[发明专利]一种基于DOA的定位方法、装置、设备及存储介质

说明书

本发明提供一种基于DOA的定位方法、装置、设备及存储介质，用于解决现有技术存在用户定位实时性差的技术问题。方法包括：计算多输入输出MIMO系统中天线阵列接收到的K个用户终端UE的上行信号的协方差矩阵，并对该该协方差矩阵进行特征值分解，获得特征值分解结果；根据该特征值分解结果，使用大维随机矩阵理论估计该天线阵列接收到的该K个UE中的任一UE的信号功率和噪声功率；根据该特征值分解结果构建信号子空间，并使用该任一UE的信号功率和噪声功率对该信号子空间的相位偏差进行校正，获得校正后的信号子空间；根据该校正后的信号子空间确定该任一UE的DOA，并基于该任一UE的DOA对该任一UE进行定位。

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，特别涉及一种基于DOA的定位方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

用户定位技术是无线通信及用户位置服务等应用领域的关键技术之一，目前主流技术有基于全球定位系统(Global Position System，GPS)的室外定位技术，基于接收信号强度(Received Signal Strength Indicator，RSSI)的位置指纹定位技术，还有基于信号时间到达时间(Time of Arrival，TOA)、基于信号到达时间差(Time Difference ofArrival，TDOA)和基于信号波达方向(Direction Of Arrival，DOA)的定位技术。

随着5G时代的到来，基于用户终端位置信息的服务和应用越来越广泛，对高精度且实时性的定位技术需求也越来越迫切。GPS定位精度有限且不适用于室内定位；基于RSSI位置指纹定位技术离线阶段采集位置信息工作量过大；基于TOA和TDOA的测距定位技术在(Global System for Mobile Communications，GSM)系统中比较容易实现，但是其定位结果容易具有模糊性，且TOA对时钟同步精准度要求较高；而基于DOA的定位技术可以提供用户位置方向，位置估计准确度高，其定位精度随着阵列天线数目的增加而提高。在5G系统中，大规模多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)系统为基于DOA的高精度定位技术提供了足够多的接收天线。

在基于DOA估计用户位置的传统计算方案中，受限于经典统计学理论(即假设条件为数据矩阵的维数固定，观测样本数趋近于无穷)，只有样本的数据量远远大于阵列天线的天线数目才能有较好的估计效果。但是，对于大规模MIMO通信系统来说，由于阵列天线数量过于庞大，需要更高数量级的采样数据来满足传统信号处理方法的样本量需求。因此，传统方法在处理大规模天线阵列信号时面临的是维数和样本数都十分庞大的数据矩阵，这不仅增加了数据存储负担，还增加了计算复杂度，最终导致用户定位实时性差的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种基于DOA的定位方法、装置、设备及存储介质，用于解决现有技术存在用户定位实时性差的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供一种基于波达方向DOA的定位方法，所述方法包括：

计算多输入输出MIMO系统中天线阵列接收到的K个用户终端UE的上行信号的协方差矩阵，并对所述协方差矩阵进行特征值分解，获得特征值分解结果；

根据所述特征值分解结果，使用大维随机矩阵理论估计所述天线阵列接收到的所述K个UE中的任一UE的信号功率和噪声功率；

根据所述特征值分解结果构建信号子空间，并使用所述任一UE的信号功率和噪声功率对所述信号子空间的相位偏差进行校正，获得校正后的信号子空间；

根据所述校正后的信号子空间确定所述任一UE的DOA，并基于所述任一UE的DOA对所述任一UE进行定位。

可选的，所述天线阵列的天线数量为M，MK；

所述计算MIMO系统中天线阵列接收到的K个UE的上行信号的协方差矩阵，包括：