CN106851550B - 一种定位终端的方法以及基带单元 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种定位终端的方法,应用于室内分布式基站系统中的基带单元BBU,包括:接收多个远程射频单元RRU转发的上行定位信号,其中,上行定位信号为待定位终端向多个RRU发送的;根据上行定位信号,按照预置规则从多个RRU中选择至少两个RRU作为目标RRU;分别获取目标RRU对应的信号到达角度,并根据信号到达角度以及目标RRU的位置按照预置算法确定待定位终端所在的位置。本发明实施例还提供一种基带单元。本发明实施例可以直接在已有的室内覆盖系统中,根据上行定位信号来筛选用于参与定位的目标RRU,节约了成本和时间。并且在网络侧进行定位计算,降低了终端的功耗,只通过一次通信即可进行计算,大大降低网络负载。
Description
技术领域
本发明实施例涉及通信领域,尤其涉及一种定位终端的方法以及基带单元。
背景技术
随着移动通信的发展,对定位服务的需求也迅速增长。在室外,全球定位系统(英文全称:Global Positioning System,英文缩写:GPS)已经被广泛应用,并且精度很高,提升了用户体验。有关研究表明有80%的数据应用都在室内发生,但是在室内环境的大多数情况下,GPS信号都无法到达,继续利用GPS定位无法满足室内定位需求。
目前,一种室内定位解决的方法是利用室内分布式基站系统(英文全称:indoorDistributed NodeB System,英文缩写:iDBS)进行室内定位。基于iDBS定位主要有以下两种方法:
一、通过终端侧定位,终端基于收到的来自多个远端射频单元(英文全称:RemoteRadio Unit,英文缩写:RRU)的下行信号进行定位,各个RRU之间间隔一定的时间发送定位参考信号(英文全称:Positioning Reference Signal,英文缩写:PRS),且不同的RRU发送不同的PRS,或者不同的RRU分配到不同的标识,以此来定位终端,避免产生RRU混淆。
二、通过网络侧定位,基带单元(英文全称:Base Band Unit,英文缩写:BBU)基于各个RRU收到的来自终端的上行信号进行定位,BBU根据哪个RRU最先收到终端的信号,判定哪个RRU离终端最近,利用最近的RRU测量到终端的往返时间(英文全称:Round Trip Time,英文缩写:RTT)。BBU挑选至少三个RRU,根据三个RRU到待定位终端的距离就可以计算得到终端的位置。
然而上述两种现有技术各存在一定的缺陷,针对通过终端侧定位的方法,由于计算时在终端侧进行的,因此会增加终端的功耗,并且在RRU数目较多时,错开发送PRS的方式会导致定位测量的周期较长,影响正常数据通信效率。不同的RRU采用不同的标识进行区分,则需要对已有的蜂窝通信协议做相应更改才可以工作,从而使得方案的兼容性较差。
而针对通过网络侧定位的方法,RTT需要经过一个通信来回才能获得时间信息,无形中增加了网络负载,在密集场景下,由于大量的定位信号会进行交互,可能会导致正常数据业务的中断。
发明内容
本发明实施例提供了一种定位终端的方法以及基带单元,可以直接在已有的室内覆盖系统中,根据上行定位信号来筛选用于参与定位的目标RRU,节约了成本和时间。并且在网络侧进行定位计算,降低了终端的功耗,只通过一次通信即可进行计算,大大降低网络负载。
有鉴于此,本发明第一方面提供一种定位终端的方法,所述方法应用于室内分布式基站系统中的基带单元BBU,所述方法包括:
BBU接收多个远程射频单元RRU转发的上行定位信号,其中,上行定位信号为待定位终端向多个RRU发送的;
BBU根据上行定位信号,按照预置规则从多个RRU中选择至少两个RRU作为目标RRU;
BBU分别获取目标RRU对应的信号到达角度,并根据信号到达角度以及目标RRU的位置按照预置算法确定待定位终端所在的位置。
本发明实施例中,BBU接收多个远程射频单元RRU发送的上行定位信号,根据该上行定位信号,按照预置规则从多个RRU中选择至少两个RRU作为目标RRU,分别计算目标RRU对应的信号到达角度,并根据信号到达角度确定待定位终端所在的位置。其中,通过上述方法可知,BBU在已有的室内覆盖系统中,根据上行定位信号来筛选用于参与定位的目标RRU,节约了成本和时间。并且该方案是在网络侧进行定位计算的,降低了终端的功耗,只通过一次通信即可进行计算,大大降低网络负载。
结合本发明实施例的第一方面,在第一种可能的实现方式中,根据上行定位信号,按照预置规则从多个RRU中选择至少两个RRU作为目标RRU之前,还可以包括:
获取至少两个RRU中每两个RRU之间的物理距离;
根据上行定位信号,按照预置规则从多个RRU中选择至少两个RRU作为所述目标RRU,可以包括:
根据上行定位信号,分别获取多个RRU中每个RRU接收上行定位信号的信号强度;
当至少两个RRU中每两个RRU之间的物理距离大于第一预置值,且至少两个RRU接收上行定位信号的信号强度均大于第二预置值时,则将至少两个RRU确定为目标RRU。
其次,本发明实施例中,提供了一种选择目标RRU的方法,从多个RRU中获取至少两个RRU中两两RRU之间的物理距离,以及根据上行定位信号确定多个RRU的信号强度,从而分别判断两两RRU之间的物理距离是否满足第一预置值,且多个RRU中的至少两个RRU的信号强度是否满足第二预置值。当至少两个RRU同时满足上述两个预置条件时,才能作为目标RRU。BBU根据物理距离和信号强度对RRU进行筛选,可以增加方案的可行性,同时,有利于选择出更为适合的RRU作为目标RRU来进行信号到达角度计算,使得计算结果更接近实际值,从而提升方案的精确度。
结合本发明实施例的第一方面,在第二种可能的实现方式中,根据上行定位信号,按照预置规则从多个RRU中选择至少两个RRU作为目标RRU,可以包括:
根据上行定位信号获取从待定位终端到多个RRU的信道状态信息;
当根据信道状态信息计算得到至少两个RRU中每两个RRU之间的信道相关系数均小于第三预置值时,则将信道相关系数小于第三预置值的至少两个RRU作为目标RRU。
其次,本发明实施例中,提供了另一种选择目标RRU的方法,BBU根据上行定位信号获取从待定位终端到多个RRU的信道状态信息,当根据信道状态信息计算得到至少两个RRU中每两个RRU之间的信道相关系数均小于第三预置值时,则将信道相关系数小于第三预置值的至少两个RRU作为目标RRU。BBU根据信道相关系数对RRU进行筛选,可以进一步增加方案的可行性与灵活性。
结合本发明实施例的第一方面,在第三种可能的实现方式中,根据上行定位信号,按照预置规则从多个RRU中选择至少两个RRU作为目标RRU之前,还可以包括:
获取至少两个RRU中每两个RRU之间的物理距离;
根据上行定位信号,按照预置规则从多个RRU中选择至少两个RRU作为目标RRU,可以包括:
根据上行定位信号,分别获取多个RRU中每个RRU接收上行定位信号的信号强度,以及从待定位终端到多个RRU的信道状态信息;
当至少两个RRU中每两个RRU之间的物理距离大于第一预置值,且至少两个RRU接收上行定位信号的信号强度均大于第二预置值,且根据信道状态信息计算得到至少两个RRU中每两个RRU之间的信道相关系数均小于第三预置值时,则将至少两个RRU确定为目标RRU。
其次,本发明实施例中,提供了另一种选择目标RRU的方法,从多个RRU中获取至少两个RRU中两两RRU之间的物理距离,根据上行定位信号确定多个RRU的信号强度,以及获取从待定位终端到多个RRU的信道状态信息,分别判断是否满足上述三个条件,并将同时满足上述三种条件的RRU作为目标RRU。由此来对RRU进行筛选,可以进一步增加方案的可行性,并且将同时满足上述三个条件的目标RRU作为计算信号到达角度的依据,可以得到更准确的信号到达角度,从而使得确定的终端位置也更准确。
结合本发明实施例的第一方面,在第四种可能的实现方式中,分别获取目标RRU对应的信号到达角度,并根据信号到达角度以及目标RRU的位置按照预置算法确定待定位终端所在的位置,可以包括:
按照如下方式计算目标RRU对应的信号到达角度:
α=ar cos((λθ)/(2πd))
其中,α表示目标RRU对应的信号到达角度,λ表示无线信号的波长,θ表示相邻天线阵元接收到信号的相位差,d表示天线阵元间距,π为圆周率;
根据至少两个计算得到的信号到达角度以及目标RRU的位置,按照预置算法计算待定位终端所在的位置。
