專利名稱：多基站混合定位方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多基站混合定位方法及裝置。
背景技術(shù)：
多基站定位是指利用終端測量到周邊的多個(gè)基站的無線信號，計(jì)算出終端地理位置的定位方法。目前較常見，且應(yīng)用比較普遍的定位方法是利用時(shí)差的定位方法，這種利用時(shí)差的定位方法是利用信號的到達(dá)時(shí)間參數(shù)，計(jì)算出終端和周邊多個(gè)基站間距離，然后通過數(shù)學(xué)處理求解來確定終端位置。例如圓周定位法(Time Of Arrival，簡稱Τ0Α)、雙曲線定位法(Time Different Of Arrival,簡稱 TD0A)等。以雙曲線定位法(Time Different Of Arrival,簡稱TD0A)為例,利用信號的到達(dá)時(shí)間參數(shù)，計(jì)算出終端和周邊多個(gè)基站間距離，然后通過數(shù)學(xué)處理(例如Chan雙曲線方程組解法)，求解出多雙曲線交集來確定終端位置。這種定位計(jì)算方式是基于各向均勻的無線傳播環(huán)境下計(jì)算的，然而，實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中的終端和周邊基站間無線傳播環(huán)境非常復(fù)雜，由于某方向基站信號的反射、折射可能引起到達(dá)時(shí)間誤差，從而導(dǎo)致現(xiàn)有的利用時(shí)差的多基站定位算法會產(chǎn)生較大定位誤差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種多基站混合定位方法及裝置，能夠解決現(xiàn)有多基站定位算法對不同方向的基站信號傳播環(huán)境差異缺乏考慮的問題，盡可能減少無線傳播環(huán)境影響對時(shí)差定位技術(shù)造成的誤差。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種多基站混合定位方法，包括:讀取終端周邊的至少一個(gè)基站的導(dǎo)頻信息，所述導(dǎo)頻信息至少包括所述基站下一個(gè)或多個(gè)小區(qū)的到達(dá)時(shí)間差和導(dǎo)頻強(qiáng)度；獲取所述終端的主小區(qū)PN，并根據(jù)所述主小區(qū)PN確定對應(yīng)的服務(wù)基站的位置坐標(biāo)和扇區(qū)范圍；根據(jù)至少包括所述主小區(qū)PN的小區(qū)PN對應(yīng)的到達(dá)時(shí)間差計(jì)算相應(yīng)的距離，并根據(jù)所述距離和所述服務(wù)基站的位置坐標(biāo)和扇區(qū)范圍初步確定所述終端所在的弧線形區(qū)域；根據(jù)所述到達(dá)時(shí)間差和/或?qū)ьl強(qiáng)度的門限值從讀取的所述終端周邊的至少一個(gè)基站下各小區(qū)的PN中篩選至少一個(gè)鄰小區(qū)PN ；根據(jù)主小區(qū)PN和篩選出的鄰小區(qū)PN對應(yīng)的導(dǎo)頻信息在初步確定的弧線形區(qū)域進(jìn)行校正求精，確定所述終端的準(zhǔn)確位置。進(jìn)一步的，所述讀取終端周邊的至少一個(gè)基站的導(dǎo)頻信息的操作具體為:所述終端讀取自身周邊的至少一個(gè)基站的導(dǎo)頻信息，并緩存在本地；所述終端讀取自身周邊的至少一個(gè)基站的導(dǎo)頻信息，并上報(bào)告給定位服務(wù)器；或者
所述終端周邊的至少一個(gè)基站獲取對應(yīng)于所述終端的導(dǎo)頻信息，并上報(bào)給定位服務(wù)器。進(jìn)一步的，所述獲取終端的主小區(qū)PN的操作具體為:獲取所述終端的激活集中第一個(gè)小區(qū)PN作為所述主小區(qū)PN，所述主小區(qū)PN與所述服務(wù)基站對應(yīng)。進(jìn)一步的，所述根據(jù)至少包括所述主小區(qū)PN的小區(qū)PN對應(yīng)的到達(dá)時(shí)間差計(jì)算相應(yīng)的距離的操作具體為:采用以下公式計(jì)算所述距離Distance,Distance = V* Access_pn_offset * a ；其中，V表不信號傳播的平均速率；Access_pn_offset 表示到達(dá)時(shí)間差；a表示時(shí)間與碼片的比率，為預(yù)設(shè)常量。