[发明专利]基于LTE信号的高低楼层区分方法

说明书

本发明提供基于LTE信号的高低楼层区分方法，属于信号处理技术领域。本发明首先根据需要定位的建筑结构，建立坐标系；然后在每一楼层均匀选取若干参考点，通过载有LTE信号获取设备的平台在所述参考点处进行LTE信号采集，并且记录获得的LTE信号中的楼层信息；获取采集到的LTE信号中主服务小区的RSRP、RSRQ、RSSI、ECI，以及邻小区的RSRP、ECI，并结合记录的楼层信息，建立离线数据库；再利用支持向量机算法对数据库进行训练，得到高低楼层区分模型；最后将待测信号向量作为高低楼层区分模型的输入，得到高低楼层区分结果。本发明解决了现有定位技术的信号强度波动对楼层识别精度影响大的问题。本发明可用于楼层区分定位。

技术领域

本发明涉及高低楼层区分方法，属于信号处理技术领域。

背景技术

随着通信技术的飞速发展，智能手机越来越受到欢迎，人们对智能手机所提供的服务也有了更高的要求。其中，基于位置的服务(Location Based Service，LBS)已经成为人们日常工作、生活所必须的一项基本服务需求。LBS是指通过地理信息系统平台的支持，为终端提供基于位置信息的服务。LBS的应用潜力提出了无缝覆盖室内、室外定位的迫切需求。具有全球导航卫星系统(GNSS)功能的终端能够确定设备在户外的位置，并且终端中的大量应用和服务可以利用这种精确定位。然而，用户必须在室外无遮挡的环境中定位，而GNSS信号无法穿透墙壁在室内环境和地下室传播，由于建筑物的屏蔽，GNSS信号会迅速衰减。在大多数室内情况下，GNSS定位范围是有限的，终端在室内无法接收到有效的GNSS信号，因此GNSS无法在室内使用。在这些限制条件下，室内定位比室外定位更具挑战性。因此，近年来它一直是研究的重点之一。

目前的室内定位系统使用各种不同的无线传输技术，例如WiFi，红外线，RFID(射频识别)，蜂窝网，超声波，视觉和激光等。在室内定位中，除了需要考虑定位精度外，设备成本也需重点考虑，比如超声波定位方法和激光定位方法成本过高，并且安装不便。因为WiFi定位技术成本低，因此许多室内定位技术都是利用WiFi信号进行定位；但是WiFi信号传播距离很短，并且使用WiFi进行定位需要多个AP，在一些建筑物中不满足WiFi定位的要求，因此WiFi定位方法的使用有一定的局限性。蜂窝无线信号是WiFi室内定位的有力替代品，接收的信号电平比卫星系统更强，并且蜂窝网的部署能够在室内提供良好的覆盖。特别地，新的LTE(Long Term Evolution，长期演进)信号具有高带宽以及帧和同步结构，使其非常适合于定位目的。并且使用一部智能手机能很容易地获取到LTE信号，不需要昂贵的设备成本和很长的设备安装时间。

大部分室内定位方法都是基于二维空间的定位，即只关注水平定位，而高度信息即楼层信息往往被忽略。水平方向上的定位误差是人们可以接受的，但是垂直方向上如果定位误差较大，则会将用户定位到错误的楼层，这是人们无法接受的。因此在室内定位中，精确的楼层识别对于用户来说是更重要的。传统的楼层识别方法主要是WiFi室内定位或者在室内安装微微蜂窝网络。除手机终端外，这些方法均需要在室内安装额外的设备。且基于位置指纹的室内定位方法对信号波动十分敏感，楼层识别的精度偏低。

发明内容

本发明为解决现有定位技术的信号强度波动对楼层识别精度影响大的问题，提供了基于LTE信号的高低楼层区分方法。

本发明所述基于LTE信号的高低楼层区分方法，通过以下技术方案实现：

步骤一、根据需要定位的建筑结构，选择坐标原点P0(X₀,Y₀,Z₀)，并建立三维直角坐标系；

步骤二、在每一楼层，根据该层室内环境，均匀选取若干参考点，通过载有LTE信号获取设备的平台在所述参考点处进行LTE信号采集，并且记录获得的LTE信号中的楼层信息；