[发明专利]一种面向通信感知一体化的无线定位方法

权利要求书

1.一种面向通信感知一体化的无线定位方法，其特征在于，该无线定位方法包括如下步骤：

步骤1：用户向基站发射第五代新空口5G NR信号；

步骤2：基站估计出接收信号的信道状态信息矩阵，将信道状态信息矩阵进行平滑，然后利用多信号分类MUSIC方法估计出接收信号的到达方向DOA以及小数符号定时偏差FTO；

步骤3：基站根据步骤2得到的DOA和FTO，以最小的FTO作为视距LOS径，利用波束成形方法，抑制其他到达方向的信号，并计算出LOS方向信号的功率；

步骤4：基站根据LOS方向信号功率以及不同场景建立不同的路径损耗模型估计出粗略到达时间TOA；

步骤5：基站根据估计出的DOA，利用波束成形技术导向发射感知信号，并在估计出的粗略TOA的时间窗口进行回波接收，并根据时间戳和感知信号探测时间估计出精确的TOA以及位置；

步骤6：基站根据用户的移动速度不断地调整改变时间窗口以便进行实时感知定位。

2.根据权利要求1所述的面向通信感知一体化的无线定位方法，其特征在于：步骤2中，利用信道状态信息矩阵估算接收信号的DOA以及FTO的步骤具体包括：对信道状态信息矩阵进行平滑，即在信道状态信息矩阵上选取一个矩阵窗口，并将该矩阵窗口中的元素作为新矩阵的一列，将该矩阵窗口依次从左向右从上至下进行滑动得到新的矩阵，以增加快拍数，提高分辨率，然后利用MUSIC算法以信号子空间与噪声子空间的正交性为基础，划分空间来估算出信号的DOA和FTO。

3.根据权利要求1所述的面向通信感知一体化的无线定位方法，其特征在于：所述步骤3中的波束形成算法是利用步骤2中得到的LOS径的DOA作为期望信号方向，以此作为基站接收波束的约束方向，抑制其他到达方向信号的功率并保持LOS径信号功率不变；使用MVDR方法，利用波束的“置零条件”强迫接收阵列波束方向图的“零点”指向所有干扰信号方向得到权向量的约束公式并计算出基站各天线的权重来合并各天线接收到的基带信号，但并不仅限于MVDR方法，能够满足保持LOS径信号功率不变，抑制其他方向信号功率的算法即可。

4.根据权利要求1所述的面向通信感知一体化的无线定位方法，其特征在于：所述步骤4中的路径损耗模型使用的是通过引入随着环境而改变的路径损耗指数n来修正自由空间路径损耗模型的对数距离路径损耗模型。

5.根据权利要求1所述的面向通信感知一体化的无线定位方法，其特征在于：所述步骤5中基站在发射完感知信号后能继续为其他用户提供通信或感知服务，仅需在估计出的粗略的TOA时间窗口暂停服务并开启回波接收模式即可。

6.根据权利要求1所述的面向通信感知一体化的无线定位方法，其特征在于：所述步骤5中基站发射的感知信号是OFDM信号或是雷达信号。