進(jìn)一步的，所述根據(jù)主小區(qū)PN和篩選出的鄰小區(qū)PN對應(yīng)的導(dǎo)頻信息在初步確定的弧線形區(qū)域進(jìn)行校正求精，確定所述終端的準(zhǔn)確位置的操作具體包括:對篩選出的鄰小區(qū)PN進(jìn)行判斷，判斷是否存在一到兩個(gè)所述鄰小區(qū)PN與所述主小區(qū)PN同屬于所述服務(wù)基站的情況；如果存在一個(gè)鄰小區(qū)PN與所述主小區(qū)PN同屬于所述服務(wù)基站的情況，則確定所述終端的準(zhǔn)確位置位于所述初步確定的弧線形區(qū)域中的所述鄰小區(qū)PN與所述主小區(qū)PN的相交處；如果存在兩個(gè)鄰小區(qū)PN與所述主小區(qū)PN同屬于所述服務(wù)基站的情況，則根據(jù)所述兩個(gè)鄰小區(qū)的信號強(qiáng)度的比率確定從所述基站小區(qū)的位置坐標(biāo)向外放射的一條射線，并確定所述終端的準(zhǔn)確位置位于所述初步確定的弧線形區(qū)域與所述射線的相交處。進(jìn)一步的，如果不存在所述鄰小區(qū)PN與所述主小區(qū)同屬于所述服務(wù)基站的情況，則根據(jù)篩選出的至少兩個(gè)鄰小區(qū)PN所對應(yīng)的信號強(qiáng)度來確定相應(yīng)的權(quán)重值，計(jì)算出所述至少兩個(gè)鄰小區(qū)PN對應(yīng)的權(quán)重中心點(diǎn)，根據(jù)所述權(quán)重中心點(diǎn)與所述服務(wù)基站的位置坐標(biāo)確定經(jīng)過這兩個(gè)點(diǎn)的直線，并確定所述終端的準(zhǔn)確位置位于所述初步確定的弧線形區(qū)域與所述直線的相交處。進(jìn)一步的，所述根據(jù)篩選出的至少兩個(gè)鄰小區(qū)PN所對應(yīng)的信號強(qiáng)度來確定相應(yīng)的權(quán)重值，計(jì)算出所述至少兩個(gè)鄰小區(qū)PN對應(yīng)的權(quán)重中心點(diǎn)的操作具體為:從篩選出的鄰小區(qū)PN中選擇與所述主小區(qū)中軸的正交方向上的至少兩個(gè)所述鄰小區(qū)PN ；根據(jù)選出的至少兩個(gè)鄰小區(qū)PN所對應(yīng)的信號強(qiáng)度來確定相應(yīng)的權(quán)重值，計(jì)算出所述至少兩個(gè)鄰小區(qū)PN對應(yīng)的權(quán)重中心點(diǎn)。進(jìn)一步的，還包括:如果只讀取到所述終端的服務(wù)基站下各小區(qū)的信號強(qiáng)度，則根據(jù)所述主小區(qū)的半徑和所述服務(wù)基站中除主小區(qū)之外的另兩個(gè)小區(qū)的信號強(qiáng)度比值所確定的方向估算所述終端的位置。進(jìn)一步的，還包括:如果只讀取到所述終端的服務(wù)基站和一個(gè)相鄰基站的導(dǎo)頻信息，則根據(jù)所述主小區(qū)和所述相鄰基站下的小區(qū)的到達(dá)時(shí)間差確定雙曲線，并根據(jù)所述服務(wù)基站中除主小區(qū)之外的另兩個(gè)小區(qū)的信號強(qiáng)度比值所確定的方向確定從所述基站小區(qū)的位置坐標(biāo)向外放射的一條射線，并根據(jù)所述雙曲線與所述射線的相交處確定所述終端的位置。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種多基站混合定位裝置，包括:導(dǎo)頻信息讀取單元，用于讀取終端周邊的至少一個(gè)基站的導(dǎo)頻信息，所述導(dǎo)頻信息至少包括所述基站下一個(gè)或多個(gè)小區(qū)的到達(dá)時(shí)間差和導(dǎo)頻強(qiáng)度；主小區(qū)確定單元，用于獲取所述終端的主小區(qū)PN ；服務(wù)基站確定單元，用于根據(jù)所述主小區(qū)PN確定對應(yīng)的服務(wù)基站的位置坐標(biāo)和扇區(qū)范圍；終端位置初定單元，用于根據(jù)至少包括所述主小區(qū)PN的小區(qū)PN對應(yīng)的到達(dá)時(shí)間差計(jì)算相應(yīng)的距離，并根據(jù)所述距離和所述服務(wù)基站的位置坐標(biāo)和扇區(qū)范圍初步確定所述終端所在的弧線形區(qū)域；鄰小區(qū)篩選單元，用于根據(jù)所述到達(dá)時(shí)間差和/或?qū)ьl強(qiáng)度的門限值從讀取的所述終端周邊的至少一個(gè)基站下各小區(qū)的PN中篩選至少一個(gè)鄰小區(qū)PN ；校正求精單元，用于根據(jù)主小區(qū)PN和篩選出的鄰小區(qū)PN對應(yīng)的導(dǎo)頻信息在初步確定的弧線形區(qū)域進(jìn)行校正求精，確定所述終端的準(zhǔn)確位置。進(jìn)一步的，所述主小區(qū)確定單元具體用于獲取所述終端的激活集中第一個(gè)小區(qū)PN作為所述主小區(qū)PN，所述主小區(qū)PN與所述服務(wù)基站對應(yīng)。