基于基站信號(hào)放大裝置實(shí)現(xiàn)建筑物內(nèi)定位的系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及室內(nèi)定位技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于基站信號(hào)放大裝置實(shí)現(xiàn)建筑物內(nèi)定位的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，對(duì)于室內(nèi)手機(jī)基站信號(hào)進(jìn)行放大的天線(xiàn)系統(tǒng)和室內(nèi)定位系統(tǒng)通常都部署為兩套系統(tǒng)。用戶(hù)的手機(jī)通過(guò)天線(xiàn)系統(tǒng)接收放大后的基站衛(wèi)星信號(hào)，進(jìn)而保持移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)質(zhì)量。室內(nèi)定位系統(tǒng)通過(guò)專(zhuān)門(mén)的一套定位系統(tǒng)和定位算法對(duì)用戶(hù)的是室內(nèi)位置進(jìn)行定位。
[0003]通過(guò)兩套獨(dú)立的系統(tǒng)分別實(shí)現(xiàn)基站衛(wèi)星信號(hào)放大和室內(nèi)定位嚴(yán)重造成了成本上的浪費(fèi)，且嚴(yán)重增加了安裝部署的工作量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明提供一種基于基站信號(hào)放大裝置實(shí)現(xiàn)建筑物內(nèi)定位的系統(tǒng)，能夠通過(guò)共用基站信號(hào)放大的設(shè)備實(shí)現(xiàn)室內(nèi)定位，降低了設(shè)備和部署的成本。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一方面提供一種基于基站信號(hào)放大裝置實(shí)現(xiàn)建筑物內(nèi)定位的系統(tǒng)，所述建筑物內(nèi)包括至少一個(gè)高度區(qū)間，所述系統(tǒng)包括:
[0006]設(shè)置在每個(gè)高度區(qū)間中的多個(gè)基站信號(hào)室內(nèi)放大裝置，其中每個(gè)高度區(qū)間中設(shè)置至少三個(gè)基站信號(hào)室內(nèi)放大裝置；
[0007]后臺(tái)服務(wù)器，用于讀取移動(dòng)終端所處的高度區(qū)間中的多個(gè)基站信號(hào)室內(nèi)放大裝置接收到的由該移動(dòng)終端發(fā)送的電波信號(hào)；并根據(jù)該電波信號(hào)利用定位算法計(jì)算該移動(dòng)終端的平面位置信息，由所述平面位置信息和該移動(dòng)終端所處的高度區(qū)間的高度信息作為該移動(dòng)終端在建筑物內(nèi)的三維位置信息。
[0008]優(yōu)選地，在每一個(gè)高度區(qū)間中的多個(gè)基站信號(hào)室內(nèi)放大裝置中，至少有三個(gè)基站信號(hào)室內(nèi)放大裝置不在同一條直線(xiàn)上。
[0009]優(yōu)選地，所述高度區(qū)間是指建筑物高度方向上的一層。
[0010]優(yōu)選地，所述基站信號(hào)室內(nèi)放大裝置通過(guò)交換機(jī)或路由器與所述后臺(tái)服務(wù)器相連。
[0011]優(yōu)選地，所述后臺(tái)服務(wù)器讀取多個(gè)基站信號(hào)室內(nèi)放大裝置接收到的由該移動(dòng)終端發(fā)送的電波信號(hào)的條件是:后臺(tái)服務(wù)器接收到該移動(dòng)終端發(fā)送的定位請(qǐng)求。
[0012]優(yōu)選地，所述移動(dòng)終端發(fā)送的電波信號(hào)中攜帶所述移動(dòng)終端的標(biāo)識(shí)信息。
[0013]優(yōu)選地，所述后臺(tái)服務(wù)器還用于將所述移動(dòng)終端在建筑物內(nèi)的三維位置信息反饋至該移動(dòng)終端，供該移動(dòng)終端顯示。
