[发明专利]一种基于分布式天线的室内定位系统及方法

说明书

一种基于分布式天线的无线室内定位系统及方法，系统包含有基站、天线组以及终端，基站通过馈线与室内每个天线连接，天线组分别接收终端发送的sounding信号，基站通过天线组得到终端发送的信号后，进行相应的处理，天线组均采用平面阵列；方法是基站根据接收到的上行sounding信号估计信道并生成预编码矩阵：然后根据预编码矩阵进行波束形成，最后进行终端检测及空间定位：本发明利用分布式天线并结合三维智能波束，实现室内实时空间定位，适用于复杂环境，具有定位精准、实时性好的优点。

技术领域

本发明涉及空间定位技术领域，具体涉及一种基于分布式天线的室内定位系统及方法。

背景技术

随着数据业务和多媒体业务的快速增加，人们对定位的需求日益增大，尤其在复杂的室内环境，如机场大厅、超市、图书馆、地下停车场等环境中，常常需要确定移动终端或其持有者、设施与物品在室内的位置信息。目前的大多数定位方法是针对二维平面展开研究的，然而在实际应用中常常需要提供节点的三维位置信息，室内三维定位技术较二维平面定位具有更大的实用价值。由于室内环境的特殊性与复杂性，使得室内三维定位技术面临克服室内环境因素对信号强度的影响，进而给用户提供高精度、低复杂度、立体化的定位服务。

申请号为201410831889.8的中国专利，利用传感器采集到的三维信息进行室内环境建模、位置分析与信息标定，用户收集当前场景信息，通过与三维环境模型信息进行对比与特征匹配，实现用户的室内定位，该方法需要建立精确的三维环境模型，且定位估计过程繁琐；申请号为201610813895.X的中国专利，是将GPS定位结果引入室内，在室内选取GPS坐标可测的几个基准点，以基准点为坐标原点建立平台坐标系；于基准点处引入激光三维扫描仪获取室内三维点云信息，将点云统一到平台坐标系；将超宽带室内定位系统坐标系与上述坐标数据作进一步坐标转换，完成室内目标定位，但该定位系统结构复杂，成本高，实施难度大。

上述方法均不适用于复杂环境，具有定位不精准、实时性差的缺点。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明提供一种基于分布式天线的无线室内定位系统及方法，利用分布式天线并结合三维智能波束，实现室内实时空间定位，适用于复杂环境，具有定位精准、实时性好的优点。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种基于分布式天线组的室内定位系统，包含有基站、天线组DAS_k以及终端Q，基站通过馈线与室内每个天线连接，天线组DAS_k分别接收终端Q发送的sounding信号，基站通过天线组得到终端Q发送的sounding信号后，进行相应的处理；

所述的天线组DAS_k(k＝1,2,…,K)均采用平面阵列，K为天线组数，阵元数为M_k×N_k，M_k为平面天线阵列的行数，N_k为平面天线阵列的列数，阵元间距为d。

一种基于分布式天线组的室内定位系统的定位方法，包括以下步骤：

第一步，基站根据接收到的上行sounding信号估计信道并生成预编码矩阵：

1.1)由上行链路信道估计得到天线组DAS_k(k＝1,2,…,K)的水平维信道矩阵H_k,h(k＝1,2,…,K)，则根据下式选择第k天线组的水平维预编码矩阵：

式中，上角标T为转置算子，trace()表示求矩阵的迹，w_i为码字,codebook为码本，∈为属于符号，表示使后面这个式子达到最大值时的w_i取值，上式表示在码本中选择使得目标函数值最大的码字作为预编码矩阵；