专利名称：一种实体的定位方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种通信系统中的定位技术。
背景技术：
目前，在无线通信网络中通常采用的定位方法主要基于RSS I (接收信号强度指 示)或AOA (到达角)实现。相应的采用基于RSSI的定位方案是根据实地测试，建立RSSI (或者RSSI的统计 分布)与地理位置的对应关系，之后，利用建立的对应关系对终端进行定位。相应的基于AOA的定位方案则是利用多个已知位置的Land station (地面站)进 行定位。相应的Land station上具有可以进行AOA估计的天线系统。具体地根据至少两 个Land station上估计出的角度便可以确定终端的位置。在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题基于RSSI的定位方案由于需要实地测试，导致需要花费大量的时间进行实地测 试，增加了定位工作的复杂度。基于AOA的定位方案，则由于在室内通信环境下，无线信道状况复杂，导致智能天 线经常不能准确识别波束方向，或者出现估计方向与用户实际方位不吻合的情况，进而造 成定位精度不高，甚至不可用。
发明内容
本发明的实施例提供了一种实体的定位方法及装置，从而能够以较低的实现复杂 度实现针对待定位实体的准确定位。根据本发明的一方面，提供一种实体的定位方法，包括根据锚节点的波束方向信息及网络中的障碍物信息，确定多个可信锚节点组；确定多个可信锚节点组对应的波束交叠区域包括的网格点，并根据所述包括的网 格点确定待定位实体的实际位置。根据本发明的另一方面，还提供一种实体的定位装置，包括可信锚节点组确定单元，用于根据锚节点的波束方向信息及网络中的障碍物信 息，确定多个可信锚节点组；定位单元，用于确定所述可信锚节点组确定单元确定的多个可信锚节点组对应的 波束交叠区域包括的网格点，并根据所述包括的网格点确定待定位实体的实际位置。由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，其采用了根据通信网络中的锚 节点及障碍物信息，结合节点的波束方向信息对待定位实体进行定位，具有实现简单、定位 准确的优点。
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本 领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明实施例提供的定位处理过程示意图；图2为具体实施例一的具体实现过程示意图；图3为本发明实施例中的可信锚节点组合形式示意4为本发明实施例中的波束交叠区域示意图；图5为具体实施例二的具体实现过程示意图；图6为本发明实施例中的虚拟波束示意图；图7为具体实施例三的具体实现过程示意图；图8为具体实施例四的具体实现过程示意图；图9为具体实施例五的具体实现过程示意图；图10为本发明实施例提供的装置的结构示意图一；图11为本发明实施例提供的装置的结构示意图二 ；图12为本发明实施例提供的装置的结构示意图三。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。在本实施例中，提供的实体的定位方法，可以根据锚节点的波束方向信息及网络 中的障碍物信息，来获得多个可信锚节点组，确定多个可信锚节点组对应的波束交叠区域 包括的网格点，并根据所述包括的网格点确定待定位实体的实际位置。当然，需要根据多个 锚节点的波束方向信息和网络的障碍物信息来获得多个可信锚节点组。为实现方便，可以 从一些备选的锚节点中选择可信锚节点组，但此种方式不是唯一的实现方式，并且也不是 获得可信锚节点组必须的实现方式。当然，要成为备选的锚节点需要满足一定的条件。在 本实施例中，以此种方式进行说明描述。如图1所示，本发明实施例提供的定位方法的处理过程包括步骤11，选择接收信号强度符合预定要求的多个锚节点作为备选锚节点；其中，相应的接收信号强度具体是指锚节点接收待定位实体发送的信号的强度， 待定位实体可以为终端或网元设备等；相应的符合预定要求的多个锚节点可以是相应的接收信号强度符合预定的门限 值的若干个锚节点，或者，也可以是相应的接收信号强度最佳的若干个锚节点，等等。