其次,本发明实施例中,提供了一种计算目标RRU对应的信号到达角度的方法,采用基于信号到达角度在网络侧进行室内定位,降低了终端的功耗,且该过程算法通信开销低。BBU可以集中处理两个RRU接收的信号,或者使用多个RRU作为目标RRU来定位终端时,由于根据多个RRU可以得到多个信号到达角度,进而在在计算终端位置时会得到一个范围,从而在该范围中确定终端位置,在多个估计位置的情况下对结果进行排除求精,使得定位精度更高提升了方案的在实际应用中的效率。增强方案的实用性和可操作性。
可选地,分别获取目标RRU对应的信号到达角度,并根据信号到达角度以及目标RRU的位置按照预置算法确定待定位终端所在的位置,可以包括:
当目标RRU为两个RRU时,则计算两个RRU对应的两个信号到达角度;
根据两个信号到达角度以及目标RRU的位置计算待定位终端所在的第一位置。
再次,本发明实施例中,提供了一种当目标RRU为两个RRU时,采用基于信号到达角度在网络侧进行室内定位,降低了终端的功耗,且该过程算法通信开销低,定位精度较高。BBU可以集中处理两个RRU接收的信号,不需要像传统蜂窝系统,在多个基站之间同步以及信息交互,提升了方案的在实际应用中的效率。增强方案的实用性和可操作性。
可选地,分别获取目标RRU对应的信号到达角度,并根据信号到达角度以及目标RRU的位置按照预置算法确定待定位终端所在的位置,可以包括:
当目标RRU为两个以上RRU时,则计算两个以上RRU对应的两个以上信号到达角度;
根据两个以上信号到达角度以及目标RRU的位置计算待定位终端所在的第二位置。
再次,本发明实施例中,提供了一种当目标RRU为多个RRU时,采用基于信号到达角度在网络侧进行室内定位,降低了终端的功耗,且该过程算法通信开销低。使用多个RRU作为目标RRU来定位终端时,由于根据多个RRU可以得到多个信号到达角度,进而在在计算终端位置时会得到一个范围,从而在该范围中确定终端位置,在多个估计位置的情况下对结果进行排除求精,使得定位精度更高提升了方案的在实际应用中的效率。增强方案的实用性和可操作性。
本发明第二方面提供一种基带单元,基带单元应用于室内分布式基站系统,基带单元可以包括:
接收模块,用于接收多个远程射频单元RRU转发的上行定位信号,其中,所述上行定位信号为待定位终端向所述多个RRU发送的;
选择模块,用于根据所述接收模块接收的所述上行定位信号,按照预置规则从所述多个RRU中选择至少两个RRU作为所述目标RRU;
计算模块,用于分别获取所述选择模块选择的所述目标RRU对应的信号到达角度,并根据所述信号到达角度以及所述目标RRU的位置按照预置算法确定所述待定位终端所在的位置。
结合本发明实施例的第二方面,在第一种可能的实现方式中,基带单元包括:
第一获取模块,用于选择模块根据上行定位信号,按照预置规则从多个RRU中选择至少两个RRU作为目标RRU之前,获取至少两个RRU中每两个RRU之间的物理距离;
选择模块包括:
第一获取单元,用于根据上行定位信号,分别获取多个RRU中每个RRU接收上行定位信号的信号强度;
第一确定单元,用于当第一获取模块获取的至少两个RRU中每两个RRU之间的物理距离大于第一预置值,且第一获取单元获取的至少两个RRU接收上行定位信号的信号强度均大于第二预置值时,则将至少两个RRU确定为目标RRU。
结合本发明实施例的第二方面,在第二种可能的实现方式中,选择模块包括:
第二获取单元,用于根据上行定位信号获取从待定位终端到多个RRU的信道状态信息;
第二确定单元,用于当根据第二获取单元获取的信道状态信息计算得到至少两个RRU中每两个RRU之间的信道相关系数均小于第三预置值时,则将信道相关系数小于第三预置值的至少两个RRU作为目标RRU。
结合本发明实施例的第二方面,在第三种可能的实现方式中,基带单元包括:
第二获取模块,用于选择模块根据上行定位信号,按照预置规则从多个RRU中选择至少两个RRU作为目标RRU之前,获取至少两个RRU中每两个RRU之间的物理距离;
选择模块包括:
第三获取单元,用于根据上行定位信号,分别获取多个RRU中每个RRU接收上行定位信号的信号强度,以及从待定位终端到多个RRU的信道状态信息;
第三确定单元,用于当第二获取模块获取的至少两个RRU中每两个RRU之间的物理距离大于第一预置值,且第三获取单元获取的至少两个RRU接收上行定位信号的信号强度均大于第二预置值,且根据信道状态信息计算得到至少两个RRU中每两个RRU之间的信道相关系数均小于第三预置值时,则将至少两个RRU确定为目标RRU。
结合本发明实施例的第二方面,在第四种可能的实现方式中,计算模块包括:
第一计算单元,用于按照如下方式计算目标RRU对应的信号到达角度:
α=ar cos((λθ)/(2πd))
其中,α表示目标RRU对应的信号到达角度,λ表示无线信号的波长,θ表示相邻天线阵元接收到信号的相位差,d表示天线阵元间距,π为圆周率;
第二计算单元,用于根据第一计算单元计算的至少两个信号到达角度以及目标RRU的位置,按照预置算法计算待定位终端所在的位置。
本发明第三方面提供一种基带单元,其特征在于,包括:存储器、收发器、处理器以及总线系统;
其中,所述存储器用于存储程序;
所述处理器用于执行所述存储器中的程序,具体如下步骤:
控制所述收发器接收多个远程射频单元RRU转发的上行定位信号,其中,所述上行定位信号为待定位终端向所述多个RRU发送的;
根据所述上行定位信号,按照预置规则从所述多个RRU中选择至少两个RRU作为所述目标RRU;
分别获取所述目标RRU对应的信号到达角度,并根据所述信号到达角度以及所述目标RRU的位置按照预置算法确定所述待定位终端所在的位置;
所述总线系统用于连接所述存储器、所述收发器以及所述处理器,以使所述存储器、所述收发器以及所述处理器进行通信。
从以上技术方案可以看出,本发明实施例具有以下优点:
本发明实施例中,BBU接收多个远程射频单元RRU发送的上行定位信号,根据该上行定位信号,按照预置规则从多个RRU中选择至少两个RRU作为目标RRU,分别计算目标RRU对应的信号到达角度,并根据信号到达角度确定待定位终端所在的位置。其中,通过上述方法可知,BBU在已有的室内覆盖系统中,根据上行定位信号来筛选用于参与定位的目标RRU,节约了成本和时间。并且该方案是在网络侧进行定位计算的,降低了终端的功耗,只通过一次通信即可进行计算,大大降低网络负载。
附图说明
图1为本发明实施例中室内分布式基站的组网方式示意图;
图2为本发明实施例中定位终端的方法一个实施例示意图;
图3为本发明实施例中基于信号到达角度测量待定位终端的示意图;
图4为本发明实施例中定位终端的方法另一个实施例示意图;
图5为本发明实施例中定位终端的方法另一个实施例示意图;
图6为本发明实施例中由两个RRU定位终端的一个实施例示意图;
图6A为本发明实施例中由两个RRU定位终端的另一个实施例示意图;
图7为本发明应用场景中定位终端的一个流程图;
图8为本发明实施例中基带单元一个实施例示意图;
图9为本发明实施例中基带单元另一个实施例示意图;
图10为本发明实施例中基带单元另一个实施例示意图;
图11为本发明实施例中基带单元另一个实施例示意图;
图12为本发明实施例中基带单元另一个实施例示意图;
图13为本发明实施例中基带单元一个结构实施例示意图;
图14为本发明实施例中基带单元另一个结构实施例示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种定位终端的方法、相关设备以及系统,可以直接在已有的室内覆盖系统中,根据上行定位信号来筛选用于参与定位的目标RRU,节约了成本和时间。并且在网络侧进行定位计算,降低了终端的功耗,只通过一次通信即可进行计算,大大降低网络负载。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本发明的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中提及的“大于”或“小于”是用于划分预置界限,如果出现“等于”的情况,既可以归为“大于”,又可以归为“小于”,具体设定规则可以根据用户的需求来确定,故此处不作限定。
