一种基于NBIOT与MEC技术的定位系统技术方案

本发明专利技术提出了一种基于窄带物联网NBIOT与移动边缘计算MEC技术的定位方法。该方法以NBIOT通信网络系统为基础，利用NBIOT网络中已知位置信息的网元（NBIOT终端或者NBIOT基站）作为位置信标，目标物体（需要定位的终端）根据估计与位置信标（已知位置信息的终端）的相对位置来获得精确的位置信息，达到准确定位的目的。该定位方法涉及的技术有：位置信标的选择，位置信标信号的接收与估计，以及利用MEC技术对目标物体的位置进行精确估计。本发明专利技术方法利用多个已知位置信息的NBIOT网元作为位置信标，一方面可以大幅度提高目标物体的定位精度，另一方面不受室内或室外限制，能提供室内外全空间无缝的位置信息。此外，利用MEC服务器可以显著提高系统的实时性与定位精度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于NBIOT与MEC技术的定位系统
本专利技术涉及无线定位领域，尤其涉及物联网系统下的无线定位系统，更具体的说涉及窄带物联网NBIOT系统下的无线定位方法。
技术介绍
物联网（InternetofThings,IoT）技术被称为继计算机、互联网之后，世界信息产业的第三次浪潮。近几年，物联网技术高速发展，迅速融入国民经济的各个领域，推动传统行业持续、深入地进行信息化和智能化改造。专为低带宽、低功耗、远距离、大量连接的物联网应用而设计的NBIOT技术是3GPP标准定义的LPWA（低功耗广域网）解决方案，旨在克服现有蜂窝标准的功耗高、覆盖距离受限的不足，是最有发展前景的低功耗广域网通信技术。作为IoT技术的一个分支，高精度实时定位系统的市场需求也处于快速成长阶段。随着科技的发展和社会的进步，人们对定位的需求已从传统的航海、航空、航天和测绘领域延伸到生产生活的各个方面。在现有的定位系统中，室内和室外通常采用不同的定位技术。在室外定位的方法中，以全球定位系统（GlobalPositioningSystem，GPS）、北斗卫星导航系统（BeiDouNavigationSatelliteSystem，BDS）、格洛纳斯卫星导航系统（GLobalNAvidationSatelliteSystem，GLONASS）等为代表的室外定位系统已经步入成熟阶段。在室内环境中，由于卫星信号衰减过大，无法依靠同样的方案提供可靠的位置服务。随着近距离无线电技术和无线局域网技术的发展，近年来涌现出数十种不同的室内定位技术。常见的室内定位技术包括广域室内高精度定位（AssistedGlobalPositioningSystem，AGPS）技术、蓝牙技术、无线宽带（WIrelessFIdelity，WiFi）技术、射频识别技术（RadioFrequencyIDentification，RFID）、超宽带技术（UltraWide-Band，UWB）等。按照原理分类，这些室内定位技术主要包括：以WiFi、蓝牙和RFID为代表的基于场强（ReceivedSignalStrengthIndication，RSSI）的定位技术；以红外线、超声波和UWB为代表的基于时间的定位技术；其它类型的技术，如基于AGPS的广域室内定位技术、基于地球磁场特征的地磁技术、基于图像处理的计算机视觉技术等。目前的这些定位技术存在的问题是：一方面，为了提供全空间的精准位置服务，由于无线环境的差异，室内室外需要分别采用不同的技术，特别是室内定位需要独立布网，复杂度和成本都较高；另一方面，目前的定位技术不能满足室内室外全空间无缝实时定位的市场需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术中存在的上述问题，引入窄带物联网（NarrowBandInternetofThings,NB-IoT）技术与移动边缘计算（MobileEdgeComputing，MEC）相结合的定位系统，该专利技术利用室内外统一的NB-IoT网络与实时性和计算力都显著强的MEC服务器结合来提供全空间的位置信息服务，具有定位精确，使用场景广，维护方便，成本低的特点，可满足众多行业的高精度定位需求。上述的专利技术目的通过以下的技术方案加以实现：一种基于窄带物联网NBIOT技术与MEC相结合的定位系统，包括步骤如下：（1）预先设置NBIOT网络中部分NBIOT终端的位置信息，并把该位置信息存储到MEC定位服务器。（2）待定位的目标利用NBIOT技术接入NBIOT网络系统，通过接收NBIOT网络的小区的广播信号获取NBIOT网络的参数配置，包括上行参考信号的配置参数。（3）根据上行参考信号的配置参数和通信标准规定，待定位的目标NBIOT终端可以生成上行参考信号的序列。（4）根据本身业务的要求，NBIOT网络中的终端会发送信号到NBIOT基站，待定位的目标NBIOT终端可以接收到其他NBIOT终端（位置信标）发送给NBIOT基站的无线信号。（5）待定位的目标NBIOT终端利用步骤（3）中已知的上行参考信号序列和步骤（4）中接收到的无线信号去估计与该发射信号终端（位置信标）之间的信号强度或者时间延迟。（6）待定位的目标NBIOT终端把（3）中接收信号的时隙和频率资源信息以及（4）中得到的信号强度或者时间延迟通过无线网络发送给MEC定位服务器。