專利名稱：一種多方法復(fù)合精確定位cdma移動(dòng)終端的方法和系統(tǒng)的制作方法
一種多方法復(fù)合精確定位CDMA移動(dòng)終端的方法和系統(tǒng)本發(fā)明涉及無線技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種支持多種參數(shù)使用多種方法復(fù)合精確定位CDMA移動(dòng)終端的方法和系統(tǒng)。無線定位技術(shù)作為無線通信業(yè)務(wù)分析及網(wǎng)絡(luò)狀況分析的基礎(chǔ)，影響無線通信技術(shù)的規(guī)劃、優(yōu)化及發(fā)展，定位技術(shù)影響無線通信技術(shù)的多個(gè)領(lǐng)域，成為無線通信技術(shù)的一項(xiàng)重要業(yè)務(wù)?，F(xiàn)有技術(shù)對用戶群體定位技術(shù)欠缺，造成對無線通信用戶位置信息的欠缺，導(dǎo)致對用戶行為分析，無線通信網(wǎng)絡(luò)狀況分析的困難?，F(xiàn)有的無線定位技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)使用GPS 的用戶終端的精確定位，精確測量TDOA數(shù)據(jù)的雙曲定位，使用用戶上報(bào)數(shù)據(jù)的粗略定位估算。這樣，收集到用戶的通話信息及位置信息，可以進(jìn)一步分析無線通信網(wǎng)絡(luò)。另一方面， 隨著無線通信的飛速發(fā)展，無線通信業(yè)務(wù)量飛速發(fā)展，使用GPS定位的路測技術(shù)所得用戶樣本數(shù)據(jù)在實(shí)際數(shù)據(jù)比例中越來越少；而無線通信的利用分布越來越廣泛，使得使用用戶上報(bào)數(shù)據(jù)定位成為了必要?，F(xiàn)有的精確定位技術(shù)主要基于GPS定位技術(shù)，對單個(gè)終端使用GPS模塊作定位。 由于GPS模塊對硬件設(shè)備要求較高，且只能用于室外定位。對于無線通信中多用戶位置數(shù)據(jù)采集分析造成很大的困難，定位成本較高。依據(jù)相關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù)的定位方法主要使用基于 T0A、TD0A、A0A等參數(shù)，使用一種或多種參數(shù)混合定位，定位精度較低。其中AOA參數(shù)獲取需要硬件設(shè)備智能天線的支持；且在NLOS環(huán)境下TOA及AOA參數(shù)誤差較大，TDOA準(zhǔn)確測量難度大。因數(shù)據(jù)精度不高導(dǎo)致定位精度較低，使用TDOA定位常用雙曲定位技術(shù)，方法復(fù)雜度相對較高，定位速度較慢。CDMA定位技術(shù)主要使用A0A、T0A、TD0A等參數(shù)進(jìn)行組合定位，參數(shù)組合使用的方法主要是依據(jù)不同的參數(shù)計(jì)算定位區(qū)域或方向，組合不同的參數(shù)定位結(jié)果確定定位坐標(biāo)。現(xiàn)有定位技術(shù)存在以下問題使用GPS模塊定位及使用AOA角度信息定位的方法需要終端設(shè)備或智能天線支持，對硬件要求比較高；使用AOA、TOA等參數(shù)現(xiàn)有定位精確度較低；TDOA的雙曲定位需求定位基站多，且在NLOS環(huán)境中定位效果差；常用的組合定位方法因數(shù)據(jù)誤差大，定位效果不理想。此外一些基于TDOA的改進(jìn)的雙曲定位方法中， 在NLOS環(huán)境下加權(quán)定位或二次最小二乘定位等隨機(jī)性大，定位結(jié)果不理想；一些迭代的方法復(fù)雜度高，收斂速度慢，定位結(jié)果精度一般。