基于5G/NB-IoT簇节点信息融合的NB终端高精度定位方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于5G/NB

【技术实现步骤摘要】
基于5G/NB
‑
IoT簇节点信息融合的NB终端高精度定位方法及系统


[0001]本专利技术涉及无线通信
，尤其涉及一种基于5G/NB
‑
IoT簇节点信息融合的NB终端高精度定位方法及系统。

技术介绍

[0002]随着物联网的发展，产生了用于传感和控制的大量连接需求。这种需求对连接速率的要求不高，但对功耗和成本非常敏感，并且分布广泛且数量众多。在无线定位中，窄带物联网(NB
‑
IoT)的定位精度较差，而蜂窝网络借助到达时间差(TDOA)、到达角(DOA)信息等具有较高的定位精度。但是，当前的3G/4G网络无法承载大量的IoT连接。预计第五代通信系统(5G)可以满足IoT连接的需求，并且5G和NB
‑
IoT网络的进一步集成有望有效提高NB
‑
IoT网络的定位精度。因此，用于融合网络研究的高精度定位算法具有广阔的应用前景和学术意义。
[0003]在现有技术中NB
‑
IoT终端定位方法为通过NB
‑
IoT基站的位置以及待定位终端的指纹特征信息来确定待定位终端的具体位置，但是此方法存在以下缺点：由于NB
‑
IoT网络的定位精度不高从而导致最终的终端定位结果存在误差甚至定位错误情况的发生，降低了用户的体验感。