步骤12，根据网络中的障碍物信息及各备选锚节点的波束方向信息，在相应的备 选锚节点中确定多个可信锚节点组；在本实施例中，本步骤12也可以只根据网络中的障碍物信息及锚节点的波束方 向信息，确定多个可信锚节点组，不需要步骤12中的备选锚节点，也可以实现从多个锚节 点中获得可信锚节点组。增加备选锚节点可以将锚节点的范围进一步缩小，可以更方便的获得可信锚节点组。其中，每个可信锚节点组至少包括两个锚节点，且根据包括的至少两个锚节点能 够确定的待定位实体的可能位置具有唯一性，即根据相应的可信锚节点组包括的至少两个 锚节点的波束方向信息及障碍物信息可以唯一确定一个待定位实体可能处于的位置；可选地，以相应的可信锚节点组包括两个锚节点为例，则相应的确定多个可信锚 节点组的步骤可以但不限于包括(1)对于各备选锚节点中包括的若干个锚节点组，分别根据各备选锚节点的波束 方向信息确定各个锚节点组包括的两个锚节点的波束的参考线；在确定波束的参考线的过程，具体可以采用以下任一方式方式1，选择两个锚节点的两个最优通信波束，并确定选择的两个波束的参考线， 即分别在每个锚节点应用的通信波束中选择一个最优通信波束，且该最优通信波束的指向 方向对应的线为该锚节点对应的波束的参考线；方式2，选择两个锚节点的两个最优通信波束及两个最优通信波束的相邻波束，并 分别确定每个最优通信波束与相邻波束的接收信号强度，若两者的接收信号强度差小于预 定值，则将最优通信波束向相邻波束方向旋转预定的角度后获得虚拟波束并作为为该锚节 点选择的波束，否则，选择最优通信波束作为为该锚节点选择的波束；在分别为两个锚节点 选择波束后，确定选择的波束的参考线。(2)根据网络中的障碍物信息确定为锚节点选择的波束的参考线穿越障碍物之后 的交点及经障碍物反射的交点；相应的每个锚节点组将确定出对应的多个交点；(3)确定一个锚节点组对应的各个交点是否为待定位实体的可能位置，若一个锚 节点组对应的各个交点中仅存在一个交点为待定位实体的可能位置，则该锚节点组为可信 锚节点组；判断交点是否为待定位实体的可能位置的过程中具体可以包括假设待定位实体 处于当前交点位置，并判断构成该交点的波束的参考线是否为该交点上的待定位实体与两 个锚节点通信的最优路径，若不是，则该交点不是待定位实现的可能位置，否则，则认为该 交点是待定位实体的可能位置。步骤13，确定多个可信锚节点组对应的波束交叠区域包括的网格点，并根据包括 的网格点确定待定位实体的实际位置；具体地，仍以相应的可信锚节点组包括两个锚节点为例，则确定待定位实体的实 际位置的过程可以采用以下任一种方式方式1，确定每个可信锚节点组包括的两个锚节点波束交叠区域，获得多个可信锚 节点组对应的多个波束交叠区域的交集区域，并将所述交集区域中的网格点的坐标位置的 平均值作为待定位实体的实际位置；方式2，确定每个可信锚节点组包括的两个锚节点波束交叠区域，在获得的多个可 信锚节点组对应的多个波束交叠区域中，分别确定各个波束交叠区域中包括的网格点的坐 标的平均值，并将各个波束交叠区域对应的多个平均值再次求平均值或再次求加权平均值 的结果作为待定位实体的实际位置；在通过上述方式1和方式2确定待定位实体的实际位置的过程中，还可以在锚节点组对应的波束交叠区域中，或者，多个锚节点组对应的波束交叠区域中(即多个可信锚 节点组对应的多个波束交叠区域的交集区域)，或者，锚节点组包括的锚节点选择的波束对 应的覆盖区域(如锚节点的最优通信波束的覆盖区域)，选择相应锚节点组中的锚节点到 对应的波束交叠区域或选择的波束对应的覆盖区域中包括的网格点之间的接收信号强度 不符合预定要求的网格点，并去除不符合预定要求的网格点，以便去除待定位实体不可能 处于的位置点，从而进一步提高针对待定位实体定位的准确性；具体地，可以根据波束交叠 区域或选择的波束对应的覆盖区域中包括的网格点到锚节点的穿墙体数与到非锚节点的 穿墙体数判断波束交叠区域包括的网格点是否符合预定要求，若针对选择的波束对应的覆 盖区域进行不符合预定要求的网格点的去除处理，则需要在获得可信锚节点组的波束交叠 区域前执行，以使得获得的波束交叠区域中不再包含不符合预定要求的网格点。