CN105657820B - 一种用于定位室内的目标用户设备的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明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。

Description

一种用于定位室内的目标用户设备的方法及装置

技术领域

本发明涉及无线通信领域，具体地，本发明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。

背景技术

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FCC E911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：Timing advance)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Rel9 E-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：Non Line of Sight)，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。

发明内容

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。

为了实现本发明的目的，本发明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。

特别的，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。

特别的，所述干扰器对所述上行矢量数据信号衰减3-6dB。

特别的，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。

特别的，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RTT，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。

特别的，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。

特别的，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基站中的另一个辅助基站的信号到达的时间差，并据此确定第二位置曲线；所述第一位置曲线与所述第二位置曲线的交点为所述目标用户设备的位置。

特别的，所述步骤C中具体包括：通过确认所述备选基站的通信列表中是否包括所述目标用户设备，来确认所述备选基站的通信范围是否覆盖所述目标用户设备。

本发明的第二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装置，所述室内基站包括多个远端无线单元，其特征在于包括：无线单元分析模块，其被配置为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；集合设定模块，其被配置为构建备选基站集合，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；判断模块，其被配置为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；第一定位模块，其被配置为当所述备选基站集合中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；第二定位模块，其被配置为当所述备选基站集合中不存在所述至少两个辅助基站时：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对一个辅助用户设备实施定位；集合添加模块，其被配置为把定位后的所述辅助用户设备作为备选基站加入到所述备选基站集合中。

特别的，所述无线单元分析模块包括：信号获取单元，其被配置为获取所述多个远端无线单元从所述目标用户设备中接收的上行矢量数据信号；信噪比分析单元，其被配置为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；天线确定单元，其被配置为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。

特别的，所述无线单元分析模块还包括：多个干扰器，其被连接于所述信号获取单元上的各个信号接收端，并被配置为放大或衰减所述上行矢量数据信号；其中，所述天线确定单元还被配置为依次启动所述多个干扰器，并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。

特别的，所述干扰器是衰减器。

特别的，所述衰减器的衰减值是3-6dB。

特别的，所述干扰器是放大器。

综上所述，本发明的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。该方法不但提升了定位精度，并且适用现有所有基于网络定位的方法。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更加明显：

图1示出了现有的E-CID定位方式和OTDOA定位方式的比较示意图；

图2示出了传统的室内部署方案；

图3示出了根据本发明所公开的一种在室内基站中用于定位室内的目标用户设备的方法流程图；

图4示出了根据本发明所公开的一种在室内基站中用于定位室内的目标用户设备的设备模块图；

图5示出了一个室内环境的小区示意图；

图6示出了无线单元分析模块的结构示意图；

图7示出了干扰器的机构示意图；

图8示出了根据本发明所公开的一种通过一跳来实现的室内定位方案示意图；

图9示出了根据本发明所公开的一种通过多跳来实现的室内定位方案示意图；以及

图10示出了根据本发明所公开的另一种通过多跳来实现的室内定位方案示意图。

具体实施方式

在以下优选的实施例的具体描述中，将参考构成本发明一部分的所附的附图。所附的附图通过示例的方式示出了能够实现本发明的特定的实施例。示例的实施例并不旨在穷尽根据本发明的所有实施例。可以理解，在不偏离本发明的范围的前提下，可以利用其他实施例，也可以进行结构性或者逻辑性的修改。因此，以下的具体描述并非限制性的，且本发明的范围由所附的权利要求所限定。

以下将结合附图，说明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。需要说明的是，尽管说明书中以特定的顺序描述了方法的步骤，但是这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果，相反，描绘的步骤可以改变执行顺序。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。

当前室内定位的传统方案有：A-GNSS、OTDOA、UTDOA、E-CID等。我们已经分析了他们的优缺点。还有一些其他的方案比如：WIFI，蓝牙，MEMS等。

WIFI是基于IEEE802.11的短距离无线电传输技术，并且其可以在室内数十米的范围内支持英特网的接入。当前WIFI接入点已经被大量的用于重要建筑内并且渐渐的普及。例如在大多的机场航站楼。在多数区域中，移动电话可以从多达3个接入点同时接受信号。目前，基于WIFI的室内定位系统包括两类。第一类定位系统是收集WIFI接入点位置并且使用接入点的媒体介入控制(MAC)地址来确定用户的位置。该技术的典型示例是谷歌地图。由于环境的影响未知，通过接收信号强度指示(RSSI)很难测量用户和接入点之间的距离。该类定位的误差在10到20米。第二类定位系统使用基于WIFI接入点的RSSI的指纹定位技术。该类典型的示例包括Reindeer(中国)，Wifarer(加拿大)和WIFI SLAM(美国)IPS，其定位精度达到3米。该技术需要构建指纹数据库，其会导致很大的工作负荷并且要求每平方公里有大概3至4个接入点。该技术已经被应用于关键的场所如机场和剧院，但是很难在所有区域推广。

