專利名稱：室內(nèi)定位方法和系統(tǒng)、以及終端、室內(nèi)合路器、室內(nèi)天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，特別涉及一種室內(nèi)定位方法和系統(tǒng)、以及終端、室內(nèi)合路器、室內(nèi)天線。
背景技術(shù)：
近年來，隨著人們物質(zhì)生活水平的不斷提高，人們對(duì)位置服務(wù)的需求也與日俱增，如在人員調(diào)度、資產(chǎn)管理、緊急救援、安全監(jiān)控、安全調(diào)度、智能交通、地圖導(dǎo)航、出行指南等諸多方面對(duì)定位的廣泛需求；特別是在應(yīng)對(duì)緊急情況是，如緊急救援、救災(zāi)應(yīng)急指揮調(diào)度等特殊應(yīng)用場(chǎng)景下，定位信息更顯得尤為重要。 隨著普適計(jì)算機(jī)和分布式通信技術(shù)的深入研究，室內(nèi)無線通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)飛速發(fā)展，衍生出了基于WLAN(Wireless Local Area Networks,無線局域網(wǎng))、Bluetooth (藍(lán)牙)、WSN(wireless sensor network,無線傳感器網(wǎng)絡(luò))等室內(nèi)定位技術(shù)。同時(shí)，隨著室內(nèi)特征信息提取和匹配技術(shù)的發(fā)展，提出了基于Fingerprint (指紋)的室內(nèi)定位技術(shù)?；赪LAN、Bluetooth、WSN等的定位技術(shù)，通過在室內(nèi)進(jìn)行網(wǎng)格劃分，并在室內(nèi)部署大量的信號(hào)節(jié)點(diǎn)，終端檢測(cè)在每個(gè)網(wǎng)格內(nèi)接收到的多個(gè)信號(hào)節(jié)點(diǎn)的RSSI (ReceivedSignal Strength Indication,接收信號(hào)強(qiáng)度指示)，由于不同位置接收到的各個(gè)信號(hào)節(jié)點(diǎn)所發(fā)出的信號(hào)強(qiáng)度不同，將在各個(gè)網(wǎng)格中接收到的各個(gè)節(jié)點(diǎn)的RSSI作為該網(wǎng)絡(luò)的特征量以完成定位?；谥讣y的室內(nèi)定位,通過采集室內(nèi)區(qū)域內(nèi)不同AP(Access Point,訪問接入點(diǎn))的RSS (Received Signal Strength,接收信號(hào)強(qiáng)度)，并將對(duì)應(yīng)的無線接入點(diǎn)的地址和坐標(biāo)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，終端用戶測(cè)量周圍無線信號(hào)強(qiáng)度，將它與預(yù)先存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中的RSS適量進(jìn)行匹配定位，從而得到被定位終端用戶的坐標(biāo)信息。上述兩種定位方法都是提供信號(hào)強(qiáng)弱來進(jìn)行匹配定位，但在室內(nèi)定位時(shí)，由于室內(nèi)環(huán)境相對(duì)復(fù)雜，信號(hào)受環(huán)境變化、多徑、信號(hào)衰落、干擾等因素影響較大，導(dǎo)致定位穩(wěn)定性差，精度低；并且，對(duì)于區(qū)域較大的室內(nèi)空間，需要布設(shè)大量的信號(hào)節(jié)點(diǎn)，工程量較大。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有定位技術(shù)存在的定位穩(wěn)定性差、精度低和工程量大的問題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種室內(nèi)定位方法和系統(tǒng)、以及終端、室內(nèi)合路器、室內(nèi)天線。所述技術(shù)方案如下一種室內(nèi)定位方法，所述方法包括終端接收至少三個(gè)室內(nèi)天線發(fā)送的導(dǎo)航電文，每一個(gè)所述導(dǎo)航電文至少包括同步頭、天線標(biāo)識(shí)信息、天線坐標(biāo)；根據(jù)所述導(dǎo)航電文確定所述至少三個(gè)室內(nèi)天線中任意兩個(gè)室內(nèi)天線到所述終端的至少三個(gè)到達(dá)時(shí)間差TDOA ;根據(jù)所述到達(dá)時(shí)間差和所述至少三個(gè)室內(nèi)天線的天線坐標(biāo)，確定所述終端當(dāng)前的位置坐標(biāo)。