本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)問題，對TOA、TDOA、EcIo等參數(shù)，基于內(nèi)在關(guān)系高度復(fù)合聯(lián)系定位的方法，對于多參數(shù)定位點(diǎn)，使用迭代線性修正加權(quán)雙曲定位方法，依據(jù)TOA與TDOA緊密關(guān)系，收斂速度快，定位精度高，并使用定位結(jié)果反饋更新特征數(shù)據(jù)庫， 使得具有一定參數(shù)類型及數(shù)量的數(shù)據(jù)可以使用特征庫定位，對于前兩種定位方法，使用依據(jù)地圖信息和通信業(yè)務(wù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，進(jìn)行一定校正，參數(shù)類型較單一或參數(shù)數(shù)量少的數(shù)據(jù)，依據(jù)地圖信息、工參信息、通信業(yè)務(wù)統(tǒng)計(jì)信息進(jìn)行貝葉斯估算及蒙特卡羅概率仿真定位，提供一種自定位精度高、定位速度快及通用性強(qiáng)的支持多種參數(shù)使用多種方法復(fù)合精確定位 CDMA移動(dòng)終端的方法和系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，設(shè)計(jì)一種多方法復(fù)合精確定位CDMA移動(dòng)終端的方法和系統(tǒng)， 其特征在于由地圖信息、小區(qū)工參數(shù)據(jù)及定位數(shù)據(jù)導(dǎo)入，定位數(shù)據(jù)分析及誤差數(shù)據(jù)修正， T0A/TD0A復(fù)合精確定位，定位反饋更新特征數(shù)據(jù)庫，基于EcIo的指紋特征定位，基于位置信息的概率估算定位系統(tǒng)構(gòu)成，所述的地圖信息、小區(qū)工參數(shù)據(jù)及定位數(shù)據(jù)導(dǎo)入地圖建筑信息、ClUtter信息，導(dǎo)入小區(qū)基本參數(shù)包括坐標(biāo)方位角等信息，導(dǎo)入定位數(shù)據(jù)主要為用戶上報(bào)數(shù)據(jù)或定位使用的中間格式數(shù)據(jù)，所述的定位數(shù)據(jù)分析及誤差數(shù)據(jù)修正依據(jù)數(shù)據(jù)測量的分布及數(shù)據(jù)的相關(guān)關(guān)系，并依據(jù)已有數(shù)據(jù)進(jìn)行位置快速粗略估算，依據(jù)估算位置一定程度上修正定位數(shù)據(jù)，并依據(jù)所有參數(shù)及其類型的數(shù)量和對應(yīng)的參數(shù)估算誤差選擇定位方法；所述的T0A/TD0A復(fù)合精確定位需要上報(bào)三個(gè)及以上的基站信息，上報(bào)數(shù)據(jù)估算誤差無異常，使用基于移動(dòng)終端的TOA及TDOA復(fù)合的迭代線性修正的雙曲定位的方法，進(jìn)行精確定位，記錄定位數(shù)據(jù)及結(jié)果；所述的定位反饋更新特征數(shù)據(jù)庫得到精確定位，定位結(jié)果反饋更新EcIo指紋特征庫；所述的依據(jù)EcIo特征庫指紋定位主要依靠EcIo特征庫，特征庫主要依據(jù)路測數(shù)據(jù)校正的傳播模型，通過預(yù)測計(jì)算所得的EcIo特征庫及T0A/TD0A復(fù)合精確定位都更新的EcIo特征庫復(fù)合，定位需要至少兩個(gè)小區(qū)EcIo信息進(jìn)行指紋特征匹配定位； 所述的基于位置信息概率估算定位，主要依據(jù)類似以上兩種定位方法估算的位置范圍及用戶分布情況，依據(jù)用戶分布，進(jìn)行概率估算定位。T0A/TD0A復(fù)合精確定位的方法a.初始化數(shù)據(jù)，使用基于TDOA的改進(jìn)的加權(quán)的雙曲定位方法定位；b.基于定位結(jié)果及上報(bào)TOA系數(shù)，修正TOA并反饋加權(quán)系數(shù)；c.使用步驟2反饋的加權(quán)系數(shù)使用基于TDOA的改進(jìn)的加權(quán)的雙曲定位方法定位；d.