專利名稱：一種在cdma中基于測量報告實現(xiàn)定位的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種在CDMA中基于測量報告實現(xiàn)定位的方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
MR (Measurement Report)稱為測量報告,協(xié)議中規(guī)定在通話過程中周期發(fā)送或者事件觸發(fā)上報，包含了網(wǎng)上所有用戶所處地理位置的無線環(huán)境信息。用MR數(shù)據(jù)來做網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化能最接近真實無線環(huán)境的數(shù)據(jù)反映、最貼近用戶感知的數(shù)據(jù)。與傳統(tǒng)的路測DT相比，定位后測量報告的位置信息不如路測準(zhǔn)確，但由于測量報告可以取到所有用戶任意時間段的信息，其海量統(tǒng)計特征是路測所無法比擬的。
基于MR的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化分析是利用現(xiàn)網(wǎng)手機用戶的實時狀態(tài)，基于快速真實的海量手機測量報告，直接采集手機用戶前反向鏈路數(shù)據(jù)，在實際話務(wù)模型下進行優(yōu)化，能夠及時發(fā)現(xiàn)覆蓋問題、鄰區(qū)多配漏配問題、直觀全面地了解話務(wù)密度、前反向質(zhì)量和干擾狀況。對測量報告做位置定位，是把所有的終端位置在地圖上打點渲染，并用不同顏色的變化體現(xiàn)評估指標(biāo)的好壞程度。
基于碼分多址CDMA技術(shù)中的情況，現(xiàn)有的移動終端定位方法很多，但還沒有有效的實現(xiàn)基于MR的定位實現(xiàn)方法。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明基于現(xiàn)有定位技術(shù)的不足，提供了一種在在CDMA中基于測量報告實現(xiàn)定位的方法及系統(tǒng)，可以更高效率的滿足終端定位。
本發(fā)明提供了一種在CDMA中基于測量報告實現(xiàn)定位的方法，包括如下步驟
獲取CDMA產(chǎn)品中的上報信息中的小區(qū)編號CELLID，確定小區(qū)覆蓋范圍；
在測量報告MR跟蹤中獲得移動終端上報分支的信號到達(dá)時間Τ0Α，根據(jù)TOA計算移動終端與基站的距尚;
根據(jù)確定的小區(qū)覆蓋范圍和移動終端與基站的距離進行定位分析。
所述根據(jù)確定的小區(qū)覆蓋范圍和移動終端與基站的距離進行定位分析中包括
判斷上報分支的路數(shù)情況，根據(jù)判斷的上報分支的路數(shù)情況進行定位分析。
所述根據(jù)確定的小區(qū)覆蓋范圍和移動終端與基站的距離進行定位分析包括
當(dāng)判斷僅有一路分支上報TOA時，結(jié)合TOA與扇區(qū)方向信息，使用信號到達(dá)角度 AOA與TOA相結(jié)合的定位分析方法，分析出終端的位置。
所述根據(jù)確定的小區(qū)覆蓋范圍和移動終端與基站的距離進行定位分析包括
當(dāng)判斷有兩路分支上報的TOA時，使用TOA定位分析法，通過兩圓交點算法分析出終端的位置。
所述根據(jù)確定的小區(qū)覆蓋范圍和移動終端與基站的距離進行定位分析包括
當(dāng)判斷有三路以上的分支上報TOA時，通過分支TOA與參考頻道TOA差值構(gòu)造兩路分支的信號到達(dá)時間差TD0A，使用雙曲線法分析出終端的位置。相應(yīng)的，本發(fā)明實施例還提供了一種在CDMA中基于測量報告實現(xiàn)定位的系統(tǒng)，包括小區(qū)編號獲取模塊，用于獲取CDMA產(chǎn)品中的上報信息中的小區(qū)編號CELLID，確定小區(qū)覆蓋范圍；信號到達(dá)時間獲取模塊，用于在測量報告MR跟蹤中獲得移動終端上報分支的信號到達(dá)時間Τ0Α，根據(jù)TOA計算移動終端與基站的距離；定位分析模塊，用于根據(jù)確定的小區(qū)覆蓋范圍和移動終端與基站的距離進行定位分析。所述定位分析模塊中包括