随着MEMS技术的普及，不同类型的MEMS传感器被广泛应用。电子罗盘和加速计被广泛配置于智能手机中。甚至陀螺仪也被加入到智能手机中，例如iphone。随着用户的移动，估计的误差会被积累。因此，除了在几个少数的特定应用场景中，该技术不会被单独使用。另外，在所有用户端集成MEMS传感器的费用是另一个阻碍因素。

据此，本发明提出一种在室内基站中用于定位室内的目标用户设备的方法以改进预测精度。在本发明中，目标用户设备是指需要被定位的用户设备。

本方案的思路如下：

1)首先，通过把定位范围从小区覆盖范围收缩到RRH/天线范围来改进室内定位的精度；

2)其次，先定位在目标用户设备附近且能够精确定位的用户设备，利用这些用户设备来辅助实施定位，该辅助的用户设备将像虚拟基站一样运作；

3)可以通过多跳的方式，来利用目标用户设备附件的辅助用户设备来实施定位。

图3示出了基于本发明的方法流程图；图4示出了基于本发明的设备模块图；以下将结合图3和图4具体介绍本发明。

如图4所示，在室内基站中用于定位室内的目标用户设备的装置主要包括无线单元分析模块402、集合设定模块404、判断模块406、第一定位模块408、第二定位模块410和集合添加模块412。其中，无线单元分析模块402还具体包括信号获取单元、信噪比分析单元、天线确定单元、干扰器。

如图5所示的分布式天线系统，在一个室内建筑中，小区1的基站包括多个微功率射频拉远头(mRRH)，A1、A2、A3、B1、B2、B3为各个mRRH服务的区域/房间(例如，A2区域/房间的微功率射频拉远头为mRRH2)。在本示例中，需要被定位的目标用户在mRRH1的覆盖区域中。通过传统的E-CID的定位方式，我们仅能得出该目标用户设备的位置在该基站的覆盖范围内，即：只能确定出该目标用户设备在该室内建筑内。在本发明中，我们要进一步定位出该目标用户设备在哪个mRRH的覆盖范围中。由于目标用户设备不仅仅从mRRH1，mRRH2中接收到多个信号，如果墙所造成的衰减不是很厉害，目标用户设备甚至还会从mRRH6收到信号。因此我们可以加一个无线单元分析模块，其将会根据上行信道分配信息，分析目标用户设备与各个mRRH相关的上行信道，通过分析信号的强弱，然后知道目标用户设备位于哪个mRRH的覆盖范围内。通过把目标定位设备的定位范围从小区位置(基站的覆盖范围)收缩到mRRH/天线位置来改进室内定位精度。

具体的，在步骤302中，无线单元分析模块402从多个远端无线单元中确定出第一远端无线单元，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，并且该第一远端无线单元是该目标用户设备的主服务远端无线单元。通常天线单元与用户设备距离越近，两者之间的通信质量也越好，因此我们可以根据通信质量来判定天线单元与用户设备之间的距离远近。第一远端无线单元是能够为目标用户设备提供最好的通信质量的远端天线单元。该远端无线单元可以是射频拉远头RRH或者其他天线器件。

分布式天线系统(DAS)是一个非常高效的室内覆盖方案并且在2G/3G/4G移动网中被广泛使用。DAS有主动型和被动型，如今许多创新的想法都被提出和部署于室内情形，例如爱立信的DOT系统和华为的Lampsite系统在数字信号传输中使用以太网线来取代射频线，并且在远程端被动天线被集成到微功率射频拉远头(mRRH)中。贝尔中国实验室同样提出了一个用于室内覆盖的全光纤方案。

在本发明中，目标用户设备的主mRRH(即距离目标用户设备最近的远端无线单元)需要在基站端被确定出。如图6所示，为了实现该目的，无线单元分析模块402将根据上行信道的分配信息，分析与各个mRRH相关的目标用户设备的上行信道中的信息。

具体的，无线单元分析模块402中的信号获取单元602将从各个远端无线单元接收到的矢量(I/Q)信号的拷贝发送至信噪比分析单元604中。该信噪比分析单元604将依次的处理各个的远端无线单元的上行矢量信号并且分析对应各个远端无线单元的信道信噪比(SINR)。然后把各个远端无线单元的信道信噪比的结果输入到天线确定单元606中，以找出具有最大SINR的远端无线单元，并把其作为主远端无线单元，即第一远端无线单元。

