CN101489180A - 定位移动终端的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种定位UE的方法，包括：多次测量UE信号的到达角AOA和UE信号到达基站的时延；对测量获得的多个AOA进行计算获得AOA的中间值；对测量获得的多个时延进行计算获得时延的中间值；估算所述UE所处环境的非直射因子；利用所述AOA的中间值、所述时延的中间值、所述非直射因子和UE所在基站的位置信息计算所述UE的位置。在本发明中，在估算UE和基站之间的距离时对估算的距离进行修正，也就是对UE信号到达基站的时延进行修正，从而减小UE信号到达基站的时延和真实值之间的偏差。当UE处于非直射环境时，采用本发明提供的技术方案可以有效地提高对UE的定位精度。本发明还公开一种定位UE的装置。

Description

定位移动终端的方法和装置

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种定位移动终端(UE)的方法和一种定位UE的装置。

背景技术

近年来，随着人们对基于位置的信息服务的需求增多，无线定位技术得到更多研究者的关注。目前，随着蜂窝移动通信系统的进一步发展和普及，可以利用用户所在服务基站的位置、UE信号的到达角(AOA，Angle ofArrival)和UE信号到达基站的时延等参数进行定位估算，获得用户所在的具体位置。值得一提的是，在第三代移动通信标准的时分同步码分多址(TD-SCDMA)技术中，由于运用了智能天线技术，因此能够准确地获知UE相对于基站的方位角，从而能够实现远比其他现有蜂窝移动通信技术更高的定位精度。

目前TD-SCDMA系统已经实现了单基站智能天线的定位方法，该方法如图1所示，主要包括以下步骤：

在步骤101中，在基站的上报周期内，多次测量UE信号的AOA和时延，获得多个AOA值和时延值。

需要说明的是，获得UE信号的AOA信息，就可以得知UE相对于基站的方位角；获得UE信号的时延，就可以得知UE和基站之间的距离。

UE信号的AOA信息主要由基站测量获得；UE信号的时延既可以由UE和基站共同测量获得，也可以由UE独立测量获得。测量UE信号的AOA和时延的具体方法请参阅相关文献，此不赘述。

在步骤102中，分别计算多个AOA值的平均值和多个时延值的平均值，获得AOA的平滑值

和时延的平滑值τ1。

在步骤103中，在基站的上报周期时刻到来时，将所述AOA的平均值

和时延的平均值τ1上报给基站控制器。

在步骤104中，在基站控制器，利用基站上报的AOA的平均值

、时延的平均值τ1和基站的位置信息估算所述UE的位置。

可以按等式(1)估算UE的位置：

其中，(x，y)是UE的位置坐标，(x1，y1)是服务基站的位置坐标，c是信号的传播速度，也就是电磁波的传播速度。

采用现有的单基站智能天线的定位方法，可以在直射环境下获得较高的定位精度。但在存在障碍物的非直射环境下，由于反射、绕射等原因会导致UE信号的AOA和时延的测量值都不准确，从而降低了现有的单基站智能天线的定位精度。

发明内容

有鉴于此，本发明解决的技术问题是提供一种定位UE的方法，以在非直射环境下提高单基站智能天线的定位精度。

为此，本发明提供的技术方案如下：

一种定位UE的方法，包括：

多次测量UE信号的到达角AOA和UE信号到达基站的时延；

对测量获得的多个AOA进行计算获得AOA的中间值；

对测量获得的多个时延进行计算获得时延的中间值；

估算所述UE所处环境的非直射因子；

利用所述AOA的中间值、所述时延的中间值、所述非直射因子和UE所在基站的位置信息计算所述UE的位置。

在一些实施例中，利用所述AOA的中间值计算AOA的均方误差并估算所述UE所处环境的非直射因子。

优选地，通过计算 $\mathrm{\α}=\frac{\cos \left({\mathrm{\σ}}_{\mathrm{AOA}}\right)}{\sin \left({\mathrm{\σ}}_{\mathrm{AOA}}\right)+1},$ 获得非直射因子α；