可選的，為了便于對(duì)室內(nèi)天線進(jìn)行索引，在所述終端接收至少三個(gè)室內(nèi)天線發(fā)送的導(dǎo)航電文之前，所述方法還包括室內(nèi)合路器接收室外天線轉(zhuǎn)發(fā)的室外基站信號(hào)，在所述室外基站信號(hào)加入天線標(biāo)注信息和樓層標(biāo)注信息，其中，不同樓層的相同垂直區(qū)域的室內(nèi)天線的天線標(biāo)注信息相同，相同樓層區(qū)域的室內(nèi)天線的樓層標(biāo)注信息相同?？蛇x的，在所述室內(nèi)合路器在所述室外基站信號(hào)加入天線標(biāo)注信息和樓層標(biāo)注信息之后，所述方法還包括室內(nèi)天線接收所述室內(nèi)合路器轉(zhuǎn)發(fā)的室外基站信號(hào)，對(duì)所述室外基站信號(hào)進(jìn)行解調(diào)得到秒脈沖、天線標(biāo)注信息和樓層標(biāo)注信息；室內(nèi)天線生成導(dǎo)航電文，其中，所述導(dǎo)航電文中的同步頭根據(jù)所述秒脈沖確定，所述導(dǎo)航電文中的天線標(biāo)識(shí)信息包括所述天線標(biāo)注信息和所述樓層標(biāo)注信息。一種室內(nèi)定位系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括至少三個(gè)室內(nèi)天線、以及終端，所述室內(nèi)天線，用于發(fā)送導(dǎo)航電文，每一個(gè)所述導(dǎo)航電文至少包括同步頭、天線標(biāo)識(shí)信息、天線坐標(biāo)；所述終端，用于接收至少三個(gè)室內(nèi)天線發(fā)送的導(dǎo)航電文，每一個(gè)所述導(dǎo)航電文至少包括同步頭、天線標(biāo)識(shí)信息、天線坐標(biāo)；根據(jù)所述導(dǎo)航電文確定所述至少三個(gè)室內(nèi)天線中任意兩個(gè)室內(nèi)天線到所述終端的至少三個(gè)到達(dá)時(shí)間差；根據(jù)所述到達(dá)時(shí)間差和所述至少三個(gè)室內(nèi)天線的天線坐標(biāo)，確定所述終端當(dāng)前的位置坐標(biāo)。 可選的，所述系統(tǒng)還包括室內(nèi)合路器，用于接收室外天線轉(zhuǎn)發(fā)的室外基站信號(hào)，在所述室外基站信號(hào)加入天線標(biāo)注信息和樓層標(biāo)注信息，其中，不同樓層的相同垂直區(qū)域的室內(nèi)天線的天線標(biāo)注信息相同，相同樓層區(qū)域的室內(nèi)天線的樓層標(biāo)注信息相同?？蛇x的，所述室內(nèi)天線，還用于接收所述室內(nèi)合路器轉(zhuǎn)發(fā)的室外基站信號(hào)，對(duì)所述室外基站信號(hào)進(jìn)行解調(diào)得到秒脈沖、天線標(biāo)注信息和樓層標(biāo)注信息；生成導(dǎo)航電文，其中，所述導(dǎo)航電文中的同步頭根據(jù)所述秒脈沖確定，所述導(dǎo)航電文中的天線標(biāo)識(shí)信息包括所述天線標(biāo)注信息和所述樓層標(biāo)注信息。一種終端，所述終端包括接收模塊，用于接收至少三個(gè)室內(nèi)天線發(fā)送的導(dǎo)航電文，每一個(gè)所述導(dǎo)航電文至少包括同步頭、天線標(biāo)識(shí)信息、天線坐標(biāo)；時(shí)間差確定模塊，用于根據(jù)所述導(dǎo)航電文確定所述至少三個(gè)室內(nèi)天線中任意兩個(gè)室內(nèi)天線到所述終端的至少三個(gè)到達(dá)時(shí)間差；定位模塊，用于根據(jù)所述到達(dá)時(shí)間差和所述至少三個(gè)室內(nèi)天線的天線坐標(biāo)，確定所述終端當(dāng)前的位置坐標(biāo)。一種室內(nèi)合路器，所述室內(nèi)合路器包括接收模塊，用于接收室外天線轉(zhuǎn)發(fā)的室外基站信號(hào)；標(biāo)注模塊，用于在所述室外基站信號(hào)加入天線標(biāo)注信息和樓層標(biāo)注信息，其中，不同樓層的相同垂直區(qū)域的室內(nèi)天線的天線標(biāo)注信息相同，相同樓層區(qū)域的室內(nèi)天線的樓層標(biāo)注信息相同。一種室內(nèi)天線，所述室內(nèi)天線包括接收模塊，用于接收室內(nèi)合路器轉(zhuǎn)發(fā)的室外基站信號(hào)，對(duì)所述室外基站信號(hào)進(jìn)行解調(diào)得到秒脈沖、天線標(biāo)注信息和樓層標(biāo)注信息；生成模塊，用于生成導(dǎo)航電文，其中，所述導(dǎo)航電文中的同步頭根據(jù)所述秒脈沖確定，所述導(dǎo)航電文中的天線標(biāo)識(shí)信息包括所述天線標(biāo)注信息和所述樓層標(biāo)注信息。本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案的有益效果是通過接收至少三個(gè)室內(nèi)天線發(fā)送的導(dǎo)航電文，確定出室內(nèi)天線到終端的至少三個(gè)到達(dá)時(shí)間差，根據(jù)到達(dá)時(shí)間差和室內(nèi)天線的天線坐標(biāo)，確定終端當(dāng)前的位置坐標(biāo)，不容易收到室內(nèi)復(fù)雜環(huán)境的影響，提高了定位的穩(wěn)定性和精度，并且只需要布置少量天線，工程量減小。