進(jìn)一步的,所述校正求精單元具體包括:同基站判斷組件，用于對篩選出的鄰小區(qū)PN進(jìn)行判斷，判斷是否存在一到兩個(gè)所述鄰小區(qū)PN與所述主小區(qū)PN同屬于所述服務(wù)基站的情況；第一位置確定組件，用于在判斷存在一個(gè)鄰小區(qū)PN與所述主小區(qū)PN同屬于所述服務(wù)基站的情況時(shí)，確定所述終端的準(zhǔn)確位置位于所述初步確定的弧線形區(qū)域中的所述鄰小區(qū)PN與所述主小區(qū)PN的相交處；第二位置確定組件，用于在判斷存在兩個(gè)鄰小區(qū)PN與所述主小區(qū)PN同屬于所述服務(wù)基站的情況，則根據(jù)所述兩個(gè)鄰小區(qū)的信號強(qiáng)度的比率確定從所述基站小區(qū)的位置坐標(biāo)向外放射的一條射線，并確定所述終端的準(zhǔn)確位置位于所述初步確定的弧線形區(qū)域與所述射線的相交處。進(jìn)一步的,所述校正求精單元還進(jìn)一步包括:第三位置確定組件，用于在判斷不存在所述鄰小區(qū)PN與所述主小區(qū)同屬于所述服務(wù)基站的情況，則根據(jù)篩選出的至少兩個(gè)鄰小區(qū)PN所對應(yīng)的信號強(qiáng)度來確定相應(yīng)的權(quán)重值，計(jì)算出所述至少兩個(gè)鄰小區(qū)PN對應(yīng)的權(quán)重中心點(diǎn)，根據(jù)所述權(quán)重中心點(diǎn)與所述服務(wù)基站的位置坐標(biāo)確定經(jīng)過這兩個(gè)點(diǎn)的直線，并確定所述終端的準(zhǔn)確位置位于所述初步確定的弧線形區(qū)域與所述直線的相交處?；谏鲜黾夹g(shù)方案，本發(fā)明先通過主小區(qū)對于終端的到達(dá)時(shí)間差作為高優(yōu)先級來計(jì)算相應(yīng)的距離，以此初步確定終端所在區(qū)域，再利用導(dǎo)頻信息中的到達(dá)時(shí)間差和/或?qū)ьl強(qiáng)度等作為次優(yōu)先級來篩選鄰小區(qū)，利用主小區(qū)和鄰小區(qū)對應(yīng)的導(dǎo)頻信息對初步確定的區(qū)域進(jìn)行校正求精，進(jìn)而獲得終端的準(zhǔn)確位置。本發(fā)明利用到達(dá)時(shí)間差作為高優(yōu)先級來計(jì)算距離，相比于現(xiàn)有技術(shù)中利用信號衰減來計(jì)算距離的方式，受到的環(huán)境因素影響較小，定位精度較高；另外，本發(fā)明采用了初步確定和校正求精的定位過程，相比于現(xiàn)有的各種定位算法，定位精度更高。


此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:圖1為本發(fā)明多基站混合定位方法的一實(shí)施例的流程示意圖。圖2為本發(fā)明多基站混合定位方法實(shí)施例中利用到達(dá)時(shí)間差初步確定終端的弧線形區(qū)域的示意圖。圖3為本發(fā)明多基站混合定位方法實(shí)施例中存在一個(gè)鄰小區(qū)PN和主小區(qū)PN同屬于服務(wù)基站情況下終端的準(zhǔn)確位置示意圖。圖4為本發(fā)明多基站混合定位方法實(shí)施例中存在兩個(gè)鄰小區(qū)PN和主小區(qū)同屬于服務(wù)基站情況下利用兩鄰小區(qū)的信號強(qiáng)度比率確定終端的準(zhǔn)確位置示意圖。圖5為本發(fā)明多基站混合定位方法實(shí)施例中不存在鄰小區(qū)PN和主小區(qū)同屬于服務(wù)基站的情況下利用多個(gè)鄰小區(qū)的權(quán)重中心點(diǎn)輔助確定終端的準(zhǔn)確位置示意圖。圖6為本發(fā)明多基站混合定位裝置的一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為本發(fā)明多基站混合定位裝置的另一實(shí)施例中校正求精單元的具體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面通過附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。首先對本文中出現(xiàn)的一些專用術(shù)語進(jìn)行定義，如下:小區(qū):移動通信網(wǎng)中基站無線信號覆蓋的區(qū)域，每個(gè)基站可以覆蓋多個(gè)小區(qū)，通常一個(gè)基站可覆蓋3個(gè)120度左右的扇形小區(qū)，每個(gè)小區(qū)有一個(gè)唯一的標(biāo)識，作為實(shí)施例，在CDMA網(wǎng)絡(luò)中，小區(qū)的標(biāo)識為BSID (基站ID)+PN(信道碼)。PN:為CDMA無線通信網(wǎng)絡(luò)中對無線信道碼的系統(tǒng)標(biāo)識，系統(tǒng)為每個(gè)無線小區(qū)分配一個(gè)無線信道，用PN做標(biāo)識。