重復(fù)步驟2及步驟3，致TOA及加權(quán)系數(shù)收斂記錄定位數(shù)據(jù)及定位結(jié)果，并處理不收斂數(shù)據(jù)；e.依據(jù)地圖信息修正定位結(jié)果，并對同時(shí)具有EcIo上報(bào)數(shù)據(jù)的定位數(shù)據(jù)，使用定位結(jié)果及定位數(shù)據(jù)更新EcIo特征庫。EcIo特征庫指紋定位的方法a.使用已有數(shù)據(jù)(定位結(jié)果數(shù)據(jù)及路測數(shù)據(jù))校正傳播模型；b.使用校正后的傳播模型，通過預(yù)測計(jì)算EcIo分布，并建立EcIo特征庫；c.對于上報(bào)EcIo信息，基于EcIo特征庫，依據(jù)估算位置壓縮搜索范圍，進(jìn)行特征匹配，使用高精度的匹配方法匹配定位，并記錄定位數(shù)據(jù)及結(jié)果。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明中對參數(shù)進(jìn)行緊密聯(lián)系，快速復(fù)合定位，并對定位結(jié)果進(jìn)行反饋更新定位信息，系統(tǒng)具有一定自適應(yīng)能力，并且系統(tǒng)具有對數(shù)據(jù)初始分析，定位分析能力，并通過分析進(jìn)行智能選擇定位方法，排除及處理初始數(shù)據(jù)，在發(fā)明中使用的方法，依據(jù)對上報(bào)數(shù)據(jù)的分析，從現(xiàn)有方法依據(jù)數(shù)學(xué)理論及通信技術(shù)原理進(jìn)行改進(jìn)，方法適用性穩(wěn)定性、計(jì)算精度、時(shí)間復(fù)雜度、空間復(fù)雜度得到較大提升，且多個(gè)模塊既具有聯(lián)系緊密性，而各自實(shí)現(xiàn)也具有相對獨(dú)立性，同時(shí)對各個(gè)方法的處理具有可擴(kuò)展性，對定位數(shù)據(jù)及結(jié)果處理具有統(tǒng)一性，使得本發(fā)明的擴(kuò)展和使用具有較大的空間，本發(fā)明彌補(bǔ)了現(xiàn)有的定位技術(shù)對數(shù)據(jù)依賴性強(qiáng)及定位適用性不高的不足，降低了用戶位置信息獲取的成本，同時(shí)解決了現(xiàn)有上報(bào)數(shù)據(jù)定位技術(shù)中，定位速度慢及定位精度低的問題，使得用戶位置信息可以依據(jù)各種可用參數(shù)快速獲取，值得推廣。

圖1為本發(fā)明的方法流程圖；圖2為本發(fā)明的T0A/TD0A復(fù)合精確定位的方法流程圖；圖3為本發(fā)明的EcIo特征庫指紋定位的方法流程圖。指定圖1為摘要附圖。以下結(jié)合附圖對本發(fā)明創(chuàng)造做進(jìn)一步詳細(xì)說明，這種制造技術(shù)對本專業(yè)的人士來說是清楚的。如圖1所示，多參數(shù)多方法定位的系統(tǒng)示意圖，主要涉及地圖信息、小區(qū)工參數(shù)據(jù)及定位數(shù)據(jù)導(dǎo)入，定位數(shù)據(jù)分析及誤差數(shù)據(jù)修正，T0A/TD0A復(fù)合精確定位，定位反饋更新特征數(shù)據(jù)庫，基于EcIo的指紋特征定位，基于位置信息的概率估算定位等。具體說明如下地圖信息、小區(qū)工參數(shù)據(jù)及定位數(shù)據(jù)導(dǎo)入地圖信息、小區(qū)工參數(shù)據(jù)及定位數(shù)據(jù)導(dǎo)入是定位前必要準(zhǔn)備，主要導(dǎo)入地圖建筑信息、Clutter信息，導(dǎo)入小區(qū)基本參數(shù)包括坐標(biāo)方位角等信息，導(dǎo)入定位數(shù)據(jù)主要為用戶上報(bào)數(shù)據(jù)或定位使用的中間格式數(shù)據(jù)。