系统概述
5G室内定位系统基于LW-B210软件无线电平台搭建,采用自发自收闭环架构,由3台LW-B210射频收发节点、工控机(笔记本电脑)、OctoClock‑LW‑G时钟源及配套天线组成。
系统可通过选配时钟源统一输出10MHz频率参考与PPS时间同步信号,分发至3台LW-B210设备,实现多节点高精度时钟同步;每台LW-B210通过USB 3.0独立接入一台工控机,由多机协同完成类5G NR定位参考信号/自定义宽带OFDM信号生成、同步收发控制、IQ数据实时采集及信号分析、TDOA/指纹定位算法验证、轨迹显示与实验数据存储。
LW-B210支持2Tx/2Rx、70MHz–6GHz频率覆盖、单通道最大约56MHz实时带宽,具备外部10MHz与PPS同步接口,适配小规模5G室内定位原型验证与科研实验场景;整套平台可稳定输出CSI、RSSI、TOA/TDOA等关键观测量,支持定位算法开发与性能验证,具备良好的扩展性与二次开发能力。
硬件组成

系统连接拓扑

(1)CLK和PPS触发的连接
OctoClock‑LW‑G时钟源为选配组件,可提供8路10MHz时钟信号与8路PPS同步信号。TOA/TDOA定位需严格同步,建议配置。将时钟源的10MHz输出接至LW-B210的REF IN端口,PPS OUT接至PPS IN端口,实现多设备高精度时间同步。
(2)射频的连接
每台LW-B210设备支持两个接收通道和两个发射通道,各射频通道通过射频线缆连接到天线。
(3)数据的连接
各SDR设备通过USB 3.0接口将基带数据传输至对应工控机,完成数据交互与实时处理。
软件架构
本系统软件采用分层模块化架构设计,基于UHD驱动实现硬件控制,具体分为以下七层:
1. UHD设备控制层:设备枚举、外部时钟配置、收发流初始化、多设备启停统一调度
2. 5G NR信号生成层:生成5G NR定位参考信号、自定义 OFDM 宽带定位波形
3. 同步控制层:PPS 边沿收发触发、跨设备时序校准、同步状态实时监测
4. IQ数据采集层:多路同步 IQ 采样、缓冲区防丢包、原始数据本地存储
5. 实时频谱与相关峰显示层:FFT频谱分析、时域互相关峰值检测、实时波形展示
6. 信道特征提取层:解析 RSSI、RSRP、CSI幅度相位、TOA/TDOA 定位观测量
7. 定位算法层:指纹匹配、TDOA双曲线求解、坐标滤波、轨迹绘制输出
定位模式
(1)指纹定位模式
指纹定位模式下,两个B210作为发射节点,一个B210作为接收节点。

推荐提取的定位特征包括但不限于:RSSI/RSRP、CSI幅度与相位、SNR
(2)TDOA定位模式
TDOA模式下,一个B210作为发射节点,其余两个B210作为同步接收节点。

系统通过相关峰检测实现到达时间估计,并进一步计算各接收节点之间的到达时间差。
TDOA核心关系:

规格参数
本系统依托LW-B210软件无线电设备实现5G信号收发,主要技术指标如下:
(1)定位系统覆盖范围20*20米;
单基站静态定位精度优于2米(67%概率);
可验证单基站定位方法以及多基站定位方法;
支持机器学习等定位算法;
(2)提供二次开发接口;
支持基于5G信号CSI和RSSI等的室内定位和感知算法开发;
(3)可输出信道状态信息(CSI)、信号强度标识(RSSI)、信号到达时间或时间差(TOA/TDOA)等观测量。
系统特点与应用方向
--支持指纹定位与TDOA定位
--支持多设备同步采集
--支持实时IQ数据录制
--支持CSI等信道特征分析
--适用于5G室内定位科研验证
--具备后续扩展更多SDR节点的能力
该系统适用于5G室内定位、无线信道建模、CSI感知、轨迹跟踪、高精度同步采集以及AI定位算法验证等科研方向。
配置清单