应理解,本实施例中应用于室内分布式基站系统(英文全称:indoor DistributedNode B System,英文缩写:iDBS),在iDBS进行室内定位。iDBS采用了数字技术、分布式基站技术、中央处理器(英文全称:Central Processing Unit,英文缩写:CPU)和数字信号处理(英文全称:digital signal processing,英文缩写:DSP)等智能处理技术和设计思路。iDBS是一种蜂窝网信号室内覆盖的解决方案,基于已有的室内覆盖系统增加定位功能,可以节约定位成本。本发明方案应用于iDBS可以更好的展示其优势,无需为了定位功能重新部署系统,可以理解的是,在其他通信网络中也可以通过增加其定位功能功能实现本方案,此处不作限定。
iDBS把传统的基站设备划分为两个功能模块,分别为基带单元(英文全称:BaseBand Unit,英文缩写:BBU)以及远端射频单元(英文全称:Remote Radio Unit,英文缩写:RRU)。实际上BBU与RRU可以组成一个基站收发台(英文全称:Base Transceiver Station,英文缩写:BTS),BBU作为基带子系统,RRU作为射频子系统,两者之间通过光纤连接。
目前第三代移动通信技术(英文全称:The 3rd Generation,英文缩写:3G)网络,以及第四代移动通信技术(英文全称:The 4th Generation,英文缩写:4G)网络大量使用分布式基站架构,一个BBU可以支持多个RRU。采用BBU与RRU的多通道方案,可以很好地解决大型场馆的室内覆盖。BBU集中放置在机房,RRU可安装至楼层,BBU与RRU之间采用光纤传输。本发明适用于RRU内置天线的情况。
其中,BBU主要可以完成基带信号的处理,通常有信号处理单元、传输模板和电源组组成。RRU分为4个大模块:数字中频模块、收发信机模块、功放模块和滤波模块。数字中频模块用于光传输的调制解调,数字上下变频,模拟/数字(英文全称:Analog/Digital,英文缩写:A/D)转换等;收发信机模块完成中频信号到射频信号的变换;经过功放模块和滤波模块,将射频信号通过天线口发射出去。
请参阅图1,图1为本发明实施例中室内分布式基站的组网方式示意图,实际部署iDBS时,各个RRU的物理位置已知(即RRU是锚节点),然后结合不同的常规定位方法,就可以实现基于iDBS的室内定位解决方案。如图1所示,BBU与RRU之间通过光纤连接,当室内覆盖需要的RRU数量较多时,可以将多个RRU先通过远端射频单元集线器(英文全称:RemoteRadio Unit Hub,英文缩写:RHUB)汇聚后再与BBU互联,方便室内布线工程。室内分布式基站最大的特点是RRU的射频信息互相独立,所有RRU的射频信号可以集中在BBU进行统一处理。
请参阅图2,本发明实施例中定位终端方法一个实施例包括:
101、接收多个远程射频单元RRU转发的上行定位信号,其中,上行定位信号为待定位终端向多个RRU发送的;
本实施例中,本发明应用于室内分布式基站系统中的BBU,待定位终端向不同位置处的多个RRU发送上行定位信号,再由多个RRU将上行定位信号传送给BBU,由此,BBU可以接收到多个RRU发送的上行定位信号。
102、根据上行定位信号,按照预置规则从多个RRU中选择至少两个RRU作为目标RRU;
本实施例中,BBU根据接收到的上行定位信号,从多个RRU中挑选出至少两个目标RRU。挑选目标RRU需要设定预置规则,从而可以选择出满足条件的RRU,其中,目标RRU即为用于定位终端的RRU,由于至少两条非平行直线才能确定一个交点,所以需要至少两个目标RRU作为锚节点来引出至少两条直线,且直线交点为待定位终端的位置。如果多于两个RRU时,则可能会得到一个交迭区域,通过一些常规算法来讲交迭区域的质心作为待定位终端的位置。
103、分别获取目标RRU对应的信号到达角度,并根据信号到达角度以及目标RRU的位置按照预置算法确定待定位终端所在的位置。
本实施例中,分别获取目标RRU对应的信号到达角度,同时获取目标RRU的位置,该位置可以是目标RRU的物理位置,例如构建一个二维坐标系,从中确定目标RRU的坐标位置。然而,目标RRU的位置可以预先存储于BBU中,在需要使用该位置时直接从BBU中调用即可。至此,可以采用到达角(英文全称:Angle of Arrival,英文缩写:AOA)测量法来根据信号到达角度计算待定位终端所在的位置。
下面将对如何使用AOA定位算法确定待定位终端所在位置的方法进行介绍,请参阅图3,图3为本发明实施例中基于信号到达角度测量待定位终端的示意图。如图所示,锚节点1与锚节点2可以分别看作是两个目标RRU所在的位置,目标RRU均通过天线阵列接收待定位终端发送的上行定位信号。可以理解的是,本发明实施例中的RRU至少有两根接收天线,目前的商用RRU产品已经支持了内置多天线的结构。
采用如下公式计算信号到达角度:
α=ar cos((λθ)/(2πd))
其中,相邻天线阵元接收到信号的相位差是θ,无线信号的波长为λ,天线阵元间距为d,π为圆周率,α即为信号到达角度。
已知目标RRU位置和信号到达角度之后,待定位终端就位于目标RRU及相应的信号到达角度所在的直线上。所以当已知待定位终端到至少两个锚节点的到达角,就可以得到终端的位置。
预置算法可以是基于AOA的定位算法,基于AOA定位算法是一种常见的定位算法,算法通信开销低,定位精度较高。
本发明实施例中,BBU接收多个远程射频单元RRU发送的上行定位信号,根据该上行定位信号,按照预置规则从多个RRU中选择至少两个RRU作为目标RRU,分别计算目标RRU对应的信号到达角度,并根据信号到达角度确定待定位终端所在的位置。其中,通过上述方法可知,BBU在已有的室内覆盖系统中,根据上行定位信号来筛选用于参与定位的目标RRU,节约了成本和时间。并且该方案是在网络侧进行定位计算的,降低了终端的功耗,只通过一次通信即可进行计算,大大降低网络负载。
为了便于理解,可以通过三种方式根据上行定位信号,从多个RRU中选择至少两个RRU作为目标RRU,下面将从BBU与RRU交互的角度对本发明实施例中的定位终端的方法进行描述:
一、根据物理距离以及上行定位信号的信号强度选取目标RRU;
本实施例中,BBU可以从多个RRU获取至少两个RRU中每两个RRU之间的物理距离,以及根据上行定位信号获取多个RRU接收上行定位信号的信号强度。
可选地,在上述图2对应的实施例的基础上,本发明实施例提供的定位终端的方法第一个可选实施例中,根据上行定位信号,按照预置规则从多个RRU中选择至少两个RRU作为目标RRU之前,还可以包括:
获取至少两个RRU中每两个RRU之间的物理距离;
根据上行定位信号,按照预置规则从多个RRU中选择至少两个RRU作为目标RRU,可以包括:
根据上行定位信号,分别获取多个RRU中每个RRU接收上行定位信号的信号强度;
当至少两个RRU中每两个RRU之间的物理距离大于第一预置值,且至少两个RRU接收上行定位信号的信号强度均大于第二预置值时,则将至少两个RRU确定为目标RRU。
本实施例中,提供了一种确定目标RRU的方法,即说明了一种具体的预置规则,请参阅图4,图4为本发明实施例中定位终端的方法另一个实施例示意图,在步骤201中,BBU接收多个RRU发送的上行定位信号,该上行定位信号为待定位终端向多个RRU发送的。
步骤202中,BBU可以从多个RRU中获取至少两个RRU中每两个RRU之间的物理距离。假设有共有3个RRU,分别为RRU1、RRU2以及RRU3,则需要获取RRU1与RRU2之间的物理距离,RRU2与RRU3之间的物理距离,以及RRU1与RRU3之间的物理距离。以此类推,若出现4个RRU,或5个RRU,甚至更多RRU时,也需要分别获取两两RRU之间的物理距离。
需要说明的是,获取两个RRU之间的物理距离可以通过二维坐标来确定,比如在一个二维空间中,将两个RRU作为锚节点进行连接后形成一条直线,并以该直线所在水平面中构建一个二维坐标系,由此得到RRU的坐标,从而获取两个RRU之间的物理距离。然而,获取两个RRU之间的物理距离还可以通过全球定位系统(英文全称:Global PositioningSystem,英文缩写:GPS)信息来标记RRU的位置,然后根据已知的标记计算出两个RRU之间的距离。在实际应用中,也可以采用其他方式计算两个RRU之间的距离,故此次不做限定。
步骤203中,BBU根据上行定位信号获取多个RRU接收上行定位信号的信号强度,可通过使用信号强度测试软件进行检测,检测后的结果表示为毫瓦(英文全称:microwatt,英文缩写:mW)或者分贝毫瓦(英文全称:decibel microwatt英文缩写:dBm)。