定位數(shù)據(jù)分析及誤差數(shù)據(jù)修正定位數(shù)據(jù)分析及誤差數(shù)據(jù)修正為定位前數(shù)據(jù)處理，因?yàn)橛脩羯蠄?bào)數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)非直接準(zhǔn)確測量數(shù)據(jù)，需要對數(shù)據(jù)分析處理。主要依據(jù)數(shù)據(jù)測量的分布及數(shù)據(jù)的相關(guān)關(guān)系，并依據(jù)已有數(shù)據(jù)進(jìn)行位置快速粗略估算，依據(jù)估算位置一定程度上修正定位數(shù)據(jù)，并依據(jù)所有參數(shù)及其類型的數(shù)量和對應(yīng)的參數(shù)估算誤差選擇定位方法。T0A/TD0A復(fù)合精確定位使用T0A/TD0A復(fù)合精確定位需要上報(bào)三個(gè)及以上的基站信息，上報(bào)數(shù)據(jù)估算誤差無異常。使用基于移動(dòng)終端的TOA及TDOA復(fù)合的迭代線性修正的雙曲定位的方法，進(jìn)行精確定位，記錄定位數(shù)據(jù)及結(jié)果。如圖2所示，T0A/TD0A復(fù)合精確定位具體流程及說明如下步驟1，初始化數(shù)據(jù)，使用基于TDOA的改進(jìn)的加權(quán)的雙曲定位方法定位；步驟2，基于定位結(jié)果及上報(bào)TOA系數(shù)，修正TOA并反饋加權(quán)系數(shù)；步驟3，使用步驟2反饋的加權(quán)系數(shù)使用基于TDOA的改進(jìn)的加權(quán)的雙曲定位方法定位；步驟4，重復(fù)步驟2及步驟3，致TOA及加權(quán)系數(shù)收斂記錄定位數(shù)據(jù)及定位結(jié)果，并處理不收斂數(shù)據(jù)；步驟5，依據(jù)地圖信息修正定位結(jié)果，并對同時(shí)具有EcIo上報(bào)數(shù)據(jù)的定位數(shù)據(jù)，使用定位結(jié)果及定位數(shù)據(jù)更新EcIo特征庫。
定位反饋更新特征數(shù)據(jù)庫對于以上精確定位的結(jié)果，因?yàn)榫哂卸嗾旧蠄?bào)數(shù)據(jù)信息，同時(shí)得到了精確定位，對于定位結(jié)果反饋更新EcIo指紋特征庫具有很大的意義。依據(jù)EcIo特征庫指紋定位依據(jù)EcIo特征庫指紋定位主要依靠EcIo特征庫，特征庫主要依據(jù)路測數(shù)據(jù)校正的傳播模型，通過預(yù)測計(jì)算所得的EcIo特征庫及T0A/TD0A復(fù)合精確定位都更新的EcIo特征庫復(fù)合。定位需要兩個(gè)或以上小區(qū)EcIo信息進(jìn)行指紋特征匹配定位。圖3所示，具體流程及說明如下 步驟1，使用已有數(shù)據(jù)(定位結(jié)果數(shù)據(jù)及路測數(shù)據(jù))校正傳播模型；步驟2，使用校正后的傳播模型，通過預(yù)測計(jì)算EcIo分布，并建立EcIo特征庫；步驟3，對于上報(bào)EcIo信息，基于EcIo特征庫，依據(jù)估算位置壓縮搜索范圍，進(jìn)行特征匹配，使用高精度的匹配方法匹配定位，并記錄定位數(shù)據(jù)及結(jié)果?；谖恢眯畔⒏怕使浪愣ㄎ粚τ谏蠄?bào)數(shù)據(jù)較少或不符合以上定位的數(shù)據(jù)，進(jìn)行基于位置信息的概率估算定位，主要依據(jù)類似以上兩種定位方法估算的位置范圍及用戶分布情況，依據(jù)用戶分布，進(jìn)行概率估算定位。實(shí)施所需的硬件配置系統(tǒng)硬件配置系統(tǒng)包括(1)負(fù)責(zé)采集用戶上報(bào)PCMD數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集接口，負(fù)責(zé)把用戶觸發(fā)上報(bào)的數(shù)據(jù)按數(shù)據(jù)塊記錄并發(fā)送到相應(yīng)服務(wù)器；這些數(shù)據(jù)采集接口一般直接采用相應(yīng)設(shè)備商已有的數(shù)據(jù)接口 ；(2)負(fù)責(zé)接受和存儲用戶上報(bào)數(shù)據(jù)的服務(wù)器，負(fù)責(zé)接收數(shù)據(jù)采集接口發(fā)送的數(shù)據(jù)， 并存儲在相應(yīng)位置；這些負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)接收和存儲的服務(wù)器一般直接采取移動(dòng)運(yùn)營商已有的數(shù)據(jù)服務(wù)器；(3)負(fù)責(zé)記錄及獲取小區(qū)工參及相應(yīng)配置文件的服務(wù)器，負(fù)責(zé)獲取現(xiàn)網(wǎng)小區(qū)工參及相應(yīng)配置文件；這些小區(qū)工參及配置文件資料為移動(dòng)運(yùn)營商數(shù)據(jù)，一般直接使用移動(dòng)運(yùn)營商服務(wù)器獲取。(4)負(fù)責(zé)從地理信息系統(tǒng)中獲取相應(yīng)地圖信息及處理的服務(wù)器，負(fù)責(zé)從地理信息系統(tǒng)中獲取相應(yīng)地圖信息，存儲為需要的地圖格式；本硬件配置系統(tǒng)使用帶本公司自主研發(fā)的GIS模塊的相應(yīng)服務(wù)器；(5)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)導(dǎo)入處理、仿真計(jì)算及多方法定位的計(jì)算服務(wù)器，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)導(dǎo)入處理、仿真計(jì)算及多方法定位。以上5種硬件設(shè)備的關(guān)系是(5)的PC機(jī)或者計(jì)算服務(wù)器從⑵獲取用戶上報(bào) PCMD數(shù)據(jù)；從(3)的數(shù)據(jù)服務(wù)器獲取小區(qū)工參及配置數(shù)據(jù)；從的服務(wù)器中獲取處理后的地圖信息；這個(gè)過程可以通過自動(dòng)完成或者人工輔助完成；( 的PC機(jī)器或者計(jì)算服務(wù)器可以直接對從O)中獲取的用戶上報(bào)數(shù)據(jù)進(jìn)行精確定位、概率估算定位；( 的PC機(jī)器或者計(jì)算服務(wù)器還可以使用從(3)中獲取的小區(qū)工參及配置，選擇使用從中獲取的地圖信息或其他地圖信息，選擇使用精確定位的反饋數(shù)據(jù)進(jìn)行仿真計(jì)算建立指紋庫，使用指紋庫對從O)中獲取的用戶上報(bào)數(shù)據(jù)進(jìn)行指紋定位。
權(quán)利要求
1.一種多方法復(fù)合精確定位CDMA移動(dòng)終端的方法和系統(tǒng)，其特征在于由地圖信息、小區(qū)工參數(shù)據(jù)及定位數(shù)據(jù)導(dǎo)入，定位數(shù)據(jù)分析及誤差數(shù)據(jù)修正，T0A/TD0A復(fù)合精確定位，定位反饋更新特征數(shù)據(jù)庫，基于EcIo的指紋特征定位，基于位置信息的概率估算定位系統(tǒng)構(gòu)成，所述的地圖信息、小區(qū)工參數(shù)據(jù)及定位數(shù)據(jù)導(dǎo)入地圖建筑信息、Clutter信息，導(dǎo)入小區(qū)基本參數(shù)包括坐標(biāo)方位角等信息，導(dǎo)入定位數(shù)據(jù)主要為用戶上報(bào)數(shù)據(jù)或定位使用的中間格式數(shù)據(jù)，所述的定位數(shù)據(jù)分析及誤差數(shù)據(jù)修正依據(jù)數(shù)據(jù)測量的分布及數(shù)據(jù)的相關(guān)關(guān)系，并依據(jù)已有數(shù)據(jù)進(jìn)行位置快速粗略估算，依據(jù)估算位置一定程度上修正定位數(shù)據(jù)，并依據(jù)所有參數(shù)及其類型的數(shù)量和對應(yīng)的參數(shù)估算誤差選擇定位方法；所述的T0A/TD0A復(fù)合精確定位需要上報(bào)三個(gè)及以上的基站信息，上報(bào)數(shù)據(jù)估算誤差無異常，使用基于移動(dòng)終端的TOA 