本发明实施例在具体实现过程中可以基于智能天线系统对终端进行定位，其中智 能天线系统可以是具有AOA估计的较复杂的天线系统，也可以为不具备AOA估计能力，只要 其为能够根据通信中的信号质量等信息自动切换到最优通信波束的简单智能波束切换天 线系统即可。利用本发明实施例，采用了根据通信网络中的锚节点及障碍物信息，结合锚节点 的波束方向信息对待定位实体进行定位，精确地对网络中的终端或网元进行定位操作，从 而提供了一种可以方便准确地对网络实体进行定位的实现方案。由于采用了根据通信网络 中的锚节点及障碍物信息，结合锚节点的波束方向信息对待定位实体进行定位，从而不需 要花费大量的时间进行实地测试，并可以避免因无线信道状况复杂影响智能天线经常不能 准确识别波束方向而造成定位精度不高，甚至不可用的情况发生。本发明实施例还可以用于定位非法终端(如终端不配合定位)或网元。为便于对本发明实施例有进一步理解，下面将结合附图对本发明实施例的若干种 不同的具体实现过程进行详细描述。在以下各具体实施例中，为便于定位需要，在执行定位操作之前具体可以通过相 应的系统初始化过程获取网络环境参数信息作为定位参数信息，相应的网络环境参数信息 包括AP的位置及其波束方向信息，以及网络中的障碍物信息。相应的获取网络环境参数信 息的过程具体可以包括(1)建立坐标系，以确定各AP位置及其波束指向(即波束方向信息)；在通信网络中，AP位置及安装的方位(即波束指向)在部署网络时已经确定，在 初始化过程中只要获得相应的AP位置及波束指向并保存起来即可；(2)建立环境模型，即将网络地图进行网格化管理；具体地网格化方式可以包括首先，将网络地图的平面图按照一定的分辨率划分 网格，以将整个网络地图划分成多个离散的网格点；然后，建立环境模型，具体包括建立墙 体信息模型(即建立障碍物信息模型，以指示网络中的障碍物的数量、位置等信息)；可选 地，还可以保存各网格点到各AP(包括锚节点和非锚节点)的穿墙体数，具体可以通过相应 的表格保存；其中，相应的墙体(即障碍物)泛指能够使穿过的信号能量衰减严重的阻隔物，比 如砖墙或穿透损耗比较大的搁板等，相应的墙体信息具体可以采用方程进行表示，例如，可 以但不限于采用直线方程结合起始点和终点信息表示某墙体的位置情况；9
网格点穿墙体数表格具体可以但不限于采用如下表格记录形式表 权利要求
1.一种实体的定位方法，其特征在于，包括根据锚节点的波束方向信息及网络中的障碍物信息，确定多个可信锚节点组； 确定多个可信锚节点组对应的波束交叠区域包括的网格点，并根据所述包括的网格点 确定待定位实体的实际位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据锚节点的波束方向信息及网络 中的障碍物信息，确定多个可信锚节点组的步骤包括根据锚节点接收待定位实体发送的信号的接收信号强度，选择所述接收信号强度符合 预定要求的多个锚节点作为备选锚节点；根据网络中的障碍物信息及各备选锚节点的波束方向信息，在所述备选锚节点中确定 多个可信锚节点组。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每个可信锚节点组包括至少两个锚节点， 且根据包括的所述至少两个锚节点能够确定的待定位实体的可能位置具有唯一性。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定多个可信锚节点组的步骤包括 对于各备选锚节点中包括的若干个锚节点组，分别根据各备选锚节点的波束方向信息确定各个锚节点组包括的至少两个锚节点的波束的参考线；根据网络中的障碍物信息确定所述参考线穿越障碍物之后的交点及经障碍物反射的 夺占.确定一个锚节点组对应的各个交点是否为待定位实体的可能位置，若一个锚节点组 对应的各个交点中仅存在一个交点为待定位实体的可能位置，则该锚节点组为可信锚节点组。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定所述波束的参考线的步骤包括 选择所述至少两个锚节点的两个最优通信波束，并确定选择的两个波束的参考线； 或者，选择所述至少两个锚节点的两个最优通信波束及对应的至少两个最优通信波束的相 邻波束，并分别确定每个最优通信波束与相邻波束的接收信号强度，若两者的接收信号强 度差小于预定值，则将最优通信波束向相邻波束方向旋转预定的角度后获得的虚拟波束作 为选择的波束，否则，选择最优通信波束；分别为两个锚节点选择波束后，确定选择的波束 的参考线。