上報分支分析單元，用于判斷上報分支的路數(shù)情況，根據(jù)判斷的上報分支的路數(shù)情況進行定位分析。所述定位模塊包括第一分支結(jié)果獲取單元，用于從上報分支分析單元中獲取判斷的結(jié)果，如果獲取的結(jié)果為一路分析上報TOA時，喚醒第一分析定位處理單元進行處理；第一分析定位處理單元，用于結(jié)合TOA與扇區(qū)方向信息，使用信號到達(dá)角度AOA與TOA相結(jié)合的定位分析方法，分析出終端的位置。所述定位模塊包括第二分支結(jié)果獲取單元，用于從上報分支分析單元中獲取判斷的結(jié)果，如果獲取的結(jié)果為兩路分析上報TOA時，喚醒第二分析定位處理單元進行處理；第二分析定位處理單元，用于使用TOA定位分析法，通過兩圓交點算法分析出終端的位置。所述定位模塊包括第三分支結(jié)果獲取單元，用于從上報分支分析單元中獲取判斷的結(jié)果，如果獲取的結(jié)果為三路以上的分支上報TOA時，喚醒第三分析定位處理單元進行處理；第三分析定位處理單元，用于使用TOA定位分析法，通過兩圓交點算法分析出終端的位置。通過實施本發(fā)明實施例，本發(fā)明主要基于終端上報參考小區(qū)或鄰小區(qū)ID確定終端大致范圍，基于參考導(dǎo)頻及激活級分支上報的時間延遲確定終端與已知位置小區(qū)的距離。根據(jù)上報消息不同分支數(shù)目，選擇結(jié)合AOA，TOA, TDOA等信號參數(shù)定位方法，從而最終確定終端位置。本定位方法計算響應(yīng)速度快，可以獲得50米至300米的定位精度，此精度高于場強定位精度，高于基于特征匹配定位精度。


圖1為本發(fā)明實施例提供的根據(jù)TOA定位估計MS位置示意圖；圖2為本發(fā)明實施例提供的根據(jù)TDOA定位估計MS位置示意圖；圖3為本發(fā)明實施例提供的根據(jù)AOA定位估計MS位置示意圖；圖4為本發(fā)明實施例提供的在CDMA中基于測量報告實現(xiàn)定位的方法流程圖；圖5為本發(fā)明實施例提供的在CDMA中基于測量報告實現(xiàn)定位的方法具體流程
圖6為本發(fā)明實施例提供的雙圓包含情形的示例圖7為本發(fā)明實施例提供的雙圓相離情形的示例圖8為本發(fā)明實施例提供的雙圓相切情形的不例圖9為本發(fā)明實施例提供的雙圓相交情形的示例圖10為本發(fā)明實施例提供的雙圓相交情形的另一不例圖11為本發(fā)明實施例提供的有效分支大于等于三情形的示意圖12為本發(fā)明實施例提供的在CDMA中基于測量報告實現(xiàn)定位的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖13為本發(fā)明實施例提供的定位分析模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合本發(fā)明的實施例來詳細(xì)說明基于微型文字顯示的無線終端示意圖。
無線定位就是在有效的無線覆蓋范圍內(nèi)給移動用戶提供自身位置的實時信息。本質(zhì)上都是利用無線信號的特征變化，如傳播時間、時間差、信號場強、相位或入射角等，通過其一定的幾何原理計算目標(biāo)位置。
根據(jù)信號的傳輸時延估計結(jié)果對移動終端進行定位，至少需要三個基站。利用信號到達(dá)的角度進行定位，至少需要兩個基站。若同時利用傳輸時延和角度進行定位，則僅需要一個基站即可。由于受移動通信信道噪聲，多徑傳播或非視距等因素的影響，蜂窩無線電定位系統(tǒng)很難達(dá)到較高定位精度，定位覆蓋范圍也受到蜂窩移動通信系統(tǒng)場強覆蓋范圍的限制。在多徑傳輸?shù)那闆r下，利用基站對移動終端進行位置估計包含了信號 方向及時間延時的變化較緩慢，衰落僅影響信號的強度。也就是說角度和時間延時參數(shù)是相對穩(wěn)定的。
