终端定位方法及定位装置与流程

本发明涉及移动通信领域，具体涉及一种终端定位方法及定位装置。
背景技术：
：观察到达时间差(ObservedTimeDifferenceofArrival，OTDOA)是一种常见的定位技术，其原理是，当系统中存在三个或三个以上基站时，可以根据不同基站下行传输信号的到达时间差确定终端的位置。此下行传输信号可以是参考信号，也可以是同步信号。由双曲线的定义知，到两个定点距离之差为恒定值的点构成一条双曲线。如图1所示的OTDOA定位示意图中，系统中存在基站0、基站1和基站2，到基站0和基站1距离之差为d1-d0构成一条双曲线，到基站1和基站2距离之差为d2-d1构成另一条双曲线，两条双曲线的交点即为终端的位置。当系统中存在的基站数量越多时，确定的终端位置越精确。OTDOA定位的精度很大程度上依赖于PRS信号的接收和首达径的估计，在实际网络中，由于周边的建筑物导致信号的传播往往并不是直线到达目标端，而是通过周边环境的反射或者散射到达接收端，这时通过直线距离进行定位计算的方法会存在误差，因为测量得到的信号到达时间(TimeofArrival，TOA)值并不是直线到达的时间，也就不是信号经历直线到达目标的时间，根据这个算出的距离也不是直线距离，因此用这个距离直接计算终端坐标会存在较大的误差。技术实现要素：本发明提供一种终端定位方法，以解决现有技术OTDOA技术在终端定位时基于信道到达时间测量的测量量误差较大，从而导致位置估计算法的定位精度较差的问题。为实现上述目的，本发明实施例一方面提供了一种终端定位方法，所述方法包括：接收用户设备上报的定位测量信息；在误差补偿数据库中查找与所述定位测量信息对应的误差补偿参数；根据所述误差补偿参数对所述定位测量信息中的第一测量量值进行误差补偿，以获取第二测量量值；根据所述第二测量量值，获取所述用户设备的位置信息。另一方面，本发明实施例提供一种终端定位装置，所述装置包括：接收单元，用于接收用户设备上报的定位测量信息；查找单元，用于在误差补偿数据库中查找与所述定位测量信息对应的误差补偿参数；补偿单元，用于根据所述误差补偿参数对所述定位测量信息中的第一测量量值进行误差补偿，以获取第二测量量值；处理单元，用于根据所述第二测量量值，获取所述用户设备的位置信息。再一方面，本发明实施例提供一种终端定位装置，所述装置包括：网络接口；存储器；处理器；物理存储在所述存储器中的应用程序，所述应用程序包括可用于使所述处理器和所述系统执行以下过程的指令：接收用户设备上报的定位测量信息；在误差补偿数据库中查找与所述定位测量信息对应的误差补偿参数；根据所述误差补偿参数对所述定位测量信息中的第一测量量值进行误差补偿，以获取第二测量量值；根据所述第二测量量值，获取所述用户设备的位置信息。本发明实施例提供一种终端定位方法，该方法通过建立误差补偿数据库的方式，在非视距情况下，对用户终端上报的定位测量信息中由于建筑物等遮挡问题造成的误差，查找误差补偿数据库中相应的误差补偿参数，在定位测量信息中进行相应的误差补偿，从而达到提高终端定位精度的目的。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是观察到达时间差定位架构示意图；图2是本发明实施例提供的终端定位方法一种实施例的流程图；图3是本发明实施例提供的终端定位方法中构建误差补偿数据库一种实施例的流程图；图4是本发明实施例提供的终端定位方法中构建误差补偿数据库另一种实施例的流程图；图5是本发明实施例提供的终端定位方法中构建误差补偿数据库另一种实施例的流程图；图6是本发明实施例提供的终端定位方法中构建误差补偿数据库另一种实施例的流程图；图7是本发明实施例提供的终端定位方法中小区分组的一种架构参考图；图8是本发明实施例提供的终端定位方法中构建误差补偿数据库另一种实施例的流程图；图9是本发明实施例提供的终端定位方法中小区分区域的一种状态参考图；图10本发明实施例提供的终端定位装置一种实施例的结构图；图11是本发明实施例提供的终端定位装置另一种实施例的结构图。