一种室内定位系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种室内定位系统及方法，本发明专利技术的系统能够提供对网内蓝牙信标进行远程或本地实时监控、维护和管理，不仅解决了现有蓝牙信标因无法远程监控、维护和管理而导致的维护成本高和效率低的问题，而且实现了蓝牙信标定位网的可视化管理。本发明专利技术通过集成蓝牙信标的方式，在建设室内分布系统时，既可以获得一张移动通信网，又可以获得一张基于蓝牙信标的定位网。

An indoor positioning system and method

【技术实现步骤摘要】
一种室内定位系统及方法
本专利技术属于移动通信领域，具体涉及一种室内定位系统及方法。
技术介绍
随着移动互联网的高速发展，促进了诸多业务的快速兴起和繁荣，这其中位置定位服务(LocationBasedServices)应用越来越广泛，越来越普及，同时人们对位置定位服务的精度要求也越来越高。目前应用最广泛的位置定位服务是基于全球卫星定位系统(GNSS：GlobalNavigationSatelliteSystem)的定位服务，但由于建筑物对卫星定位信号的遮挡，使得卫星定位技术应用于室内场景时，存在精度低、效果差、或无法提供定位服务等问题。室内位置定位服务在人们生产、生活中起着越来越重要的作用，例如在应急救援、公共安全、物联网、消防等领域都需要使用精确的室内位置信息。近年来，随着技术的发展，出现了Wi-Fi定位、DAS系统定位、蓝牙定位和无线通信网定位等室内定位技术，这其中蓝牙定位由于其系统布设成本低、易于实现、精度较高等优势，应用最为广泛。虽然蓝牙定位技术得到了广泛的应用，但也存在以下缺点：1)持续供电问题；目前蓝牙信标采用电池供电，电池使用寿命平均为2～3年。一方面，电池使用寿命到期后，需要人工更换电池，如果蓝牙信标部署数量较多，地域较分散，将造成巨大的网络维护成本；另一方面，为了延长电池的使用寿命，蓝牙信标一般采用加大广播间隔、降低发射功率等手段，虽然这些手段达到了节能降耗目的，但也限制了蓝牙信标的使用范围，同时也降低了蓝牙信标的使用效率。2)监控管理问题；目前蓝牙信标不支持远程监控、维护和管理。设备的运行状态无法实时监控，也无法对其进行配置管理。当蓝牙信标完成部署后，便成了“孤岛”，无法对其进行实时监控和管理，蓝牙信标的运行状态不可知，当要对其进行维护时，只能采用现场维护的方式，造成了较高的维护成本和较低的维护效率；更有，当设备出现故障时，无法第一时间获得告警信息，使得无法对其进行检修或更换，造成了网络故障不可知和用户体验的下降。3)定位精度问题；目前蓝牙定位技术多采用基于RSSI(ReceivedSignalStrengthIndication，接收信号强度指示)测距的定位方法，该方法通过采集多个蓝牙信标的RSSI值，利用无线信号在空间的传播损耗模型计算出终端与各蓝牙信标的距离，后利用几何解算等算法得出位置信息，由于室内环境的复杂性和多样性，导致定位精度存在一定不准确的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述蓝牙信标定位存在的供电、监控以及定位精度等问题，提供一种室内定位系统及方法。为了达到上述目的，一种室内定位系统，包括近端单元和第一功分器，近端单元与第一功分器通信，近端单元连接信源，第一功分器通过无源系统连接对应的远端单元，远端单元与蓝牙信标通信；近端单元用于从接收到的信源中解析出参考时钟信号，并封装到监控信号中发送给第一功分器；第一功分器用于将接收到的监控信号发送至无源系统；无源系统用于将接收到的监控信号发送至远端单元；远端单元用于将接收到的监控信号解析出参考时钟信号，并将参考时钟信号发送至对应的蓝牙信标。近端单元通过多系统合路平台POI连接2G/3G/4G信源，近端单元通过若干MIMO通道连接5G信源。无源系统包括与第一功分器连接的耦合器，耦合器连接第二功分器，第二功分器连接对应的远端单元。近端单元连接中心网管和近端单元LMT；中心网管用于管理近端单元以及与近端单元连接的远端单元；近端单元LMT用于对本近端单元连接的远端单元进行监控和管理。一种室内定位系统的工作方法，包括以下步骤：步骤一，近端模块接收信源信号，并从信源信号中解析出参考时钟信号，将参考时钟信号封装到监控信号中，发送至第一功分器；步骤二，第一功分器将接收到的监控信号通过无源系统发送至远端模块；步骤三，远端模块从接收到的监控信号中解析出参考时钟信号，再将参考时钟信号发送至对应的蓝牙信标；步骤四，蓝牙信标将接收到的参考时钟信号作为自己的参考时钟。近端单元能够对蓝牙信标进行本地监控管理，近端单元能够与中心网管通信，并将监控管理消息发送至中心网管。远端单元与蓝牙信标的定位方法如下：第一步，建立远端单元ID与蓝牙信标ID的对应关系表；第二步，蓝牙信标周期性对外广播定位监听数据包，定位监听数据包包括蓝牙信标ID、位置信息、时间戳及基础RSSI值；第三步，移动终端通过监听蓝牙信标的定位监听数据包，解析蓝牙信标ID和位置信息，查询蓝牙信标ID与远端单元ID的对应关系，获得远端单元的位置信息。与现有技术相比，本专利技术的系统能够提供对网内蓝牙信标进行远程或本地实时监控、维护和管理，不仅解决了现有蓝牙信标因无法远程监控、维护和管理而导致的维护成本高和效率低的问题，而且实现了蓝牙信标定位网的可视化管理。本专利技术通过集成蓝牙信标的方式，在建设室内分布系统时，既可以获得一张移动通信网，又可以获得一张基于蓝牙信标的定位网。本专利技术的方法通过解调通信网基站参考时钟信号，并将此参考时钟信号作为蓝牙信标的时钟参考点的方式，为蓝牙信标提供高精度时钟信号，使蓝牙信标定位网内所有蓝牙信标发射信号的时刻对齐，蓝牙信标可利用时间相关算法辅助定位，提高了蓝牙信标定位的精确度。进一步的，本专利技术通过建立远端单元ID与蓝牙信标ID对应关系，可实现远端单元的快速定位，提升了远端单元的工程维护和故障排查的效率。附图说明图1是本专利技术的组网示意图；图2是本专利技术中参考时钟信号获取、传递和处理流程图；图3是本专利技术中近端单元的结构示意图；图4是本专利技术中远端单元的结构示意图；图5是本专利技术蓝牙信标定位网网管系统架构。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步说明。本专利技术应用于办公室楼宇、宿舍住宅、地下停车场、商场超市等室内覆盖场景，可实现在现网传统室分系统基础上快速提供5GMIMO覆盖，而不需要改造原传统室分系统中功分器、耦合器和射频馈缆等无源器件。该系统由近端单元和远端单元组成。近端单元位于信源处，用于2G/3G/4G/5G无线信号的接入，远端单元分布于各覆盖区域，用于对区域内进行2G/3G/4G/5G无线信号的覆盖。该室内分布系统的特点在于能够维持原有传统室分系统的POI(PointOfInterface：多系统合路平台)、功分器、耦合器及射频馈缆等无源器件不变的情况下，仅通过改造原有室分天线为远端单元和增加近端单元而提供5GMIMO通道，可快速实现5G信号在室内的覆盖，减少了物业协调难度，降低了施工复杂度。参见图1，一种室内定位系统，包括近端单元和第一功分器，近端单元与第一功分器通信，近端单元连接信源，第一功分器通过无源系统连接对应的远端单元，远端单元与蓝牙信标通信；近端单元用于从接收到的信源中解析出参考时钟信号，并封装到监控信号中发送给第一功分器；第一功分器用于将接收本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种室内定位系统，其特征在于，包括近端单元和第一功分器，近端单元与第一功分器通信，近端单元连接信源，第一功分器通过无源系统连接对应的远端单元，远端单元与蓝牙信标通信；/n近端单元用于从接收到的信源中解析出参考时钟信号，并封装到监控信号中发送给第一功分器；/n第一功分器用于将接收到的监控信号发送至无源系统；/n无源系统用于将接收到的监控信号发送至远端单元；/n远端单元用于将接收到的监控信号解析出参考时钟信号，并将参考时钟信号发送至对应的蓝牙信标。/n