其中，σ_AOA是AOA的均方误差。

优选地，通过计算 $\mathrm{\α}=\frac{1}{K\·\sin \left({\mathrm{\σ}}_{\mathrm{AOA}}\right)+1},$ 获得非直射因子α；

其中，σ_AOA是AOA的均方误差，K为预置的加权因子。

在一些实施例中，利用所述AOA的中间值计算AOA的均方误差，并利用所述时延的中间值计算时延的均方误差；

利用AOA的均方误差和时延的均方误差估算所述UE所处环境的非直射因子。

优选地，通过计算 $\mathrm{\α}=\frac{s\·{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{TOA}}}{K\·\sin \left({\mathrm{\σ}}_{\mathrm{AOA}}\right)+1},$ 获得非直射因子α；

其中，σ_AOA是AOA的均方误差，σ_TOA是时延的均方误差，K、s为预置的加权因子。

在一些实施例中，进一步包括：

计算信号功率的均方误差，并利用AOA的均方误差、时延的均方误差和信号功率的均方误差估算所述UE所处环境的非直射因子。

优选地，通过计算 $\mathrm{\α}=\frac{s_1\·{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{TOA}}+s_2\·{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{POA}}}{K\·\sin \left({\mathrm{\σ}}_{\mathrm{AOA}}\right)+1},$ 获得非直射因子α；

其中，σ_AOA是AOA的均方误差，α_TOA是时延的均方误差，α_POA是信号功率的均方误差，K、s₁、s₂为预置的加权因子。

在一些实施例中，通过计算

获得AOA的均方误差；

其中，

为AOA的中间值，

为获得的AOA，N为获得的AOA的数量。

在一些实施例中，通过计算

，获得UE的位置；

其中，(x，y)是UE的位置坐标，(x1，y1)是UE所在基站的位置坐标，τ是时延的中间值，

是AOA的中间值，α是非直射因子，c是信号的传播速度。

在一些实施例中，通过计算

获得UE的位置；

其中，(x，y)是UE的位置坐标，(x1，y1)是UE所在基站的位置坐标，z1是UE所在基站的高度，τ是时延的中间值，

是AOA的中间值，α是非直射因子，c是信号的传播速度。

在一些实施例中，通过计算多个AOA的平滑值或平均值获得AOA的中间值，通过计算多个时延的平滑值或平均值获得时延的中间值。

本发明要解决的另一个技术问题是提供一种定位UE的装置，包括：

第一单元，用于在设定的测量周期内多次测量UE信号的到达角AOA；

第二单元，用于在设定的测量周期内多次测量UE信号到达基站的时延；

第三单元，用于对第一单元测量获得的多个AOA进行计算，获得AOA的中间值；还用于对第二单元测量获得的多个时延进行计算，获得时延的中间值；

第四单元，用于估算所述UE所处环境的非直射因子；和

第五单元，用于利用所述AOA的中间值、所述时延的中间值、所述非直射因子和UE所在基站的位置信息计算所述UE的位置。

在一些实施例中，第四单元利用所述AOA的中间值计算AOA的均方误差并估算所述UE所处环境的非直射因子。

优选地，第四单元通过计算 $\mathrm{\α}=\frac{\cos \left({\mathrm{\σ}}_{\mathrm{AOA}}\right)}{\sin \left({\mathrm{\σ}}_{\mathrm{AOA}}\right)+1}$ ，获得非直射因子α；

其中，σ_AOA是AOA的均方误差。

优选地，第四单元通过计算 $\mathrm{\α}=\frac{1}{K\·\sin \left({\mathrm{\σ}}_{\mathrm{AOA}}\right)+1},$ 获得非直射因子α；

其中，σ_AOA是AOA的均方误差，K为预置的加权因子。

在一些实施例中，第四单元利用所述AOA的中间值计算AOA的均方误差，并利用所述时延的中间值计算时延的均方误差；

利用AOA的均方误差和时延的均方误差估算所述UE所处环境的非直射因子。

优选地，通过计算 $\mathrm{\α}=\frac{s\·{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{TOA}}}{K\·\sin \left({\mathrm{\σ}}_{\mathrm{AOA}}\right)+1},$ 获得非直射因子α；

