一种基于室内狭长场景的5G通信及定位方法技术

本发明专利技术提供了一种基于室内狭长场景的5G通信及定位方法，包括以下步骤：步骤1，对UWB定位锚点Anchor各个模块的模式、地址、传输速率与传输模式进行初始化配置；步骤2，UWB定位锚点Anchor向UWB定位标签Tag发起测距请求；步骤3，执行双边双向测距算法，实现狭长场景定位功能；步骤4，通过双边双向测试算法来判定是否达到精度要求，如果达到，执行步骤5，否则返回步骤2；步骤5，进行交叉距离比较；步骤6，输出定位坐标；步骤7，UWB定位锚点Anchor休眠。本发明专利技术使无源漏缆不仅仅有天线和传输效果，而且增加定位功能，让两套物理基础介质合二为一，降低总体的TCO。体的TCO。体的TCO。

【技术实现步骤摘要】
一种基于室内狭长场景的5G通信及定位方法


[0001]本专利技术属于移动通信
，尤其涉及一种基于室内狭长场景的5G通信及定位方法。

技术介绍

[0002]伴随着移动通信的发展，从1G语音、2G语音+低速数据、3G语音+中速数据、4G移动宽带、5G移动互联网+物联网，业务迭代不断提升，业务增长从原来的室外延伸到室内，因此室内覆盖的完善性则越来越重要，当下的室内覆盖方式已无源分布为主(DAS：Distributed Antenna System)加有源分布辅助(DIS：digtail Indoor System)，对于狭长场景例如地铁隧道、矿井巷道、地下管廊等，此类区域实施及维护难度较大，为了保障通信的稳定性及维护的便利性大多数采用DAS系统做覆盖，而狭长区域如采用“点”位建设方式，如图1所示，其信号覆盖质量的连续性及均匀性要打很大的折扣，而采用“线”位建设方式，如图2所示，可以充分保障信号覆盖质量，因此现网多数采用有集天线和传输功能的漏缆作为狭长场景覆盖的介质，因为此类场景采用分布系统是无源介质，所以无法实现室内定位(定位需要空间区域有可辨识的位置坐标系)。
[0003]同时此类场景通常具有环境艰苦恶劣、危险系数高的特点，并还存在多工种，多工序巡查检修等情况，为保证作业秩序及人员安全，室内定位技术是成为其迫切需要引入的，对人员的日常管理、安全预警与灾害急救非常重要，当下基本采用非蜂窝的定位技术例如：WiFi，Zigbee，UWB等来实现定位功能，其布放采用“点”位建设方式(其自身介质带可辨识的位置坐标)，当要求同时满足可靠的5G大带宽通信覆盖及精准的定位精度需求，则需要在此类场景铺设两套物理介质，这不仅仅增加了CAPEX(Capital Expenditure，物料成本)，同时也增加了实施的难度及OPEX(Operating Expense，运营成本)，如何能使两者归一降低TCO(Total Cost of Ownership，总拥有成本)是需要解决的问题。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：本专利技术目的是依据
技术介绍
的描述，通过在5/4”(符号”表示英寸)型规格的漏缆上等距离耦合UWB(Ultra
‑
Wideband，超宽带)定位锚点，利用一套物理介质满足室内狭长区域场景5G通信覆盖，同时保障高精准定位(厘米级)，助力室内业务场景应用的丰富，驱动创新新业务。本专利技术具体提供一种基于室内狭长场景的5G通信及定位方法。
[0005]本专利技术具体包括以下步骤：
[0006]步骤1，对UWB定位锚点Anchor各个模块的模式、地址、传输速率与传输模式进行初始化配置；
[0007]步骤2，UWB定位锚点Anchor向UWB定位标签Tag发起测距请求；
[0008]步骤3，执行双边双向测距算法，实现狭长场景定位功能；
[0009]步骤4，通过双边双向测试算法，由于两次通信时间可以互相弥补因时钟偏移引入的误差来判定是否达到精度要求，如果达到，执行步骤5，否则返回步骤2；
[0010]步骤5，进行交叉距离比较；
[0011]步骤6，输出定位坐标；
[0012]步骤7，UWB定位锚点Anchor休眠。
[0013]步骤3包括：UWB定位锚点Anchor和UWB定位标签Tag同时具有发送信号和接收信号的功能，UWB定位锚点Anchor称为A设备，UWB定位标签Tag称为B设备，首先，A设备第一次发送信号，记录发送时刻T
At1
，信号经过T
TOF
的时间到达B设备，此时B设备记录信号的接收时刻T
Br1
，经过一段时间(例如3000us)的延时后B设备发送信号给A设备，并记录B设备发送信号的时刻T
Bt
，T
TOF
时间后A设备收到信号，记录接收到信号的时刻T
Ar
，经过一段时间(例如3000us)的延后，A设备第二次发送信号，并记录发送时刻T
At2
，经过T
TOF
的时间B设备接收到信号，并记录接收信号的时刻T
Br2
，则第一次信号往返飞行时间和第二次信号往返飞行时间计算公式分别如下：
[0014]T
roundA
＝2T
TOF
+T
replyB
ꢀꢀ
(2)