在WCDMA、TD-SCDMA、LTE等其他制式的移動通信網(wǎng)絡(luò)中，對無線信道的標(biāo)識可能采用其他名稱，本發(fā)明方法可應(yīng)用于上述的其他制式的移動通信網(wǎng)絡(luò)，為便于描述，在本發(fā)明方法的描述中，統(tǒng)一用PN作為信道的名稱。到達(dá)時(shí)間差:終端和基站建無線信號傳播的時(shí)間，通過該時(shí)間和無線信號傳播速度可以折算出終端和基站的距離，可簡稱時(shí)間差。到達(dá)時(shí)間差可以是絕對時(shí)間差，即終端和一個(gè)基站間的信號傳播時(shí)間；也可以是相對時(shí)間差，即終端和2個(gè)基站間信號傳播時(shí)間的相對差值，根據(jù)這個(gè)相對時(shí)間差，可換算出終端和2個(gè)基站距離的差值。作為實(shí)施例，在CDMA網(wǎng)絡(luò)中，到達(dá)時(shí)間差是通過測量信號偏移量來獲得的，可以用信號的相位偏移pnPhase來代表。根據(jù)到達(dá)時(shí)間差換算出距離差的方法，可以參考現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間差定位方法TDOA、TOA的相關(guān)資料。信號強(qiáng)度:測量到的無線信號強(qiáng)度?？梢允墙K端測量到的扇區(qū)的無線信號強(qiáng)度，也可以是扇區(qū)所屬基站測量到的終端發(fā)射的無線信號。信號強(qiáng)度可以是絕對值，也可以是相對值，例如CDMA網(wǎng)絡(luò)中，用信噪比Ec/1 (信號和底噪的比值)來衡量信號強(qiáng)度。
主小區(qū):本發(fā)明方法中用于進(jìn)行定位計(jì)算的中心無線小區(qū)。通常以移動通信中終端的服務(wù)小區(qū)為本發(fā)明方法定位計(jì)算的主小區(qū)，作為其他實(shí)施方式，也可根據(jù)強(qiáng)度、和終端距離來選擇非服務(wù)小區(qū)為主小區(qū)，如選擇信號強(qiáng)度最大、時(shí)間差最少(即距離最短)的小區(qū)為主小區(qū)。鄰小區(qū):本發(fā)明方法中用于進(jìn)行定位計(jì)算的其他終端能接收到信號的相鄰的無線小區(qū)，通過從小區(qū)的信號強(qiáng)度、時(shí)間差等參數(shù)，進(jìn)一步確定終端中主小區(qū)中的準(zhǔn)確位置。如圖1所示，為本發(fā)明多基站混合定位方法的一實(shí)施例的流程示意圖。在本實(shí)施例中，多基站混合定位流程包括:步驟101、讀取終端周邊的至少一個(gè)基站的導(dǎo)頻信息，所述導(dǎo)頻信息至少包括所述基站下一個(gè)或多個(gè)小區(qū)的到達(dá)時(shí)間差和導(dǎo)頻強(qiáng)度；步驟102、獲取所述終端的主小區(qū)PN，并根據(jù)所述主小區(qū)PN確定對應(yīng)的服務(wù)基站的位置坐標(biāo)和扇區(qū)范圍；步驟103、根據(jù)至少包括所述主小區(qū)PN的小區(qū)PN對應(yīng)的到達(dá)時(shí)間差計(jì)算相應(yīng)的距離，并根據(jù)所述距離和所述服務(wù)基站的位置坐標(biāo)和扇區(qū)范圍初步確定所述終端所在的弧線形區(qū)域；步驟104、根據(jù)所述到達(dá)時(shí)間差和/或?qū)ьl強(qiáng)度的門限值從讀取的所述終端周邊的至少一個(gè)基站下各小區(qū)的PN中篩選至少一個(gè)鄰小區(qū)PN ；步驟105、根據(jù)主小區(qū)PN和篩選出的鄰小區(qū)PN對應(yīng)的導(dǎo)頻信息在初步確定的弧線形區(qū)域進(jìn)行校正求精，確定所述終端的準(zhǔn)確位置。在本實(shí)施例中，先要對終端周邊的基站導(dǎo)頻信息進(jìn)行讀取，以此作為定位計(jì)算的基礎(chǔ)，這個(gè)讀取過程可由終端完成，終端在獲得了導(dǎo)頻信息后，可以緩存在本地，并在本地完成定位計(jì)算，或者上報(bào)給定位服務(wù)器，由定位服務(wù)器完成定位計(jì)算。該讀取過程還可以由終端周邊的各個(gè)基站分別讀取，并上報(bào)給定位服務(wù)器，這樣定位服務(wù)器也可以獲得較為完成的終端周邊的至少一個(gè)基站的導(dǎo)頻信息，從而由定位服務(wù)器完成定位計(jì)算。在另一實(shí)施例中，優(yōu)選終端讀取自身周邊至少一個(gè)基站的導(dǎo)頻信息，并交由定位服務(wù)器完成定位計(jì)算，這樣可以充分的利用定位服務(wù)器的計(jì)算能力，降低對終端的軟硬件要求。在讀取的基站的導(dǎo)頻信息中，至少包括了周邊的基站下一個(gè)或多個(gè)小區(qū)的到達(dá)時(shí)間差和導(dǎo)頻強(qiáng)度，每個(gè)小區(qū)還具有自身的標(biāo)識信息PN。在讀取了導(dǎo)頻信息后，獲取終端的主小區(qū)PN。