其中，σ_AOA是AOA的均方误差，σ_TOA是时延的均方误差，K、s为预置的加权因子。

在一些实施例中，还包括用于计算信号功率的均方误差的第六单元；

第四单元利用AOA的均方误差、时延的均方误差和信号功率的均方误差估算所述UE所处环境的非直射因子。

优选地，第四单元通过计算 $\mathrm{\α}=\frac{s_1\·{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{TOA}}+s_2\·{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{POA}}}{K\·\sin \left({\mathrm{\σ}}_{\mathrm{AOA}}\right)+1},$ 获得非直射因子α；

其中，σ_AOA是AOA的均方误差，α_TOA是时延的均方误差，α_POA是信号功率的均方误差，K、s₁、s₂为预置的加权因子。

在一些实施例中，第四单元通过计算

获得AOA的均方误差；

其中，

为AOA的中间值，为获得的AOA，N为获得的AOA的数量。

优选地，第五单元通过计算

获得UE的位置；

其中，(x，y)是UE的位置坐标，(x1，y1)是UE所在基站的位置坐标，τ是时延的中间值，

是AOA的中间值，α是非直射因子，c是信号的传播速度。

优选地，第五单元通过计算

获得UE的位置；

其中，(x，y)是UE的位置坐标，(x1，y1)是UE所在基站的位置坐标，z1是UE所在基站的高度，τ是时延的中间值，

是AOA的中间值，α是非直射因子，c是信号的传播速度。

在一些实施例中，第三单元通过计算多个AOA的平滑值或平均值获得AOA的中间值，通过计算多个时延的平滑值或平均值获得时延的中间值。

在一些实施例中，第一单元、第二单元、第三单元和第四单元设置在基站，第五单元设置在基站控制器。

在本发明中，在估算UE和基站之间的距离时对估算的距离进行修正，也就是对UE信号到达基站的时延进行修正，从而减小UE信号到达基站的时延和真实值之间的偏差。当UE处于非直射环境时，采用本发明提供的技术方案可以有效地提高对UE的定位精度。

附图说明

图1是现有的单基站智能天线定位方法的流程图；

图2是在非直射环境下定位UE的示意图；

图3是本发明提供的一种定位UE的方法流程图；

图4是本发明提供的一种定位UE的装置示意图；

图5是本发明提供的另一种定位UE的装置示意图。

具体实施方式

利用现有的单基站智能天线进行UE定位时，定位精度主要取决于UE信号的AOA和时延这两个测量值的准确性。如果UE到基站之间有直射路径，则会有很高的定位精度。但由于无线传播环境的复杂性，UE和基站之间往往并不一定存在直射路径，在这种情况下会影响UE信号的AOA和时延这两个测量值的准确性，导致UE的定位精度也存在很大的误差，从而降低了UE的定位精度。

通过实际测量表明，当UE距离基站比较远时，此时相当于一种宏蜂窝环境或者郊区环境，UE信号的AOA偏差往往比较小，但UE信号到达基站的时延和真实值偏差较大。在这种情况下，定位精度主要取决于UE信号的时延的准确性。如图2所示，由于散射体往往处在UE附近一定范围内，因此当UE离基站较远时，散射体往往距离基站也都较远，在这种情况下UE信号的AOA信息通常比较可靠。但是由于UE信号到达基站的时延和真实值偏差较大，因此在估算UE和基站之间的距离时会产生较大偏差。

本发明的基本思想是，在估算UE和基站之间的距离时对估算的距离进行修正，也就是对UE信号到达基站的时延进行修正，从而减小UE信号到达基站的时延和真实值之间的偏差，提高在非直射环境下UE的定位精度。

为使本领域技术人员更好地理解本发明，下面结合实施例1对本发明提供的方法作具体说明，图3是实施例1的流程图。

在步骤301中，在设定的测量周期内多次测量UE信号的AOA和时延，获得多个AOA值和时延值。

可以看出，定位UE的时间长短取决于测量周期，可以根据实际要求设定测量周期。由于基站会周期性地将UE信号的AOA和时延上报给基站控制器，因此一种比较好的方式是将基站的上报周期设定为测量周期。