a.起源蜂窩小區(qū)C00(Cell Of Origin)定位技術(shù)
起源蜂窩小區(qū)定位技術(shù)是根據(jù)移動臺所處的小區(qū)標(biāo)識號ID來確定用戶的位置。 移動臺在當(dāng)前小區(qū)注冊后，在系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中就會有相對應(yīng)的小區(qū)ID號。只要系統(tǒng)能夠把該小區(qū)基站設(shè)置的中心位置(在當(dāng)?shù)氐貓D中的位置)和小區(qū)的覆蓋半徑廣播給小區(qū)范圍內(nèi)的所有移動臺，這些移動臺就能知道自己處在什么地方，查詢數(shù)據(jù)庫即可獲取位置信息。 該定位方案的優(yōu)點是無需對網(wǎng)絡(luò)和手機進行修改，響應(yīng)時間短。但它的定位精度取決于小區(qū)的半徑。
b.抵達(dá)時間 TOA(Time Of Arrival)定位技術(shù)
圖1據(jù)TOA定位估計MS位置，如果移動臺MS和基站BS處于可視的范圍內(nèi)，則其間的距離Cli為Cli = CAti ;其中c為光速，Ati為無線電信號在MS和BSi之間的傳播時延。
當(dāng)移動臺MS至少與三個BS的傳播時延已知時，就可計算出MS的位置(見圖1)。 當(dāng)移動臺MS與BS間不處于直視范圍，則對MS位置的估計會產(chǎn)生誤差，即圖中的圓弧不能相交于一點。如此可米用MS位置與TOA圓弧間的距離為均方誤差最小的方法。如果有多于3個的TOA測量結(jié)果，則精度可以提高。
c.抵達(dá)時間差異 TDOA(Time Difference OfArrival)定位技術(shù)
圖2據(jù)TDOA定位估計MS位置，本方法是基于收到不同基站BS的信號的時差。如果MS收到相鄰BS1和BS2的信號的時間差為Λ t，如果這時MS與BS處于可視范圍內(nèi)，則MS的位置在一條雙曲線上(見圖2)。drd2 = CAt，其中Ci1 Sms到BS1的距離，d2SMS到BS2的距離，C為光速，采用三個不同的基站可以測到兩個TD0A(到達(dá)時差)，移動站位于兩個TDOA決定的雙曲線的交點上。與TOA法相似，TDOA法的定位方法可以采用移動站MS到雙曲線距離均方誤差最小的算法，條件是有兩個以上的TDOA值可以用來計算。TDOA法與TOA法比較優(yōu)點之一是當(dāng)計算TDOA值時，計算誤差對所有的基站是相同的且其和為零，這些誤差包括公共的多徑時延和同步誤差。該定位技術(shù)降低了對時間的同步要求。在誤差環(huán)境下性能相對優(yōu)越，在蜂窩通信系統(tǒng)的定位技術(shù)中備受關(guān)注。d.角度到達(dá) AOA (Angle Of Arrival)定位技術(shù)圖3據(jù)AOA定位估計MS位置，該技術(shù)根據(jù)信號到達(dá)的角度，確定移動臺相對于基站的角度關(guān)系，只要測量一個移動臺距兩個基站的信號到達(dá)角度，就可以確定出移動臺的 位置(見圖3)。信號到達(dá)角度測量需要定向天線，缺點是需要復(fù)雜的天線，易出現(xiàn)定位盲本發(fā)明實施例中基于MR的定位方法。目前CDMA產(chǎn)品中上報信息中有CELLIDJi應(yīng)工參表基本可以確定小區(qū)覆蓋范圍。在MR跟蹤或CHR跟蹤中能夠獲得手機上報分支的Τ0Α，根據(jù)TOA可以計算手機到基站的距離，可以用于定位分析。當(dāng)僅有一路分支上報TOA時，結(jié)合TOA與扇區(qū)方向信息，使用AOA與TOA結(jié)合的定位法，給出終端的位置。