導(dǎo)頻信息可以被組織成激活集和鄰集兩部分，激活集中包括至少一個(gè)小區(qū)PN，其中通常第一個(gè)小區(qū)PN為當(dāng)前服務(wù)基站的服務(wù)小區(qū)，因此可以選擇終端的激活集中第一個(gè)小區(qū)PN作為主小區(qū)PN。而該主小區(qū)PN與服務(wù)基站對應(yīng)。而激活集中的其他小區(qū)PN和鄰集PN均可以作為初步確定終端的位置區(qū)域后的鄰小區(qū)PN的篩選范圍。在確定了主小區(qū)PN后，可以根據(jù)主小區(qū)PN確定服務(wù)基站的位置坐標(biāo)和扇區(qū)范圍。服務(wù)基站的位置坐標(biāo)和扇區(qū)范圍可以通過在基站數(shù)據(jù)庫中查詢獲得，位置坐標(biāo)通常以經(jīng)緯度的方式體現(xiàn)，扇區(qū)范圍可由主小區(qū)PN對應(yīng)的天線傾角來確定扇區(qū)的角度范圍。在確定了主小區(qū)的扇區(qū)區(qū)域后，可以根據(jù)主小區(qū)PN對應(yīng)的到達(dá)時(shí)間差計(jì)算終端和主小區(qū)相應(yīng)的距離，也就是由主小區(qū)PN對應(yīng)的時(shí)間差來計(jì)算終端到主小區(qū)所對應(yīng)的服務(wù)基站的距離，可以根據(jù)該距離和服務(wù)基站的位置坐標(biāo)和扇區(qū)范圍初步確定終端所在的弧線形區(qū)域(參見圖2中多個(gè)六邊形所在的圓弧線)。該距離的計(jì)算公式如下例:
Distance = V* Access_pn_offset * a ；其中，Distance表示終端到服務(wù)基站的距離；V表示信號傳播的平均速率；Access_pn_offset 表示到達(dá)時(shí)間差；a表示時(shí)間與碼片的比率，為預(yù)設(shè)常量。通過以上公式，只需確定到達(dá)時(shí)間差A(yù)CCeSS_pn_off set就可以計(jì)算出終端到服務(wù)基站的距離Distance。通過前面確定的扇形區(qū)域和該距離，可以劃出一條經(jīng)過該扇形區(qū)域的圓弧線型的區(qū)域，并可初步確定終端在這條圓弧線所形成的區(qū)域中的某個(gè)位置。在計(jì)算距離時(shí)，還可以根據(jù)主小區(qū)PN和某相鄰小區(qū)的時(shí)間差分別計(jì)算終端到主小區(qū)PN和某相鄰小區(qū)的基站的相應(yīng)的距離，計(jì)算公式可采用上面所示。這樣可以繪制出雙曲線，結(jié)合服務(wù)基站的位置坐標(biāo)和主小區(qū)的扇形區(qū)域塊可以劃出由雙曲線的一部分所構(gòu)成的弧線形區(qū)域，并可初步確定終端在這條弧線所形成的區(qū)域中的某個(gè)位置。另外，扇形區(qū)域的確定與該距離的計(jì)算不必有嚴(yán)格的時(shí)序關(guān)系，允許先計(jì)算出距離，再確定扇形區(qū)域，或者兩部分操作同時(shí)完成等。在初步確定了終端所在的弧線形區(qū)域之后，為了能進(jìn)一步的確定終端的準(zhǔn)確位置，還需要除了主小區(qū)PN之外的其他鄰小區(qū)PN，因此需要篩選出適合于定位求精計(jì)算的鄰小區(qū)PN。在篩選時(shí)主要考慮到各個(gè)小區(qū)的到達(dá)時(shí)間差和/或?qū)ьl強(qiáng)度與閾值的關(guān)系，篩選原則可以考慮選擇主小區(qū)同站點(diǎn)的左右相鄰小區(qū)，利用左右相鄰小區(qū)的信號強(qiáng)度比作為定位輔助相比于其它站點(diǎn)的小區(qū)有一定優(yōu)勢，因?yàn)樵谕徽军c(diǎn)中信號經(jīng)過的衰減路徑相同，因此得到的定位結(jié)果更準(zhǔn)確些。如果難以獲得合適的同站點(diǎn)的左右相鄰小區(qū)，則優(yōu)先選擇主小區(qū)中軸正交方向上的小區(qū)作為鄰小區(qū)，這種小區(qū)校正的作用更明顯，而與主小區(qū)中軸平行方向上的小區(qū)作用較小，對校正的貢獻(xiàn)小。在篩選出了用于校正求精的鄰小區(qū)PN后，可以按照上述原則對篩選出的鄰小區(qū)PN進(jìn)行判斷，判斷是否存在一到兩個(gè)所述鄰小區(qū)PN與所述主小區(qū)PN同屬于所述服務(wù)基站的情況。如果存在一個(gè)鄰小區(qū)PN與主小區(qū)PN同屬于所述服務(wù)基站的情況，則確定所述終端的準(zhǔn)確位置位于所述初步確定的弧線形區(qū)域(較粗弧線表示)中的鄰小區(qū)PN與主小區(qū)PN的相交處，參見圖3。