专利名称：一种移动终端的定位方法与装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及移动通信领域，尤其涉及一种移动终端的定位方法与装置。
背景技术：
根据用于定位的电波的不同，移动终端的定位方法主要分为三种(1)基于全球定位系统(GPS, Global Position System)的定位方法；(2)基于地面网的定位方法；(3)混合定位方法。基于GPS的定位方法主要是指辅助全球定位系统(A-GPS, Assisted Global
Positioning Systems)。其基本原理是建立一个GPS参考网络，向移动终端提供辅助GPS信息，包括GPS进行伪距测量的辅助信息(例如GPS捕获辅助信息、GPS定位辅助信息、GPS灵敏度辅助信息、GPS卫星工作状况信息等)和对移动终端位置进行计算的辅助信息(例如GPS历书以及修正数据、GPS星历、GPS导航电文等)，利用辅助GPS信息，移动终端可以很快捕获卫星并接收到卫星发送的测量信息，然后将测量信息发送给定位服务中心，由其计算出移动终端当前所处的位置。基于地面网的定位方法主要有小区标识(Cell-ID, Cell-Identification)定位方法、上行链路信号到达时间差方法、下行链路空闲周期观测到达差方法，以及前向链路三角定位方法等。Cell-ID定位方法，其定位原理为基站包含的每个小区有唯一的Cell-ID，根据Cell-ID可以确定该小区所在的区域，当确定移动终端所在的小区后，便能够确定移动终端的位置。具体的，首先确定移动终端当前的服务基站，从而能够获得该移动终端所在的小区的Cell-ID，并根据该小区的Cell-ID确定移动终端的位置。若小区为全向小区，则移动终端的位置是以服务基站为中心，半径为小区覆盖半径的一个圆内；若小区包含多个扇区，则可以进一步确定移动终端所处的扇区，然后根据该扇区覆盖的范围确定移动终端的位置。上行链路信号到达时间差方法，是测量从两个基站同时发出的信号到达移动终端的时间之差，或者测量从同一移动终端发出信号到两个基站的时间之差，从而获得移动终端到两个基站之间的距离差。下行链路空闲周期观测到达差定位方法，是通过移动终端在下行链路公共导频信道上测量多个基站发射的电波的传播时间差，结合位置测量单元测出的下行信号发射的实际时间偏差来确定移动终端的位置。前向链路三角定位方法，是在进行定位操作时，移动终端同时监听多个基站(至少3个基站)的导频信息，利用码片时延来分别确定移动终端与所监听的各基站之间的距离，最后用三角定位法算出移动终端的位置。混合定位方法指的是将基于GPS和基于地面网的定位方法有机地结合起来，同时利用A-GPS信息和地面网定位信息来混合定位。由于在大型城市等建筑物密集的区域，可能无法接收到GPS信号，因此，使得基于GPS的定位方法无法定位或者定位精度降低；而基于地面网的定位方法是建立在电波的传播方式为视距传播的基础之上，即发送端(基站)与接收端(移动终端)之间无建筑物等物体遮挡，电波沿直线传播，显然，这与电波实际的传播环境相去甚远，因此，在大型城市等建筑物密集的区域，电波的传播方式为非视距传播，电波的非视距传播使得移动终端实际测量到的数据，如到达时间、时间差、到达角等，不能正确反映发送端与接收端的真实距离，从而影响了基于地面网的定位方法的定位精度；同样，结合了基于GPS定位方法和基于地面网定位方法的混合定位方法，也存在上述的定位精度较低的问题。
发明内容
本发明实施例提供一种移动终端的定位方法及装置，用以针对建筑物密集的区域，提高移动终端的定位方法的定位精度。本发明实施例提供的移动终端的定位方法，包括获得待定位移动终端当前所处区域的实测信号信息；
