一种用于定位室内的目标用户设备的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种在室内基站中用于定位室内的目标用户设备的方法及其装置，其中，所述方法包括：A.从多个远端无线单元中确定第一远端无线单元；B.构建备选基站集合；C.确认所述备选基站集合中是否存在至少两个辅助基站；C1.当存在所述至少两个辅助基站时：通过所述至少两个辅助基站和所述第一远端无线单元对所述目标用户设备实施定位；C2.当不存在所述至少两个辅助基站时：把一个通过所述备选基站集合中的至少两个备选基站和所述多个远端无线单元中的一个远端无线单元定位出的辅助用户设备设定为虚拟基站，并作为备选基站加入到所述备选基站集合中，并实施步骤C。本方法实现了在没有相邻基站情况下对室内用户设备实施精确定位。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线通信领域，具体地，本专利技术涉及一种在室内基站中用于定位室内的目标用户设备的方法及其装置。
技术介绍
在长期演进(LTE)网络中确定用户端(UE)的位置具有广泛的应用范围，例如定位服务，对孩子与老年人的追踪，以及辅助法律实施。而且美国联邦通信协会(FCC)也批准了小区蜂窝载波可以被用于对拨打E911的用户的定位。现代移动设备可以通过使用独立于网络的内部的全球导航卫星系统(GNSS)接受器来独立的定位。GNSS是指：任何基于卫星的且具备全球覆盖的定位系统，例如，美国NAVSTAR全球定位系统(GPS)。为了估算特定的位置，GNSS接收机最初必须实施卫星搜索以获取至少4个卫星信号。为了辅助用户获取可用的卫星信号，LTE规范支持辅助GNSS(A-GNSS)定位。在无法看见天空的密集环境中(例如室内或者林区)，GNSS定位无法实施并且任何基于GNSS的定位都不可靠。小区ID(CID)定位方式允许实现基于网络的快速、低复杂度的用户定位。本质上，是通过使用与用户通信的基站的位置来简单的估算用户定位。不幸的是，由于在户外环境中服务于用户的小区可能跨越数公里，在室内环境中一个建筑中可能仅用1-2个基站来覆盖多个楼层和几十间房间，因此该方法会导致一个比FCCE911所需求的还差的，较糟糕的位置估计结果。为了改进CID定位，LTE规范支持增强的CID(E-CID)定位。在E-CID中，使用了CID定位以及其他网络属性，例如，往返时间(RTT)和测量信号的到达角度(AOA)来估计用户位置。时序预先(TA：Timingadvance)测量提供了一个RTT的估算，从而提供了从服务基站到用户的距离估算，然而在多基站天线上的载波相位的偏移要考虑到对用户信号AOA的估计。所有的这些测量使得网络可以快速的，但仍旧粗糙的，对用户定位。多路径反射和TA测量中的不确定性是其他影响定位精确性的因素。基于这些理由，E-CID估算常被用于更精确的定位方式的初步判定，或当其他定位方式不可用时作为备选方式。OTDOA(到达的观测时间差)是Rel9E-UTRA(LTE无线电)引入的一个定位特征。这是一个多元静态关联监视(multilateration)方法，其中用户设备从多个基站测量一些特定信号之间的时间差并且向网络中的特定设备(例如，ESMLC)报告这些时间差。ESMLC基于这些时间差和基站的位置信息计算出用户的位置。然而在一些情况下，特定的室内环境中很难找到超过3个基站，所以从这些情况看，OTDOA很难在室内被采用。多路径和快速衰落的现象在陆地信道中更严重，特别是在城市室内环境中。当由于多路径和快速衰落造成信号变化时，测距误差大幅上升。当信道条件恶劣，测距的误差级别将升至数十米，从而恶化了室内定位的准确性。另一个由陆地信号造成的问题是非视距(NLOS：NonLineofSight)，其严重的影响了定位结果。因此，地上信道对室内定位形成了巨大的挑战。如图1-a所示，其示出了E-CID方案的工作机制，由于多路径和快速衰落，对于RTT的测试并不准确。D是估计的基站和用户的距离，但是该估计结果有个误差范围Δd，如果仅仅依靠于服务小区，定位范围如灰色区域所示。在相邻小区的帮助下，估算出的范围明显缩小，尽管小区2和小区3在图中也具有各自相应的误差范围，但最终对于用户终端(UE1)的估算范围减少到红线区域。具有更多相邻小区则定位精确度可以进一步提高。另一个改进精度的方案是减少NLOS信道，其可以减少多路径现象对定位的影响。图1-b示出了OTDOA方案的工作机制。其利用来自不同小区的下行信号来定位用户。如图所述，待定位用户(UE1)测量来自两个小区(小区1和小区2，或者小区1和小区3)的信号到达该用户的时间差。恒定的差和两个基站可以沿着用户可能位于的位置构建一个双曲线(如图所示的虚线)。通过至少两对基站的双曲线的交点来确定用户的位置。如图1所示，靠上的双曲线是小区1和小区2的时间差对应的位置，靠小的双曲线是小区1和小区3的时间差对应的位置。OTDOA的定位精度取决于时间测量的精度、基站的相对位置、以及还受到多径传播的影响。E-CID和OTDOA对室内定位测量的总结如下：1)CID的测量精度取决于小区尺寸，增强的E-CID方案依赖于RTT估算的精度；2)E-CID和OTDOA方案需要至少2个相邻小区，更多的节点将有助于改进定位精度；3)两个方案对多路径和快速衰落现象都很敏感。如图2所示，其是一个传统的室内部署方案，对该建筑的覆盖通常仅仅用一个小区就够了(在该图中为小区1)，建筑外有两个宏小区(小区3和小区4)。只有在一些会议室或者餐馆内需要引入新的载波，例如房间B1，小小区2被部署以从小区1中承接卸载(Offloadfunction)功能。所以对于多数的室内用户而言，并没有足够的相邻小区，这意味着当前的OTDOA和E-CID方案需要改进。
技术实现思路