通常，用户设备的主路径的信号在所有可能的路径中具有最好的质量，例如在本示例中，由于目标用户设备主要在第一远端无线单元的覆盖范围下，第一远端无线单元所提供的通信路径(即主路径)具有最好的通信质量。因此，该第一远端无线单元所提供的通信路径最符合测量“信号到达时间”的要求。一旦无线单元分析模块402找出第一远端无线单元，基站或用户设备就可以知道哪个远端无线单元是主远端无线单元(或服务远端无线单元)。

然而，对于传统的DAS系统来说只存在被动天线，天线接收的是射频信号(RF)，也就是说，基站无法识别各路上行矢量信号来自于哪个远端无线单元。为了识别出各个信号来自于哪个远端无线单元，无线单元分析模块402中还包括多个干扰器608。所述干扰器608被连接于各路天线的有线信道中(即：信号获取单元602的各个信号接收端中)。天线确定单元606进一步被配置为依次启动所述多个干扰器608。通过天线确定单元606的控制，这些干扰器608将被可选择的插入到它们的天线信道中以改变信道质量。然后，天线确定单元606会确认该具有最大信噪比(SINR)的信号在哪一路干扰器插入时变化最大，使该最大信噪比的信号变化最大的干扰器608所对应的远端无线单元就是第一远端无线单元。在一个具体的实施例中，干扰器608可以是衰减器或放大器。该干扰器608可以通过图7中的RF开关来旁路。当RF开关打开时，干扰器被插入到无线信道中。当RF开关关闭时，干扰器被旁路。干扰器可以是一个独立元件，也可以被集成到天线上、功率分配器上或耦合器上。当干扰器为衰减器时，衰减值应该足够大从而使得信号的功率变化可以被天线确定单元606所测得，同时该值也应该足够小，从而不会影响室内无线覆盖。在一个优选的实施例中，该衰减值为3-6dB。在室内覆盖设计和布置阶段，功率的设定应该有足够的冗余以在插入干扰器的时候，保证可靠的无线覆盖。在上述方案中，天线确定单元606应该多次测量信号变化的功率并且获得这些测量的均值，从而去除信道噪声和瞬时干扰。

例如，对于一个传统DAS，信号获取单元602获取多个矢量信号后发送至信噪比分析单元604中计算各个信号的信噪比，从而获得各个路径的信道质量。天线确定单元606从中选取信噪比最好的信号，并依次将各个干扰器608插入到各个远端天线单元的优先信道中，判断该噪比最好的信号在哪个干扰器插入时功率变化最大。该最大信噪比的信号变化最大的干扰器所对应的远端无线单元就是第一远端天线单元。

在该步骤中，使得该第一远端天线的位置取代基站位置(或BBU位置)，并以此来作为定位目标用户设备的基站位置，可以提高对目标用户设备的定位精度。在实施完步骤302之后则实施步骤304。

在步骤304中，集合设定模块404构建一个备选基站集合，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。

正如上文所提及的无论通过E-CID还是OTDOA都需要至少3个以上的基站才能实施精确的定位，服务于目标用户设备的基站可以作为其中一个基站，因此还需要再找到另外两个辅助的基站。因此，我们可以构建一个备选基站集合，该集合中可以包括该目标用户设备所处建筑附近的各个基站，这些基站都可以作为备选的辅助基站。

在步骤306中，判断模块406从备选基站集合中确认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基站。如果能够找到至少两个备选基站作为辅助基站，则再利用该目标用户设备的服务基站就可以实施E-CID或OTDOA定位。

因此，当备选基站集合中存在至少两个辅助基站时实施步骤308。

在步骤308中，第一定位模块408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，具体的定位方式可以是E-CID或OTDOA。定位完成之后，该定位过程结束。

当备选基站集合中不存在至少两个辅助基站时实施步骤310。

在步骤310中，第二定位模块410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对一个辅助用户设备实施定位。

具体的，当备选基站集合中不存在至少两个辅助基站时，我们需要借助该室内建筑中的其他可以被精确定位的用户设备来实施定位，即把这些可以辅助定位的用户设备设置成虚拟基站，并把这些虚拟基站作为备选基站加入到所述备选基站集合中。在本发明中，辅助用户设备是(相对于备选基站集合中的基站)更靠近于目标用户设备并且可以通过备选基站集合中的基站精确定位的用户设备。