在预先测量的、每个区域对应的预测信号信息中，确定与获得的实测信号信息匹配的预测信号信息；在区域标识与预测信号信息之间的对应关系中，查找与确定出的预测信号信息对应的区域标识；根据查找到的区域标识，确定所述移动终端的定位区域；根据确定出的定位区域，确定所述移动终端当前所处位置。本发明实施例提供的移动终端的定位装置，包括获得单元，用于获得待定位移动终端当前所处区域的实测信号信息；第一确定单元，用于在预先测量的、每个区域对应的预测信号信息中，确定与获得单元获得的实测信号信息匹配的预测信号信息；查找单元，用于在区域标识与预测信号信息之间的对应关系中，查找与所述第一确定单元确定出的预测信号信息对应的区域标识；第二确定单元，用于根据所述查找单元查找到的区域标识，确定所述移动终端的定位区域；第三确定单元，用于根据确定出的定位区域，确定所述移动终端当前所处位置。在本发明实施例提供的移动终端的定位方法及装置，由于根据获得的移动终端当前的实测信号信息，可以确定与该实测信号信息匹配的预测信号信息，这样，便能够根据预测信号信息与区域标识之间的对应关系，确定该预测信号信息对应的区域标识，由于区域标识与定位区域一一对应，从而可以确定移动终端的定位区域，并进一步地根据移动终端的定位区域确定移动终端当前所处的位置。由于实测信号信息的测量不依赖于GPS信号，并与电波的传播方式无关，从而能够保证实测信号信息的准确性，从而提高了定位方法的定位精度。本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
图I为本发明实施例中，移动终端的定位方法的实施流程示意图；图2为本发明实施例中，移动终端所在小区的6个邻区的邻区分布示意图；图3为本发明实施例中，为移动终端与服务基站建立上行同步的流程示意图；图4为本发明实施例中，根据确定出的移动终端与服务基站的距离和上行信号达到角进一步确定移动终端的位置的示意图；图5为本发明实施例中，移动终端的定位装置一种可能的结构示意图。
具体实施例方式为了提闻在大型城市等建筑物密集的区域，对移动终端进行定位的定位精度，本 发明实施例提供了一种移动终端的定位方法及装置。以下结合说明书附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明，并且在不冲突的情况下，本发明中的实施例可以相互组合使用或者进行任意变型。如图I所示，为本发明实施例提供的移动终端的定位方法的实施流程示意图，包括如下步骤S101、获得待定位移动终端当前所处区域的实测信号信息；具体的，实测信号信息可以包括实测场强信息和实测载干比信息。具体实施中，可以由移动终端测量当前所处位置的信号信息，作为实测信号信息。移动终端在测量到实测信号信息后，可以将该实测信号信息发送给网络侧；也可以显示测量到的实测信号信息，由用户自己读取实测信号信息后，发送给网络侧，由网络侧对移动终端进行定位。S102、在预先测量的、每个区域对应的预测信号信息中，确定与获得的实测信号信息匹配的预测信号信息；具体实施中，预测信号信息可以包括预测场强信息和预测载干比信息。S103、在区域标识与预测信号信息之间的对应关系中，查找与确定出的预测信号信息对应的区域标识；S104、根据查找到的区域标识，确定该移动终端的定位区域；S105、根据确定出的定位区域，确定该移动终端当前所处位置。较佳的，本发明实施例中，可以按照如下方法建立区域标识与预测信号信息之间的对应关系将移动通信网络覆盖的各小区分别划分为各区域，并为划分出的每个区域分配唯一的区域标识；针对划分出的每个区域，分别根据预先建立的电波传播模型，测量该区域的信号信息，将测量到的信号信息作为该区域的预测信号信息；建立各区域的区域标识与对应的预测信号信息之间的对应关系。具体的，首先将移动通信网络覆盖的各小区分别划分为多个区域(例如可以设定每个区域大小为50米*50米)，并为划分出的每个区域分配唯一的区域标识。针对每一个区域，预测该区域的信号信息，即假设移动终端在该区域时，获得的该区域的信号信息。为了保证预测信号信息的准确性，本发明实施例中，需要根据电波的实际传播环境建立电波传播模型。