dBm是一个表示功率绝对值的值,也可以认为是以1毫瓦功率为基准的一个比值,计算公式为:10log(功率值/1毫瓦)。
dBm与mW之间的换算关系如下:
0dBm=1mW
步骤204中,BBU需要进行两次判断。首先,通过输入设备向BBU中的处理单元输入第一预置值以及第二预置值,其中,第一预置值是设定两个RRU之间的物理距离,假设第一预置值是2米,而第二预置值是设定RRU接收上行定位信号的信号强度,假设第二预置值是-10dBm。然后,可以先判断获取到的至少两个RRU中是否两两之间的物理距离都大于第一预置值,若获取了三个RRU分别为RRU1、RRU2以及RRU3,且RRU1与RRU2的物理距离为5米,RRU2与RRU3的物理距离为6米,RRU1与RRU3的物理距离为4米,则确定RRU1、RRU2以及RRU3两两之间的物理距离均大于2米,满足条件。进而,判断RRU1、RRU2以及RRU3接收上行定位信号的信号强度,假设RRU1接收的信号强度为5dBm,RRU2接收的信号强度为1dBm,RRU3接收的信号强度为-5dBm,则RRU1、RRU2以及RRU3接收上行定位信号的信号强度均大于第二预置值-10dBm。从而,最后确定将RRU1、RRU2以及RRU3作为目标RRU。
需要说明的是,上述两次判断不分先后顺序,且若其中一项判断不成立时,即无法将这获取到的至少两个RRU作为目标RRU,当且仅当至少两个RRU同时满足上述条件时才可成立。
步骤205中,在已经确定目标RRU之后,分别计算目标RRU对应的信号到达角度,并根据信号到达角度确定待定位终端所在的位置。
其次,本发明实施例中,提供了一种选择目标RRU的方法,从多个RRU中获取至少两个RRU中两两RRU之间的物理距离,以及根据上行定位信号确定多个RRU的信号强度,从而分别判断两两RRU之间的物理距离是否满足第一预置值,且多个RRU中的至少两个RRU的信号强度是否满足第二预置值。当至少两个RRU同时满足上述两个预置条件时,才能作为目标RRU。BBU根据物理距离和信号强度对RRU进行筛选,可以增加方案的可行性,同时,有利于选择出更为适合的RRU作为目标RRU来进行信号到达角度计算,使得计算结果更接近实际值,从而提升方案的精确度。
二、根据待定位终端到各个RRU的信道状态信息(英文全称:Channel StateInformation,英文缩写:CSI)选取目标RRU;
本实施例中,BBU可以根据上行定位信号获取从待定位终端到多个RRU的CSI。
可选地,在上述图2对应的实施例的基础上,本发明实施例提供的定位终端的方法第二个可选实施例中,根据上行定位信号,按照预置规则从多个RRU中选择至少两个RRU作为目标RRU,可以包括:
根据上行定位信号获取从待定位终端到多个RRU的信道状态信息;
当根据信道状态信息计算得到至少两个RRU中每两个RRU之间的信道相关系数均小于第三预置值时,则将信道相关系数小于第三预置值的至少两个RRU作为目标RRU。
本实施例中,提供了另一种确定目标RRU的方法,请参阅图5,图5为本发明实施例中定位终端的方法另一个实施例示意图,在步骤301中,BBU接收多个RRU发送的上行定位信号,该上行定位信号为待定位终端向多个RRU发送的。
步骤302中,BBU通过解析上行定位信号,得到待定位终端到各个RRU的CSI,其中,CSI具体可以是指信道估计。例如,在长期演进(英文全称:Long Term Evolution,英文缩写:LTE)系统中,发射分集、相关解调和空间复用等,接收端都必须通过信道估计获得信道矩阵信息,才能正确解调出混叠在一起的信号,也就需要在接收信息的时候,对信道的参数进行估计。
信道估计,就是从接收数据中将假定的某个信道模型的模型参数估计出来的过程。如果信道是线性的话,那么信道估计就是对系统冲激响应进行估计。需强调的是信道估计是信道对输入信号影响的一种数学表示,而优质的信道估计则是使得某种估计误差最小化的估计算法。
步骤303中,首先获取待定位终端到至少两个RRU中一个RRU的CSI为2*1维的信道矩阵H1,这里假设待定位终端具有一根天线,RRU具有两根天线,再获取待定位终端到至少两个RRU中另一个RRU的CSI为2*1维的信道矩阵H2,则矩阵H=[H1H2],采用下列公式计算H相关矩阵的秩:
其中,trace(HHH)表示为矩阵(HHH)的迹,相当于(HHH)的特征值综合,()H则表示求矩阵的共轭转置运算。计算矩阵的秩即为用初等行变换将矩阵(HHH)化为阶梯形矩阵,则该矩阵中非零行的个数就定义为这个矩阵的秩。记为r(HHH)。若(HHH)是n阶矩阵,当r(HHH)=n时,则称(HHH)为满秩矩阵。但是满秩矩阵不局限于n阶矩阵,若矩阵秩等于行数,称为行满秩;若矩阵秩等于列数,称为列满秩。既是行满秩又是列满秩则为n阶矩阵即n阶方阵。
因此,例如根据上述介绍可知,在至少两个RRU中获取一个RRU的信道矩阵H1,另一个RRU的信道矩阵H2,矩阵H=[H1 H2],计算得到H相关矩阵的秩为2时,则为满秩,说明这两个RRU之间的相关性低,如果计算得到矩阵的秩小于H的维数时,则说明这两个RRU之间的相关性比较高。
相关系数越大,相关性越强;反之,相关系数越小,相关性越弱。其中,1表示完全相关,0表示完全不相关。采用以下公式计算两个RRU之间的信道相关系数:
两个RRU之间的信道相关系数=1-相关矩阵的秩/相关矩阵的维数
例如,相关矩阵维数是2,两个RRU的CSI相关矩阵的秩是2,相关系数就是0,因此,这两个RRU完全不相关。
由此可见,相关矩阵的秩越大,相关性越低,相关系数也就越小。
需要说明的是,本实施例中以两个RRU之间的相关性为例进行介绍,在实际应用中,也可以对两组RRU之间的相关性进行计算,每组中的RRU个数在此处不作限定。
对此,作为筛选目标RRU的条件,需要预先对每两个RRU之间的信道相关系数进行设定,即第三预置值。当信道为不相关信道时,信道相关系数为0;当信道为完全相关时,信道相关系数为1。
在本方案中应选取相关性较低的两个RRU作为目标RRU,可以假定第三预置值为0.5,当获取三个RRU中每两个RRU之间的信道相关系数时,判断是否均小于0.5,当且仅当三个RRU中两两RRU之间的信道相关系数均小于0.5时,则将这三个RRU作为目标RRU。
步骤304中,在已经确定目标RRU之后,分别计算目标RRU对应的信号到达角度,并根据信号到达角度确定待定位终端所在的位置。
其次,本发明实施例中,提供了另一种选择目标RRU的方法,BBU根据上行定位信号获取从待定位终端到多个RRU的信道状态信息,当根据信道状态信息计算得到至少两个RRU中每两个RRU之间的信道相关系数均小于第三预置值时,则将信道相关系数小于第三预置值的至少两个RRU作为目标RRU。BBU根据信道相关系数对RRU进行筛选,可以进一步增加方案的可行性与灵活性。
三、根据物理距离、上行定位信号的信号强度以及待定位终端到各个RRU的CSI选取目标RRU;
本实施例中,BBU可以从多个RRU获取至少两个RRU中每两个RRU之间的物理距离,根据上行定位信号获取多个RRU接收上行定位信号的信号强度,以及根据上行定位信号获取从待定位终端到多个RRU的CSI。
可选地,在上述图2对应的实施例的基础上,本发明实施例提供的定位终端的方法第三个可选实施例中,根据上行定位信号,按照预置规则从多个RRU中选择至少两个RRU作为目标RRU之前,还可以包括:
获取至少两个RRU中每两个RRU之间的物理距离;
根据所述上行定位信号,按照预置规则从多个RRU中选择至少两个RRU作为目标RRU,可以包括:
根据上行定位信号,分别获取多个RRU中每个RRU接收上行定位信号的信号强度,以及从待定位终端到多个RRU的信道状态信息;
当至少两个RRU中每两个RRU之间的物理距离大于第一预置值,且至少两个RRU接收上行定位信号的信号强度均大于第二预置值,且根据信道状态信息计算得到至少两个RRU中每两个RRU之间的信道相关系数均小于第三预置值时,则将至少两个RRU确定为目标RRU。
本实施例中,结合上述图2对应的第一个可选实施例以及图2对应的第二个可选实施例,采用需要同时满足三个预置条件的方式来选取目标RRU。
具体地,预先设定目标RRU需满足的条件,第一,目标RRU中两两RRU之间的物理距离大于第一预置值;第二,目标RRU所能接收的上行定位信号强度均大于第二预置值;第三,目标RRU中两两RRU之间的信道相关系数小于第三预置值。
