[发明专利]一种基于超表面的定位系统、方法及装置

说明书

本发明实施例提供了一种基于超表面的定位系统、方法及装置，系统包括：基站和移动终端，其中，基站配置有超表面，通过发射携带有定位信号的多道电磁波，作为信号波，控制超表面改变信号波的传输路径，得到第一反射波束，利用第一反射波束对移动终端进行扫描；移动终端接收到第一反射波束中的第一接收波束后，基于第一接收波束中携带的第一定位信号的发射角、到达角、以及传输路径长度计算得到第一位置参数，并将携带有第一位置参数的第一反馈信息反馈至基站；基站基于第一反馈信息，确定对移动终端的定位结果。应用本发明实施例，可以通过主动改变信号传输路径来降低信号在传输过程中受到的多径效应影响，从而提高定位精度。

技术领域

本发明涉及定位技术领域，特别是涉及一种基于超表面的定位系统、方法及装置。

背景技术

一些场景中，需要在非视距(通信的两点视线受阻)等复杂环境下通过基站发射的定位信号来对移动终端进行定位，比如，救生员在森林中进行生命救援时会携带移动定位设备，该移动定位设备接收到由基站发射的定位信号后，会对该定位信号进行分析，以计算得到自身的位置参数，并将该位置参数反馈给基站，基站根据移动定位设备反馈的位置参数可以确定对该移动定位设备的定位结果，从而确定救生员所处的位置。

但现有的定位方案是基于直射径信号提出的，在如同森林等复杂环境下，由于障碍物的影响，信号在传输过程中，会出现多径效应，即信号经过不同路径传输后，各信号分量到达接收端时间不同，按各自相位相互叠加而造成干扰，使得原来的信号失真或者产生错误的现象，影响最终得到的定位结果的准确度。

多径效应是目前制约高精度定位的瓶颈问题之一，而现有定位手段难以主动改变信号的传输路径，只能通过被动识别并消除多径信号的方法来尽量降低多径效应对定位结果的影响，例如一些相关技术中提出的按照多径分量能量大小依次消除的FRFT(分数傅里叶变换)多径时延估计算法、基于多门延迟和曲线拟合的多径抑制方法、基于载波扫频的伪随机码多径抑制方法等，这些方法的计算量较大，消除效果也不够理想。

现有技术对被动识别并消除多径信号的研究已接近理论极限，需要提供一种能够实现主动改变信号传输路径的定位方案，以提高定位精度。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种基于超表面的定位系统、方法及装置，以通过主动改变信号传输路径来提高定位精度。具体技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种基于超表面的定位系统，所述系统包括：基站和移动终端，所述基站配置有超表面，其中，

所述基站，用于发射携带有定位信号的多道电磁波，作为信号波；控制所述超表面改变所述信号波的传输路径，得到第一反射波束；利用所述第一反射波束对所述移动终端进行扫描；

所述移动终端，用于接收第一接收波束，所述第一接收波束为所述第一反射波束中的部分波束；基于所述第一接收波束中携带的第一定位信号的发射角、到达角、以及传输路径长度，计算得到第一位置参数；将包括所述第一位置参数的第一反馈信息反馈至所述基站；其中，所述发射角为所述第一定位信号从所述基站发射时与水平面所成的夹角；所述到达角为所述第一定位信号到达所述移动终端时与水平面以旋转角逆时针旋转后的面所成的夹角；

所述基站，还用于基于所述第一反馈信息，确定对所述移动终端的定位结果。

可选的，所述移动终端，还用于在所述接收第一接收波束之后，判断所述第一接收波束的功率是否达到定位条件，如果达到，再执行所述基于所述第一接收波束中携带的第一定位信号的发射角、到达角、以及传输路径长度，计算得到第一位置参数的步骤。

可选的，所述移动终端，还用于在判定所述第一接收波束的功率达到定位条件之后，对所述第一接收波束中携带的第一定位信号的信道进行重构；基于重构后的信道参数，计算得到所述第一接收波束中携带的第一定位信号的发射角、到达角、以及传输路径长度。

可选的，所述第一反馈信息中还包括所述重构后的信道参数。