[发明专利]基于深组合辅助的5G多径间歇性跟踪装置和方法

说明书

本发明基于深组合辅助的5G多径间歇性跟踪装置和方法，采用深组合辅助5G信号的多径跟踪，有效应对由于信号缺失和路径消亡带来的观测缺失下的多径跟踪，间歇性切换跟踪模式避免了由于短期观测缺失导致多径跟踪环路失效，减少重新参数估计的次数，跟踪环路稳定性强。在5G定位机会信号间断和路径消亡的时刻，多径跟踪系统仍可以输出包括信号首达径在内的多径时延信息，跟踪环路可以持续工作，间歇性跟踪多径时延参数，其它时刻由深组合提供辅助观测量，可以避免由于5G定位机会信号间断和信号首达径消亡带来的5G多径跟踪系统失效，有助于获取更加可靠的多径时延跟踪值和提升定位服务性能。

技术领域

本发明涉及5G室内定位技术领域，具体涉及一种基于深组合辅助的5G多径间歇性跟踪装置和方法。

背景技术

基于位置的服务（location-based service, LBS）有广阔的研究前景和服务需求，前提是提供精确可靠的定位和导航服务。现有的全球卫星导航系统仅在室外区域才能提供精确可靠的定位、导航解决方案，在室内恶劣的多径场景下环境往往会失去作用，需要其它定位手段作为补充。

服务需求驱动技术发展，基于蜂窝移动网络定位机会信号的信号跟踪方案在近几年引起广泛的关注，其可以快速获得时延参数用于定位解算。5G移动通信系统作为最新一代蜂窝移动通信技术，5G室内定位方案相比于其他室内定位方案在一些方面有着突出优势。我国5G网络正在快速建设，5G基站在城区和室内有着良好的设备覆盖密度，针对商用5G基站设计多径跟踪方案推广性强。5G下行定位机会信号包括同步信号、信道状态参考信号和定位参考信号，其有周期性播发的特点，十分适用于定位服务，但受限于通信场景，无法全天候不间断地发送定位机会信号。并且在室内环境下，多径效应严重干扰信号跟踪，容易出现首达径消亡的情况，严重影响信号跟踪和定位解算。在未来的3GPP 标准组织的工作中，定位关键技术将聚焦在视距/非视距识别、多径辅助定位等技术。所以，探索更加灵活的5G多径跟踪方案有助于获得更加准确的信号首达径估计，以及获得更高精度更可靠的定位精度。

在室内场景下，以下情况会经常性出现：当5G定位机会信号间断的时候，多径跟踪环路无法获取信息，导致跟踪环路不能及时更新跟踪结果。同时，在信号首达径消亡的时刻，由于信号首达径占接收的多径信号的绝大部分能量，这时多径跟踪环路的性能也会出现较大变化。深组合技术已经被广泛用于辅助GNSS信号跟踪环路，深组合需要自主设计跟踪环路，并结合组合导航系统。

深组合技术常被用于辅助基带跟踪环路的本地信号的多普勒频移和码相位生成，可以有效提升信号首达径的跟踪性能。但在蜂窝移动信号跟踪领域关于深组合的研究较为空白。深组合区别于紧组合、松组合的一个特点是，它可以嵌入到跟踪环路里去，(GNSS或者5G)跟踪环路重新启动需要重新(捕获)估计多径参数。由于在室内有很多遮挡，存在信号缺失(例如GNSS信号全天候播发、5G间断性播发，隔一段周期发送定位机会信号)、信号首达径消亡的情况，不加深组合的跟踪环路会因缺少观测量而导致无法工作。加入深组合后可以辅助其持续跟踪每一个时刻的时延信息，等待信号恢复后再继续跟踪。现有深组合或者其他组合方式都是辅助首达径的跟踪，不支持多径跟踪，无法满足多径辅助定位和视距/非视距识别等5G新定位技术的需求，尤其是室内动态场景下的5G多径跟踪技术。因此，研究适合室内场景的多径跟踪方案，有助于提升动态场景下多径跟踪环路的稳定性，使得定位服务更加可靠。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供基于深组合辅助的5G多径间歇性跟踪装置和方法，可以有效应对由于信号缺失和路径消亡带来的观测缺失下的多径跟踪，间歇性切换跟踪模式避免了由于短期观测缺失导致多径跟踪环路失效，减少重新参数估计的次数，跟踪环路稳定性强；本发明跟踪的多径时延信息可以满足多径辅助定位和视距/非视距识别等5G新定位技术的需求，尤其适合室内动态场景下的5G多径跟踪技术。