可以理解的是,本实施例中所采用的技术手段与上述图2对应的第一个以及第二个可选实施例类似,可参阅上述实施例进行理解,故此处不作赘述。
需要说明的是,上述三次判断不分先后顺序,且若其中一项判断不成立时,即无法将这获取到的至少两个RRU作为目标RRU,当且仅当至少两个RRU同时满足上述条件时才可成立。
其次,本发明实施例中,提供了另一种选择目标RRU的方法,从多个RRU中获取至少两个RRU中两两RRU之间的物理距离,根据上行定位信号确定多个RRU的信号强度,以及获取从待定位终端到多个RRU的信道状态信息,分别判断是否满足上述三个条件,并将同时满足上述三种条件的RRU作为目标RRU。由此来对RRU进行筛选,可以进一步增加方案的可行性,并且将同时满足上述三个条件的目标RRU作为计算信号到达角度的依据,可以得到更准确的信号到达角度,从而使得确定的终端位置也更准确。
图2对应的第一至第三个可选实施例已经分别介绍了三种获取目标RRU的方法,然而,目标RRU为至少两个RRU,因此,利用AOA定位终端所在的位置时,也可以从两个角度来进行说明。
(1)、当目标RRU为两个RRU时;
可选地,分别获取目标RRU对应的信号到达角度,并根据信号到达角度以及目标RRU的位置按照预置算法确定待定位终端所在的位置,可以包括:
当目标RRU为两个RRU时,则计算两个RRU对应的两个信号到达角度;
根据两个信号到达角度以及目标RRU的位置计算待定位终端所在的第一位置。
本实施例中,当目标RRU为两个RRU时,则计算这两个RRU对应的两个信号到达角度,并根据计算得到的信号到达角度确定待定位终端所在的第一位置。第一位置即为以两个RRU为锚节点引出两条交线的交点位置。
请参阅图6,图6为本发明实施例中由两个RRU定位终端的一个实施例示意图,可以根据其中两个RRU构建一个二维坐标,并通过RRU自身携带的定位设备获取这两个RRU的精确位置,这两个RRU既作为目标RRU,又是本方案中的锚节点,由此得到图6A对应的本发明实施例中由两个RRU定位终端的另一个实施例示意图,其他位置节点只能根据锚节点位置按照某种定位机制估算出自身的位置。锚节点所占的比例直接影响到网络的造价。根据是否需要测距,节点定位算法可分为两类,基于测距的定位算法和无需测距的定位算法。无需测距的定位算法主要有质心算法和凸规划等,需要测距的定位算法对硬件要求不高,但是通常定位精度不高。基于测距的定位算法主要有接收信号强度指示法(英文全称:ReceivedSignal Strength Indication,英文缩写:RSSI)、信号传输时间法(英文全称:Time ofArrival,英文缩写:TOA)、观测到达时间差法(英文全称:Observed Time Difference ofArrival,英文缩写:OTDOA)以及AOA等方法。通过测量未知节点与锚节点之间的距离或者角度信息,再运用三边测量法、三角测量法或最大似然估计发计算未知节点的位置信息。
如图6A所示,第一步为测量节点,参考上述图2对应实施例中步骤103所述的方法,RRU1与RRU4均通过天线阵列接收待定位终端发送的上行定位信号。采用如下公式分别计算信号到达角度:
α=ar cos((λθ)/(2πd))
其中,相邻天线阵元接收到信号的相位差是θ,无线信号的波长为λ,天线阵元间距为d,π为圆周率,α即为RRU1的信号到达角度。
β=ar cos((λθ)/(2πd))
其中,相邻天线阵元接收到信号的相位差是θ,无线信号的波长为λ,天线阵元间距为d,π为圆周率,β即为RRU4的信号到达角度。
第二步BBU根据已存储的RRU1与RRU4的位置,计算待定位终端的位置。所采用的方式与现有技术,此处举例说明其中一个实现方式,但在实际应用中,并不仅限于下面介绍的方法。
请继续参阅图6A,假设RRU1和RRU4的天线阵法线与X轴平行,其中,相邻天线阵元接收到信号的相位差是θ,无线信号的波长为λ,天线阵元间距为d,π为圆周率,β即为RRU4的信号到达角度。
第二步利用夹角射线原则解析方程,计算未知节点的估计位置,在本实施例中,未知节点的位置即为待定位终端的位置,假定未知节点坐标是P(x,y),测量得到RRU1坐标是A(x1,y1),RRU4坐标是A(x2,y2),且RRU1的信号到达角度AOA1为α,RRU4的信号到达角度AOA2为β。解下列方程:
得到:
至此,可以得到未知节点,即待定位终端的坐标位置。
再次,本发明实施例中,提供了一种当目标RRU为两个RRU时,采用基于信号到达角度在网络侧进行室内定位,降低了终端的功耗,且该过程算法通信开销低,定位精度较高。BBU可以集中处理两个RRU接收的信号,不需要像传统蜂窝系统,在多个基站之间同步以及信息交互,提升了方案的在实际应用中的效率。增强方案的实用性和可操作性。
(2)、当目标RRU为多个RRU时;
可选地,分别获取目标RRU对应的信号到达角度,并根据信号到达角度以及目标RRU的位置按照预置算法确定待定位终端所在的位置,可以包括:
当目标RRU为两个以上RRU时,则计算两个以上RRU对应的两个以上信号到达角度;
根据两个以上信号到达角度以及目标RRU的位置计算待定位终端所在的第二位置。
本实施例中,当目标RRU为多个(两个以上且不包括两个)的RRU时,则计算多个RRU对应的信号到达角度,并根据计算得到的信号到达角度确定待定位终端所在的第二位置。第二位置即为以多个RRU为锚节点引出多条交线后得到的一个区域内的某个位置。
需要说明的是,当出现多个RRU进行定位时,仍可以采用上述实施例中,对两个RRU进行信号到达角度进行测定的方法,也就是说,在多个RRU中以两两RRU为一组,分成不同排列组合,分别测得每组中的两个RRU的信号到达角度,并采用现有的计算方式计算每组中未知节点的坐标位置。这样便可以得到多个未知节点的坐标位置。未知节点表示未经过定位的的终端
在完成上述图2对应的第四个可选实施例所对应的第一步以及第二步后,即可获得多个未知节点的坐标位置,于是进入下一步。
第三步为进行求精校正,当未知节点通信半径内有多个锚节点时,其结果必然后多个估计位置,将多个估计位置组成的集合图形的质心作为待定位终端的最终估计位置。
再次,本发明实施例中,提供了一种当目标RRU为多个RRU时,采用基于信号到达角度在网络侧进行室内定位,降低了终端的功耗,且该过程算法通信开销低。使用多个RRU作为目标RRU来定位终端时,由于根据多个RRU可以得到多个信号到达角度,进而在在计算终端位置时会得到一个范围,从而在该范围中确定终端位置,在多个估计位置的情况下对结果进行排除求精,使得定位精度更高提升了方案的在实际应用中的效率。增强方案的实用性和可操作性。
为便于理解,下面以一个具体应用场景对本发明中一种定位终端的方法进行详细描述,具体为:
待定位终端发送上行定位信号,不同位置的各个RRU收到该上行定位信号后,将其传送给BBU。BBU根据各个RRU接收到的上行定位信号,解析得到待定位终端到各个RRU的CSI,以及接收上行定位信号的强度。同时,根据GPS确定各个RRU的位置,并通过二维坐标系的坐标点表示出这些RRU的位置。
假设需要选取两个RRU作为目标RRU,则预先对选取目标RRU的条件进行设定。第一,两个RRU之间的物理距离大于第一预置值,第一预置值假定为2米;第二,两个RRU所能接收的上行定位信号强度均大于第二预置值,第二预置值为-10dBm;第三,两个RRU之间的信道相关系数小于第三预置值,第三预置值为0.5。
结合上述三个预置条件,最终选择RRU1与RRU2作为目标RRU。至此,请参阅图7,图7为本发明应用场景中定位终端的一个流程图,采用该流程图对应的流程可以得到终端的位置,具体地:
步骤S1:BBU预先存储了多个RRU的位置信息,例如,RRU1的位置为(x1,y1),RRU2的位置为(x2,y2)等;
步骤S2:BBU接收到上行定位信号,其中,该上行定位信号为待定位终端向多个RRU发送的,再由多个RRU转而向BBU发送;
步骤S3:BBU根据预设的规则,确定作为锚节点的目标RRU,其中,预设的规则可以是以下三种,第一根据物理距离以及上行定位信号的信号强度选取目标RRU,第二根据待定位终端到各个RRU的CSI选取目标RRU,第三根据物理距离、上行定位信号的信号强度以及待定位终端到各个RRU的CSI选取目标RRU;
步骤S4:当根据步骤S3判断得到目标RRU的个数大于或等于2时,继续执行步骤S5,否则返回步骤S2继续接收上行定位信号;