技术实现思路

[0004]针对上述所显示出来的问题，本专利技术提供了一种基于5G/NB
‑
IoT簇节点信息融合的NB终端高精度定位方法及系统用以解决
技术介绍
中提到的由于NB
‑
IoT网络的定位精度不高从而导致最终的终端定位结果存在误差甚至定位错误情况的发生，降低了用户的体验感的问题。
[0005]一种基于5G/NB
‑
IoT簇节点信息融合的NB终端高精度定位方法，包括以下步骤：
[0006]获取同时搭载5G网络和NB
‑
IoT网络的目标设备的节点信息，根据所述节点信息在预设簇节点数据库中选择目标簇节点；
[0007]将所述目标簇节点和5G网络以及NB
‑
IoT网络接入到预设定位框架中；
[0008]检测目标NB终端发出的NB
‑
IoT信号，基于所述NB
‑
IoT信号，利用所述预设定位框架中的5G网络结合目标簇节点的第一坐标对目标NB终端进行定位，获取第一定位结果；
[0009]利用预设定位框架中的NB
‑
IoT网络解析出NB
‑
IoT信号的DOA估计值，根据所述DOA估计值获取目标NB终端的第二定位结果；
[0010]将所述第一定位结果和第二定位结果进行归一化加权处理以获得目标NB终端的实际位置。
[0011]优选的，所述获取同时搭载5G网络和NB
‑
IoT网络的目标设备的节点信息，根据所述节点信息在预设簇节点数据库中选择目标簇节点，包括：
[0012]分别统计5G网络工作的第一数量个第一节点和NB
‑
IoT网络工作的第二数量个第
二节点；
[0013]获取每个第一节点和第二节点的历史广播信息；
[0014]根据每个第一节点和第二节点的历史广播信息确定每个第一节点和第二节点的剩余能量信息和剩余数据量信息；
[0015]根据每个第一节点和第二节点的剩余能量信息和剩余数据量信息计算出5G网络对应的第一效用值和NB
‑
IoT网络对应的第二效用值；
[0016]在预设簇节点数据库中选择与所述第一效用值和第二效用值同时匹配的簇节点作为所述目标簇节点。
[0017]优选的，所述将所述目标簇节点和5G网络以及NB
‑
IoT网络接入到预设定位框架中，包括：
[0018]为所述预设定位框架配置网络接入管理子框架和簇节点管理子框架；
[0019]获取5G网络以及NB
‑
IoT网络的自身序列号并对其进行验证，获取验证结果；
[0020]根据所述验证结果判断所述5G网络以及NB
‑
IoT网络是否符合预设定位框架的接入标准，若是，将所述5G网络以及NB
‑
IoT网络接入到所述网络接入管理子框架中，否则，重新选择新的5G网络以及NB
‑
IoT网络进行验证和判断工作直到符合预设定位框架的接入标准为止；
[0021]将所述目标簇节点接入到所述簇节点管理子框架中。
[0022]优选的，在检测目标NB终端发出的NB
‑
IoT信号之后，所述方法还包括：
[0023]检测所述NB
‑
IoT信号的当前信号强度；
[0024]根据所述当前信号强度确定NB
‑
IoT基站相对于目标NB终端的目标工作模式，所述目标工作模式包括：待机模式、放大模式、离线模式和低频模式；
[0025]确定所述目标工作模式对应的当前资源，确认所述当前资源是否满足定位需求，若是，无需进行后续操作，否则，获取所述目标工作模式对应的可替代资源；
[0026]将所述当前资源替换为所述可替代资源。
[0027]优选的，所述基于所述NB
‑
IoT信号，利用所述预设定位框架中的5G网络结合目标簇节点的第一坐标对目标NB终端进行定位，获取第一定位结果，包括：
[0028]根据所述NB
‑
IoT信号以及NB
‑
IoT基站的第二坐标推算出目标NB终端的第三坐标；
[0029]计算出所述第二坐标和第三坐标的欧式距离；
[0030]根据所述欧式距离和第一坐标代入预设CHAN算法中计算出目标NB终端的第一评估坐标；
[0031]将所述第一评估坐标确认为所述第一定位结果。
[0032]优选的，所述利用预设定位框架中的NB
‑
IoT网络解析出NB
‑
IoT信号的DOA估计值，根据所述DOA估计值获取目标NB终端的第二定位结果，包括：
[0033]获取所述目标NB终端与NB
‑
IoT基站之间的当前载波信道状态信息和当前窄带参考信号接收功率值；
[0034]根据所述当前载波信号状态信息确定目标NB终端与NB
‑
IoT基站之间的当前载波幅度值；
[0035]将所述当前窄带参考信号接收功率值和当前载波幅度值确认为目标NB终端的指纹特征信息；
[0036]根据所述指纹特征信息在预设指纹特征库中进行搜索，获得最优匹配的目标数量个匹配NB终端；
[0037]获取每个匹配NB终端的特征向量，基于每个匹配NB终端的特征向量，利用预设极大似然估计算法确定目标匹配NB终端；
[0038]将所述目标匹配NB终端的目标特征向量作为NB
‑
IoT信本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于5G/NB
‑
IoT簇节点信息融合的NB终端高精度定位方法，其特征在于，包括以下步骤：获取同时搭载5G网络和NB
‑
IoT网络的目标设备的节点信息，根据所述节点信息在预设簇节点数据库中选择目标簇节点；将所述目标簇节点和5G网络以及NB
‑
IoT网络接入到预设定位框架中；检测目标NB终端发出的NB
‑
IoT信号，基于所述NB
‑
IoT信号，利用所述预设定位框架中的5G网络结合目标簇节点的第一坐标对目标NB终端进行定位，获取第一定位结果；利用预设定位框架中的NB
‑
IoT网络解析出NB
‑
IoT信号的DOA估计值，根据所述DOA估计值获取目标NB终端的第二定位结果；将所述第一定位结果和第二定位结果进行归一化加权处理以获得目标NB终端的实际位置。2.根据权利要求1所述基于5G/NB
