[发明专利]一种基于天线阵列的无线定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及网络通信领域，特别是涉及一种基于天线阵列的无线定位方法。

背景技术

目前，WiFi（Wireless Fidelity，无线保真）作为一种无线数据通信方法，已经得到广泛应用，对于利用无线WiFi信号来进行移动终端定位也有着越来越强烈的需求。

现有的无线WiFi定位技术主要分为传播模型法和位置指纹法两种定位方法，传播模型法因其相比位置指纹法节省大量的人力物力，而得到了更广泛的应用，常用特性包括：信号强度（Received Signal Strength Indicator，RSSI），到达时间（Time of Arrival，TOA），到达角度（Angel of Arrival，AOA），到达时间差（Time Difference of Arrival，TDOA），介于成本与适用性的考虑，利用 RSSI 数据实现测距定位技术得到了广泛研究，主要分为测距和定位两个方面，具体介绍如下。

测距：待测移动终端接受到三个或三个以上不同位置AP(Accept Point，无线接入点）的RSSI，然后根据无线信号传输损耗模型将其转换成待测目标到相应AP的距离，对数-常态分布模型因其更高的适用性得到了广泛应用。在空旷地带一般采用如下简化模型：（dbm），其中信号强度为P，距离为d，P0为距离设备1米处测得信号作为基准点，n为信号衰减因子，一般取值-2~-5。

定位：通过三角测量法计算待测点的位置，即分别以3个已知AP的位置为圆心，测得的距离为半径做圆，三个圆的交点即为待测点的位置，如图1所示。设待测点位置为D（x,y），已知的三个AP位置分别为A（），B（），C（），D到三个AP的距离为，则D的坐标可由下列方程组求得：。

但在实际应用中，因为测量误差、周围环境影响等因素干扰，导致图1的三个圆无法相交于一点。此时需要将方程分别求解，将得到的解求平均值，得到近似的定位位置。

由上述介绍可知，当前的无线WiFi定位方法需要依赖于已知的AP位置信息，和路径上的准确的信号传输损耗模型。而对不同的场景，无法事先预知准确的AP位置信息，也无法应对不同场景不同的多晶衰落及提供适用于该场景的信号传输损耗模型，导致无线WiFi定位效果不佳。

发明内容

本专利申请针对上述WiFi定位方法的诸多问题，提供一种基于天线阵列的无线定位方法，通过利用搭建的移动天线阵列，提供使用更方便及低成本的定位服务，解决当前无线WiFi定位方法对环境要求及预先设置的依赖。

根据本发明的一个方面，提供一种基于天线阵列的无线定位方法，包括：通过无线接入点建立基于802.11a/b/g/n无线局域网通信协议的无线网络，或利用使用环境中已经存在的无线网络。

通过所述无线接入点利用天线阵列扫描基于所述的无线网络的当前定位的WiFi信号。

通过所述定位的WiFi信号获取所述无线接入点的定位信息。

优选的，根据通过所述无线接入点利用天线阵列扫描基于所述的无线网络的当前定位的WiFi信号包括：通过天线阵列采集范围内所有尝试接入无线局域网的信号。

优选的，通过天线阵列采集范围内所有尝试接入无线局域网的信号包括：已经连接上无线局域网的AP与终端设备向外发送的WiFi信号，及正在尝试连接状态的无线接入点。

优选的，通过所述定位的WiFi信号获取所述无线接入点的定位信息包括：根据所述WiFi信号获取WiFi到达角度和距离。

可选地，根据所述WiFi信号获取WiFi到达角度包括：基于天线阵列，通过MUSIC算法获取波达方向DOA（Direction of Arrival）估计。

可选地，根据所述WiFi信号获取WiFi定位距离包括：基于天线阵列，通过RSSI算法获取定位距离。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：不需要预先设置多点位，单设备天线阵列即可获取定位信息，减少WiFi定位对环境的依赖，降低设计成本；基于天线阵列定位，定位精度和定位效率有所提高，根据信号入射方向选择阵列中不同天线工作，提高了效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方法或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。