如果存在兩個(gè)鄰小區(qū)PN與主小區(qū)PN同屬于服務(wù)基站的情況，也就是說兩個(gè)鄰小區(qū)PN分別為主小區(qū)PN的左右相鄰小區(qū)PN，此時(shí)可以根據(jù)兩個(gè)鄰小區(qū)的信號強(qiáng)度的比率確定從基站小區(qū)的位置坐標(biāo)向外放射的一條射線，并確定終端的準(zhǔn)確位置位于所述初步確定的弧線形區(qū)域(較粗弧線)與所述射線的相交處，參見圖4。作為圖4實(shí)施例的一個(gè)實(shí)例，一個(gè)基站有3個(gè)方向的小區(qū)PN1、PN2、PN3，三個(gè)小區(qū)的方向角分別是北向30度、150度、270度，小區(qū)張角都是120度，其中終端的服務(wù)小區(qū)是PN1，同時(shí)也測量到小區(qū)PN2、PN3的信號，信號強(qiáng)度分別為S1、S2、S3，這樣通過S2、S3的強(qiáng)度關(guān)系，可以計(jì)算出終端在小區(qū)PNl里面，是偏向小區(qū)PN2還是靠近小區(qū)PN3，即可以計(jì)算出一個(gè)大致的方向角的射線位置，這個(gè)方向的射線和圓弧的交點(diǎn)，就可以作為終端的位置。作為一個(gè)計(jì)算的實(shí)施例，射線角度計(jì)算公式如下:偏離小區(qū)PNl中軸的角度=(S1-S2)/ * K，其中K是偏移率作為其他實(shí)施例，偏離角度可以綜合考慮小區(qū)發(fā)射的功率、環(huán)境參數(shù)、天線傾斜角、權(quán)重等參數(shù)，有多種設(shè)置方式。作為實(shí)施例，如果只收到同基站的一個(gè)鄰小區(qū)信號，即如果只收到PN2的信號，而收不到PN3的信號，則可認(rèn)為終端在PNl和PN2的交界區(qū)域，即終端和PNl連線偏離小區(qū)PNl中軸的角度=1/2XPNl的張角=1/2X120度=60度。如果找不到鄰小區(qū)PN與主小區(qū)PN屬于同一基站，則可根據(jù)篩選出的至少兩個(gè)鄰小區(qū)PN所對應(yīng)的信號強(qiáng)度來確定相應(yīng)的權(quán)重值，計(jì)算出至少兩個(gè)鄰小區(qū)PN對應(yīng)的權(quán)重中心點(diǎn)，根據(jù)所述權(quán)重中心點(diǎn)與所述服務(wù)基站的位置坐標(biāo)確定經(jīng)過這兩個(gè)點(diǎn)的直線，并確定所述終端的準(zhǔn)確位置位于所述初步確定的弧線形區(qū)域與所述直線的相交處。權(quán)重中心點(diǎn)的計(jì)算過程如下例:基站I的坐標(biāo)為(X1, Y1),信噪比為N1Clb,所對應(yīng)的權(quán)值為Ii1 ；基站2的坐標(biāo)為(x2, y2),信噪比為N2db,所對應(yīng)的權(quán)值為k2 ；基站i的坐標(biāo)為(Xi, yj ,信噪比為NiClb,所對應(yīng)的權(quán)值為Iii ；增加權(quán)值后， 基站I 對應(yīng)的
權(quán)利要求
1.一種多基站混合定位方法,包括: 讀取終端周邊的至少一個(gè)基站的導(dǎo)頻信息，所述導(dǎo)頻信息至少包括所述基站下一個(gè)或多個(gè)小區(qū)的到達(dá)時(shí)間差和導(dǎo)頻強(qiáng)度； 獲取所述終端的主小區(qū)PN，并根據(jù)所述主小區(qū)PN確定對應(yīng)的服務(wù)基站的位置坐標(biāo)和扇區(qū)范圍； 根據(jù)至少包括所述主小區(qū)PN的小區(qū)PN對應(yīng)的到達(dá)時(shí)間差計(jì)算出相應(yīng)的距離，并根據(jù)所述距離和所述服務(wù)基站的位置坐標(biāo)和扇區(qū)范圍初步確定所述終端所在的弧線形區(qū)域； 根據(jù)所述到達(dá)時(shí)間差和 /或?qū)ьl強(qiáng)度的門限值從讀取的所述終端周邊的至少一個(gè)基站下各小區(qū)的PN中篩選至少一個(gè)鄰小區(qū)PN ； 根據(jù)主小區(qū)PN和篩選出的鄰小區(qū)PN對應(yīng)的導(dǎo)頻信息在初步確定的弧線形區(qū)域進(jìn)行校正求精，確定所述終端的準(zhǔn)確位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述讀取終端周邊的至少一個(gè)基站的導(dǎo)頻信息的操作具體為: 所述終端讀取自身周邊的至少一個(gè)基站的導(dǎo)頻信息，并緩存在本地； 所述終端讀取自身周邊的至少一個(gè)基站的導(dǎo)頻信息，并上報(bào)告給定位服務(wù)器；或者 所述終端周邊的至少一個(gè)基站獲取對應(yīng)于所述終端的導(dǎo)頻信息，并上報(bào)給定位服務(wù)器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述獲取終端的主小區(qū)PN的操作具體為: 