Day1 - 2019.4.15
上午：课程介绍 & 经验分享
- 做自己该做的事，不做自己不该做的事
- 合理规划自己的时间
下午：室分系统中的室内定位方案
- 项目描述
为了增强室内的信号覆盖，运营商在办公楼内建设了室分通信系统。和一个典型的蜂窝小区一样，室分系统中由BBU（BaseBand Unit）、RRU（Radio Remote Unit）、天线等模块组成。室分系统会在每个房间内放一个吸顶天线，这样就保证信号能够到达楼宇内的各个角落。
室内定位至今依然是一个开放性的问题，虽然已经有各种各样的方法被提出，但是仍然没有一个像GPS定位一样在技术上处于绝对主导的方案出现。GPS是根据导航卫星信号来实现定位，由于各个导航卫星的信号进入室内经历的衰落不一样，因此这种方法不适用于室内定位。
对于室分系统而言，一种非常直接的定位思路是根据天线的接收信号强度来实现定位。举例而言，上图中用户处于区域A，他和天线1的距离比他和天线2的距离要近，因此很自然的天线1的接收信号强度要强于天线2的接收信号强度，据此，定位算法可以直接反推得到用户正处于区域A。很遗憾，这种思路在实际的室分系统中行不通。这是因为在4G和5G通信协议中，天线这一模块对基带而言是透明的，即系统不知道用户的信号是从哪根天线接进来的。还是以上图为例，系统只知道天线A和天线B上用户信号的总和，并不知道单个天线上用户的信号。
- 主流方案
目前的室内定位方法从定位原理上可以分为如下几种：基于图像、基于接收信号强度、基于到达时间（Time of Arrival，ToA）等等。基于图像的方法没有专门研究过，这个在机器人领域用的比较多。基于接收信号强度的定位思路在前文已有描述，即根据用户到不同参照点的信号强度来判断用户位置。基于ToA的定位方法是根据信号传播的时间来计算距离，进而根据到不同参照物的距离来计算坐标位置，它的定位精度从理论上可以做到很高。
- 系统构成及主要模块划分
简要介绍一下我们的定位方案。我们需要在室分系统的吸顶天线罩内部加一个新器件，即图中的IIOT设备。每个IIOT的位置是可以事先知道的，即各个IIOT放在哪个天线罩、哪个办公室都是可以事先确定的。这个新器件通过无线的方式与控制器主机进行通信。控制器主机把需要定位的目标用户的信息发送给IIOT设备，IIOT设备就可以根据这些信息去检测目标用户的导频，进而计算目标用户的信号强度，并通过无线的方式反馈到控制器主机。
- 结构组成
IIOT设备的结构设计如上图所示。通信模块中包含了通信射频的基本单元，如上文所示，它的作用是从控制器主机获得目标用户信息，并将用户的信号强度反馈回控制器主机。能量检测模块的功能是检测目标用户的导频信号强度。这两个模块采用专用集成电路实现。控制器负责协调底层模块的配合及信息的组包等功能，它采用FPGA实现。