當(dāng)有兩路分支上報的TOA時，使用TOA定位法，解雙圓交點求終端位置。AOA配合取最優(yōu)解。鑒于TDOA定位方法優(yōu)于由于TOA定位方法，當(dāng)上報的TOA大于等于三個時，通過分支TOA與參考導(dǎo)頻TOA差值構(gòu)造兩路分支的TD0A，使用雙曲線法可以唯一確定終端的位置。具體的，圖4示出了本發(fā)明實施例中的在CDMA中基于測量報告實現(xiàn)定位的方法流程圖，包括如下步驟S401 :獲取CDMA產(chǎn)品中的上報信息中的小區(qū)編號CELLID，確定小區(qū)覆蓋范圍；S402:在測量報告MR跟蹤中獲得移動終端上報分支的信號到達(dá)時間Τ0Α，根據(jù)TOA計算移動終端與基站的距離；S403:根據(jù)確定的小區(qū)覆蓋范圍和移動終端與基站的距離進行定位分析。具體的，圖5示出了本發(fā)明實施例子中的在CDMA中基于測量報告實現(xiàn)定位的方法具體流程圖，包括如下步驟S501 :獲取CDMA產(chǎn)品中的上報信息中的小區(qū)編號CELLID，確定小區(qū)覆蓋范圍；S502 :在測量報告MR跟蹤中獲得移動終端上報分支的信號到達(dá)時間Τ0Α，根據(jù)TOA計算移動終端與基站的距離；S503 :判斷上報分支的路數(shù)情況；后續(xù)主要根據(jù)判斷的上報分支的路數(shù)情況進行定位分析，其主要在S504至S506中有所體現(xiàn)。S504 :當(dāng)判斷僅有一路分支上報TOA時，結(jié)合TOA與扇區(qū)方向信息，使用信號到達(dá)角度AOA與TOA相結(jié)合的定位分析方法，分析出終端的位置。選取參考導(dǎo)頻TOA對應(yīng)的小區(qū)作為參考小區(qū)，通過TOA值確定終端與參考小區(qū)間距離 R=c* TOA0
如果是全向站，利用參考小區(qū)位置與終端與參考小區(qū)的距離信息選擇一點作為定位結(jié)果。
如果是定向站，根據(jù)扇區(qū)方向角、張角及TOA距離，做一個圓弧，終端位置隨機分布在此圓弧上。
參考小區(qū)經(jīng)緯度(Lat。，Long。)，設(shè)在直角坐標(biāo)系中，參考小區(qū)位置為坐標(biāo)原點 (0，0)，終端與參考小區(qū)距離為R，終端的實際坐標(biāo)(x，y)，則x2+y2 = R2。
如果是全向站，隨機取滿足x2+y2 = R2式的(x，y)，將坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為經(jīng)緯度形式即可獲得終端的定位結(jié)果。
如果是定向站，設(shè)扇區(qū)方向角為α，張角為β，隨機取滿足x2+y2 = R2式的(x，y)， 其中
權(quán)利要求
1.一種在CDMA中基于測量報告實現(xiàn)定位的方法，其特征在于，包括如下步驟獲取CDMA產(chǎn)品中的上報信息中的小區(qū)編號CELLID，確定小區(qū)覆蓋范圍；在測量報告MR跟蹤中獲得移動終端上報分支的信號到達(dá)時間Τ0Α，根據(jù)TOA計算移動終端與基站的距離；根據(jù)確定的小區(qū)覆蓋范圍和移動終端與基站的距離進行定位分析。
2.如權(quán)利要求1所述的在CDMA中基于測量報告實現(xiàn)定位的方法，其特征在于，所述根據(jù)確定的小區(qū)覆蓋范圍和移動終端與基站的距離進行定位分析中包括判斷上報分支的路數(shù)情況，根據(jù)判斷的上報分支的路數(shù)情況進行定位分析。
3.如權(quán)利要求2所述的在CDMA中基于測量報告實現(xiàn)定位的方法，其特征在于，所述根據(jù)確定的小區(qū)覆蓋范圍和移動終端與基站的距離進行定位分析包括當(dāng)判斷僅有一路分支上報TOA時，結(jié)合TOA與扇區(qū)方向信息，使用信號到達(dá)角度AOA與 TOA相結(jié)合的定位分析方法，分析出終端的位置。