（7）NBIOT基站把系统中NBIOT终端的时间和频率的调度信息发送给MEC定位服务器。（8）MEC定位服务器根据步骤（6）与（7）中的时间和频率资源的信息可以确定当前的位置信标，以及该位置信标的精确位置信息。（9）MEC定位服务器利用步骤（5）中的信号强度与时间延迟信息，可以估计出待定位的目标与对应位置信标的相对位置。（10）MEC定位服务器利用获得的多个位置信标的信息进行联合估计得到更精确的目标NBIOT终端的位置信息。根据本专利技术的方法，在所述步骤（1）中，在本次定位之前，已经获取本身位置信息的终端可以是固定的，也可以是移动的。如果是移动性的终端，则每次位置更新后要把更新的位置信息和更新的时间上报到位置服务器。在此阶段获得位置信息的方法不受限制：可以是传统的方法，也可以是本专利技术系统的方法，也可以是人工设定的。根据本专利技术的方法，在所述步骤（2）中，待定位的目标自身就是一个NBIOT终端，具有接入NBIOT系统网络的能力，接入NBIOT网络后，能够接收来自于接入小区的网络配置公共信息，包括上行参考符号的配置信息。根据本专利技术的方法，在所述步骤（3）中，根据3GPPTS36.211标准中定义生成NBIOT上行参考信号序列如下：,表达式1在情况下，值根据表1得到；情况下，根据表2查找；在情况下，根据表3查找。和值可以从NBIOT系统配置中得到根据本专利技术的方法，在所述步骤（4）中，待定位的目标NBIOT终端有能力接收来自其它NBIOT终端发送给NBIOT基站的信号，并在指定的资源位置接收参考信号的无线信息。根据本专利技术的方法，在所述步骤（5）中，待定位的目标NBIOT终端有能力根据步骤（3）中产生的参考信号序列与步骤（4）接收到参考信号进行相关估计，得到参考信号的衰落强度与时间延迟的特性。根据本专利技术的方法，在所述步骤（6）中，待定位的目标NBIOT终端有能力通过NBIOT系统基站把步骤（4）中接收信号的时间与资源信息和步骤（5）中估计出来的衰落强度与时间延迟信息发送给MEC定位服务器。根据本专利技术的方法，在所述步骤（7）中，在NBIOT通信系统中NBIOT终端何时利用哪些频率资源发射信号都是由NBIOT基站分配与调度。NBIOT基站把系统中不同时间和频率的NBIOT终端用户调度信息发送给MEC定位服务器。根据本专利技术的方法，在所述步骤（8）中，MEC定位服务器根据步骤（6）与（7）中的时间和频率资源的信息和NBIOT终端的调度信息，可以选择出参考信号对应的NBIOT终端，再结合步骤（1）可以得到该本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于NBIOT与MEC技术的无线定位系统，其特征在于包括技术如下：/n（1）利用现有的NBIOT通信网络系统中终端网元信息来提供无线定位服务功能；/n（2）利用NBIOT网络中已知位置信息的网元（NBIOT终端）作为位置信标；/n（3）选择NBIOT网络中多个已知位置信息的网元（NBIOT终端）组成位置信标群簇；/n（4）需要定位目标终端接收位置信标发送给NBIOT基站的信号并估计信号强度或时延特性；/n（5）需要定位的目标终端把位置信标的接收信息发送给NBIOT基站和MEC定位服务器；/n（6）MEC定位服务器利用位置信标的已知位置信息以及需要定位的目标终端估计出来的该位置信标的参考信号强度信息，进行对目标终端的位置估计获得精确的位置信息；/n（7）MEC定位服务器联合利用位置信标群簇中每个位置信标的参考信号强度信息和已知位置信息，估计目标终端的精确位置信息。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于NBIOT与MEC技术的无线定位系统，其特征在于包括技术如下：
（1）利用现有的NBIOT通信网络系统中终端网元信息来提供无线定位服务功能；
（2）利用NBIOT网络中已知位置信息的网元（NBIOT终端）作为位置信标；
（3）选择NBIOT网络中多个已知位置信息的网元（NBIOT终端）组成位置信标群簇；
（4）需要定位目标终端接收位置信标发送给NBIOT基站的信号并估计信号强度或时延特性；
（5）需要定位的目标终端把位置信标的接收信息发送给NBIOT基站和MEC定位服务器；
（6）MEC定位服务器利用位置信标的已知位置信息以及需要定位的目标终端估计出来的该位置信标的参考信号强度信息，进行对目标终端的位置估计获得精确的位置信息；
（7）MEC定位服务器联合利用位置信标群簇中每个位置信标的参考信号强度信息和已知位置信息，估计目标终端的精确位置信息。


2.根据权利要求1所述的基于NBIOT技术的无线定位系统，其特征在于所述技术（1）：利用NBIOT通信网络系统中已知位置信息的终端网元给需要定位的终端提供无线定位服务。


3.根据权利要求1所述的基于NBIOT技术的无线定位系统，其特征在于所述技术（2）：利用NBIOT网络中已知位置信息的网元（NBI...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：苏州示导智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32