[0015]T
roundB
＝2T
TOF
+T
replyA
ꢀꢀ
(3)
[0016]其中，T
roundA
表示A设备发送信号到接收到信号的往返时间，T
roundB
表示B设备发送信号到接收信号的往返时间，T
replyA
、T
replyB
分别表示A发送信号之前的延时、B设备发送信号之前的延时。
[0017]步骤3还包括：将公式(2)和(3)左右两边相乘得到如下的关系：
[0018]T
roundA
·
T
roundB
＝(2T
TOF
+T
replyB
)(2T
TOF
+T
replyA
)
ꢀꢀ
(4)
[0019]化简得到：
[0020]T
roundA
·
T
roundB
‑
T
replyA
·
T
replyB
＝T
TOF
|4T
TOF
+2(T
replyA
+T
replyB
)] (5)。
[0021]步骤3还包括：将公式(2)和(3)移项得到T
TOF
，用如下公式表示：
[0022]2T
TOF
＝T
roundA
‑
T
replyB
ꢀꢀ
(6)
[0023]2T
TOF
＝T
roundB
‑
T
replyA
ꢀꢀ
(7)。
[0024]步骤3还包括：用(6)和(7)替换公式(5)中的4T
TOF
，得到公式(8)：
[0025]T
roundA
·
T
roundB
‑
T
replyB
·
T
replyA
＝T
TOF
(T
roundA
+T
roundB
+T
replyB
+T
replyA
)
ꢀꢀ
(8)
[0026]求解(8)，计算出基于信号到达时间TOA的测距时间为：
[0027]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于室内狭长场景的5G通信及定位方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，对UWB定位锚点Anchor各个模块的模式、地址、传输速率与传输模式进行初始化配置；步骤2，UWB定位锚点Anchor向UWB定位标签Tag发起测距请求；步骤3，执行双边双向测距算法，实现狭长场景定位功能；步骤4，通过双边双向测试算法来判定是否达到精度要求，如果达到，执行步骤5，否则返回步骤2；步骤5，进行交叉距离比较；步骤6，输出定位坐标；步骤7，UWB定位锚点Anchor休眠。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3包括：UWB定位锚点Anchor和UWB定位标签Tag同时具有发送信号和接收信号的功能，UWB定位锚点Anchor称为A设备，UWB定位标签Tag称为B设备，首先，A设备第一次发送信号，记录发送时刻T
At1
，信号经过T
TOF
的时间到达B设备，此时B设备记录信号的接收时刻T
Br1
，经过一段时间的延时后B设备发送信号给A设备，并记录B设备发送信号的时刻T
Bt
，T
TOF
时间后A设备收到信号，记录接收到信号的时刻T
Ar
，经过一段时间的延后，A设备第二次发送信号，并记录发送时刻T
At2
，经过T
TOF
的时间B设备接收到信号，并记录接收信号的时刻T
Br2
，则第一次信号往返飞行时间和第二次信号往返飞行时间计算公式分别如下：T
roundA
＝2T
TOF
+T
replyB
ꢀꢀ
(2)T
roundB
＝2T
TOF
+T
replyA
ꢀꢀ
(3)其中，T
roundA
表示A设备发送信号到接收到信号的往返时间，T
roundB
表示B设备发送信号到接收信号的往返时间，T
replyA
、T
replyB
分别表示A发送信号之前的延时、B设备发送信号之前的延时。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤3还包括：将公式(2)和(3)左右两边相乘得到如下的关系：T
roundA
·
T
roundB
＝(2T
TOF
+T
replyB
)(2T
TOF
+T
replyA
)
ꢀꢀ
(4)化简得到：4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤3还包括：将公式(2)和(3)移项得到T
TOF
，用如下公式表示：2T
TOF
＝T
roundA
‑
T
replyB
ꢀꢀ
(6)2T
TOF
＝T
roundB
‑
T
replyA
ꢀꢀ
(7)。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤3还包括：用(6)和(7)替换公式(5)中的4T
TOF
，得到公式(8)：T
roundA
·
T
roundB
‑
T
re...

【专利技术属性】
技术研发人员：查昊，朱巧玉，杨军，李俊达，张磊，
申请(专利权)人：中通服咨询设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：