4.如權(quán)利要求2所述的在CDMA中基于測量報告實現(xiàn)定位的方法，其特征在于，所述根據(jù)確定的小區(qū)覆蓋范圍和移動終端與基站的距離進行定位分析包括當(dāng)判斷有兩路分支上報的TOA時，使用TOA定位分析法，通過兩圓交點算法分析出終端的位置。
5.如權(quán)利要求2所述的在CDMA中基于測量報告實現(xiàn)定位的方法，其特征在于，所述根據(jù)確定的小區(qū)覆蓋范圍和移動終端與基站的距離進行定位分析包括當(dāng)判斷有三路以上的分支上報TOA時，通過分支TOA與參考頻道TOA差值構(gòu)造兩路分支的信號到達(dá)時間差TD0A，使用雙曲線法分析出終端的位置。
6.一種在CDMA中基于測量報告實現(xiàn)定位的系統(tǒng),其特征在于,包括小區(qū)編號獲取模塊，用于獲取CDMA產(chǎn)品中的上報信息中的小區(qū)編號CELLID，確定小區(qū)覆蓋范圍；信號到達(dá)時間獲取模塊，用于在測量報告MR跟蹤中獲得移動終端上報分支的信號到達(dá)時間Τ0Α，根據(jù)TOA計算移動終端與基站的距離；定位分析模塊，用于根據(jù)確定的小區(qū)覆蓋范圍和移動終端與基站的距離進行定位分析。
7.如權(quán)利要求6所述的在CDMA中基于測量報告實現(xiàn)定位的系統(tǒng)，其特征在于，所述定位分析模塊中包括上報分支分析單元，用于判斷上報分支的路數(shù)情況，根據(jù)判斷的上報分支的路數(shù)情況進行定位分析。
8.如權(quán)利要求7所述的在CDMA中基于測量報告實現(xiàn)定位的系統(tǒng)，其特征在于，所述定位模塊包括第一分支結(jié)果獲取單元，用于從上報分支分析單元中獲取判斷的結(jié)果，如果獲取的結(jié)果為一路分析上報TOA時，喚醒第一分析定位處理單元進行處理；第一分析定位處理單元，用于結(jié)合TOA與扇區(qū)方向信息，使用信號到達(dá)角度AOA與TOA 相結(jié)合的定位分析方法，分析出終端的位置。
9.如權(quán)利要求7所述的在CDMA中基于測量報告實現(xiàn)定位的系統(tǒng)，其特征在于，所述定位模塊包括第二分支結(jié)果獲取單元，用于從上報分支分析單元中獲取判斷的結(jié)果，如果獲取的結(jié)果為兩路分析上報TOA時，喚醒第二分析定位處理單元進行處理；第二分析定位處理單元，用于使用TOA定位分析法，通過兩圓交點算法分析出終端的位置。
10.如權(quán)利要求7所述的在CDMA中基于測量報告實現(xiàn)定位的系統(tǒng)，其特征在于，所述定位模塊包括第三分支結(jié)果獲取單元，用于從上報分支分析單元中獲取判斷的結(jié)果，如果獲取的結(jié)果為三路以上的分支上報TOA時，喚醒第三分析定位處理單元進行處理；第三分析定位處理單元，用于使用TOA定位分析法，通過兩圓交點算法分析出終端的位置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在CDMA中基于測量報告實現(xiàn)定位的方法及系統(tǒng)，該方法包括如下步驟獲取CDMA產(chǎn)品中的上報信息中的小區(qū)編號CELLID，確定小區(qū)覆蓋范圍；在測量報告MR跟蹤中獲得移動終端上報分支的信號到達(dá)時間TOA，根據(jù)TOA計算移動終端與基站的距離；根據(jù)確定的小區(qū)覆蓋范圍和移動終端與基站的距離進行定位分析。通過實施本發(fā)明，本定位方法計算響應(yīng)速度快，此精度高于場強定位精度，高于基于特征匹配定位精度。
文檔編號H04W64/00GK103002502SQ20121051247
公開日2013年3月27日 申請日期2012年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月4日
發(fā)明者徐志強, 劉麗華 申請人:廣州瀚信通信科技股份有限公司