[发明专利]一种基于三维码映射的室内定位方法

说明书

本发明公开了一种基于三维码映射的室内定位方法，该方法包含：(S100)基站根据接收到的上行信号估计信道，生成天线组Ant_k的特征向量矩阵，将天线组Ant_k的特征向量矩阵映射成三维码，匹配，得到近似的码字三维码，得到天线组Ant_k的预编码矩阵W；(S200)根据预编码矩阵W对基站发射信号进行波束形成；(S300)通过距离损耗模型求得移动终端与4个不在同一平面上的天线组Ant_k之间的距离l_k，得到以天线组Ant_k为圆心，距离l_k为半径的4个球，建立三维空间球面方程组，利用修正的极大似然法求解，得到三维坐标，对该三维坐标的z值修正，得到移动终端的三维坐标的估计值。本发明的方法利用分布式天线并结合三维码映射的波束匹配方式，实现室内实时空间定位。

技术领域

本发明涉及一种室内定位方法，具体涉及一种基于三维码映射的室内定位方法。

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。如：在机场大厅、展厅和公共场所快速找到安全出口、电梯；室内找车位、停车和计时计费；商店根据顾客的位置向顾客推送关于商品的促销活动、排队预约和支付服务；大型建筑物应急疏散、公共安全和灾后救援等。

目前，研究设计出其它方式的室内定位，如利用波束扫描实现定位，中国专利CN201710697495.1公开采用多天线标签，结合波束扫描，实现室内定位。但是，二维波束中垂直方向的天线下倾角是固定的，只是利用水平方向的空域资源，能量的汇聚度不够高，从而限制了覆盖范围。还有，中国专利CN201610813895.X，公开了高精度三维实景室内外一体化定位方法及装置，其方法是将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。但是，该定位系统结构复杂，成本高，实施难度大。

为増加空间分辨率，基站必须设置大规模天线阵列，相应的波束全集中码字的个数也达到了10²甚至更高幂次。一般利用信道信息进行波束匹配时，采用的是逐一计算选取最优波束的遍历方法，该种方法需要遍历码本，在3D波束形成计算过程中相当耗时。

综上所述方法均不适用于环境复杂、定位精准、实时性要求高的室内定位。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于三维码映射的室内定位方法，该方法解决了现有定位方法复杂的问题，利用分布式天线并结合三维码映射的波束匹配方式，实现室内实时空间定位。

为了达到上述目的，本发明提供了一种基于三维码映射的室内定位方法，该方法针对的定位系统包含：基带处理单元、分布式天线组和移动终端；其中，所述分布式天线组包含：至少4个不在同一平面上的天线组Ant_k，k＝1,……,N，N≥4，该天线组Ant_k均采用平面阵列，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；所述基带处理单元通过馈线与分布式天线组中每个天线组相连，其通过天线组得到移动终端发送的sounding信号后，进行相应的处理，该方法包含：

(S100)基站根据接收到的上行sounding信号估计信道，获得水平维或垂直维信道矩阵，求得水平维或垂直维信道矩阵的特征向量，进行归一化处理，形成水平维或垂直维特征向量矩阵，将水平维和垂直维特征向量矩阵进行Kronecker乘积，生成天线组Ant_k的特征向量矩阵，将天线组Ant_k的特征向量矩阵映射成三维码，将该三维码与码本三维码集进行匹配，得到近似的码字三维码，从而得到天线组Ant_k的预编码矩阵W；