一种基于终端簇的室内定位系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于终端簇的室内定位系统及方法，针对的基于终端簇的室内定位系统包含：室内接入节点T

【技术实现步骤摘要】
一种基于终端簇的室内定位系统及方法


[0001]本专利技术涉及一种室内定位方法，具体涉及一种基于终端簇的室内定位系统及方法。

技术介绍

[0002]随着数据业务和多媒体业务的快速增加，人们对定位的需求日益增大，尤其在复杂的室内环境，如机场大厅、超市、图书馆、地下停车场等环境中，常常需要确定移动终端或其持有者、设施与物品在室内的位置信息。当前的大多数定位算法只是针对无线二维网络展开研究的，然而在实际应用中无线网络节点也会经常处于三维环境中，这些场合下需要提供移动终端的三维位置信息，目前研究人员提出了许多基于射频识别的室内定位解决方案。
[0003]如中国专利CN201710697495.1，其利用波束扫描实现定位，该专利采用多天线标签，结合波束扫描，实现室内定位。但是，二维波束中垂直方向的天线下倾角是固定的，只是利用水平方向的空域资源，能量的汇聚度不够高，从而限制了覆盖范围。
[0004]多用户多输入多输出技术充分利用多天线提供的空间自由度，通过时频资源复用方式有效提高系统的平均吞吐量。当基站采用均匀线性阵列结构时，波束的下倾角固本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于终端簇的室内定位方法，其特征在于，该方法针对的基于终端簇的室内定位系统包含：室内接入节点T
t
以及若干终端Q
p
，p为终端编号，t为节点编号，且至少含有四个不在同一平面上的节点T1、T2、T3和T4，节点为待定位环境周围的基站，以终端Q1表示区域内若干终端中任意一待定位终端，终端Q1为具有读写功能的装置；该室内定位方法包含：(S100)所述节点以二级预编码方式发送信息：将任意一个节点T
t
覆盖区域中的终端总数设为K，将该节点T
t
覆盖区域中的终端划分为N个终端簇，设第q簇的终端数为K
q
，q∈[1,2,
…
,N]，且通过节点T1,T2,T3,T4端分别进行基于二级预编码的发射，节点T1,T2,T3,T4发送的信息包括：节点的id和位置信息；(S200)终端Q1对接收到的来自节点T
t
的信号进行检测；(S300)对终端Q1进行三维空间位置估计：通过RSSI距离损耗模型求得终端Q1与T1、T2、T3和T4之间的距离l1、l2、l3和l4，分别以节点T1、T2、T3和T4为圆心，距离l1、l2、l3和l4为半径得到四个球，所述终端Q1在这四个球所围成的空间区域中；再估计以四个节点T1、T2、T3和T4的坐标(x1,y1,z1)、(x2,y2,z2)、(x3,y3,z3)和(x4,y4,z4)为顶点的三棱锥外接球球心坐标(x
外
,y
外
,z
外
)，求出这四个球球心与三棱锥外接球球心连线与球面的交点，共四个内侧交点G
t
，t＝1,2,3,4，坐标为(x
gt
,y
gt
,z
gt
)，求此四个交点的加权质心作为终端Q1的位置坐标，μ
t
为加权因子，则终端Q1的位置坐标为：在步骤(S100)中，所述节点以二级预编码方式发送信息的方法，包含：(S110)基于马氏距离最小准则划分终端簇：根据任意两个终端Q
c
和Q
d
的信道协方差矩阵之间的马氏距离d(Q
c
,Q
d
)与经验值d
设定
的大小，确定终端簇的划分：若d(Q
c
,Q
d
)≤d
阈值
，则终端Q
c
和Q
d
划分于同一终端簇，该终端簇用表示；(S120)根据终端簇估计预编码：针对终端簇估计基于信道协方差矩阵的二级预编码c
q
；(S130)基于终端分簇的二级预编码发射：节点T
t
的原始信号S通过二级预编码进行加权，并映射到相应的天线端口，发射信号为：c
q
·
s；其中，在步骤(S120)中，根据终端簇估计预编码的方法，包含：(S121)估计外层预编码：根据信道协方差矩阵的最大迹，求得外层预编码c
q
,外，为：,外，为：
式(5)、(6)和(7)中，上角标*为求共轭转置；tr()表示求矩阵的迹；c
i
为预编码码字；W
3D
为预编码码本；为节点T
t
到第q簇中所有终端之间的聚合信道，其中H
t,q1
为节点T
t
到第q簇第1个终端的信道，H
t,q2
为节点T
t
到第q簇第2个终端的信道，H
t,qKq
为节点T
t
到第q簇第K
q
个终端的信道；为聚合信道的信道协方差矩阵，为聚合信道的维数，为除第q簇外其它终端簇对应的信道协方差矩阵，argmax[]表示使后面这个式子达到最大值时的c
i
取值，表示在码本中选择使得目标函数值最大的码字作为外层预编码c
q
,外；(S122)估计内层预编码：设聚合信道与第q簇终端外层预编码构成的等效信道为：利用等效信道的伪逆来消除簇内干扰，则：(S123)根据外层预编码和内层预编码得到二级预编码，为：c
q
＝c
q
,外
·
c
q
,内
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(9)。2.根据权利要求1所述的基于终端簇的室内定位方法，其特征在于，在步骤(S110)中，基于马氏距离最小准则划分终端簇，包含：(S111)估计任意两个终端Q
c
和Q
d
的信道协方差矩阵之间的马氏距离d(Q
c
,Q
d
)与经验值d
设定
的大小，确定终端簇的划分：若d(Q
c
,Q
d
)≤d
阈值
，则终端Q
c
和Q
d
划分于同一终端簇划分于同一终端簇划分于同一终端簇式(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王衍文，马玥，王玉，马晓璠，周锋，赵培焱，沈洲，
申请(专利权)人：西京学院，
类型：发明
国别省市：