专利名称：一种定位方法及定位服务器的制作方法
技术领域：
本发明涉及移动通信技术，尤其涉及一种定位方法及定位服务器。
背景技术：
作为移动通信系统的特色业务之一，定位业务一直被认为是未来移动增值业务的 一个亮点，目前，北美、欧洲、亚太以及日韩等国家和地区的主要移动通信运营商都已开通 了定位业务。定位业务是移动增值业务中最具吸引力的业务，同时也是产业链各个环节中 最为复杂的业务之一。移动通信系统中的定位技术是指对接收到的无线电波中某些参数，例如传输时 间、幅度、相位和信号到达角(A0A，Angel of Arrival)等进行测量，利用特定的算法进行计 算，从而判断出被测物体的位置。自从美国联邦通信委员会(FCC，Federal Communication Commission)于1996年要求移动通信运营商为移动电话用户提供E-911紧急救援服务 以来，世界上掀起了定位技术及其相关业务的研究热潮，第三代合作伙伴计划(3GPP，the 3rd Generation PartnershipPro ject)、3GPP2、全球微波互联接入(WiMAX，Worldwide Interoperability forMicrowave Access)、开放移动联盟(0ΜΑ, Open Mobile Alliance) 等各种标准化组织，目前仍然对定位业务(LCS，Location Service)的各项规范作不断的制 定和完善，各个移动通信运营商也对定位业务的开展表现出了浓厚的兴趣，因此，如何向愈 加丰富的现代移动生活中的人们提供精确的定位业务是移动通信运营商亟待解决的问题。一种理想的定位技术不但需要定位非常精确，还需要定位非常快速、可靠，这就 造成某一种定位技术很难适应全部的业务场景的需要；例如，全球定位系统(GPS，Global Positioning System)的定位技术很成熟，且定位精度高，但缺点是需要更换用户的终端， 使其具备接收GPS信号的能力，且首次定位需要较长的响应时间，在信号严重衰落的城区 和室内，由于GPS信号受到遮挡，使得定位精度受到很大的影响，甚至不能完成定位。因此， 为了弥补GPS在建筑物密集的城市中定位时GPS信号缺失的问题，产生了辅助GPS(A-GPS， AssistedGPS)，利用A-GPS进行定位时需要网络和终端都能够接收GPS信号，结合基站信息 和GPS信息对终端进行定位；相对于GPS而言，A-GPS的定位响应时间大大缩短，另外由于 在两次定位间歇期间A-GPS可处于休眠状态，所以可以降低终端的能耗，利用A-GPS进行定 位的方法可用于各种移动网络，例如2G、3G、CDMA、WiFi以及WiMAX等；但是利用A-GPS进 行的缺点是需要同时对终端和网络侧进行软硬件改造，进行室内定位时性能还是较低，多 次的网络传输(最多可达六次单向传输)也会占用大量的空间资源。因此，利用A-GPS进 行定位的应用受到以下条件的限制具有A-GPS功能的终端市场占有率不高，需要在卫星 接收信号良好的环境中才能够实现定位，因此还需要采用其它的定位技术对其进行补充。在当前广泛使用的2G、3G、CDMA、WiMAX以及LTE等网络中，都已经发展出许多利用 网络中特有的无线测量参数实现定位的技术。通常采用的定位技术有小区ID(Cell-ID)、增强小区ID、到达时间(Τ0Α，Time ofArrival)、到达时间差(TD0A，Time Difference ofArrival)、AOA 以及场强指纹等定位技术。其中，Cell-ID定位技术和增强小区ID定位技术，由于性价比较高，因而得到了广 泛的使用。在使用TOA定位技术和TDOA定位技术时，采用上行链路测量信号的定位技术， 例如上行链路到达时间差(U-TDOA, Uplink Time Difference of Arrival)定位技术，能 够实现的定位精度较高，但是需要在网络侧部署大量的专用测量单元，并且各个主要测量 网元均需进行软件升级，其实现成本难以被一般的移动通信运营商所接受。使用下行链路 测量参数的定位技术，在不同的网络中有多种实现形式，比如CDMA网络中的增强前向链路 三角定位(EFLT，Ehanced Forward Link TranguIation)技术，因为使用了已有的无线测 量参数，而不需要终端新增专门的测量功能，因此获得较多使用；比如2G中的增强观测时 间差(E-OTD, Enhanced Observed Time Difference)和 3G 中的观测到达时间差(0TD0A, Observed Time Difference ofArrival)，由于需要终端支持专门的测量参数，导致应用受 到很多限制。当然，上面提到的AOA和场强指纹定位技术也由于性价比不高的原因，较少被 使用总之，针对较常被使用的定位技术而言，比如增强小区ID、EFLT等，都是可以根 据终端上报的测量参数得到不止一个基站的相关信息，这时，通常可以使用类似于TOA定 位技术和TDOA定位技术中的多基站三角定位技术来获得较高的定位精度。