6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的方法，其特征在于，所述确定待定位实体的实际位 置的步骤包括确定每个可信锚节点组包括的至少两个锚节点波束交叠区域，获得多个可信锚节点组 对应的多个波束交叠区域的交集区域，并将所述交集区域中的网格点的坐标位置的平均值 作为待定位实体的实际位置； 或者，确定每个可信锚节点组包括的至少两个锚节点波束交叠区域，在获得的多个可信锚节 点组对应的多个波束交叠区域中，分别确定各个波束交叠区域中包括的网格点的坐标的平 均值，并将各个波束交叠区域对应的多个平均值再次求平均值或再次求加权平均值的结果 作为待定位实体的实际位置。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，该方法还包括在可信锚节点组对应的所述波束交叠区域中，或者，在多个可信锚节点组对应的波束 交叠区域中，或者，在可信锚节点组包括的锚节点选择的波束对应的覆盖区域内，选择所述 可信锚节点组中的锚节点到所述波束交叠区域或选择的波束对应的覆盖区域中包括的网 格点之间的接收信号强度不符合预定要求的网格点，并去除所述不符合预定要求的网格点。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述再次求加权平均值的步骤包括在网格点集合中，获得锚节点对应的波束的参考线的交点，并确定与该交点距离最近 的网格点到所述锚节点的穿墙体数；依次取网格点集合中包括的网格点，并确定各网格点到所述锚节点的穿墙体数； 判断所述最近的网格点到所述锚节点的穿墙体数与网格点集合中的网格点到所述锚 节点的穿墙体数是否相等，若不相等，则将该网格点从网格点集合中删除；遍历网格点集合 中所有的网格点之后，获得所述网格点集合中没被删除的网格点集合；根据没被删除的网格点集合内网格点的数量与网格点集合内网格点的数量的商确定 该网格点集合的权值；根据求出的所述权值对各网格点集合对应的网格点的平均坐标再次取加权平均，获得 加权平均的结果。
9.根据权利要求1、2、3、4或5所述的方法，其特征在于，该方法还包括在执行定位操作之前，预先保存障碍物信息，以及各锚节点的位置及其波束方向信息；或者，在执行定位操作之前，预先保存障碍物信息，以及各锚节点的位置及其波束方向信息， 还保存网络中各位置点到锚节点及非锚节点经过的障碍物数量信息。
10.一种实体的定位装置，其特征在于，包括可信锚节点组确定单元，用于根据网络中的障碍物信息及锚节点的波束方向信息，确 定多个可信锚节点组；定位单元，用于确定所述可信锚节点组确定单元确定的多个可信锚节点组对应的波束 交叠区域包括的网格点，并根据所述包括的网格点确定待定位实体的实际位置。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，还包括锚节点选择单元，用于根据锚节点接收待定位实体发送的信号的接收信号强度，选择 所述接收信号强度符合预定要求的多个锚节点作为备选锚节点；所述可信锚节点组确定单元，用于根据网络的障碍特信息及所述备选锚节点的波束方 向信息，在所述备选锚节点中确定多个可信锚节点组。
12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，每个可信锚节点组包括至少两个锚节 点，且根据包括的至少两个锚节点能够确定的待定位实体的可能位置具有唯一性。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述可信锚节点组确定单元包括交点确定单元，用于对于各备选锚节点中包括的若干个锚节点组，分别根据各备选锚 节点的波束方向信息确定各个锚节点组包括的两个锚节点的波束的参考线；并根据网络中 的障碍物信息确定所述参考线穿越障碍物之后的交点及经障碍物反射的交点；可信锚节点组选择单元，用于确定所述交点确定单元确定的一个锚节点组对应的各个交点是否为待定位实体的可能位置，若一个锚节点组对应的各个交点中仅存在一个交点为 待定位实体的可能位置，则该锚节点组为可信锚节点组。