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I是本發(fā)明室內(nèi)定位方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖；圖2是本發(fā)明室內(nèi)定位方法的另一個(gè)實(shí)施例的流程圖；圖3是本發(fā)明室內(nèi)定位系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明室內(nèi)定位系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5是本發(fā)明室內(nèi)定位系統(tǒng)布設(shè)的架構(gòu)示意圖；圖6是本發(fā)明終端的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本發(fā)明室內(nèi)合路器的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是本發(fā)明室內(nèi)合路器的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。圖I是本發(fā)明室內(nèi)定位方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖。如圖I所示，該室內(nèi)定位方法包括
步驟105，終端接收至少三個(gè)室內(nèi)天線發(fā)送的導(dǎo)航電文，每一個(gè)導(dǎo)航電文至少包括同步頭、天線標(biāo)識(shí)信息、天線坐標(biāo)；步驟106，根據(jù)導(dǎo)航電文確定至少三個(gè)室內(nèi)天線中任意兩個(gè)室內(nèi)天線到終端的至少三個(gè) TDOA(Time Difference of Arrival,到達(dá)時(shí)間差)；具體的，將上述任意兩個(gè)室內(nèi)天線發(fā)送的導(dǎo)航電文到達(dá)終端的時(shí)間差，作為任意兩個(gè)室內(nèi)天線到終端的TD0A。步驟107，根據(jù)到達(dá)時(shí)間差和至少三個(gè)室內(nèi)天線的天線坐標(biāo)，確定終端當(dāng)前的位置坐標(biāo)。具體可以參考以下公式確定終端當(dāng)前的位置坐標(biāo)
權(quán)利要求
1.ー種室內(nèi)定位方法，其特征在于，所述方法包括 終端接收至少三個(gè)室內(nèi)天線發(fā)送的導(dǎo)航電文，每ー個(gè)所述導(dǎo)航電文至少包括同步頭、天線標(biāo)識(shí)信息、天線坐標(biāo)； 根據(jù)所述導(dǎo)航電文確定所述至少三個(gè)室內(nèi)天線中任意兩個(gè)室內(nèi)天線到所述終端的至少三個(gè)到達(dá)時(shí)間差TDOA ； 根據(jù)所述到達(dá)時(shí)間差和所述至少三個(gè)室內(nèi)天線的天線坐標(biāo)，確定所述終端當(dāng)前的位置坐標(biāo)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述終端接收至少三個(gè)室內(nèi)天線發(fā)送的導(dǎo)航電文之前，所述方法還包括 室內(nèi)合路器接收室外天線轉(zhuǎn)發(fā)的室外基站信號(hào)，在所述室外基站信號(hào)加入天線標(biāo)注信息和樓層標(biāo)注信息，其中，不同樓層的相同垂直區(qū)域的室內(nèi)天線的天線標(biāo)注信息相同，相同樓層區(qū)域的室內(nèi)天線的樓層標(biāo)注信息相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述室內(nèi)合路器在所述室外基站信號(hào)加入天線標(biāo)注信息和樓層標(biāo)注信息之后，所述方法還包括 室內(nèi)天線接收所述室內(nèi)合路器轉(zhuǎn)發(fā)的室外基站信號(hào)，對(duì)所述室外基站信號(hào)進(jìn)行解調(diào)得到秒脈沖、天線標(biāo)注信息和樓層標(biāo)注信息； 室內(nèi)天線生成導(dǎo)航電文，其中，所述導(dǎo)航電文中的同步頭根據(jù)所述秒脈沖確定，所述導(dǎo)航電文中的天線標(biāo)識(shí)信息包括所述天線標(biāo)注信息和所述樓層標(biāo)注信息。