这种多基站三 角定位技术的实质是首先估算出终端与多个基站的距离或距离差，并且将已知的基站的坐 标和未知的终端的坐标代入圆周曲线或双曲线方程组，最终计算出作为未知数的终端的坐 标。但是，通过这种方式获取较高的定位精度的前提是首先需要有足够数量的测量值参数， 否则将由于方程数量不足而不能执行计算功能；其次测量参数的误差需要在一定的范围之 内，否则很可能不能获得有效的计算结果或计算结果的误差较大，甚至比在相同位置仅使 用Cell-ID定位技术所获得的定位精度还要低；更进一步地，由于通常在上述定位技术中 使用多基站三角定位技术，而这种技术的计算方式的精度与参考点的几何分布关系密切， 即会受到通常所说的几何精度衰减因子(O)OP, Geometric Dilution of Precision)或者 水平精度因子(HD0P，HorizontalDilution ofPrecision)的影响，而当终端距离某一个基 站较近时通常不能获得较好的GDOP或HD0P，因此一般不能获得较精确的计算结果。在部署 了此类定位技术的网络中，移动通信运营商需要某种技术方案来避免上述问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种定位方法及定位服务器，更加精确地 实现终端的定位估计。为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的本发明公开一种定位方法，包括当存在至少一个邻区基站与服务基站之间的距离小于或等于预设的基站距离门 限时，或当所有邻区基站与服务基站之间的距离都大于预设的基站距离门限、且终端与服 务基站之间为近距离时，利用单基站定位技术计算终端的位置估计。上述方法中，所述当存在至少一个邻区基站与服务基站之间的距离小于或等于预 设的基站距离门限时，或当所有邻区基站与服务基站之间的距离都大于预设的基站距离门 限、且终端与服务基站之间为近距离时之前，该方法包括分别计算每个邻区基站与服务基站之间的距离，判断是否存在至少一个邻区基站与服务基站之间的距离小于或等于预设的基站距离门限；当所有 邻区基站与服务基站之间的距离都大于预设的基站距离门限时，该方法还 包括判断终端与服务基站之间是否为近距离。上述方法中，该方法还包括当所有邻区基站与服务基站之间的距离都大于预设的基站距离门限，且终端与服 务基站之间是不为近距离时，利用多基站三角定位技术计算终端的定位估计。上述方法中，所述判断是否存在至少一个邻区基站与服务基站之间的距离小于或 等于预设的基站距离门限为将计算出的每个邻区基站与服务基站之间的距离进行排序，并从其中最小的距离 开始，将邻区基站与服务基站之间的距离与基站距离门限进行比较；其中，基站距离门限是 根据多基站三角定位技术的精度下限值预先设置的。上述方法中，所述判断终端与服务基站之间是否为近距离为2G网络中，根据服务基站的场强测量值和信号质量，或根据服务基站的场强测量 值，或根据时间提前量和服务基站的场强测量值，判断终端与服务基站之间是否为近距离。上述方法中，所述判断终端与服务基站之间是否为近距离为3G网络中，根据服务基站的信号电平，或根据终端到服务基站之间的距离和服务 基站的信号电平值，或根据终端到服务基站之间的距离、服务基站的信号电平以及邻区基 站的信号电平，判断终端与服务基站之间是否为近距离。上述方法中，所述判断终端与服务基站之间是否为近距离为CDMA网络中，根据服务基站的导频强度，或根据终端到服务基站的距离以及服务 基站的导频强度，判断终端与服务基站之间是否为近距离。上述方法中，所述利用单基站定位技术计算终端的位置估计为将系统中已有的服务基站的标识加上定位测量信息中的与服务基站相关的参数 和系统中预先输入的服务小区的相关数据，得到终端的位置估计。本发明还公开一种定位服务器，包括判断模块、第一计算模块；其中，判断模块，用于分别计算每个邻区基站与服务基站之间的距离，判断是否存在至 少一个邻区基站与服务基站之间的距离小于或等于预设的基站距离门限；当所有邻区基站 与服务基站之间的距离都大于预设的基站距离门限时，判断终端与服务基站之间是否为近 距离；计算模块，用于当判断模块确定存在至少一个邻区基站与服务基站之间的距离小 于或等于预设的基站距离门限时，或当判断模块确定所有邻区基站与服务基站之间的距离 都大于预设的基站距离门限，且终端与服务基站之间为近距离时，利用单基站定位技术计 算终端的位置估计。上述定位服务器中，还包括第二计算模块，用于当判断模块确定所有邻区基站与服务基站之间的距离都大于 预设的基站距离门限，且终端与服务基站之间是不为近距离时，利用多基站三角定位技术 计算终端的定位估计。本发明提供的定位方法及定位服务器，当存在至少一个邻区基站与服务基站之间的距离小于预设的基站距离门限时，或当所有邻区基站与服务基站之间的距离都大于预设 的基站距离门限，且终端与服务基站之间为近距离时，利用单基站定位技术计算终端的位 置估计，实现了在进行未知终端的定位估计时，不是针对所有情况单一的使用多基站三角 定位技术，而是针对具体情况采用两种定位技术，即当终端与基站之间为近距离时，采用单 基站定位技术，从而克服了现有技术中当终端与基站之间为近距离时采用多基站三角定位 技术进行定位估计，导致的误差较大的定位估计，从而可以避免利用更复杂的多基站三角 定位技术，更加精确地实现终端的定位估计。