【技术特征摘要】
1.一种室内定位系统，其特征在于，包括近端单元和第一功分器，近端单元与第一功分器通信，近端单元连接信源，第一功分器通过无源系统连接对应的远端单元，远端单元与蓝牙信标通信；
近端单元用于从接收到的信源中解析出参考时钟信号，并封装到监控信号中发送给第一功分器；
第一功分器用于将接收到的监控信号发送至无源系统；
无源系统用于将接收到的监控信号发送至远端单元；
远端单元用于将接收到的监控信号解析出参考时钟信号，并将参考时钟信号发送至对应的蓝牙信标。


2.根据权利要求1所述的一种室内定位系统，其特征在于，近端单元通过多系统合路平台POI连接2G/3G/4G信源，近端单元通过若干MIMO通道连接5G信源。


3.根据权利要求1所述的一种室内定位系统，其特征在于，无源系统包括与第一功分器连接的耦合器，耦合器连接第二功分器，第二功分器连接对应的远端单元。


4.根据权利要求1所述的一种室内定位系统，其特征在于，近端单元连接中心网管和近端单元LMT；
中心网管用于管理近端单元以及与近端单元连接的远端单元；
近端单元LMT用于对本近端单元连接的远端单元进行监控和管理。

【专利技术属性】
技术研发人员：张宝会，程志强，王长明，朱玉波，
申请(专利权)人：陕西天基通信科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61