及TDOA復(fù)合的迭代線性修正的雙曲定位的方法，進(jìn)行精確定位，記錄定位數(shù)據(jù)及結(jié)果；所述的定位反饋更新特征數(shù)據(jù)庫得到精確定位，定位結(jié)果反饋更新EcIo指紋特征庫；所述的依據(jù)EcIo特征庫指紋定位主要依靠EcIo特征庫，特征庫主要依據(jù)路測數(shù)據(jù)校正的傳播模型，通過預(yù)測計(jì)算所得的EcIo特征庫及T0A/TD0A復(fù)合精確定位都更新的EcIo特征庫復(fù)合，定位需要至少兩個(gè)小區(qū)EcIo信息進(jìn)行指紋特征匹配定位；所述的基于位置信息概率估算定位，主要依據(jù)類似以上兩種定位方法估算的位置范圍及用戶分布情況，依據(jù)用戶分布， 進(jìn)行概率估算定位。
2.如權(quán)利要求1所述的一種多方法復(fù)合精確定位CDMA移動(dòng)終端的方法和系統(tǒng)，其特征在于T0A/TD0A復(fù)合精確定位的方法a.初始化數(shù)據(jù)，使用基于TDOA的改進(jìn)的加權(quán)的雙曲定位方法定位；b.基于定位結(jié)果及上報(bào)TOA系數(shù)，修正TOA并反饋加權(quán)系數(shù)；c.使用步驟2反饋的加權(quán)系數(shù)使用基于TDOA的改進(jìn)的加權(quán)的雙曲定位方法定位；d.重復(fù)步驟2及步驟3，致TOA及加權(quán)系數(shù)收斂記錄定位數(shù)據(jù)及定位結(jié)果，并處理不收斂數(shù)據(jù)；e.依據(jù)地圖信息修正定位結(jié)果，并對同時(shí)具有EcIo上報(bào)數(shù)據(jù)的定位數(shù)據(jù)，使用定位結(jié)果及定位數(shù)據(jù)更新EcIo特征庫。
3.如權(quán)利要求1所述的一種多方法復(fù)合精確定位CDMA移動(dòng)終端的方法和系統(tǒng)，其特征在于EcIo特征庫指紋定位的方法a.使用已有數(shù)據(jù)(定位結(jié)果數(shù)據(jù)及路測數(shù)據(jù))校正傳播模型；b.使用校正后的傳播模型，通過預(yù)測計(jì)算EcIo分布，并建立EcIo特征庫；c.對于上報(bào)EcIo信息，基于EcIo特征庫，依據(jù)估算位置壓縮搜索范圍，進(jìn)行特征匹配， 使用高精度的匹配方法匹配定位，并記錄定位數(shù)據(jù)及結(jié)果。
全文摘要
本發(fā)明涉及無線技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種支持多種參數(shù)使用多種方法復(fù)合精確定位CDMA移動(dòng)終端的方法和系統(tǒng)。其特征在于由地圖信息、小區(qū)工參數(shù)據(jù)及定位數(shù)據(jù)導(dǎo)入，定位數(shù)據(jù)分析及誤差數(shù)據(jù)修正，TOA/TDOA復(fù)合精確定位，定位反饋更新特征數(shù)據(jù)庫，基于EcIo的指紋特征定位，基于位置信息的概率估算定位系統(tǒng)構(gòu)成，本發(fā)明彌補(bǔ)了現(xiàn)有的定位技術(shù)對數(shù)據(jù)依賴性強(qiáng)及定位適用性不高的不足，降低了用戶位置信息獲取的成本，同時(shí)解決了現(xiàn)有上報(bào)數(shù)據(jù)定位技術(shù)中，定位速度慢及定位精度低的問題，使得用戶位置信息可以依據(jù)各種可用參數(shù)快速獲取，值得推廣。
文檔編號H04W64/00GK102404844SQ20111036201
公開日2012年4月4日 申請日期2011年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月15日
發(fā)明者鐘家福 申請人:上海百林通信網(wǎng)絡(luò)科技有限公司