具体实施中，可以按照如下过程建立电波传播模型建立城市环境模型；根据建立的城市环境模型，确定电波传播过程中产生的电波传播射线；根据确定出的电波传播射线建立电波传播模型。具体的，为了建立电波传播模型，首先应将电波传播的现实环境进行建模，即对于移动通信网络覆盖的区域的城市环境进行建模。本发明实施例中，城市环境模型主要是由具有不同相对介电常数的立方体构建而成，这些基本形状可以组合成各种复杂的建筑。假设所有的建筑物都具有混凝土表面，其相对介电常数为5-j*0. I。另外，为了准确预测电波的传播环境，建立城市环境模型时，同时考虑树木带来的绕射影响，用距地面高度为I. 5m 至3m的立方体对树木进行建模。由于电波的多径传播、非视距传播是影响定位精度的主要原因，因此，在城市坏境模型建立完成之后，需要建立能够准确模拟电波传播的现实环境的电波传播模型。不同的电波传播现象导致的多径分量，可以通过射线概念进行确定性的分析，对电波传播射线进行建模，亦即对各径所代表的射线在传播过程中会遇到不同的传播现象(包括多重反射、绕射、散射)进行处理。基于此，本发明实施中，从电波多重反射、电波散射及电波绕射三个方面建立电波传播模型。针对电波多重反射，电波射线在建筑墙面的反射均归为垂直极化反射，在地面的反射归为平行极化反射；当建筑、树木等不规则体的尺寸与电波的波长可比拟时，出现电波散射(在高频时该现象尤为明显)；针对电波绕射，考虑到一阶绕射电波对接收点有直接影响，而二阶绕射电波对接收点的影响可忽略不计，因此，在建立电波传播模型时，主要考虑一阶绕射的影响。具体实施中，待定位移动终端当前所处区域的实测信号信息包括该移动终端对当前所处区域进行测量得到的区域实测信号信息，以及对当前所处区域所在小区的6个邻区分别进行测量得到的6个邻区实测信号信息；每个区域对应的预测信号信息包括该区域的区域预测信号信息和该区域对应的6个邻区预测信号信息。具体的，根据建立的电波传播模型，首先预测各区域的信号信息，得到各区域的预测信号信息。将各区域对应的区域标识与该区域的预测信号信息建立对应关系并保存，为了使得各区域的场强损耗显示出明显的区分度，针对每个区域，可以同时在该区域测量该区域的区域信号信息和该区域所在小区的6个邻区的邻区信号信息，作为该区域的区域预测信号信息和邻区预测信号信息，保存该区域的区域预测信号信息和该区域所在小区的6个邻区的邻区预测信号信息，作为为移动终端进行定位时的预测信号信息。具体的，预测信号信息可以包括以下的特征矢量信息各区域所在小区的小区标识，该区域的区域预测信号信息，第一邻区标识，在该区域测量到的第一邻区预测信号信息，第二邻区标识，在该区域测量到的第二邻区预测信号信息，第三邻区标识，在该区域测量到的第三邻区预测信号信息，第四邻区标识，在该区域测量到的第四邻区预测信号信息，第五邻区标识，在该区域测量到的第五邻区预测信号信息，第六邻区标识，在该区域测量到的第六邻区预测信号信息。区域标识与预测信号信息之间的对应关系的存储格式可以为表格，表格的关键字为区域标识，如表I所示，为一种可能的存储结构。表I
权利要求
1.一种移动终端的定位方法，其特征在于，包括 获得待定位移动终端当前所处区域的实测信号信息； 在预先测量的、每个区域对应的预测信号信息中，确定与获得的实测信号信息匹配的预测信号信息； 在区域标识与预测信号信息之间的对应关系中，查找与确定出的预测信号信息对应的区域标识； 根据查找到的区域标识，确定所述移动终端的定位区域； 根据确定出的定位区域，确定所述移动终端当前所处位置。
2.如权利要求I所述的方法，其特征在于，待定位移动终端当前所处区域的实测信号信息包括所述移动终端对当前所处区域进行测量得到的区域实测信号信息，以及对当前所处区域所在小区的6个邻区分别进行测量得到的6个邻区实测信号信息； 每个区域对应的预测信号信息包括该区域的区域预测信号信息和该区域对应的6个邻区预测信号信息。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在预先测量的、每个区域对应的预测信号信息中，确定与获得的实测信号信息匹配的预测信号信息，具体包括 针对每个区域对应的预测信号信息，将该区域的区域预测信号信息与获得的区域实测信号信息进行匹配；以及 将该区域对应的6个邻区预测信号信息分别与获得的6个邻区实测信号信息进行匹配； 将与获得的区域实测信号信息、6个邻区实测信号信息均匹配的预测信号信息，确定为与获得的实测信号信息匹配的预测信号信息。
