[发明专利]一种基于多射频多天线的定位方法及系统

权利要求书

1.一种基于多射频多天线的定位方法及系统，其特征在于，该定位方法针对多射频、多天线的无线基站设备，其中，多射频表示一个无线基站设备包含2个射频模块；多天线表示射频模块1上接M副定向天线(M>1)，射频模块2上接1副全向天线。

2.按权利要求1所述的一种基于多射频多天线的定位方法及系统，其特征在于，射频模块1上接M副定向天线(M>1)，每副天线均为具有相同辐射角度的定向天线，M副天线安装在M等边形的每条边的中心位置，且能够覆盖整个360°范围；该射频模块1上接的M副定向天线由开关电路切换控制，用于基站向终端发送数据，射频模块2上接的1副全向天线，用于基站接收终端发送来的数据。

3.按权利要求1所述的一种基于多射频多天线的定位方法及系统，其特征在于，该系统的组成为一个无线基站和N个终端组成(N≥1)，N的取值上限值由用户需求和采用的无线通信体制决定。

4.一种基于多射频多天线的定位方法及系统，其特征在于，该定位方法主要包括以下步骤：

步骤A，基站通过M副定向天线周期性发送广播数据包；

步骤B，终端接收数据包，计算终端和基站的相对距离；

步骤C，终端将步骤B中得到的天线编号、相对距离值发给基站；

步骤D，基站根据收到终端发送来的天线编号、相对距离值及基站的自身的电子罗盘信息，确定基站和终端之间的相对位置(包括距离和方向)，并以坐标图形式展示；

步骤E，基站判断终端和基站之间的相对距离是否超过阈值，如果超过阈值，则进入步骤F，否则，不做任何处理；

步骤F，基站自己发出提示信息，并发送报警信息给终端，触发终端向用户发出提示信息；

步骤G，终端接收到基站发送的报警信息，终端向用户发出提示信息。

5.按权利要求4所述的一种基于多射频多天线的定位方法及系统，其特征在于，所述步骤A中，基站周期性发送广播数据包的方式为：首先将射频1上的M副天线进行编号，分别为1、2、……、M；然后按编号顺序，每间隔1秒，依次发送数据包。

6.按权利要求5所述的一种基于多射频多天线的定位方法及系统中基站周期性发送广播数据包的控制策略，其特征在于：基站协议栈按间隔1秒的发送频率将数据包传给基站物理层，数据包中包括了发射天线的编号及基站目前所处的环境信息(如：开阔地形、商场、山区等)，基站物理层收到数据包后，通过分析数据包字段，判断发射天线编号，然后控制硬件将天线切换到编号对应的天线上，最终完成数据在指定天线上发送。

7.按权利要求4所述的一种基于多射频多天线的定位方法的步骤B中，其特征在于，终端接收数据包，终端进行如下操作：

步骤1、通过解析收到的数据包判断出该数据包对应的基站发射天线编号；

步骤2、并通过终端硬件获得对应的接收信号强度值；

步骤3、计算出一段时间范围内的信号强度最大值，从而得到该信号强度最大值对应的基站天线编号；

步骤4、判断出一段时间范围内是否存在来自2副不同天线的数据包对应的信号强度值相同、且相邻，如果不存在，则执行步骤5；否则，记录这2副天线的编号，执行步骤5；

步骤5、根据一段时间范围内最大的信号强度值计算终端和基站的相对距离。

8.按权利要求7步骤5中对于计算基站与终端之间的相对距离，其特征在于：首先将接收信号强度(RSSI)换算为接收信号功率：P_r＝10^{(RSSI值-30)/10}；然后，通过公式计算基站与终端之间的相对距离：D＝P_t/(P_r*k)，其中，D为终端和基站之间的相对位置，P_r为接收信号功率，P_t为发送信号功率，k为环境适应性参数(n的取值基站发送过来的数据包解析得到)。

9.按权利要求4所述的一种基于多射频多天线的定位方法及系统，其特征在于，所述步骤D中，确定基站和终端之间的相对位置的方法：当只收到一个天线编号时，终端位置即可确定为该天线编号对应的覆盖范围内，当收到2副天线的编号时，终端位置即可确定为该2副天线覆盖范围的交接线上；另外，具体的方位需要由电子罗盘的安装位置、天线的安装位置来校准获得。