具体实施方式在长期演进(LTE)中，OTDOA定位作为一种网络辅助终端定位的技术。在网络侧定位服务器为基站和移动台指定定位参考信号PRS的发送和接收配置之后，基站下行发送定位参考信号(PositioningReferenceSignal，PRS)，移动台接收到来自多个定位基站的PRS，并识别每个PRS的首达径位置，可以得到不同基站之间的PRS到达时间差，并将其上报至定位服务器。定位服务器通过移动台接收不同基站的信号时间差，可以映射成移动台与不同基站之间的距离差，通过上述的双曲线模型数学计算，定位服务器就可以得到移动台的准确位置。基于以上的系统，本发明实施例提供一种终端定位方法，图2是该实施例中终端定位方法的流程图，该实施例的执行主体为定位服务器，可以是图1中的定位服务器，也可以具备这种功能的基站eNB，由图可见，所述终端定位方法包括：步骤201，接收用户设备上报的定位测量信息；具体而言，定位服务器可以通过基站或者直接接受终端上传的定位测量信息，例如，参考信号到达时间差TOA等，同时携带终端所处的小区的ID或者的所处小区的基站的ID等信息，从而能够获取到大概的用户终端所处的区域位置。步骤202，在误差补偿数据库中查找与所述定位测量信息对应的误差补偿参数；具体而言，定位服务器在获知到终端上报的定位测量信息之后，即能够获知终端所处的区域，以及终端获取到的参考信号到达时间差等测量信息，定位服务器根据终端所处的区域和/或终端获取的参考信号达到时间差等测量信息，确定相应所需的误差补偿参数并在数据库中查找误差补偿参数。步骤203，根据所述误差补偿参数对所述定位测量信息中的第一测量量值进行误差补偿，以获取第二测量量值；具体地说，定位服务器在终端上传的参数中增加或者减去查找到的误差补偿参数，获得更加精确的第二测量量值，例如在终端上传的TOA中减去因建筑物遮挡产生的时间延迟，得到更为精确的TOA值。步骤204，根据所述第二测量量值，获取所述用户设备的位置信息。在步骤204中，定位服务器根据误差补偿后的第二测量量值，根据设定的算法获取用户所处的准确位置信息。其中的算法，例如根据到达几个不同基站的距离差形成的双曲线的交点，通过计算双曲线交点的方法，计算终端的位置，达到定位的目的。通过上述实施例提供的终端定位方法，能够在非视距情况下，对用户终端上报的定位测量信息中由于建筑物等遮挡问题造成的误差，查找误差补偿数据库中相应的误差补偿参数，在定位测量信息中进行相应的误差补偿，从而达到提高终端定位精度的目的。在前述实施例的步骤202中，所述用户设备上报的定位测量信息包括用户设备与不同基站之间的测量定位参考信号到达时间差TDOA，步骤202的具体为在误差补偿数据库中查找与所述用户设备上报的参考信号到达时间差TDOA对应的TDOA误差补偿参数。在本发明的实施例中，需要建立误差补偿数据库，那么如图3所示，所述误差补偿数据库通过以下方式建立：步骤301，在设定区域内，获取终端的真实位置信息，多个基站的真实位置信息以及所述终端发送到每个基站的定位参考信号的实际测量到达时间；在本步骤中的设定区域，在粗略的情况下，可以是城市的郊区和城区、行政区，在精细的情况下，可以是不同基站覆盖的小区，每个小区的三个扇区以及终端定位时的若干个基站所覆盖的区域等；在设定的区域中，可以通过实测，GPS等方式，获取终端的真实位置信息，并且在终端所处的具体位置进行实测获取终端发送的定位参考信号到达每个基站，并且经过每个基站之后，在每个基站处理之后返回的定位参考辅助信号到达所述终端的时间差。步骤302，根据所述终端的真实位置信息、每个所述基站的真实位置信息，获取终端发送到每个基站的定位参考信号的实际测量到达时间；在该步骤302中，依据终端的真实位置信息和参考的基站的真实位置信息获取终端发送到某个基站的定位参考信号的实际测量到达时间，如果终端所处的坐标为(xUE，yUE)，某个基站的坐标为(xeNB，yeNB)例如通过如下的公式：其中，C为光速。步骤303，获取终端与每个基站之间的所述理想到达时间和所述终端实际测量到达时间之间的差值，建立误差补偿数据库。