需要指出的是：首先，这些辅助用户设备是可以通过现有的备选基站集合中的至少两个基站和室内建筑的基站来实施定位的，即该辅助用户设备位于备选基站集合中的至少两个备选基站和室内基站的某个远端无线单元的覆盖中。其次，该辅助用户相对于所述至少两个备选基站和室内基站的某个远端无线单元最好是在视距(LOS)内的，也就是说上述基站和用户设备的数据传输不存在明显的多路径现象。另外，对于这些辅助用户设备的定位也可以使用E-CID或OTDOA方式。在实施完步骤310之后则实施步骤312。

在步骤312中，集合添加模块412把定位后的辅助用户设备作为备选基站加入到所述备选基站集合中，此时该辅助用户设备将被作为虚拟基站来使用。然后继续实施步骤306中的判断，如果仍然没有至少两个辅助基站，则继续在步骤310和步骤312中定位辅助用户设备，并增加备选基站集合中的备选基站，直到存在至少两个辅助基站来实施对目标用户设备的定位为止。其中，在一个具体的实施例中，可以通过确认备选基站的通信列表中是否包括所述目标用户设备，来确认所述备选基站的通信范围是否覆盖所述目标用户设备。该通信列表可以是该备选基站通过定期的搜索附近的可通信设备而获得的。

以下我们通过几个示例来说明上述方案。图8示出了根据本发明所公开的一个实现室内定位的方案示意图。在该示例中，需要对某建筑内的小区1中的目标用户设备UE1实时定位。受覆盖范围限制，目标用户设备UE1并不在小区2和小区3的覆盖范围之内。因此，无法直接通过基站1、基站2和基站3来对该目标用户设备UE1实施基于E-CID方式的定位。UE1在UE2和UE3的覆盖范围内，并且UE2和UE3在基站2和基站3的覆盖范围内(例如，UE2、UE3在该小区1的边缘且靠近小区2和小区3的位置)。因此，可以借助UE2、UE3来对UE1实施定位。

把基站2和基站3确定为备选基站集合中的备选基站，通过基站1、基站2和基站3定位出用户设备UE2的位置。具体的，我们可以通过OTDOA的方式来定位UE2，即：使得UE2接收来自基站1和基站2的信号，并测量来自基站1和基站2的信号到达的时间差，并据此确定出UE2可能位于的位置(曲线1)；使得UE2接收来自基站1和基站3的信号，并测量来自基站1和基站3的信号到达的时间差，并据此确定出UE2可能位于的位置(曲线2)，然后曲线1和曲线2的交叉点就是最终确定出的UE2的位置。

然后我们可以把定位后的UE2作为虚拟基站加入到备选基站集合中。此时，由于UE1在UE2的通信覆盖范围内，因此UE2可以作为用于定位UE1的辅助基站。同样的，我们还可以找出其他的辅助用户设备，例如UE3，来作为辅助基站。然后就可以通过基站1、UE2(虚拟基站2)、UE3(虚拟基站3)来对目标用户设备UE1实施基于E-CID方式的定位。具体的，可以通过分别测试UE1至基站1、UE2、UE3的RTT时间来确定UE1相对于基站1、UE2、UE3的距离，从而得出UE1可能位于的3个环形的区域。这3个区域的交集区域就是UE1的定位位置。其中距离可以通过公式RTT_eNB＝2L/c+T来计算，c为光速，L为目标用户设备至基站间的距离，T为目标用户设备收到信号后至发送反馈信号的时间。

需要指出的是，以上所选用的定位方式仅是示例性的，可以用E-CID定位方式替换OTDOA定位方式，反之亦可。

图9示出了根据本发明所公开的一种通过多跳来实现的室内定位方案的示意图。该方案与图8中的方案类似，其区别在于目标用户设备UE1并不在虚拟基站2(UE2)和虚拟基站3(UE3)的覆盖范围之内。因此无法直接通过E-CID的定位方式来对UE1实施定位。

对此，我们通过把其他用户设备(例如UE4、UE5)作为中继站的方式来实现UE1与各个虚拟基站之间RTT的计算。具体的，当定位出虚拟基站2和3(UE2和UE3)之后，虚拟基站2(UE2)向靠近目标用户设备的用户设备(UE4)发送信息，通过传递的方式把信息发送至目标用户设备UE1，从而计算出累计的RTT。该信号的传输路径为UE2->UE4->UE1->UE4->UE2。相应的，UE3也可以通过UE5向UE1发送信息，并计算相应的多跳RTT。然后通过E-CID定位方式，虚拟基站UE2和UE3可以把基站1定位出的范围进一步缩小，从而定位出UE1的精确位置。