14.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述交点确定单元执行的确定所述波 束的参考线的过程包括选择所述至少两个锚节点的两个最优通信波束，并确定选择的两个波束的参考线；或者，选择所述至少两个锚节点的两个最优通信波束及两个最优通信波束的相邻波束，并 分别确定每个最优通信波束与相邻波束的接收信号强度，若两者的接收信号强度差小于预 定值，则将最优通信波束向相邻波束方向旋转预定的角度后获得的虚拟波束作为选择的波 束，否则，选择最优通信波束；分别为两个锚节点选择波束后，确定选择的波束的参考线。
15.根据权利要求10、11、12、13或14所述的装置，其特征在于，所述定位单元具体包括第一定位单元，用于确定所述可信锚节点组确定单元确定的每个可信锚节点组包括的 至少两个锚节点波束交叠区域，获得多个可信锚节点组对应的多个波束交叠区域的交集区 域，并将所述交集区域中的网格点的坐标位置的平均值作为待定位实体的实际位置；或者，第二定位单元，用于确定所述可信锚节点组确定单元确定的每个可信锚节点组包括的 至少两个锚节点波束交叠区域，在获得的多个可信锚节点组对应的多个波束交叠区域中， 分别确定各个波束交叠区域中包括的网格点的坐标的平均值，并将各个波束交叠区域对应 的多个平均值再次求平均值或再次求加权平均值的结果作为待定位实体的实际位置。
16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，该装置还包括网格点调整单元，用于在所述定位单元确定的锚节点组对应的所述波束交叠区域中， 或者，在多个锚节点组对应的波束交叠区域中，或者，在锚节点组包括的锚节点选择的波束 对应的覆盖区域内，选择所述锚节点组中的锚节点到所述波束交叠区域或选择的波束对应 的覆盖区域中包括的网格点之间的接收信号强度不符合预定要求的网格点，并去除所述不 符合预定要求的网格点。
17.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述第二定位单元执行的再次求加权 平均值的过程包括在网格点集合中，获得锚节点对应的波束的参考线的交点，并确定与该交点距离最近 的网格点到所述锚节点的穿墙体数；依次取网格点集合中包括的网格点，并确定各网格点到所述锚节点的穿墙体数；判断所述最近的网格点到所述锚节点的穿墙体数与网格点集合中的网格点到所述锚 节点的穿墙体数是否相等，若不相等，则将该网格点从网格点集合中删除；遍历网格点集合 中所有的网格点之后，将获得所述网格点集合中没被删除的网格点集合；根据没被删除的网格点集合内网格点的数量与网格点集合内网格点的数量的商确定 该网格点集合的权值；根据求出的所述权值对各网格点集合对应的网格点的平均坐标再次取加权平均，获得 加权平均的结果。
18.根据权利要求12、13或14所述的装置，其特征在于，该装置还包括定位参数保存单元，用于在执行定位操作之前，预先保存障碍物信息，以及各锚节点的 位置及其波束方向信息；或者，在执行定位操作之前，预先保存障碍物信息，以及各锚节点 的位置及其波束方向信息，还保存网络中各位置点到锚节点及非锚节点经过的障碍物数量 fn息ο
全文摘要
一种实体的定位方法及装置，其包括根据锚节点的波束方向信息及网络中的障碍物信息，确定多个可信锚节点组；再确定多个可信锚节点组对应的波束交叠区域包括的网格点，并根据所述包括的网格点确定待定位实体的实际位置。由于本发明实施例采用了根据通信网络中的锚节点及障碍物信息，结合节点的波束方向信息对待定位实体进行定位的实现方案，从而使得可以方便、准确地对待定位实体进行定位。
文档编号H04W64/00GK102045836SQ200910204369
公开日2011年5月4日 申请日期2009年10月19日 优先权日2009年10月19日
发明者周元, 容荣, 高加志 申请人:华为技术有限公司