图1是本发明实现定位方法的流程示意图；图2是本发明2G网络中实现定位方法的参考模型的结构示意图；图3是本发明2G网络中实现定位方法的流程示意图；图4是本发明3G网络中实现定位方法的参考模型的结构示意图；图5是本发明3G网络中实现定位方法的流程示意图；图6是本发明CDMA网络中实现定位方法的参考模型的结构示意图；图7是本发明CDMA网络中实现定位方法的流程示意图；图8是本发明定位服务器的结构示意图。
具体实施例方式本发明主要应用于2G网络、3G网络、CDMA网络、LTE网络、WiMAX网络、WiFi网络 等小区制蜂窝网络，其基本思想是当存在至少一个邻区基站与服务基站之间的距离小于 或等于预设的基站距离门限时，或当所有邻区基站与服务基站之间的距离都大于预设的基 站距离门限、且终端与服务基站之间为近距离时，利用单基站定位技术计算终端的位置估 计。下面通过附图及具体实施例对本发明再做进一步的详细说明。本发明提供一种定位方法，图1是本发明实现定位方法的流程示意图，如图1所 示，该方法包括以下步骤步骤101，分别计算每个邻区基站与服务基站之间的距离，判断是否存在至少一个 邻区基站与服务基站之间的距离小于或等于预设的基站距离门限，如果否，执行步骤102， 如果是，执行步骤103;具体的，定位服务器分别计算每个邻区基站与服务基站之间的距离，判断是否存 在至少一个邻区基站与服务基站之间的距离小于或等于预设的基站距离门限，如果否，执 行步骤102，如果是，执行步骤103 ；2G网络中和3G网络中的定位服务器为服务移动位置 中心(SMLC，Serving Mobile Location Centre)，CDMA网络的定位服务器为移动定位中心 (MPC, Mobile Positioning Center)。步骤102，判断终端与服务基站之间是否为近距离，如果是，执行步骤103，如果 否，执行步骤104;具体的，定位服务器判断终端与服务基站之间是否为近距离，如果是，执行步骤 103，如果否，执行步骤104。
步骤103，利用单基站定位技术计算终端的位置估计；具体的，定位服务器根据控制器发送的终端的定位测量信息，利用单基站定位技 术计算终端的位置估计；2G网络和CDMA网络中的控制器为基站控制器(BSC，Base Station Controller)，3G网络中的控制器为无线网络控制器(RNC，Radio Network Controller)。步骤104，利用多基站三角定位技术计算终端的位置估计；具体的，当不满足利用单基站定位技术计算终端的位置估计时，定位服务器根据 控制器搜集的终端的定位测量信息，利用多基站三角定位技术计算终端的位置估计；利用 多基站三角定位技术计算终端的位置估计为现有技术，此处不再进行赘述。实施例一 本实施例的应用场景是2G网络，图2是本发明2G网络中实现定位方法的参考 模型的结构示意图，如果要在2G网络中实现增强小区ID定位技术，通常需要采用这个参 考模型；如图2所示，LCS客户端是网络侧发起定位业务流程的请求者，网关移动位置中心 (GMLC，Gateway Mobile Location Center)负责定位业务流程的控制和鉴权等；LCS客户 端与GMLC之间的接口是移动通信运营商对外提供的定位业务的接口，采用OMA组织定义的 移动定位协议(MLP，Mobile Location Protocol)承载定位请求消息和响应消息；GMLC通 过信令接口与核心网的归属位置寄存器(HLR，Home Location Register)或MSC等网元进 行通信，GMLC与HLR、GMLC与MSC、HLR与MSC之间的接口是在3GPP规范中定义的，例如， TS23. 271和TS29. 002规范；通过与HLR之间的接口，GMLC可以得到终端当前的路由信息， 并且可以通过与MSC之间的接口发起定位请求；MSC收到定位请求后，通过和BSC之间的接 口将其转发到接入网中，而BSC进一步将定位请求和搜集的终端的定位测量信息通过Lb接 口转发到SMLC，由SMLC计算终端的位置估计。图3是本发明2G网络中实现定位方法的流程示意图，如图3所示，该方法包括以 下步骤步骤301，BSC将终端的定位测量信息发送给SMLC ；具体的，终端可以实时测量定位测量信息，当终端处于通话状态时，BSC可以搜集 到足够数量的定位测量信息，并将搜集到的定位测量信息通过定位请求消息发送给SMLC ； 或，当终端处于空闲状态时，BSC暂时没有搜集定位测量信息，此时SMLC向BSC发送消息， 请求BSC对终端的定位测量信息进行测量，BSC收到请求后对终端的定位测量信息进行测 量，并将测量的定位测量信息通过定位请求消息发送给SMLC ；所述定位测量信息包括的参数如表1所示