[0014]本發(fā)明另一方面還提供一種基于基站信號(hào)放大裝置實(shí)現(xiàn)建筑物內(nèi)定位的方法，所述建筑物內(nèi)包括至少一個(gè)高度區(qū)間，在每個(gè)高度區(qū)間中預(yù)先設(shè)置多個(gè)基站信號(hào)室內(nèi)放大裝置，其中每個(gè)高度區(qū)間中設(shè)置至少三個(gè)基站信號(hào)室內(nèi)放大裝置，該方法包括:
[0015]讀取動(dòng)終端所處的高度區(qū)間中的多個(gè)基站信號(hào)室內(nèi)放大裝置接收到的由該移動(dòng)終端發(fā)送的電波信號(hào)；
[0016]根據(jù)該電波信號(hào)利用定位算法計(jì)算該移動(dòng)終端的平面位置信息；
[0017]由所述平面位置信息和該移動(dòng)終端所處的高度區(qū)間的高度信息作為該移動(dòng)終端在建筑物內(nèi)的三維位置信息。
[0018]優(yōu)選地，所述方法還包括:
[0019]將所述移動(dòng)終端在建筑物內(nèi)的三維位置信息反饋至該移動(dòng)終端，以便所述移動(dòng)終端顯示。
[0020]優(yōu)選地，所述方法還包括:
[0021]向所述移動(dòng)終端發(fā)送所述建筑物內(nèi)的三維地圖數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述移動(dòng)終端在該建筑物內(nèi)的三維位置信息，在所述建筑物內(nèi)的三維地圖上顯示該移動(dòng)終端的標(biāo)記。
[0022]本發(fā)明實(shí)施例借助基站信號(hào)室內(nèi)放大裝置收到的移動(dòng)終端的電波信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)移動(dòng)終端的室內(nèi)定位，不需要為室內(nèi)定位單獨(dú)部署一套設(shè)備，因此大大降低了成本和部署的工作量。
【附圖說(shuō)明】
[0023]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0024]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的基于基站信號(hào)放大裝置實(shí)現(xiàn)建筑物內(nèi)定位的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0025]圖2是本發(fā)明實(shí)施例中的基于基站信號(hào)放大裝置實(shí)現(xiàn)建筑物內(nèi)定位的系統(tǒng)在一種典型的建筑物內(nèi)的布局結(jié)構(gòu)圖；
[0026]圖3是本發(fā)明實(shí)施例中的基站信號(hào)放大裝置的一種具體結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0027]圖4是本發(fā)明實(shí)施例中的基于基站信號(hào)實(shí)現(xiàn)建筑物內(nèi)定位的系統(tǒng)應(yīng)用在只有一層結(jié)構(gòu)的建筑物內(nèi)的示意圖；
[0028]圖5是圖4實(shí)施例中的建筑物內(nèi)定位系統(tǒng)的邏輯框圖；
[0029]圖6是本發(fā)明實(shí)施例中的基于基站信號(hào)放大裝置實(shí)現(xiàn)建筑物內(nèi)定位的系統(tǒng)應(yīng)用在有多層結(jié)構(gòu)的建筑物內(nèi)的示意圖；
[0030]圖7是圖6實(shí)施例中的建筑物內(nèi)定位系統(tǒng)的邏輯框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0032]圖1示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的基于基站信號(hào)放大裝置實(shí)現(xiàn)建筑物內(nèi)定位的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖，其中建筑物內(nèi)包括至少一個(gè)高度區(qū)間，如圖1所示，該系統(tǒng)包括設(shè)置在每個(gè)高度區(qū)間中的多個(gè)基站信號(hào)室內(nèi)放大裝置10，其中每個(gè)高度區(qū)間中設(shè)置至少三個(gè)基站信號(hào)室內(nèi)放大裝置；