鉴于上述技术问题，有必要提供一种在室内基站中用于定位室内的目标用户设备的方法及其装置。为了实现本专利技术的目的，本专利技术的第一方面提供了一种在室内基站中用于定位室内的目标用户设备的方法，所述室内基站包括多个远端无线单元，其中，所述方法包括：A.从所述多个远端无线单元中确定第一远端无线单元，其中，在所述多个远端无线单元中，所述第一远端无线单元距离所述目标用户设备距离最近；B.构建备选基站集合，其中所述备选基站集合包括所述室内基站附近的各个基站；C.确认所述备选基站集合中是否存在至少两个辅助基站；其中所述辅助基站指通信范围覆盖所述目标用户设备的备选基站；C1.当存在所述至少两个辅助基站时：通过所述至少两个辅助基站和所述第一远端无线单元对所述目标用户设备实施定位；C2.当不存在所述至少两个辅助基站时：把一个通过所述备选基站集合中的至少两个备选基站和所述多个远端无线单元中的一个远端无线单元定位出的辅助用户设备设定为虚拟基站；把所述虚拟基站作为备选基站加入到所述备选基站集合中，并实施步骤C。特别的，所述步骤A具体包括：A1.所述室内基站通过所述多个远端无线单元从所述目标用户设备中接收上行矢量数据信号；A2.所述室内基站确认所述多个远端无线单元中的每一个远端无线单元所接收到的所述上行矢量数据信号的信噪比；A3.将具有最大信噪比的远端无线单元确定为所述第一远端无线单元。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在室内基站中用于定位室内的目标用户设备的方法，所述室内基站包括多个远端无线单元，其中，所述方法包括：A.从所述多个远端无线单元中确定第一远端无线单元，其中，在所述多个远端无线单元中，所述第一远端无线单元距离所述目标用户设备距离最近；B.构建备选基站集合，其中所述备选基站集合包括所述室内基站附近的各个基站；C.确认所述备选基站集合中是否存在至少两个辅助基站；其中所述辅助基站指通信范围覆盖所述目标用户设备的备选基站；C1.当存在所述至少两个辅助基站时：通过所述至少两个辅助基站和所述第一远端无线单元对所述目标用户设备实施定位；C2.当不存在所述至少两个辅助基站时：把一个通过所述备选基站集合中的至少两个备选基站和所述多个远端无线单元中的一个远端无线单元定位出的辅助用户设备设定为虚拟基站；把所述虚拟基站作为备选基站加入到所述备选基站集合中，并实施步骤C。

【技术特征摘要】
1.一种在室内基站中用于定位室内的目标用户设备的方法，所述
室内基站包括多个远端无线单元，其中，所述方法包括：
A.从所述多个远端无线单元中确定第一远端无线单元，其中，
在所述多个远端无线单元中，所述第一远端无线单元距离所述目标用
户设备距离最近；
B.构建备选基站集合，其中所述备选基站集合包括所述室内基
站附近的各个基站；
C.确认所述备选基站集合中是否存在至少两个辅助基站；其中
所述辅助基站指通信范围覆盖所述目标用户设备的备选基站；
C1.当存在所述至少两个辅助基站时：
通过所述至少两个辅助基站和所述第一远端无线单元对所
述目标用户设备实施定位；
C2.当不存在所述至少两个辅助基站时：
把一个通过所述备选基站集合中的至少两个备选基站和所
述多个远端无线单元中的一个远端无线单元定位出的辅助用户
设备设定为虚拟基站；
把所述虚拟基站作为备选基站加入到所述备选基站集合中，
并实施步骤C。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述步骤A具体包括：
A1.所述室内基站通过所述多个远端无线单元从所述目标用户
设备中接收上行矢量数据信号；
A2.所述室内基站确认所述多个远端无线单元中的每一个远端
无线单元所接收到的所述上行矢量数据信号的信噪比；
A3.将具有最大信噪比的远端无线单元确定为所述第一远端无
线单元。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述步骤A3中具体包括：
确定出一路具有最大信噪比的信号；
依次启动所述每一个远端无线单元中的干扰器；
找出所述第一远端无线单元，其中所述具有最大信噪比的信号在
所述第一远端无线单元的干扰器启动时信噪比变化最大。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述干扰器对所述上行矢
量数据信号衰减3-6dB。
5.根据权利要求2所述的方法，其中，
在所述步骤C1中，通过E-CID定位方式来对所述目标用户设备
实施定位。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述E-CID定位方式具
体包括：
通过分别测试所述目标用户设备与所述至少两个辅助基站和所
述第一远端无线单元的RRT，来估计所述目标用户设备与所述至少两
个辅助基站和所述第一远端无线单元的距离，从而对所述目标用户设
备实施定位。
7.根据权利要求2所述的方法，其中，
在所述步骤C1中，通过OTDOA定位方式来对所述目标用户设
备实施定位。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述OTDOA定位方式具
体包括：
所述目标用户设备测量来自所述第一远端无线单元和所述至少
两个辅助基站中的一个辅助基站的信号到达的时间差，并据此确定第
一位置曲线；
所述目标用户设备测量来自所述第一远端无线单元和所述至少
两个辅助...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐彦波，冷晓冰，成慧婷，刘建国，
申请(专利权)人：上海贝尔股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31