具体地说，在获取到理想的TOA之后，与终端上报的实际测量值的差值，即可作为TOA误差，通过这些误差建立误差补偿数据库。以下介绍几种获取终端与每个基站之间的所述理想到达时间和所述终端实际测量到达时间之间的差值，建立误差补偿数据库的具体方式，在图4所示的一种实施方式中：首先，获取所述终端与所述设定区域内的每个基站之间的所述理想到达时间和所述终端实际测量到达时间之间的差值的均值，作为所述设定区域的全局误差补偿值；之后，根据不同设定区域的全局误差补偿值，建立误差补偿数据库。步骤401，获取终端的真实位置信息；例如，终端的位置坐标(xUE，yUE)，当然，此处的终端可以是不同制式的手机、平板电脑或者手持电脑等终端，而获取该些终端位置的方式，可以是通过路测，也可以是通过卫星定位等方式。步骤402，获取设定区域的基站的位置信息，和定位参考信号测量信息；其中，基站的位置信息为((xeNB1，yeNB1)，(xeNB2，yeNB2)，...，(xeNBn，yeNBn))，定位参考信号测量测量信息为((RTT1，RxTx1)，(RTT2，RxTx2)，...，(RTTn，RxTxn))。RTT为环回时间，RxTx为基站处理参考信号的时间差。步骤403，获取理想TOA和测量TOA；具体的，根据公式(1)计算理想的TOA，也就是基站和终端之间直线距离产生的TOA；理想其中，C为光速。根据公式(2)计算测量TOA，也就是实际测得的TOA实测RxTx表示基站的收发时间差，TOA通过环回时间与RxTx的差值再除以2得到。步骤404，获取TOA误差值；具体的，根据公式(3)计算TOAerror。TOAerror＝理想TOA-实测TOA(3)通过步骤401-404，可以获取所有路测采样点的TOAerror(i)，作为统计数据。步骤405：获取全部采样点的TOA误差均值，得到全局误差补偿值，建立全局误差补偿数据库。具体的，全局误差补偿值u通过以下的公式(4)计算获取到。其中，n表示在设定的区域内的采样的点数。在实际定位时，终端向基站上报TOA测量信息，定位服务器能够获知终端此时处于哪个设定区域，之后，根据我们已经构建的数据库，取出当前终端对应的设定区域的全局TOA补偿值，对TOA进行全局补偿(例如，在原有的测量TOA基础上减去或者加上一个公式(4)得到的u)，返回补偿后TOA，再根据输入补偿后的基于TOA的定位算法估计终端的位置。在图5所示的另一种获取终端与每个基站之间的所述理想到达时间和所述终端实际测量到达时间之间的差值，建立误差补偿数据库中，具体包括：步骤501，获取终端的真实位置信息；具体而言，在该步骤中终端的真实位置信息除了坐标以外，还包括终端所处小区的小区ID，也就是某个基站所覆盖的小区(cell)。步骤502：获取多个的基站的位置信息，和定位参考信号测量信息；其中，在一定的区域内基站的位置信息为((xeNB1，yeNB1)，(xeNB2，yeNB2)，...，(xeNBn，yeNBn))，定位参考信号测量测量信息为((RTT1，RxTx1)，(RTT2，RxTx2)，...，(RTTn，RxTxn))。RTT为环回时间，RxTx为基站处理参考信号的时间差。步骤503，获取理想TOA和测量TOA；具体的，根据公式(1)计算理想的TOA，也就是基站和终端之间直线距离产生的TOA；理想其中，C为光速。根据公式(2)计算测量TOA，也就是实际测得的TOA实测RxTx表示基站的收发时间差，TOA通过环回时间与RxTx的差值再除以2得到。步骤504，获取TOA误差值；具体的，根据公式(3)计算TOAerror。TOAerror＝理想TOA-实测TOA(3)通过步骤501-504，可以获取所有路测采样点的TOAerror(i)，作为统计数据。步骤505，获取全部采样点的TOA误差值；步骤506，以小区ID为基准，分别统计不同小区的TOAerror平均值；具体的，小区误差补偿值u通过以下的公式(4)计算获取到。其中，n表示在一个小区内的采样的点数。步骤507，按照不同小区对应的小区误差补偿值，建立误差补偿数据库。