需要注意的是，在该方案中，在通过多跳中继的方式来实现定位时，所选的用于多跳的用户设备(例如UE4)需要在目标用户设备(UE1)和虚拟基站(UE2)的一条直线上，否则会存在定位的误差。为了克服该问题，图10所示的示例提供了一个改进的方案。

图10示出了根据本发明所公开的另一种通过多跳来实现的室内定位方案的示意图，在该方案中，UE4和UE5将不再作为中继站而使用，而是把UE4和UE5的位置也定位出来，以作为虚拟基站来辅助UE1的定位。

如图10所示，一个具有室内网络的建筑，在该建筑内配有一个单独的小区(小区1)，该小区有多个微功率射频拉远头(mRRH1-mRRH8)，每个mRRH发送相同的信号，两个室外小区(小区3和小区4)被部署在建筑外。小小区2被部署在房间B1中以承担来自小区1的卸载(offload)功能。UE1为需要定位的目标用户设备。由于UE1不在小区3和小区4的覆盖范围内，因此无法通过室外的基站3和基站4来协同小区1的mRRH对UE1实施定位。

为了对UE1实施定位，本方案实施以下步骤：先把基站3和基站4确定为备选基站集合中的备选基站，由于UE2在小区3和4的覆盖范围内，因此，可以先确定出UE2的服务mRRH(即mRRH8)，然后计算UE2接收来自mRRH8和基站3的信号的时间差，以确定UE2可能存在的位置(曲线A)，计算UE2接收来自mRRH8和基站4的信号的时间差，以确定UE2可能存在的位置(曲线B)，根据OTDOA算法，曲线A和曲线B的交点是UE2的精确位置。把UE2作为虚拟基站加入到备选基站集合中。此时由于UE1不在UE2的覆盖范围内，所以，仍不满足备选基站集合中存在至少两个辅助基站，因此继续设定其他虚拟基站UE3。

UE3不在小区3的覆盖范围内，但是在小区4的覆盖范围内，并且是UE2的直接通信对象(即在UE2的覆盖范围内)。因此，再确定出UE3的服务mRRH为mRRH7，利用mRRH7，基站4和UE2对UE3实施基于OTDOA的精确定位。然后把UE3作为虚拟基站加入到备选基站集合中。

类似的，通过接力定位的方式可以精确定位出能够覆盖UE1的用户设备UE4和UE5，从而满足备选基站集合中存在至少两个辅助基站。把UE4和UE5作为虚拟基站，协同UE1的服务远端天线mRRH4，可以最终精确的定位出目标用户设备UE1。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论如何来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的。此外，明显的，“包括”一词不排除其他元素和步骤，并且措辞“一个”不排除复数。装置权利要求中陈述的多个元件也可以由一个元件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

Claims (15)

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，通过增强的小区ID 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往返时间RTT，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，通过到达的观测时间差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基站中的另一个辅助基站的信号到达的时间差，并据此确定第二位置曲线；

所述第一位置曲线与所述第二位置曲线的交点为所述目标用户设备的位置。

9.根据权利要求5或7所述的方法，其中，所述步骤C中具体包括：

通过确认所述备选基站的通信列表中是否包括所述目标用户设备，来确认所述备选基站的通信范围是否覆盖所述目标用户设备。

10.一种在室内基站中用于定位室内的目标用户设备的装置，所述室内基站包括多个远端无线单元，其特征在于包括：

无线单元分析模块，其被配置为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；

集合设定模块，其被配置为构建备选基站集合，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；

判断模块，其被配置为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；

第一定位模块，其被配置为当所述备选基站集合中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；

第二定位模块，其被配置为当所述备选基站集合中不存在所述至少两个辅助基站时：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对一个辅助用户设备实施定位；

集合添加模块，其被配置为把定位后的所述辅助用户设备作为备选基站加入到所述备选基站集合中。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述无线单元分析模块包括：

信号获取单元，其被配置为获取所述多个远端无线单元从所述目标用户设备中接收的上行矢量数据信号；

信噪比分析单元，其被配置为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；

天线确定单元，其被配置为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。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述无线单元分析模块还包括：

多个干扰器，其被连接于所述信号获取单元上的各个信号接收端，并被配置为放大或衰减所述上行矢量数据信号；

其中，所述天线确定单元还被配置为依次启动所述多个干扰器，并找出所述第一远端无线单元，其中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。

13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述干扰器是衰减器。

14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述衰减器的衰减值是3-6dB。

15.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述干扰器是放大器。