‑
IoT簇节点信息融合的NB终端高精度定位方法，其特征在于，所述获取同时搭载5G网络和NB
‑
IoT网络的目标设备的节点信息，根据所述节点信息在预设簇节点数据库中选择目标簇节点，包括：分别统计5G网络工作的第一数量个第一节点和NB
‑
IoT网络工作的第二数量个第二节点；获取每个第一节点和第二节点的历史广播信息；根据每个第一节点和第二节点的历史广播信息确定每个第一节点和第二节点的剩余能量信息和剩余数据量信息；根据每个第一节点和第二节点的剩余能量信息和剩余数据量信息计算出5G网络对应的第一效用值和NB
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IoT网络对应的第二效用值；在预设簇节点数据库中选择与所述第一效用值和第二效用值同时匹配的簇节点作为所述目标簇节点。3.根据权利要求1所述基于5G/NB
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IoT簇节点信息融合的NB终端高精度定位方法，其特征在于，所述将所述目标簇节点和5G网络以及NB
‑
IoT网络接入到预设定位框架中，包括：为所述预设定位框架配置网络接入管理子框架和簇节点管理子框架；获取5G网络以及NB
‑
IoT网络的自身序列号并对其进行验证，获取验证结果；根据所述验证结果判断所述5G网络以及NB
‑
IoT网络是否符合预设定位框架的接入标准，若是，将所述5G网络以及NB
‑
IoT网络接入到所述网络接入管理子框架中，否则，重新选择新的5G网络以及NB
‑
IoT网络进行验证和判断工作直到符合预设定位框架的接入标准为止；将所述目标簇节点接入到所述簇节点管理子框架中。4.根据权利要求1所述基于5G/NB
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IoT簇节点信息融合的NB终端高精度定位方法，其特征在于，在检测目标NB终端发出的NB
‑
IoT信号之后，所述方法还包括：检测所述NB
‑
IoT信号的当前信号强度；根据所述当前信号强度确定NB
‑
IoT基站相对于目标NB终端的目标工作模式，所述目标工作模式包括：待机模式、放大模式、离线模式和低频模式；确定所述目标工作模式对应的当前资源，确认所述当前资源是否满足定位需求，若是，无需进行后续操作，否则，获取所述目标工作模式对应的可替代资源；
将所述当前资源替换为所述可替代资源。5.根据权利要求1所述基于5G/NB
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IoT簇节点信息融合的NB终端高精度定位方法，其特征在于，所述基于所述NB
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IoT信号，利用所述预设定位框架中的5G网络结合目标簇节点的第一坐标对目标NB终端进行定位，获取第一定位结果，包括：根据所述NB
‑
IoT信号以及NB
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IoT基站的第二坐标推算出目标NB终端的第三坐标；计算出所述第二坐标和第三坐标的欧式距离；根据所述欧式距离和第一坐标代入预设CHAN算法中计算出目标NB终端的第一评估坐标；将所述第一评估坐标确认为所述第一定位结果。6.根据权利要求1所述基于5G/NB
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IoT簇节点信息融合的NB终端高精度定位方法，其特征在于，所述利用预设定位框架中的NB
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IoT网络解析出NB
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IoT信号的DOA估计值，根据所述DOA估计值获取目标NB终端的第二定位结果，包括：获取所述目标NB终端与NB
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IoT基站之间的当前载波信道状态信息和当前窄带参考信号接收功率值；根据所述当前载波信号状态信息确定目标NB终端与NB
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IoT基站之间的当前载波幅度值；将所述当前窄带参考信号接收功率值和当前载波幅度值确认为目标NB终端的指纹特征信息；根据所述指纹特征信息在预设指纹特征库中进行搜索，获得最优匹配的目标数量个匹配NB终端；获取每个匹配NB终端的特征向量，基于每个匹配NB终端的特征向量，利用预设极大似然估计算法确定目标匹配NB终端；将所述目标匹配NB终端的目标特征向量作为NB
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IoT信号子空间；构建不同方向入射角对NB
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IoT信号子空间的空间谱；在所述空间谱中选择最大的目标空间谱对应的目标入射角度作为NB
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IoT信号的D...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅勃，
申请(专利权)人：深圳市华芯云创科技有限公司，
类型：发明
国别省市：