具体的，误差补偿数据库的格式可参考表1，每个不同的cell，对应一种误差补偿值。CellIDTOAerror平均值Cell1u1Cell2u2…………Cellnun表1在实际定位时，终端向基站上报TOA测量信息，定位服务器能够获知终端此时处于哪个小区cell，之后，根据我们已经构建的数据库，取出当前终端对应小区的小区TOA补偿值，对TOA进行误差补偿(例如，在原有的测量TOA基础上减去或者加上一个公式(4)得到的u)，返回补偿后TOA。概括而言，该实施方式中，定位服务器是以小区ID为基准，获取不同小区对应于所述终端的所述理想到达时间和所述终端实际测量到达时间之间的差值的均值，作为所述小区的小区误差补偿值；之后，根据所述设定区域内不同小区的小区误差补偿值，建立所述误差补偿数据库。在图6所示的另外一种实施方式中，获取终端与每个基站之间的所述理想到达时间和所述终端实际测量到达时间之间的差值，建立误差补偿数据库包括：步骤601，获取终端的真实位置信息；具体而言，在该步骤中终端的真实位置信息除了坐标以外，还包括终端所处小区的小区ID，也就是某个基站所覆盖的小区(cell)。步骤602：获取多个的基站的位置信息，和定位参考信号测量信息；其中，在一定的区域内基站的位置信息为((xeNB1，yeNB1)，(xeNB2，yeNB2)，...，(xeNBn，yeNBn))，定位参考信号测量测量信息为((RTT1，RxTx1)，(RTT2，RxTx2)，...，(RTTn，RxTxn))。RTT为环回时间，RxTx为基站处理参考信号的时间差。步骤603，获取理想TOA和测量TOA；具体的，根据公式(1)计算理想的TOA，也就是基站和终端之间直线距离产生的TOA；理想其中，C为光速。根据公式(2)计算测量TOA，也就是实际测得的TOA实测RxTx表示基站的收发时间差，TOA通过环回时间与RxTx的差值再除以2得到。步骤604，获取TOA误差值；具体的，根据公式(3)计算TOAerror。TOAerror＝理想TOA-实测TOA(3)通过步骤601-604，可以获取所有路测采样点的TOAerror(i)，作为统计数据。步骤605，获取全部采样点的TOA误差值；步骤606，根据小区ID，把小区分为不同的组合分别统计不同分组中各小区的TOAerror平均值；其中，例如，小区的组合以三个为一组，参与定位的小区个数为三个或三个以上。具体的，小区误差补偿值u通过以下的公式(4)计算获取到。其中，n表示在不同分组中一个小区的采样的点数。步骤607，根据参与定位时，小区的组合与数据库中构建的小区组合进行匹配；具体而言，小区分组状态可参考图7，在定位时，不同的终端会选取不同的基站作为发送定位参考信号的对象，此时，可以将不同的小区分组。例如，通常终端定位时，要参考三个不同基站的定位参考信号，就以此三个基站覆盖的小区作为一组。步骤608，统计每个组合中的各个小区的误差均值，以获取小区分组误差补偿值。之后，按照表2的格式构建数据库，得到基于小区分组的误差补偿值{group1(u11，u12，u13)，group2(u21，u22，u23)，…groupn(un1，un2，un3)}。表2在实际定位时，终端向基站上报TOA测量信息，定位服务器能够获知终端此时处于哪个小区cell，之后，根据我们已经构建的数据库，取出当前终端对应小区的小区分组误差补偿值，对TOA进行误差补偿(例如，在原有的测量TOA基础上减去或者加上一个公式(4)得到的u)，返回补偿后TOA。概括而言，在该实施方式中，定位服务器以所述终端进行终端定位时参考的小区分组为基准，获取不同分组的小区对应于所述终端的所述理想到达时间和所述终端实际测量到达时间之间的差值的均值，作为小区分组误差补偿值；根据所述设定区域内不同分组的小区分组误差补偿值，建立所述误差补偿数据库。在图8所示的另外一种实施方式中，获取终端与每个基站之间的所述理想到达时间和所述终端实际测量到达时间之间的差值，建立误差补偿数据库包括：步骤801，获取终端的真实位置信息；具体而言，在该步骤中终端的真实位置信息除了坐标以外，还包括终端所处小区的小区ID，也就是某个基站所覆盖的小区(cell)。