权利要求
一种定位方法，其特征在于，该方法包括当存在至少一个邻区基站与服务基站之间的距离小于或等于预设的基站距离门限时，或当所有邻区基站与服务基站之间的距离都大于预设的基站距离门限、且终端与服务基站之间为近距离时，利用单基站定位技术计算终端的位置估计。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当存在至少一个邻区基站与服务基 站之间的距离小于或等于预设的基站距离门限时，或当所有邻区基站与服务基站之间的距 离都大于预设的基站距离门限、且终端与服务基站之间为近距离时之前，该方法包括分别计算每个邻区基站与服务基站之间的距离，判断是否存在至少一个邻区基站与服 务基站之间的距离小于或等于预设的基站距离门限；当所有邻区基站与服务基站之间的距离都大于预设的基站距离门限时，该方法还包括判断终端与服务基站之间是否为近距离。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，该方法还包括当所有邻区基站与服务基站之间的距离都大于预设的基站距离门限，且终端与服务基 站之间是不为近距离时，利用多基站三角定位技术计算终端的定位估计。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述判断是否存在至少一个邻区基站与 服务基站之间的距离小于或等于预设的基站距离门限为将计算出的每个邻区基站与服务基站之间的距离进行排序，并从其中最小的距离开 始，将邻区基站与服务基站之间的距离与基站距离门限进行比较；其中，基站距离门限是根 据多基站三角定位技术的精度下限值预先设置的。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述判断终端与服务基站之间是否为近 距离为2G网络中，根据服务基站的场强测量值和信号质量，或根据服务基站的场强测量值，或 根据时间提前量和服务基站的场强测量值，判断终端与服务基站之间是否为近距离。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述判断终端与服务基站之间是否为近 距离为3G网络中，根据服务基站的信号电平，或根据终端到服务基站之间的距离和服务基站 的信号电平值，或根据终端到服务基站之间的距离、服务基站的信号电平以及邻区基站的 信号电平，判断终端与服务基站之间是否为近距离。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述判断终端与服务基站之间是否为近 距离为CDMA网络中，根据服务基站的导频强度，或根据终端到服务基站的距离以及服务基站 的导频强度，判断终端与服务基站之间是否为近距离。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用单基站定位技术计算终端的位 置估计为将系统中已有的服务基站的标识加上定位测量信息中的与服务基站相关的参数和系 统中预先输入的服务小区的相关数据，得到终端的位置估计。
9.一种定位服务器，其特征在于，包括判断模块、第一计算模块；其中，判断模块，用于分别计算每个邻区基站与服务基站之间的距离，判断是否存在至少一个邻区基站与服务基站之间的距离小于或等于预设的基站距离门限；当所有邻区基站与 服务基站之间的距离都大于预设的基站距离门限时，判断终端与服务基站之间是否为近距 罔；计算模块，用于当判断模块确定存在至少一个邻区基站与服务基站之间的距离小于或 等于预设的基站距离门限时，或当判断模块确定所有邻区基站与服务基站之间的距离都大 于预设的基站距离门限，且终端与服务基站之间为近距离时，利用单基站定位技术计算终 端的位置估计。
10.根据权利要求9所述的定位服务器，其特征在于，该定位服务器还包括第二计算模块，用于当判断模块确定所有邻区基站与服务基站之间的距离都大于预设 的基站距离门限，且终端与服务基站之间是不为近距离时，利用多基站三角定位技术计算 终端的定位估计。
全文摘要
本发明公开一种定位方法，包括当存在至少一个邻区基站与服务基站之间的距离小于或等于预设的基站距离门限时，或当所有邻区基站与服务基站之间的距离都大于预设的基站距离门限、且终端与服务基站之间为近距离时，利用单基站定位技术计算终端的位置估计；本发明还提供一种定位服务器。根据本发明的技术方案，更加精确地实现终端的定位估计。
文档编号H04W64/00GK101965051SQ201010294440
公开日2011年2月2日 申请日期2010年9月28日 优先权日2010年9月28日
发明者单良 申请人:中兴通讯股份有限公司