[0033]后臺(tái)服務(wù)器5，用于讀取移動(dòng)終端所處的高度區(qū)間中的多個(gè)基站信號(hào)室內(nèi)放大裝置接收到的由該移動(dòng)終端發(fā)送的電波信號(hào)；并根據(jù)該電波信號(hào)利用定位算法計(jì)算該移動(dòng)終端的平面位置信息，由所述平面位置信息和該移動(dòng)終端所處的高度區(qū)間作為該移動(dòng)終端在建筑物內(nèi)的三維位置信息。
[0034]由此可見(jiàn)，本發(fā)明實(shí)施例借助基站信號(hào)室內(nèi)放大裝置收到的移動(dòng)終端的電波信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)移動(dòng)終端的室內(nèi)定位，不需要為室內(nèi)定位單獨(dú)部署一套設(shè)備，因此大大降低了成本和部署的工作量。
[0035]圖2示出了本發(fā)明實(shí)施例中的基于基站信號(hào)放大裝置實(shí)現(xiàn)建筑物內(nèi)定位的系統(tǒng)在一種典型的建筑物內(nèi)的布局結(jié)構(gòu)圖。如圖2所示，該建筑物外設(shè)有基站信號(hào)室外天線(xiàn)，在室內(nèi)設(shè)置有多個(gè)基站信號(hào)室內(nèi)放大裝置，基站信號(hào)室外天線(xiàn)與蜂窩網(wǎng)絡(luò)基站之間進(jìn)行通信。
[0036]圖3示出了本發(fā)明實(shí)施例中的基站信號(hào)室內(nèi)放大裝置的一種具體結(jié)構(gòu)，該基站信號(hào)室內(nèi)放大裝置包括設(shè)備主體11和室內(nèi)天線(xiàn)12，設(shè)備主體11與基站信號(hào)室外天線(xiàn)2相連，設(shè)備主體11還與室內(nèi)天線(xiàn)12相連。此外為了方便從設(shè)備主體11上取出所需的信號(hào)，還可以在設(shè)備主體11上設(shè)有外部數(shù)據(jù)通信接口 111。該數(shù)據(jù)通信接口 111在實(shí)際中可以采用以太網(wǎng)接口。
[0037]圖4示出了將本實(shí)施例中的基于基站信號(hào)放大裝置實(shí)現(xiàn)建筑物內(nèi)定位的系統(tǒng)應(yīng)用在只有一層結(jié)構(gòu)的建筑物內(nèi)的示意圖。參見(jiàn)圖4，在建筑物3內(nèi)設(shè)置至少三個(gè)基站信號(hào)室內(nèi)放大裝置，圖4中特別地以設(shè)置三個(gè)為例，分別標(biāo)記為la、lb和lc。為了更好的實(shí)現(xiàn)后續(xù)的室內(nèi)定位，上述至少三個(gè)基站信號(hào)室內(nèi)放大裝置中至少有三個(gè)基站信號(hào)室內(nèi)放大裝置不在同一條直線(xiàn)上。
[0038]圖5示出了本實(shí)施例中的建筑物內(nèi)定位系統(tǒng)的邏輯框圖。三個(gè)基站信號(hào)室內(nèi)放大裝置la、Ib和Ic均通過(guò)交換機(jī)4與后臺(tái)服務(wù)器5相連。在實(shí)際中，基站信號(hào)室內(nèi)放大裝置IaUb和Ic還可以通過(guò)路由器與后臺(tái)服務(wù)器5相連，或者基站信號(hào)室內(nèi)放大裝置la、lb和Ic直接與后臺(tái)服務(wù)器5相連。
[0039]基站信號(hào)室內(nèi)放大裝置la、lb和Ic與后臺(tái)服務(wù)器5之間可以依據(jù)TCP/IP協(xié)議、RS485協(xié)議、或WIFI協(xié)議進(jìn)行通信。