步骤802：获取多个的基站的位置信息，和定位参考信号测量信息；其中，在一定的区域内基站的位置信息为((xeNB1，yeNB1)，(xeNB2，yeNB2)，...，(xeNBn，yeNBn))，定位参考信号测量测量信息为((RTT1，RxTx1)，(RTT2，RxTx2)，...，(RTTn，RxTxn))。RTT为环回时间，RxTx为基站处理参考信号的时间差。步骤803，获取理想TOA和测量TOA；具体的，根据公式(1)计算理想的TOA，也就是基站和终端之间直线距离产生的TOA；理想其中，C为光速。根据公式(2)计算测量TOA，也就是实际测得的TOA实测RxTx表示基站的收发时间差，TOA通过环回时间与RxTx的差值再除以2得到。步骤804，获取TOA误差值；具体的，根据公式(3)计算TOAerror。TOAerror＝理想TOA-实测TOA(3)通过步骤801-803，可以获取所有路测采样点的TOAerror(i)，作为统计数据。步骤805，获取全部采样点的TOA误差值；步骤806，以终端所处的小区ID为准，分别统计不同区域的TOAerror平均值；其中，小区中的不同区域，可以结合实际地形等路况信息对小区划分区域。具体的，不同区域的误差补偿值u通过以下的公式(4)计算获取到。其中，n表示在一个区域内的采样的点数。具体而言，区域状态可参考图7，当终端处于不同的区域时，存在不同的误差，因此存在不同的误差补偿值。步骤807，统计每个区域中的误差均值，以获取分区域误差补偿值。在实际定位时，终端向基站上报TOA测量信息，定位服务器能够获知终端此时处于哪个小区cell中的哪个区域，之后，根据我们已经构建的数据库，取出当前终端对应的分区域误差补偿值，对TOA进行误差补偿(例如，在原有的测量TOA基础上减去或者加上一个公式(4)得到的u)，返回补偿后TOA，小区所处的分区域状态可参考图9。概括而言，在该实施方式中，定位服务器以所述终端进行终端定位时参考的所处的不同区域为基准，获取终端处于不同区域时对应于所述终端的所述理想到达时间和所述终端实际测量到达时间之间的差值的均值，作为分区域误差补偿值；根据所述区域误差补偿值，建立所述误差补偿数据库。相应的，如图10所示，本发明实施例提供一种终端定位装置，所述终端定位装置可以是定位服务器，或者具备终端定位功能的基站，所述装置包括：接收单元1001，用于接收用户设备上报的定位测量信息；查找单元1002，用于在误差补偿数据库中查找与所述定位测量信息对应的误差补偿参数；补偿单元1003，用于根据所述误差补偿参数对所述定位测量信息中的第一测量量值进行误差补偿，以获取第二测量量值；处理单元1004，用于根据所述第二测量量值，获取所述用户设备的位置信息。相应的，如图11所示，本发明实施例提供一种终端定位装置，所述终端定位装置可以是定位服务器，或者具备终端定位功能的基站，图11为本发明实施例管理控制系统的示意图，如图所示，本实施例包括网络接口61、处理器62和存储器63。系统总线64用于连接网络接口61、处理器62和存储器63。网络接口61用于与终端或基站通信。存储器63可以是永久存储器，例如硬盘驱动器和闪存，存储器63中具有软件模块和设备驱动程序。软件模块能够执行本发明上述方法的各种功能模块；设备驱动程序可以是网络和接口驱动程序。在启动时，这些软件组件被加载到存储器63中，然后被处理器62访问并执行如下指令：接收用户设备上报的定位测量信息；在误差补偿数据库中查找与所述定位测量信息对应的误差补偿参数；根据所述误差补偿参数对所述定位测量信息中的第一测量量值进行误差补偿，以获取第二测量量值；根据所述第二测量量值，获取所述用户设备的位置信息。专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或
技术领域：
内所公知的任意其它形式的存储介质中。以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页1 2 3