步骤S5:BBU根据接收到的上行定位信号以及RRU天线间距、信号波长等信息,计算待定位信号到达目标RRU时的AOA;
步骤S6:BBU根据步骤S5计算得到的目标RRU的AOA,以及目标RRU的信置信息,计算得到待定位终端的位置。
下面对本发明中的网络服务器进行详细描述,请参阅图8,本发明实施例中的基带单元应用于室内分布式基站系统,包括:
接收模块401,用于接收多个远程射频单元RRU转发的的上行定位信号,其中,所述上行定位信号为待定位终端向所述多个RRU发送的;
选择模块402,用于根据所述接收模块401接收的所述上行定位信号,按照预置规则从所述多个RRU中选择至少两个RRU作为所述目标RRU;
计算模块403,用于分别获取所述选择模块402选择的所述目标RRU对应的信号到达角度,并根据所述信号到达角度以及所述目标RRU的位置按照预置算法确定所述待定位终端所在的位置。
本实施例中,接收模块401接收多个远程射频单元RRU转发的上行定位信号,其中,所述上行定位信号为待定位终端向所述多个RRU发送的;选择模块402根据所述接收模块401接收的所述上行定位信号,按照预置规则从所述多个RRU中选择至少两个RRU作为所述目标RRU;计算模块403分别获取所述选择模块402选择的所述目标RRU对应的信号到达角度,并根据所述信号到达角度以及所述目标RRU的位置按照预置算法确定所述待定位终端所在的位置。
本发明实施例中,BBU接收多个远程射频单元RRU转发的上行定位信号,根据该上行定位信号,按照预置规则从多个RRU中选择至少两个RRU作为目标RRU,分别计算目标RRU对应的信号到达角度,并根据信号到达角度确定待定位终端所在的位置。其中,通过上述方法可知,BBU在已有的室内覆盖系统中,根据上行定位信号来筛选用于参与定位的目标RRU,节约了成本和时间。并且该方案是在网络侧进行定位计算的,降低了终端的功耗,只通过一次通信即可进行计算,大大降低网络负载。
请参阅图9,本发明实施例中基带单元的另一个实施例包括:
接收模块401,用于接收多个远程射频单元RRU转发的上行定位信号,其中,所述上行定位信号为待定位终端向所述多个RRU发送的;
第一获取模块404,用于所述选择模块402根据所述上行定位信号,按照预置规则从所述多个RRU中选择至少两个RRU作为所述目标RRU之前,从所述多个RRU中获取所述至少两个RRU中每两个RRU之间的物理距离;
选择模块402,用于根据所述接收模块401接收的所述上行定位信号,按照预置规则从所述多个RRU中选择至少两个RRU作为所述目标RRU;
计算模块403,用于分别获取所述选择模块402选择的所述目标RRU对应的信号到达角度,并根据所述信号到达角度以及所述目标RRU的位置按照预置算法确定所述待定位终端所在的位置;
其中,所述选择模块402包括:
第一获取单元4021,用于根据所述上行定位信号,分别获取所述多个RRU中每个RRU接收所述上行定位信号的信号强度;
第一确定单元4022,用于当所述第一获取模块404获取的所述至少两个RRU中每两个RRU之间的物理距离大于第一预置值,且所述第一获取单元4021获取的所述至少两个RRU接收所述上行定位信号的信号强度均大于第二预置值时,则将所述至少两个RRU确定为所述目标RRU。
其次,本发明实施例中,提供了一种选择目标RRU的方法,从多个RRU中获取至少两个RRU中两两RRU之间的物理距离,以及根据上行定位信号确定多个RRU的信号强度,从而分别判断两两RRU之间的物理距离是否满足第一预置值,且多个RRU中的至少两个RRU的信号强度是否满足第二预置值。当至少两个RRU同时满足上述两个预置条件时,才能作为目标RRU。BBU根据物理距离和信号强度对RRU进行筛选,可以增加方案的可行性,同时,有利于选择出更为适合的RRU作为目标RRU来进行信号到达角度计算,使得计算结果更接近实际值,从而提升方案的精确度。
请参阅图10,本发明实施例中基带单元的另一个实施例包括:
接收模块401,用于接收多个远程射频单元RRU转发的上行定位信号,其中,所述上行定位信号为待定位终端向所述多个RRU发送的;
选择模块402,用于根据所述接收模块401接收的所述上行定位信号,按照预置规则从所述多个RRU中选择至少两个RRU作为所述目标RRU;
计算模块403,用于分别获取所述选择模块402选择的所述目标RRU对应的信号到达角度,并根据所述信号到达角度以及所述目标RRU的位置按照预置算法确定所述待定位终端所在的位置;
其中,所述选择模块402包括:
第二获取单元4023,用于根据所述上行定位信号获取从所述待定位终端到所述多个RRU的信道状态信息;
第二确定单元4024,用于当根据所述第二获取单元4023获取的所述信道状态信息计算得到所述至少两个RRU中每两个RRU之间的信道相关系数均小于第三预置值时,则将信道相关系数小于所述第三预置值的所述至少两个RRU作为所述目标RRU。
其次,本发明实施例中,提供了另一种选择目标RRU的方法,BBU根据上行定位信号获取从待定位终端到多个RRU的信道状态信息,当根据信道状态信息计算得到至少两个RRU中每两个RRU之间的信道相关系数均小于第三预置值时,则将信道相关系数小于第三预置值的至少两个RRU作为目标RRU。BBU根据信道相关系数对RRU进行筛选,可以进一步增加方案的可行性与灵活性。
请参阅图11,本发明实施例中基带单元的另一个实施例包括:
接收模块401,用于接收多个远程射频单元RRU转发的上行定位信号,其中,所述上行定位信号为待定位终端向所述多个RRU发送的;
第二获取模块405,用于所述选择模块402根据所述上行定位信号,按照预置规则从所述多个RRU中选择至少两个RRU作为所述目标RRU之前,从所述多个RRU中获取所述至少两个RRU中每两个RRU之间的物理距离;
选择模块402,用于根据所述接收模块401接收的所述上行定位信号,按照预置规则从所述多个RRU中选择至少两个RRU作为所述目标RRU;
计算模块403,用于分别获取所述选择模块402选择的所述目标RRU对应的信号到达角度,并根据所述信号到达角度以及所述目标RRU的位置按照预置算法确定所述待定位终端所在的位置;
其中,所述选择模块402包括:
第三获取单元4025,用于根据所述上行定位信号,分别获取所述多个RRU中每个RRU接收所述上行定位信号的信号强度,以及从所述待定位终端到所述多个RRU的信道状态信息;
第三确定单元4026,用于当所述第二获取模块405获取的所述至少两个RRU中每两个RRU之间的物理距离大于第一预置值,且所述第三获取单元4025获取的所述至少两个RRU接收所述上行定位信号的信号强度均大于第二预置值,且根据所述信道状态信息计算得到所述至少两个RRU中每两个RRU之间的信道相关系数均小于第三预置值时,则将所述至少两个RRU确定为所述目标RRU。
其次,本发明实施例中,提供了另一种选择目标RRU的方法,从多个RRU中获取至少两个RRU中两两RRU之间的物理距离,根据上行定位信号确定多个RRU的信号强度,以及获取从待定位终端到多个RRU的信道状态信息,分别判断是否满足上述三个条件,并将同时满足上述三种条件的RRU作为目标RRU。由此来对RRU进行筛选,可以进一步增加方案的可行性,并且将同时满足上述三个条件的目标RRU作为计算信号到达角度的依据,可以得到更准确的信号到达角度,从而使得确定的终端位置也更准确。
请参阅图12,本发明实施例中基带单元的另一个实施例包括:
接收模块401,用于接收多个远程射频单元RRU转发的上行定位信号,其中,所述上行定位信号为待定位终端向所述多个RRU发送的;
选择模块402,用于根据所述接收模块401接收的所述上行定位信号,按照预置规则从所述多个RRU中选择至少两个RRU作为所述目标RRU;
计算模块403,用于分别获取所述选择模块402选择的所述目标RRU对应的信号到达角度,并根据所述信号到达角度以及所述目标RRU的位置按照预置算法确定所述待定位终端所在的位置;
其中,所述计算模块403包括:
第一计算单元4031,用于用于按照如下方式计算所述目标RRU对应的信号到达角度:
α=arcos((λθ)/(2πd))
其中,α表示所述目标RRU对应的信号到达角度,λ表示无线信号的波长,θ表示相邻天线阵元接收到信号的相位差,d表示天线阵元间距,π为圆周率;
第二计算单元4032,用于根据所述第一计算单元4031计算的至少两个所述信号到达角度以及所述目标RRU的位置,按照预置算法计算所述待定位终端所在的位置。