获得多个AOA值和时延值后，在步骤302中，对获得的多个AOA值进行计算以获得AOA的中间值；并且，在步骤303中，对获得的多个时延值进行计算以获得时延的中间值。

在步骤302和步骤303中所述的中间值，既可以是平滑值也可以是平均值。

通过递归计算i＝1，2，...，N，可以按先后顺序对测量获得的多个AOA值进行平滑，并最终获得AOA的平滑值。其中，N表示AOA值的个数，

表示当前AOA值，

表示当前AOA值的平滑结果，

表示前一AOA值的平滑结果，p是平滑因子。同理，也可以通过递归计算获得时延的平滑值，此不赘述。

通过计算

可以获得AOA的平均值，其中，N表示AOA值的个数，

表示各AOA值。同理，也可以计算时延的平均值，此不赘述。

获得AOA的中间值后，在步骤304中，利用AOA的中间值估算UE所处环境的非直射因子。

在估算非直射因子时，首先利用所述AOA的中间值

计算AOA的均方误差σ_AOA，然后再利用AOA的均方误差σ_AOA估算非直射因子。

通过计算

可以获得AOA的方差

通过计算 ${\mathrm{\σ}}_{\mathrm{AOA}}=\sqrt{{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{AOA}}^2},$ 可以获得AOA的均方误差σ_AOA。

这里，可以将AOA的均方误差认为是UE所处环境的角度扩散大小。当UE距离基站比较远时，可以认为UE处在一个角度扩散比较小的环境；当UE和基站之间有直射路径时，AOA的均方误差趋于0。根据AOA的均方误差，利用特定函数关系，即可获得UE所处环境的非直射因子。这里的函数关系可以根据仿真拟合得到，例如：

可以通过计算 $\mathrm{\α}=\frac{\cos \left({\mathrm{\σ}}_{\mathrm{AOA}}\right)}{\sin \left({\mathrm{\σ}}_{\mathrm{AOA}}\right)+1},$ 获得非直射因子α；

也可以通过计算 $\mathrm{\α}=\frac{1}{K\·\sin \left({\mathrm{\σ}}_{\mathrm{AOA}}\right)+1},$ 获得非直射因子α，其中K为修正因子。

需要说明的是，计算非直射因子α的等式不局限于上述两种，也可以根据实际情况选择其它的等式计算非直射因子α。

在基站的上报周期时刻到来时，在步骤305中，将AOA的中间值、时延的中间值和非直射因子上报给基站控制器。

在步骤306中，利用AOA的中间值、时延的中间值、非直射因子和UE所在基站的位置信息计算UE的位置。

在计算UE的位置时，有两种计算方法，一种是不考虑基站高度的计算方法，另一种是考虑基站高度的计算方法。

如果不考虑基站的高度，则通过计算

获得UE的位置。

如果考虑基站的高度，则通过计算

获得UE的位置。

其中，(x，y)是UE的位置坐标，(x1，y1)是UE所在基站的位置坐标，z1是UE所在基站的高度，τ是时延的中间值，

是AOA的中间值，α是非直射因子，c是信号的传播速度。

这里实际上是利用UE所处环境的非直射因子对UE到基站时延进行了修正。在直射环境下，AOA的均方误差趋于零，非直射因子趋于1，在UE离基站非常近时，AOA测量误差较大，此时非直射因子较小，极限情况下趋于0，此时以上方法实际上退化为基于小区的定位方法了。当UE离基站较远且无直射路径时，非直射因子为折中值。

在图3所示的方法中，利用AOA的均方误差估算UE所处环境的非直射因子。然而，AOA信息只能表示UE所处环境的角度扩散信息，却不能表示散射体分布区域的半径。将UE所处环境的角度扩散信息和散射体分布区域半径结合，能够更准确地估算出UE所处环境的非直射因子。因此，在具体应用中也可以利用AOA的中间值和其它测量参数的均方误差联合对UE所处环境的非直射因子进行估算。

