矩陣；