4.如权利要求I所述的方法，其特征在于，所述实测信号信息包括实测场强信息和实测载干比信息； 所述预测信号信息包括预测场强信息和预测载干比信息。
5.如权利要求I所述的方法，其特征在于，建立所述区域标识与预测信号信息之间的对应关系，包括 将移动通信网络覆盖的各小区分别划分为各区域，并为划分出的每个区域分配唯一的区域标识； 针对划分出的每个区域，分别根据预先建立的电波传播模型，测量该区域的信号信息，将测量到的信号信息作为该区域的预测信号信息； 建立区域标识与对应的预测信号信息之间的对应关系并保存。
6.如权利要求5所述的方法,其特征在于，建立电波传播模型，具体包括 建立城市环境模型； 根据建立的城市环境模型，确定电波传播过程中产生的电波传播射线； 根据确定出的电波传播射线建立电波传播模型。
7.如权利要求I所述的方法，其特征在于，根据查找到的区域标识，确定所述移动终端的定位区域，具体包括 若查找到一个区域标识，则将该区域标识对应的区域确定为所述移动终端的定位区域；若查找到至少两个区域标识，则针对查找到的每个区域标识，分别确定该区域标识对应的区域的空间位置信息； 根据确定出的各空间位置信息，确定平均空间位置信息； 在查找到的各区域标识对应的区域中，确定所述平均空间位置信息对应的区域； 将所述平均空间位置信息对应的区域，确定为所述移动终端的定位区域。
8.如权利要求I所述的方法，其特征在于，根据确定出的定位区域，确定所述移动终端当前所处位置，具体包括 将确定出的定位区域，确定为所述移动终端当前所处位置。
9.如权利要求I所述的方法，其特征在于，根据确定出的定位区域，确定所述移动终端当前所处位置，具体包括 根据确定出的定位区域，确定所述移动终端的上行信号到达角；并 确定所述移动终端的下行传输时延；以及 根据所述下行传输时延，确定所述移动终端与服务基站之间的距离； 在确定出的定位区域包含的各子区域中，根据所述移动终端与服务基站之间的距离和所述上行信号到达角，确定所述移动终端当前所处的子区域； 将所述移动终端当前所处的子区域，确定为所述移动终端当前所处位置。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，确定所述移动终端的下行传输时延，具体包括 获得所述移动终端的环路时延RTD值和时间提前TA值； 确定所述移动终端的下行导频时隙DwPTS的时隙长度与保护间隔GP的时隙长度之和； 根据DwPTS的时隙长度与GP的时隙长度之和、以及获得的所述RTD值和TA值，确定所述移动终端的下行传输时延。
11.一种移动终端的定位装置，其特征在于，包括 存储单元，用于预先存储区域标识与预测信号信息之间的对应关系； 获得单元，用于获得待定位移动终端当前所处区域的实测信号信息； 第一确定单元，用于在预先测量的、每个区域对应的预测信号信息中，确定与获得单元获得的实测信号信息匹配的预测信号信息； 查找单元，用于在所述存储单元存储的区域标识与预测信号信息之间的对应关系中，查找与所述第一确定单元确定出的预测信号信息对应的区域标识； 第二确定单元，用于根据所述查找单元查找到的区域标识，确定所述移动终端的定位区域； 第三确定单元，用于根据确定出的定位区域，确定所述移动终端当前所处位置。
12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，待定位移动终端当前所处区域的实测信号信息包括所述移动终端对当前所处区域进行测量得到的区域实测信号信息，以及对当前所处区域所在小区的6个邻区分别进行测量得到的6个邻区实测信号信息； 每个区域对应的预测信号信息包括该区域的区域预测信号信息和该区域对应的6个邻区预测信号信息。