其次,本发明实施例中,提供了一种计算目标RRU对应的信号到达角度的方法,采用基于信号到达角度在网络侧进行室内定位,降低了终端的功耗,且该过程算法通信开销低。BBU可以集中处理两个RRU接收的信号,或者使用多个RRU作为目标RRU来定位终端时,由于根据多个RRU可以得到多个信号到达角度,进而在在计算终端位置时会得到一个范围,从而在该范围中确定终端位置,在多个估计位置的情况下对结果进行排除求精,使得定位精度更高提升了方案的在实际应用中的效率。增强方案的实用性和可操作性。
图13是本发明实施例基带单元50的结构示意图。基带单元50可包括存储器510、收发器520、处理器530以及总线系统540。
存储器510可以包括只读存储器和随机存取存储器,并向处理器530提供指令和数据。存储器510的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器(英文全称:Non-VolatileRandom Access Memory,英文缩写:NVRAM)。
存储器510存储了如下的元素,可执行模块或者数据结构,或者它们的子集,或者它们的扩展集:
操作指令:包括各种操作指令,用于实现各种操作。
操作系统:包括各种系统程序,用于实现各种基础业务以及处理基于硬件的任务。
收发器520是信号转换的一种装置,通常是指光纤收发器。光纤收发器的出现,将双绞线电信号和光信号进行相互转换,确保了数据包在这两个网络间畅通传输。
本发明实施例中收发器520用于:
接收多个远程射频单元RRU转发的上行定位信号,其中,所述上行定位信号为待定位终端向所述多个RRU发送的。
本发明实施例中处理器530用于:
根据所述上行定位信号,按照预置规则从所述多个RRU中选择至少两个RRU作为所述目标RRU;
分别获取所述目标RRU对应的信号到达角度,并根据所述信号到达角度以及所述目标RRU的位置按照预置算法确定所述待定位终端所在的位置。
处理器530控制基带单元50的操作,处理器530还可以称为中央处理单元(英文全称:Central Processing Unit,英文缩写:CPU)。存储器510可以包括只读存储器和随机存取存储器,并向处理器530提供指令和数据。存储器510的一部分还可以包括NVRAM。具体的应用中,基带单元50的各个组件通过总线系统540耦合在一起,其中总线系统540除包括数据总线之外,还可以包括电源总线、控制总线和状态信号总线等。但是为了清楚说明起见,在图中将各种总线都标为总线系统540。
上述本发明实施例揭示的方法可以应用于处理器530中,或者由处理器530实现。处理器530可能是一种集成电路芯片,具有信号的处理能力。在实现过程中,上述方法的各步骤可以通过处理器530中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器530可以是通用处理器、数字信号处理器(英文全称:Digital Signal Processing,英文缩写:DSP)、专用集成电路(英文全称:Application Specific Intergrated Circuit,英文缩写:ASIC)、现成可编程门阵列(英文全称:Field-Programmable Gate Array,英文缩写:FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成,或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器,闪存、只读存储器,可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器510,处理器530读取存储器510中的信息,结合其硬件完成上述方法的步骤。
可选地,处理器530具体用于:
获取所述至少两个RRU中每两个RRU之间的物理距离;
根据所述上行定位信号,分别获取所述多个RRU中每个RRU接收所述上行定位信号的信号强度;
当所述至少两个RRU中每两个RRU之间的物理距离大于第一预置值,且所述至少两个RRU接收所述上行定位信号的信号强度均大于第二预置值时,则将所述至少两个RRU确定为所述目标RRU。
可选地,处理器530具体用于:
根据所述上行定位信号获取从所述待定位终端到所述多个RRU的信道状态信息;
当根据所述信道状态信息计算得到所述至少两个RRU中每两个RRU之间的信道相关系数均小于第三预置值时,则将信道相关系数小于所述第三预置值的所述至少两个RRU作为所述目标RRU。
可选地,处理器530具体用于:
获取所述至少两个RRU中每两个RRU之间的物理距离;
根据所述上行定位信号,分别获取所述多个RRU中每个RRU接收所述上行定位信号的信号强度,以及从所述待定位终端到所述多个RRU的信道状态信息;
当所述至少两个RRU中每两个RRU之间的物理距离大于第一预置值,且所述至少两个RRU接收所述上行定位信号的信号强度均大于第二预置值,且根据所述信道状态信息计算得到所述至少两个RRU中每两个RRU之间的信道相关系数均小于第三预置值时,则将所述至少两个RRU确定为所述目标RRU。
图13的相关描述可以参阅图2方法部分的相关描述和效果进行理解,本处不做过多赘述。
图14是本发明实施例提供的一种基带单元结构示意图,该基带单元600可因配置或性能不同而产生比较大的差异,可以包括一个或一个以上中央处理器(英文全称:central processing units,英文缩写:CPU)622(例如,一个或一个以上处理器)和存储器632,一个或一个以上存储应用程序642或数据644的存储介质630(例如一个或一个以上海量存储设备)。其中,存储器632和存储介质630可以是短暂存储或持久存储。存储在存储介质630的程序可以包括一个或一个以上模块(图示没标出),每个模块可以包括对服务器中的一系列指令操作。更进一步地,中央处理器622可以设置为与存储介质630通信,在基带单元600上执行存储介质630中的一系列指令操作。
基带单元600还可以包括一个或一个以上电源626,一个或一个以上有线或无线网络接口650,一个或一个以上输入输出接口658,和/或,一个或一个以上操作系统641,例如Windows ServerTM,Mac OS XTM,UnixTM,LinuxTM,FreeBSDTM等等。
所述输入输出接口658用于:
接收多个远程射频单元RRU转发的上行定位信号,其中,所述上行定位信号为待定位终端向所述多个RRU发送的。
所述中央处理器522用于:
根据所述上行定位信号,按照预置规则从所述多个RRU中选择至少两个RRU作为所述目标RRU;
分别获取所述目标RRU对应的信号到达角度,并根据所述信号到达角度以及所述目标RRU的位置按照预置算法确定所述待定位终端所在的位置。
所述中央处理器522还用于:
获取所述至少两个RRU中每两个RRU之间的物理距离;
根据所述上行定位信号,分别获取所述多个RRU中每个RRU接收所述上行定位信号的信号强度;
当所述至少两个RRU中每两个RRU之间的物理距离大于第一预置值,且所述至少两个RRU接收所述上行定位信号的信号强度均大于第二预置值时,则将所述至少两个RRU确定为所述目标RRU。
所述中央处理器522还用于:
根据所述上行定位信号获取从所述待定位终端到所述多个RRU的信道状态信息;
当根据所述信道状态信息计算得到所述至少两个RRU中每两个RRU之间的信道相关系数均小于第三预置值时,则将信道相关系数小于所述第三预置值的所述至少两个RRU作为所述目标RRU。
所述中央处理器522还用于:
获取所述至少两个RRU中每两个RRU之间的物理距离;
根据所述上行定位信号,分别获取所述多个RRU中每个RRU接收所述上行定位信号的信号强度,以及从所述待定位终端到所述多个RRU的信道状态信息;
当所述至少两个RRU中每两个RRU之间的物理距离大于第一预置值,且所述至少两个RRU接收所述上行定位信号的信号强度均大于第二预置值,且根据所述信道状态信息计算得到所述至少两个RRU中每两个RRU之间的信道相关系数均小于第三预置值时,则将所述至少两个RRU确定为所述目标RRU。
所述中央处理器522还用于:
按照如下方式计算所述目标RRU对应的信号到达角度:
α=ar cos((λθ)/(2πd))
