[发明专利]利用大规模阵列天线的智能无线定位系统和方法

摘要

本发明提出了一种利用大规模阵列天线的智能无线定位系统和方法。基站侧从上行链路信道状态信息中提取角度时延域信道强度矩阵作为位置指纹信息。在离线阶段，基站侧利用位置指纹信息训练级联卷积神经网络，并将训练得到的与各卷积神经网络的神经元相关的网络结构，权重值及激活函数与小区覆盖范围内特征点的位置指纹信息共同存储到数据库中；在在线阶段，基站侧将用户侧移动终端装置对应的位置指纹信息输入级联卷积神经网络，计算用户侧的位置坐标并反馈给对应的用户侧移动终端。本发明能够依托无线通信设备，显著提高移动终端在城市楼宇及室内等复杂散射体环境下的定位精度并降低定位系统时间开销和存储开销。

主权项

1.一种利用大规模阵列天线的智能无线定位系统，其特征在于，包括：位置指纹信息提取模块，用于从上行链路信道估计结果中提取角度时延域信道强度矩阵作为位置指纹信息；级联卷积神经网络模块，包括回归输出级联卷积神经网络模块和/或分类输出级联卷积神经网络模块，用于根据位置指纹信息估计用户侧移动终端装置的位置坐标和/或用户侧移动终端位于小区覆盖范围内不同区块的概率；以及数据库模块，用于存储离线阶段训练得到的级联卷积神经网络，以及采用分类输出级联卷积神经网络模块时离线阶段采样获取的小区覆盖范围不同区块内特征点的位置指纹信息；所述回归输出级联卷积神经网络模块，用于输出用户侧移动终端装置的位置坐标，其级联拓扑由一级或多级卷积神经网络分类器与输出端卷积神经网络回归器串联组成；所述分类输出级联卷积神经网络模块，用于输出用户侧移动终端位于小区覆盖范围内不同区块的概率，与位置指纹信息匹配模块、位置估计模块协作估计用户侧移动终端装置的位置坐标，其级联拓扑由一级或多级卷积神经网络分类器与输出端卷积神经网络分类器串联组成；所述位置指纹信息匹配模块，用于从数据库中选取与用户侧移动终端位置指纹信息联合角度时延相似性系数最大的若干特征点，组成特征点集合；所述位置估计模块，用于通过位置指纹信息匹配模块搜索概率最大的若干区块内与用户侧移动终端装置对应的位置指纹信息最相近的若干特征点，计算用户侧移动终端装置的位置坐标。