这里所说的其它其他测量参数的均方误差可以根据具体要求进行确定，例如可以是UE到基站的时延的均方误差，或者是UE信号的功率的均方误差。

这里，UE到达基站的时延反应了UE到基站的距离，而时延的均方误差则体现了UE周围散射体分布区域的部分特性，而接收的UE信号功率也在一定程度上反应了UE到基站的距离，UE信号功率的均方误差则体现了UE所处环境的复杂程度。其中，计算时延的均方误差的方法，及计算信号功率的均方方差的方法可以参考计算AOA的均方误差的方法，此不赘述。

在利用AOA的均方误差和时延的均方误差估算UE所处环境的非直射因子时，可以通过计算α＝f(σ_AOA，σ_TOA)获得非直射因子α。

其中，f(σ_AOA，σ_TOA)是预设置的利用AOA的均方误差σ_AOA和时延的均方误差σ_TOA计算非直射因子α的函数。

可以看出，函数f(σ_AOA，σ_TOA)可以有很多种方式，其中一种比较好的方式是 $f({\mathrm{\σ}}_{\mathrm{AOA}},{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{TOA}})=\frac{s\·{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{TOA}}}{K\·\sin \left({\mathrm{\σ}}_{\mathrm{AOA}}\right)+1},$ 其中，s为加权因子。

在利用AOA的均方误差、时延的均方误差和信号功率的均方误差估算UE所处环境的非直射因子时，可以通过计算α＝f(σ_AOA，σ_TOA，σ_POA)获得非直射因子α。

其中，f(σ_AOA，σ_TOA，σ_POA)是预设置的利用AOA的均方误差σ_AOA、时延的均方误差σ_TOA和信号功率的均方误差σ_POA计算非直射因子α的函数。

可以看出，函数f(σ_AOA，σ_TOA，σ_POA)可以有很多种方式，其中一种比较好的方式是 $f({\mathrm{\σ}}_{\mathrm{AOA}},{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{TOA}},{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{POA}})=\frac{s_1\·{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{TOA}}+s_2\·{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{POA}}}{K\·\sin \left({\mathrm{\σ}}_{\mathrm{AOA}}\right)+1},$ 其中，s₁、s₂为加权因子。

在实际应用中，也可以根据具体情况利用其它的测量参数估算非直射因子，或者利用其它的函数计算关系估算非直射因子，而不仅仅限于本实施例中提供的优选方式。

下面对本发明提供的一种定位UE的装置做具体说明。图4示出了一种定位UE的装置400，该装置包括第一单元S41、第二单元S42、第三单元S43、第四单元S44和第五单元S45。

在设定的测量周期内，第一单元S41会多次测量UE信号的AOA，第二单元S42会多次测量UE信号到达基站的时延。

第三单元S43用于对第一单元S41测量获得的多个AOA进行计算，获得AOA的中间值；还用于对第二单元S42测量获得的多个时延进行计算，获得时延的中间值。所述的中间值，既可以是平滑值也可以是平均值。

第三单元S43通过递归计算

i＝1，2，...，N，可以按先后顺序对测量获得的多个AOA值进行平滑，并最终获得AOA的平滑值。同理，也可以通过递归计算获得时延的平滑值，此不赘述。

第三单元S43通过计算

可以获得AOA的平均值，同理，也可以计算时延的平均值，此不赘述。

第四单元S44用于估算UE所处环境的非直射因子。在估算非直射因子时，第四单元S44首先利用所述AOA的中间值

计算AOA的均方误差σ_AOA，然后再利用AOA的均方误差σ_AOA估算非直射因子。

第四单元S44通过计算可以获得AOA的方差

第四单元S44通过计算 ${\mathrm{\σ}}_{\mathrm{AOA}}=\sqrt{{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{AOA}}^2},$ 可以获得AOA的均方误差σ_AOA。