其中,α表示所述目标RRU对应的信号到达角度,λ表示无线信号的波长,θ表示相邻天线阵元接收到信号的相位差,d表示天线阵元间距,π为圆周率;
根据至少两个计算得到的所述信号到达角度以及所述目标RRU的位置,按照预置算法计算所述待定位终端所在的位置。
上述实施例中由基带单元所执行的步骤可以基于该图14所示的服务器结构。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统,装置和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的系统,装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(英文全称:Read-OnlyMemory,英文缩写:ROM)、随机存取存储器(英文全称:Random Access Memory,英文缩写:RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (11)
1.一种定位终端的方法,其特征在于,所述方法应用于室内分布式基站系统中的基带单元BBU,所述方法包括:
接收多个远程射频单元RRU转发的上行定位信号,其中,所述上行定位信号为待定位终端向所述多个RRU发送的;
根据所述上行定位信号,按照预置规则从所述多个RRU中选择至少两个RRU作为目标RRU;
分别获取所述目标RRU对应的信号到达角度,并根据所述信号到达角度以及所述目标RRU的位置按照预置算法确定所述待定位终端所在的位置。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述上行定位信号,按照预置规则从所述多个RRU中选择至少两个RRU作为所述目标RRU之前,所述方法还包括:
获取所述至少两个RRU中每两个RRU之间的物理距离;
所述根据所述上行定位信号,按照预置规则从所述多个RRU中选择至少两个RRU作为所述目标RRU,包括:
根据所述上行定位信号,分别获取所述多个RRU中每个RRU接收所述上行定位信号的信号强度;
当所述至少两个RRU中每两个RRU之间的物理距离大于第一预置值,且所述至少两个RRU接收所述上行定位信号的信号强度均大于第二预置值时,则将所述至少两个RRU确定为所述目标RRU。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述上行定位信号,按照预置规则从所述多个RRU中选择至少两个RRU作为所述目标RRU,包括:
根据所述上行定位信号获取从所述待定位终端到所述多个RRU的信道状态信息;
当根据所述信道状态信息计算得到所述至少两个RRU中每两个RRU之间的信道相关系数均小于第三预置值时,则将信道相关系数小于所述第三预置值的所述至少两个RRU作为所述目标RRU。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述上行定位信号,按照预置规则从所述多个RRU中选择至少两个RRU作为所述目标RRU之前,所述方法还包括:
获取所述至少两个RRU中每两个RRU之间的物理距离;
所述根据所述上行定位信号,按照预置规则从所述多个RRU中选择至少两个RRU作为所述目标RRU,包括:
根据所述上行定位信号,分别获取所述多个RRU中每个RRU接收所述上行定位信号的信号强度,以及从所述待定位终端到所述多个RRU的信道状态信息;
当所述至少两个RRU中每两个RRU之间的物理距离大于第一预置值,且所述至少两个RRU接收所述上行定位信号的信号强度均大于第二预置值,且根据所述信道状态信息计算得到所述至少两个RRU中每两个RRU之间的信道相关系数均小于第三预置值时,则将所述至少两个RRU确定为所述目标RRU。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述分别获取所述目标RRU对应的信号到达角度,并根据所述信号到达角度以及所述目标RRU的位置按照预置算法确定所述待定位终端所在的位置,包括:
按照如下方式计算所述目标RRU对应的信号到达角度:
α=ar cos((λθ)/(2πd))
其中,α表示所述目标RRU对应的信号到达角度,λ表示无线信号的波长,θ表示相邻天线阵元接收到信号的相位差,d表示天线阵元间距,π为圆周率;
根据至少两个计算得到的所述信号到达角度以及所述目标RRU的位置,按照预置算法计算所述待定位终端所在的位置。
6.一种基带单元,其特征在于,所述基带单元应用于室内分布式基站系统,所述基带单元包括:
接收模块,用于接收多个远程射频单元RRU转发的上行定位信号,其中,所述上行定位信号为待定位终端向所述多个RRU发送的;
选择模块,用于根据所述接收模块接收的所述上行定位信号,按照预置规则从所述多个RRU中选择至少两个RRU作为目标RRU;
计算模块,用于分别获取所述选择模块选择的所述目标RRU对应的信号到达角度,并根据所述信号到达角度以及所述目标RRU的位置按照预置算法确定所述待定位终端所在的位置。
7.根据权利要求6所述的基带单元,其特征在于,所述基带单元包括:
第一获取模块,用于所述选择模块根据所述上行定位信号,按照预置规则从所述多个RRU中选择至少两个RRU作为所述目标RRU之前,获取所述至少两个RRU中每两个RRU之间的物理距离;
所述选择模块包括:
第一获取单元,用于根据所述上行定位信号,分别获取所述多个RRU中每个RRU接收所述上行定位信号的信号强度;
第一确定单元,用于当所述第一获取模块获取的所述至少两个RRU中每两个RRU之间的物理距离大于第一预置值,且所述第一获取单元获取的所述至少两个RRU接收所述上行定位信号的信号强度均大于第二预置值时,则将所述至少两个RRU确定为所述目标RRU。
8.根据权利要求6所述的基带单元,其特征在于,所述选择模块包括:
第二获取单元,用于根据所述上行定位信号获取从所述待定位终端到所述多个RRU的信道状态信息;
第二确定单元,用于当根据所述第二获取单元获取的所述信道状态信息计算得到所述至少两个RRU中每两个RRU之间的信道相关系数均小于第三预置值时,则将信道相关系数小于所述第三预置值的所述至少两个RRU作为所述目标RRU。
9.根据权利要求6所述的基带单元,其特征在于,所述基带单元包括:
第二获取模块,用于所述选择模块根据所述上行定位信号,按照预置规则从所述多个RRU中选择至少两个RRU作为所述目标RRU之前,获取所述至少两个RRU中每两个RRU之间的物理距离;
所述选择模块包括:
第三获取单元,用于根据所述上行定位信号,分别获取所述多个RRU中每个RRU接收所述上行定位信号的信号强度,以及从所述待定位终端到所述多个RRU的信道状态信息;
第三确定单元,用于当所述第二获取模块获取的所述至少两个RRU中每两个RRU之间的物理距离大于第一预置值,且所述第三获取单元获取的所述至少两个RRU接收所述上行定位信号的信号强度均大于第二预置值,且根据所述信道状态信息计算得到所述至少两个RRU中每两个RRU之间的信道相关系数均小于第三预置值时,则将所述至少两个RRU确定为所述目标RRU。
10.根据权利要求6所述的基带单元,其特征在于,所述计算模块包括:
第一计算单元,用于按照如下方式计算所述目标RRU对应的信号到达角度:
α=ar cos((λθ)/(2πd))
其中,α表示所述目标RRU对应的信号到达角度,λ表示无线信号的波长,θ表示相邻天线阵元接收到信号的相位差,d表示天线阵元间距,π为圆周率;
第二计算单元,用于根据所述第一计算单元计算的至少两个所述信号到达角度以及所述目标RRU的位置,按照预置算法计算所述待定位终端所在的位置。
11.一种基带单元,其特征在于,包括:存储器、收发器、处理器以及总线系统;
其中,所述存储器用于存储程序;
所述处理器用于执行所述存储器中的程序,具体如下步骤:
控制所述收发器接收多个远程射频单元RRU转发的上行定位信号,其中,所述上行定位信号为待定位终端向所述多个RRU发送的;
根据所述上行定位信号,按照预置规则从所述多个RRU中选择至少两个RRU作为目标RRU;
分别获取所述目标RRU对应的信号到达角度,并根据所述信号到达角度以及所述目标RRU的位置按照预置算法确定所述待定位终端所在的位置;
所述总线系统用于连接所述存储器、所述收发器以及所述处理器,以使所述存储器、所述收发器以及所述处理器进行通信。
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