獲取所述終端的激活集中第一個(gè)小區(qū)PN作為所述主小區(qū)PN，所述主小區(qū)PN與所述服務(wù)基站對應(yīng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述根據(jù)至少包括所述主小區(qū)PN的小區(qū)PN對應(yīng)的到達(dá)時(shí)間差計(jì)算相應(yīng)的距離的操作具體為: 采用以下公式計(jì)算所述距離Distance,Distance = V* Access—pn_offset * a ； 其中，V表示信號傳播的平均速率； Access_pn_offset表示到達(dá)時(shí)間差； a表示時(shí)間與碼片的比率，為預(yù)設(shè)常量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述根據(jù)主小區(qū)PN和篩選出的鄰小區(qū)PN對應(yīng)的導(dǎo)頻信息在初步確定的弧線形區(qū)域進(jìn)行校正求精，確定所述終端的準(zhǔn)確位置的操作具體包括: 對篩選出的鄰小區(qū)PN進(jìn)行判斷，判斷是否存在一到兩個(gè)所述鄰小區(qū)PN與所述主小區(qū)PN同屬于所述服務(wù)基站的情況； 如果存在一個(gè)鄰小區(qū)PN與所述主小區(qū)PN同屬于所述服務(wù)基站的情況，則確定所述終端的準(zhǔn)確位置位于所述初步確定的弧線形區(qū)域中的所述鄰小區(qū)PN與所述主小區(qū)PN的相交處； 如果存在兩個(gè)鄰小區(qū)PN與所述主小區(qū)PN同屬于所述服務(wù)基站的情況，則根據(jù)所述兩個(gè)鄰小區(qū)的信號強(qiáng)度的比率確定從所述基站小區(qū)的位置坐標(biāo)向外放射的一條射線，并確定所述終端的準(zhǔn)確位置位于所述初步確定的弧線形區(qū)域與所述射線的相交處。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中如果不存在所述鄰小區(qū)PN與所述主小區(qū)同屬于所述服務(wù)基站的情況，則根據(jù)篩選出的至少兩個(gè)鄰小區(qū)PN所對應(yīng)的信號強(qiáng)度來確定相應(yīng)的權(quán)重值，計(jì)算出所述至少兩個(gè)鄰小區(qū)PN對應(yīng)的權(quán)重中心點(diǎn)，根據(jù)所述權(quán)重中心點(diǎn)與所述服務(wù)基站的位置坐標(biāo)確定經(jīng)過這兩個(gè)點(diǎn)的直線，并確定所述終端的準(zhǔn)確位置位于所述初步確定的弧線形區(qū)域與所述直線的相交處。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述根據(jù)篩選出的至少兩個(gè)鄰小區(qū)PN所對應(yīng)的信號強(qiáng)度來確定相應(yīng)的權(quán)重值，計(jì)算出所述至少兩個(gè)鄰小區(qū)PN對應(yīng)的權(quán)重中心點(diǎn)的操作具體為: 從篩選出的鄰小區(qū)PN中選擇與所述主小區(qū)中軸的正交方向上的至少兩個(gè)所述鄰小區(qū)PN ； 根據(jù)選出的至少兩個(gè)鄰小區(qū)PN所對應(yīng)的信號強(qiáng)度來確定相應(yīng)的權(quán)重值，計(jì)算出所述至少兩個(gè)鄰小區(qū)PN對應(yīng)的權(quán)重中心點(diǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中還包括: 如果只讀取到所述終端的服務(wù)基站下各小區(qū)的信號強(qiáng)度，則根據(jù)所述主小區(qū)的半徑和所述服務(wù)基站中除主小區(qū)之外的另兩個(gè)小區(qū)的信號強(qiáng)度比值所確定的方向估算所述終端的位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中還包括: 如果只讀取到所述終端的服務(wù)基站和一個(gè)相鄰基站的導(dǎo)頻信息，則根據(jù)所述主小區(qū)和所述相鄰基站下的小區(qū)的到達(dá)時(shí)間差確定雙曲線，并根據(jù)所述服務(wù)基站中除主小區(qū)之外的另兩個(gè)小區(qū)的信號強(qiáng)度比值所確定的方向確定從所述基站小區(qū)的位置坐標(biāo)向外放射的一條射線，并根據(jù)所述雙曲線與所述射線的相交處確定所述終端的位置。
