[发明专利]一种基于虚拟小区与宏小区协作的室内定位系统及方法

权利要求书

1.一种基于虚拟小区与宏小区协作的室内定位方法，其特征在于，该方法针对的室内定位系统包含：至少一个宏基站P_mac、一个包含至少三个微基站P_mic1、P_mic2、P_mic3的虚拟小区，及虚拟小区服务的终端U_v；所述宏基站和微基站作为节点，该系统中包含宏基站在内的至少有四个节点不在同一平面上；其中，所述微基站的覆盖半径小于所述宏基站的覆盖半径；所述终端U_v所属虚拟小区中的微基站P_mic1、P_mic2、P_mic3共享终端U_v的数据，该终端U_v为待定位终端；该方法包含：

(S100)设定所述终端U_v处于所述宏基站P_mac覆盖范围中，根据所述终端U_v与微基站的相对位置和信道条件建立虚拟小区，选择至少3个微基站P_mic1、P_mic2、P_mic3组成虚拟小区；

(S200)估计所述宏基站P_mac到所述终端U_v的信道矩阵H_mv，估计所述宏基站P_mac到各宏终端U_uj的信道矩阵H_muj，j＝0……K，j为自然数，K为宏终端数，估计所述虚拟小区中微基站P_mic1、P_mic2、P_mic3分别到所述终端U_v的信道矩阵H_v1、H_v2、H_v3；

(S300)根据最大信漏噪比准则和零空间映射准则，构造分层预编码，包括：表层预编码w_表和里层预编码w_里，所述虚拟小区的终端U_v的表层预编码相同，且构造分层预编码满足：对所述虚拟小区周围宏终端U_uj做预编码时，所述虚拟小区的终端U_v所受干扰最小；在虚拟小区中，对微小区终端U_v做预编码时，微小区周围宏终端U_u1,U_u2,…,U_uK所受干扰最小；预编码w为表层预编码w_表和里层预编码w_里的乘积，为w＝w_表·w_里；

(S400)根据分层预编码进行波束形成；

(S500)终端检测及空间定位：通过RSSI距离损耗模型求得待定位终端U_v与各节点P_i之间的距离l_i，i＝1,2,……,L；L≥4；设微基站P_mic1、P_mic2、P_mic3对应节点P_i，i＝1,2,3；宏基站对应节点P₄，分别以各节点P_i为圆心，距离l_i为半径得到四个球，i＝1,2,3,4，待定位终端在这四个球所围成的空间区域中，确定以四个节点P₁、P₂、P₃和P₄的坐标为顶点的三棱锥外接球球心坐标，求出这四个球球心与三棱锥外接球球心连线与球面的交点，共四个内侧交点(x_gi,y_gi,z_gi)，i＝1,2,3,4，求此四个交点的加权质心，作为待定位终端U_v的位置坐标；

在加权质心计算时，加权因子μ₁、μ₂、μ₂、μ₄取距离误差因子与距离乘积的倒数，为：

式中，ρ₁、ρ₂、ρ₃、ρ₄分别为对应于l₁、l₂、l₃和l₄的距离误差因子；

则，待定位终端U_v的位置坐标，为：