4.ー種室內(nèi)定位系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括至少三個(gè)室內(nèi)天線、以及終端， 所述室內(nèi)天線，用于發(fā)送導(dǎo)航電文，每ー個(gè)所述導(dǎo)航電文至少包括同步頭、天線標(biāo)識(shí)信息、天線坐標(biāo)； 所述終端，用于接收至少三個(gè)室內(nèi)天線發(fā)送的導(dǎo)航電文，每ー個(gè)所述導(dǎo)航電文至少包括同步頭、天線標(biāo)識(shí)信息、天線坐標(biāo)；根據(jù)所述導(dǎo)航電文確定所述至少三個(gè)室內(nèi)天線中任意兩個(gè)室內(nèi)天線到所述終端的至少三個(gè)到達(dá)時(shí)間差TDOA ;根據(jù)所述到達(dá)時(shí)間差和所述至少三個(gè)室內(nèi)天線的天線坐標(biāo)，確定所述終端當(dāng)前的位置坐標(biāo)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括 室內(nèi)合路器，用于接收室外天線轉(zhuǎn)發(fā)的室外基站信號(hào)，在所述室外基站信號(hào)加入天線標(biāo)注信息和樓層標(biāo)注信息，其中，不同樓層的相同垂直區(qū)域的室內(nèi)天線的天線標(biāo)注信息相同，相同樓層區(qū)域的室內(nèi)天線的樓層標(biāo)注信息相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述室內(nèi)天線，還用于 接收所述室內(nèi)合路器轉(zhuǎn)發(fā)的室外基站信號(hào)，對(duì)所述室外基站信號(hào)進(jìn)行解調(diào)得到秒脈沖、天線標(biāo)注信息和樓層標(biāo)注信息； 生成導(dǎo)航電文，其中，所述導(dǎo)航電文中的同步頭根據(jù)所述秒脈沖確定，所述導(dǎo)航電文中的天線標(biāo)識(shí)信息包括所述天線標(biāo)注信息和所述樓層標(biāo)注信息。
7.—種終端，其特征在于，所述終端包括 接收模塊，用于接收至少三個(gè)室內(nèi)天線發(fā)送的導(dǎo)航電文，每ー個(gè)所述導(dǎo)航電文至少包括同步頭、天線標(biāo)識(shí)信息、天線坐標(biāo)； 時(shí)間差確定模塊，用于根據(jù)所述導(dǎo)航電文確定所述至少三個(gè)室內(nèi)天線中任意兩個(gè)室內(nèi)天線到所述終端的至少三個(gè)到達(dá)時(shí)間差TDOA ；定位模塊，用于根據(jù)所述到達(dá)時(shí)間差和所述至少三個(gè)室內(nèi)天線的天線坐標(biāo)，確定所述終端當(dāng)前的位置坐標(biāo)。
8.—種室內(nèi)合路器，其特征在于，所述室內(nèi)合路器包括 接收模塊，用于接收室外天線轉(zhuǎn)發(fā)的室外基站信號(hào)； 標(biāo)注模塊，用于在所述室外基站信號(hào)加入天線標(biāo)注信息和樓層標(biāo)注信息，其中，不同樓層的相同垂直區(qū)域的室內(nèi)天線的天線標(biāo)注信息相同，相同樓層區(qū)域的室內(nèi)天線的樓層標(biāo)注信息相同。
9.ー種室內(nèi)天線，其特征在于，所述室內(nèi)天線包括 接收模塊，用于接收室內(nèi)合路器轉(zhuǎn)發(fā)的室外基站信號(hào)，對(duì)所述室外基站信號(hào)進(jìn)行解調(diào)得到秒脈沖、天線標(biāo)注信息和樓層標(biāo)注信息； 生成模塊，用于生成導(dǎo)航電文，其中，所述導(dǎo)航電文中的同步頭根據(jù)所述秒脈沖確定，所述導(dǎo)航電文中的天線標(biāo)識(shí)信息包括所述天線標(biāo)注信息和所述樓層標(biāo)注信息。
全文摘要
本發(fā)明提供一種室內(nèi)定位方法和系統(tǒng)、以及終端、室內(nèi)合路器、室內(nèi)天線，涉及無線通信領(lǐng)域，包括終端接收至少三個(gè)室內(nèi)天線發(fā)送的導(dǎo)航電文，每一個(gè)所述導(dǎo)航電文至少包括同步頭、天線標(biāo)識(shí)信息、天線坐標(biāo)；根據(jù)所述導(dǎo)航電文確定所述至少三個(gè)室內(nèi)天線中任意兩個(gè)室內(nèi)天線到所述終端的至少三個(gè)到達(dá)時(shí)間差TDOA；根據(jù)所述到達(dá)時(shí)間差和所述至少三個(gè)室內(nèi)天線的天線坐標(biāo)，確定所述終端當(dāng)前的位置坐標(biāo)。本發(fā)明通過上述方案，提高了定位的穩(wěn)定性和精度，并且只需要布置少量天線，工程量減小。
文檔編號(hào)G01S5/10GK102736062SQ20121022078
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月28日
發(fā)明者余彥培, 劉曉燕, 張宇, 李序, 田向偉, 袁協(xié), 鄧中亮 申請(qǐng)人:北京郵電大學(xué), 北京首科信通科技有限責(zé)任公司