基于波束训练的移动终端定位方法、装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了基于波束训练的移动终端定位方法、装置及系统，该定位方法包括：移动终端向至少两个基站发出定位请求；接收基站发送的波束训练消息，记下从每个基站接收的最大接收信号强度，并向每个基站反馈最大接收信号强度对应的码字信息；接收基站通过不同测量波束发送的定位信息，并记下每个基站各测量波束的接收信号强度；根据不同波束的接收信号强度比值及天线摆放角度计算基站的传播主径方位角；根据空间几何关系利用每个基站的位置坐标以及传播主径方位角估计移动终端位置坐标。本发明专利技术利用波束训练过程获取每个基站的传播主径方位角测量所需的信息，具有开销小、定位精度高的优点，并且可消除毫米波收大气吸收以及降雨衰落等影响。

Mobile terminal location method, device and system based on beam training

The invention discloses a mobile terminal positioning method, device and system based on beam training. The positioning method includes: mobile terminal sends positioning requests to at least two base stations; receiving beam training messages sent by base stations, recording the maximum received signal strength received from each base station, and feedback the maximum received signal to each base station. Code word information corresponding to signal intensity; receiving location information transmitted by base stations through different measurement beams, and recording the received signal intensity of each base station; calculating the main path azimuth of base stations according to the received signal intensity ratio of different beams and antenna placement angle; utilizing each base station according to spatial geometry relationship The location coordinates of the base station and the azimuth of the main path are used to estimate the location coordinates of the mobile terminal. The invention uses beam training process to obtain the information needed for the azimuth measurement of the main path of each base station, has the advantages of low overhead and high positioning accuracy, and can eliminate the effects of millimeter wave atmospheric absorption and rainfall fading.

【技术实现步骤摘要】
基于波束训练的移动终端定位方法、装置及系统
本专利技术提供一种基于波束训练的移动终端定位方法、装置及系统，属于无线通信

技术介绍
随着移动互联网的发展，接入通信网络的移动终端数量不断增加，基于位置的服务越来越流行，对高速率传输以及精确通信的需求日益迫切。毫米波极窄的波束特性及大量的频谱资源使其成为下一代通信网络的研究热点。毫米波的短波长特性使得毫米波通信的天线尺寸变小。天线尺寸减小有利于部署大规模天线阵列，通过阵列增益来弥补毫米波的快衰落问题。毫米波通信是一种典型的视距传输方式，其良好的方向特性可用于进行移动终端的空间几何定位。传统的几何定位方法除了需要获取基站的位置信息、方位角信息之外，还需测量用户到基站的距离。对于用户到基站的距离，一般使用RSS(参考信号强度，ReceivedSignalStrength)，TOA(到达时间，TimeOfArrival)或者TDOA(到达时间差，TimeDifferenceOfArrival)等进行测量。毫米波通信受到大气吸收和降雨衰落的影响严重，利用RSS测距误差大，且不利于全天候工作。而TOA需要基站与移动终端的时钟精准同步，TDO本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于波束训练的移动终端定位方法，其特征在于，包括如下步骤：向至少两个基站发出定位请求；接收基站发送的波束训练消息，记下从每个基站接收的最大接收信号强度，并向每个基站反馈最大接收信号强度对应的码字信息；接收基站通过不同测量波束发送的定位信息，并记下每个基站各测量波束的接收信号强度；其中，每个基站的测量波束包括根据最大接收信号强度对应的码字在垂直方向上进行相位偏转形成的至少两个不同测量波束以及根据最大接收信号强度对应的码字在水平方向上进行相位偏转形成的至少两个不同测量波束；所述定位信息包括基站的坐标信息以及计算传播主径垂直方位角和水平方位角需要的天线配置和相位偏转信息；根据实际的每个基站最...

【技术特征摘要】
1.一种基于波束训练的移动终端定位方法，其特征在于，包括如下步骤：向至少两个基站发出定位请求；接收基站发送的波束训练消息，记下从每个基站接收的最大接收信号强度，并向每个基站反馈最大接收信号强度对应的码字信息；接收基站通过不同测量波束发送的定位信息，并记下每个基站各测量波束的接收信号强度；其中，每个基站的测量波束包括根据最大接收信号强度对应的码字在垂直方向上进行相位偏转形成的至少两个不同测量波束以及根据最大接收信号强度对应的码字在水平方向上进行相位偏转形成的至少两个不同测量波束；所述定位信息包括基站的坐标信息以及计算传播主径垂直方位角和水平方位角需要的天线配置和相位偏转信息；根据实际的每个基站最大接收信号强度与各个测量波束的接收信号强度之比与理论之比相等建立方程组，结合天线配置信息中的天线摆放角度计算得到每个基站的传播主径垂直方位角和水平方位角；根据每个基站的位置坐标以及传播主径垂直方位角和水平方位角确定移动终端位置坐标。2.根据权利要求1所述的基于波束训练的移动终端定位方法，其特征在于，每个基站形成四个测量波束发送定位信息，分别是将最大接收信号强度对应的码字的垂直相位偏转设定值得到的两个测量码字对应形成的两个测量波束，以及将最大接收信号强度对应的码字的水平相位偏转设定值得到的两个测量码字对应形成的两个测量波束，其中n为参与定位过程的基站的编号，为第n个基站接收到的移动终端反馈的最大接收信号强度对应的码字序号。3.根据权利要求2所述的基于波束训练的移动终端定位方法，其特征在于，根据方程组，结合天线配置信息中的天线摆放角度计算传播主径垂直方位角和水平方位角的方法包括：对于每个基站，先令最大接收信号强度与两个垂直相位偏转后形成的测量波束的接收信号强度之比，分别等于最大接收信号强度发射波束对应的码字的理论接收信号强度与两个测量波束对应的码字的理论接收信号强度之比，得到一组方程组；再令最大接收信号强度与两个水平相位偏转后形成的测量波束的接收信号强度之比，分别等于最大接收信号强度发射波束对应的码字的理论接收信号强度与两个测量波束对应的码字的理论接收信号强度之比，得到另一组方程组；求解两组方程组，结合天线配置信息中的天线摆放角度得到相应基站的传播主径垂直方位角和水平方位角。4.根据权利要求1所述的基于波束训练的移动终端定位方法，其特征在于，根据基站位置和传播主径方位角确定移动终端位置坐标的方法包括：以每个基站的位置坐标为端点，在传播主径垂直方位角以及水平方位角方向形成一条射线，移动终端位置坐标为空间中与各条射线的距离之和最小的点的位置坐标。5.根据权利要求1所述的基于波束训练的移动终端定...

【专利技术属性】
技术研发人员：何世文，陈伟聪，李蕊，景天琦，陈逸云，黄永明，徐琴珍，杨绿溪，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32