13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述第一确定单元，包括区域预测信号信息匹配子单元，用于针对每个区域对应的预测信号信息，将该区域的区域预测信号信息与获得的区域实测信号信息进行匹配； 邻区预测信号信息匹配子单元，用于针对每个区域对应的预测信号信息，将该区域对应的6个邻区预测信号信息分别与获得的6个邻区实测信号信息进行匹配； 预测信号信息确定子单元，用于将与获得的区域实测信号信息、6个邻区实测信号信息均匹配的预测信号信息，确定为与获得的实测信号信息匹配的预测信号信息。
14.如权利要求11所述的装置，其特征在于，还包括 区域划分单元，用于将移动通信网络覆盖的各小区分别划分为各区域； 分配单元，用于为所述区域划分单元划分出的每个区域分配唯一的区域标识； 测量单元，用于针对区域划分单元划分出的每个区域，分别根据预先建立的电波传播模型，测量该区域的信号信息，将测量到的信号信息作为该区域的预测信号信息； 对应关系建立单元，用于建立区域标识与对应的预测信号信息之间的对应关系，并存储在所述存储单元中。
15.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述第二确定单元包括 第一定位区域确定子单元，用于在所述查找单元查找到一个区域标识时，则将该区域标识对应的区域确定为所述移动终端的定位区域； 空间位置信息确定子单元，用于在所述查找单元查找到至少两个区域标识时，针对查找到的每个区域标识，分别确定该区域标识对应的区域的空间位置信息； 平均空间位置信息确定子单元，用于根据所述空间位置信息确定子单元确定出的各空间位置信息，确定各区域标识对应的区域的平均空间位置信息； 对应区域确定子单元，用于在所述查找单元查找到的各区域标识对应的区域中，确定所述平均空间位置信息对应的区域； 第二定位区域确定子单元，用于将所述对应区域确定子单元确定出的平均空间位置信息对应的区域，确定为所述移动终端的定位区域。
16.如权利要求11所述的装置，其特征在于， 所述第三确定单元，具体用于将确定出的定位区域，确定为所述移动终端当前所处位置。
17.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述第三确定单元，包括 到达角确定子单元，用于根据确定出的定位区域，确定所述移动终端的上行信号到达角； 下行传输时延确定子单元，用于确定所述移动终端的下行传输时延； 距离确定子单元，用于根据所述下行传输时延确定子单元确定出的下行传输时延，确定所述移动终端与服务基站之间的距离； 子区域确定子单元，用于在确定出的定位区域包含的各子区域中，根据所述移动终端与服务基站之间的距离和所述上行信号到达角，确定所述移动终端当前所处的子区域； 位置确定子单元，用于将所述移动终端当前所处的子区域，确定为所述移动终端当前所处位置。
18.如权利要求17所述的装置，其特征在于，所述下行传输时延确定子单元包括 获得模块，用于获得所述移动终端的环路时延RTD值和时间提前TA值；第一确定模块，用于确定所述移动终端的下行导频时隙DwPTS的时隙长度与保护间隔GP的时隙长度之和； 第二确定模块，根据DwPTS的时隙长度与GP的时隙 长度之和、以及获得的所述RTD值和TA值，确定所述移动终端的下行传输时延。
全文摘要
本发明公开了一种移动终端的定位方法及装置，用以针对建筑物密集的区域，提高移动终端的定位方法的定位精度。其中，所述移动终端的定位方法，包括获得待定位移动终端当前所处区域的实测信号信息；在预先测量的、每个区域对应的预测信号信息中，确定与获得的实测信号信息匹配的预测信号信息；在区域标识与预测信号信息之间的对应关系中，查找与确定出的预测信号信息对应的区域标识；根据查找到的区域标识，确定所述移动终端的定位区域；根据确定出的定位区域，确定所述移动终端当前所处位置。
文档编号H04W88/02GK102761960SQ201110108918
公开日2012年10月31日 申请日期2011年4月28日 优先权日2011年4月28日
发明者刘前, 姚克宇, 廖舰, 李智伟, 杜建凤, 盛凌志, 董巍 申请人:中国移动通信集团北京有限公司