10.一種多基站混合定位裝置，包括: 導(dǎo)頻信息讀取單元，用于讀取終端周邊的至少一個(gè)基站的導(dǎo)頻信息，所述導(dǎo)頻信息至少包括所述基站下一個(gè)或多個(gè)小區(qū)的到達(dá)時(shí)間差和導(dǎo)頻強(qiáng)度； 主小區(qū)確定單元，用于獲取所述終端的主小區(qū)PN ； 服務(wù)基站確定單元，用于根據(jù)所述主小區(qū)PN確定對應(yīng)的服務(wù)基站的位置坐標(biāo)和扇區(qū)范圍； 終端位置初定單元，用于根據(jù)至少包括所述主小區(qū)PN的小區(qū)PN對應(yīng)的到達(dá)時(shí)間差計(jì)算相應(yīng)的距離，并根據(jù)所述距離和所述服務(wù)基站的位置坐標(biāo)和扇區(qū)范圍初步確定所述終端所在的弧線形區(qū)域； 鄰小區(qū)篩選單元，用于根據(jù)所述到達(dá)時(shí)間差和/或?qū)ьl強(qiáng)度的門限值從讀取的所述終端周邊的至少一個(gè)基站下各小區(qū)的PN中篩選至少一個(gè)鄰小區(qū)PN ； 校正求精單元，用于根據(jù)主小區(qū)PN和篩選出的鄰小區(qū)PN對應(yīng)的導(dǎo)頻信息在初步確定的弧線形區(qū)域進(jìn)行校正求精，確定所述終端的準(zhǔn)確位置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其中所述主小區(qū)確定單元具體用于獲取所述終端的激活集中第一個(gè)小區(qū)PN作為所述主小區(qū)PN，所述主小區(qū)PN與所述服務(wù)基站對應(yīng)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其中所述校正求精單元具體包括: 同基站判斷組件，用于對篩選出的鄰小區(qū)PN進(jìn)行判斷，判斷是否存在一到兩個(gè)所述鄰小區(qū)PN與所述主小區(qū)PN同屬于所述服務(wù)基站的情況； 第一位置確定組件，用于在判斷存在一個(gè)鄰小區(qū)PN與所述主小區(qū)PN同屬于所述服務(wù)基站的情況時(shí)，確定所述終端的準(zhǔn)確位置位于所述初步確定的弧線形區(qū)域中的所述鄰小區(qū)PN與所述主小區(qū)PN的相交處； 第二位置確定組件，用于在判斷存在兩個(gè)鄰小區(qū)PN與所述主小區(qū)PN同屬于所述服務(wù)基站的情況，則根據(jù)所述兩個(gè)鄰小區(qū)的信號強(qiáng)度的比率確定從所述基站小區(qū)的位置坐標(biāo)向外放射的一條射線，并確定所述終端的準(zhǔn)確位置位于所述初步確定的弧線形區(qū)域與所述射線的相交處。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其中所述校正求精單元還進(jìn)一步包括: 第三位置確定組件，用于在判斷不存在所述鄰小區(qū)PN與所述主小區(qū)同屬于所述服務(wù)基站的情況，則根據(jù)篩選出的至少兩個(gè)鄰小區(qū)PN所對應(yīng)的信號強(qiáng)度來確定相應(yīng)的權(quán)重值，計(jì)算出所述至少兩個(gè)鄰小區(qū)PN對應(yīng)的權(quán)重中心點(diǎn)，根據(jù)所述權(quán)重中心點(diǎn)與所述服務(wù)基站的位置坐標(biāo)確定經(jīng)過這兩個(gè)點(diǎn)的直線，并確定所述終端的準(zhǔn)確位置位于所述初步確定的弧線形區(qū)域與所述 直線的相交處。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多基站混合定位方法，包括讀取終端周邊基站的導(dǎo)頻信息，導(dǎo)頻信息包括一個(gè)或多個(gè)小區(qū)的到達(dá)時(shí)間差和導(dǎo)頻強(qiáng)度；獲取主小區(qū)PN，并根據(jù)主小區(qū)PN確定服務(wù)基站的位置坐標(biāo)和扇區(qū)范圍；根據(jù)至少包括主小區(qū)PN的小區(qū)PN對應(yīng)的到達(dá)時(shí)間差計(jì)算距離，并根據(jù)距離和服務(wù)基站的位置坐標(biāo)和扇區(qū)范圍初步確定終端所在區(qū)域；根據(jù)導(dǎo)頻信息的門限值篩選鄰小區(qū)PN；根據(jù)主小區(qū)PN和篩選出的鄰小區(qū)PN對應(yīng)的導(dǎo)頻信息在初步確定區(qū)域進(jìn)行校正求精，確定終端的準(zhǔn)確位置。本發(fā)明涉及一種多基站混合定位裝置。本發(fā)明能夠解決現(xiàn)有多基站定位算法對不同方向的基站信號傳播環(huán)境差異缺乏考慮的問題，盡可能減少無線傳播環(huán)境影響對時(shí)差定位技術(shù)造成的誤差。
文檔編號H04W64/00GK103179659SQ201110440039
公開日2013年6月26日 申請日期2011年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月26日
發(fā)明者梁宇杰, 李一彪, 王愛寶, 楊杰, 盧燕青 申請人:中國電信股份有限公司