[0040]在建筑物3內(nèi)具有一個(gè)攜帶移動(dòng)終端6的用戶(hù)，該用戶(hù)的位置可以通過(guò)移動(dòng)終端6的位置進(jìn)行反映。本實(shí)施例中的基站室內(nèi)定位系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)該移動(dòng)終端6的定位。
[0041]用戶(hù)可以預(yù)先在移動(dòng)終端6上安裝特定的應(yīng)用軟件，通過(guò)操作該應(yīng)用軟件可以向后臺(tái)服務(wù)器5發(fā)送定位請(qǐng)求，同時(shí)促使移動(dòng)終端6向周?chē)l(fā)送電波信號(hào)。例如用戶(hù)可以在進(jìn)入到建筑物3內(nèi)以后打開(kāi)應(yīng)用軟件，通過(guò)操作發(fā)送定位請(qǐng)求。
[0042]基站信號(hào)室內(nèi)放大裝置la、lb和Ic能夠接收到電波信號(hào)，該電波信號(hào)中攜帶發(fā)出電波信號(hào)的移動(dòng)終端6的標(biāo)識(shí)。
[0043]后臺(tái)服務(wù)器5在接收到移動(dòng)終端6發(fā)送的定位請(qǐng)求后，可以從基站信號(hào)室內(nèi)放大裝置la、lb和Ic獲取其接收到的移動(dòng)終端6發(fā)送的電波信號(hào)，并利用定位算法計(jì)算出移動(dòng)終端6在室內(nèi)的位置。后臺(tái)服務(wù)器5具體可以通過(guò)電波信號(hào)中攜帶的移動(dòng)終端的標(biāo)識(shí)判斷該電波信號(hào)是否是移動(dòng)終端6發(fā)送的。
[0044]基站信號(hào)室內(nèi)放大裝置la、lb和Ic可以主動(dòng)地對(duì)其有效范圍內(nèi)的移動(dòng)終端發(fā)送的電波信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)掃描并獲取，這種情況下，后臺(tái)服務(wù)器5在接收到移動(dòng)終端6發(fā)送的定位請(qǐng)求后，從基站信號(hào)室內(nèi)放大裝置la、lb和Ic獲取的電波信號(hào)是這些基站信號(hào)室內(nèi)放大裝置當(dāng)時(shí)所接收到的電波信號(hào)。
[0045]基站信號(hào)室內(nèi)放大裝置la、lb和Ic還可以被動(dòng)地對(duì)其有效范圍內(nèi)的移動(dòng)終端發(fā)送的電波信號(hào)進(jìn)行掃描。例如后臺(tái)服務(wù)器5在接收到定位請(qǐng)求后，向與其相連的基站信號(hào)室內(nèi)放大裝置la、lb和Ic發(fā)送觸發(fā)信號(hào)，以觸發(fā)基站信號(hào)室內(nèi)放大裝置la、lb和Ic開(kāi)始掃描并接收其有效范圍內(nèi)的移動(dòng)終端發(fā)送的電波信號(hào)。這種實(shí)現(xiàn)方式可以有效降低基站信號(hào)室內(nèi)放大裝置的功耗。
[0046]—種具體的定位實(shí)現(xiàn)思路是利用基站信號(hào)室內(nèi)放大裝置la、Ib和Ic接收到同一移動(dòng)終端發(fā)送的電波信號(hào)的接收時(shí)間，來(lái)確定該移動(dòng)終端相對(duì)于基站信號(hào)室內(nèi)放大裝置la、lb和Ic的相對(duì)位置，進(jìn)而可以得到移動(dòng)終端在建筑物內(nèi)的相對(duì)位置信息。
[0047]實(shí)現(xiàn)上述定位思路可以采用兩種具體的算法。一種算法是TOA算法，另一種算法是DTOA算法，其中利用DTOA算法可以提到定位的精確度，避免時(shí)間誤差和多徑效應(yīng)的誤差對(duì)最終確定位置的結(jié)果造成誤差。
[0048]需要說(shuō)明的是，通過(guò)在同一層中的多個(gè)基站信號(hào)室內(nèi)放大裝置對(duì)移動(dòng)終端定位的結(jié)果是該移動(dòng)終端在該層中的平面位置。
[0049]圖6示出了將本實(shí)施例中的基于基站信號(hào)放大裝置實(shí)