[发明专利]联合MIMO基站与非MIMO基站的高精度定位方法

说明书

本发明属于无线定位技术领域，特别是涉及一种联合MIMO基站与非MIMO基站的高精度定位方法。该方法包括以下步骤：获取MIMO通信基站的基站标识符以及天线数量；由MIMO通信基站发送PRS定位参考信号；获取非MIMO辅助定位基站的基站标识符；由非MIMO辅助定位基站发送PRS定位参考信号；移动用户设备接收来自MIMO通信基站和非MIMO辅助定位基站的定位参考信号波形，并选取MIMO通信基站作为基准基站，计算出信号到达时间差和信号到达角度；根据所获得的信号到达角度和信号到达时间差混合解算移动用户设备的位置。本发明减少了阵列天线的需求数量，降低了基站硬件要求，节约了成本。提升了信号质量和可用基站数量，提高了定位的稳定性。提高了移动用户设备的定位精度。

技术领域

本发明属于无线定位技术领域，特别是涉及一种联合MIMO基站与非MIMO基站的高精度定位方法。

背景技术

目前，定位与导航技术已经成为社会安全和国民经济发展的重要基础技术。虽然以北斗和GPS为代表的定位技术已经十分成熟，但由于信号遮挡衰减，难以应用在室内场景。而室内定位的需求却十分广泛，例如：停车场车辆管理、矿下隧道监测，现代物流大型仓库的人与无人系统导航。随着5G通信标准不断完善，5G通信时代已经到来，5G网络室内密集组网的环境下的高精度室内定位技术对于整个定位导航领域积极意义巨大。如今定位领域的技术方法繁多，但是在现有5G场景下，由于节约成本的需要，一般的做法是只有通信基站才会采用全功能的多输入多输出MIMO基站以满足高速通信的需要，为了实现定位信号多重覆盖，会增补非MIMO基站来提升定位精度。但目前联合MIMO基站与非MIMO基站进行室内定位的研究还未见诸报道。

MIMO基站为信号到达角度的测量提供了便利，但信号到达角度定位方法传统上多应用于相控阵雷达领域，在室内场景应用下，会由于多径效应导致误差明显上升，现实应用的效果差。代表性的成果包括专利号为CN201910410716.1的“一种基于角度和信号到达时间差估计的高性能混合定位方法及其实现装置”，提出了一种基于双基地雷达的信号模型，改善了目标位置估计的准确度。基于信号到达时间差的定位方法的代表性成果包括：专利号为CN201910803709.8的“一种用于超宽带的室内三维定位方法”，提出了一种用于超宽带的信号到达时间差TDOA室内三维定位方法，通过将Chan算法估计所得的标签三维位置，做残值加权处理提高了室内定位的精度；专利号为CN201910530686.8的“一种基于到达角之差的定位方法”，提出了一种选取3个基站的信号到达角度AOA计算移动台的位置的方法。但在5G通信条件下，联合MIMO基站与非MIMO基站的高精度定位方法目前还没有被专门研究，尚属较新领域。

综上，总结现有的室内定位方法还存在如下缺点：

(1)基于信号到达角度的定位方法对硬件条件要求高，需要为大量基站配备阵列天线以获得信号到达角度，往往仅能应用于雷达系统，实现成本过高。

(2)基于信号到达时间差的定位方法在室内环境下，近场误差较大，定位精度不高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种联合MIMO基站与非MIMO基站的高精度定位方法。

一种联合MIMO基站与非MIMO基站的高精度定位方法，该方法包括以下步骤：

步骤1：获取MIMO通信基站的基站标识符以及天线数量；

步骤2：由MIMO通信基站发送PRS定位参考信号；

步骤3：获取非MIMO辅助定位基站的基站标识符；

步骤4：由非MIMO辅助定位基站发送PRS定位参考信号；

步骤5：移动用户设备接收来自MIMO通信基站和非MIMO辅助定位基站的定位参考信号波形，并选取MIMO通信基站作为基准基站，计算出信号到达时间差和信号到达角度；