获得AOA的均方误差σ_AOA后，第四单元S44通过计算 $\mathrm{\α}=\frac{\cos \left({\mathrm{\σ}}_{\mathrm{AOA}}\right)}{\sin \left({\mathrm{\σ}}_{\mathrm{AOA}}\right)+1},$ 即可获得非直射因子α；也可以通过计算 $\mathrm{\α}=\frac{1}{K\·\sin \left({\mathrm{\σ}}_{\mathrm{AOA}}\right)+1},$ 获得非直射因子α，其中K为修正因子。

第五单元S45用于利用第三单元S43计算获得的AOA的中间值、时延的中间值，第四单元S44计算获得的非直射因子和UE所在基站的位置信息计算所述UE的位置。

在计算UE的位置时，有两种计算方法，一种是不考虑基站高度的计算方法，另一种是考虑基站高度的计算方法。

如果不考虑基站的高度，则第五单元S45通过计算

获得UE的位置。

如果考虑基站的高度，则通过计算

获得UE的位置。

还需要说明的是，对于具备基站控制器的移动通信系统，第一单元S41、第二单元S42、第三单元S43和第四单元S44应该设置在基站，而第五单元S45应该设置在基站控制器。在基站的上报周期时刻到来时，基站会将AOA的中间值、时延的中间值和非直射因子上报给基站控制器。在基站控制器，第五单元S45将根据UE所在基站的位置信息和基站上报的AOA的中间值、时延的中间值、非直射因子计算UE的位置。

对于不具备基站控制器的移动通信系统，第一单元S41、第二单元S42、第三单元S43和第四单元S44和第五单元S45应该都设置在基站。

在图4所示的装置中，利用AOA的均方误差估算UE所处环境的非直射因子。然而，AOA信息只能表示UE所处环境的角度扩散信息，却不能表示散射体分布区域的半径。将UE所处环境的角度扩散信息和散射体分布区域半径结合，能够更准确地估算出UE所处环境的非直射因子。因此，在具体应用中也可以利用AOA的中间值和其它测量参数的均方误差联合对UE所处环境的非直射因子进行估算。

这里所说的其它其他测量参数的均方误差可以根据具体要求进行确定，例如可以是UE到基站的时延的均方误差，或者是UE信号的功率的均方误差。

这里，UE到达基站的时延反应了UE到基站的距离，而时延的均方误差则体现了UE周围散射体分布区域的部分特性，而接收的UE信号功率也在一定程度上反应了UE到基站的距离，UE信号功率的均方误差则体现了UE所处环境的复杂程度。其中，计算时延的均方误差的方法，及计算信号功率的均方方差的方法可以参考计算AOA的均方误差的方法，此不赘述。

在利用AOA的均方误差和时延的均方误差估算UE所处环境的非直射因子时，第四单元S44还用于根据所述时延的中间值计算时延的均方误差σ_TOA。

第四单元S51可以通过计算α＝f(σ_AOA，σ_TOA)获得非直射因子α。可以看出，函数f(σ_AOA，σ_TOA)可以有很多种方式，其中一种比较好的方式是 $f({\mathrm{\σ}}_{\mathrm{AOA}},{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{TOA}})=\frac{s\·{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{TOA}}}{K\·\sin \left({\mathrm{\σ}}_{\mathrm{AOA}}\right)+1},$ 其中，s为加权因子。

在利用AOA的均方误差、时延的均方误差和信号功率的均方误差估算UE所处环境的非直射因子时，定位UE的装置应该如图5所示，第六单元S51用于计算信号功率的均方误差σ_POA，第四单元S52可以通过计算α＝f(σ_AOA，σ_TOA，σ_POA)获得非直射因子α。可以看出，函数f(σ_AOA，σ_TOA，σ_POA)可以有很多种方式，其中一种比较好的方式是 $f({\mathrm{\σ}}_{\mathrm{AOA}},{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{TOA}},{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{POA}})=\frac{s_1\·{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{TOA}}+s_2\·{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{POA}}}{K\·\sin \left({\mathrm{\σ}}_{\mathrm{AOA}}\right)+1},$ 其中，s₁、s₂为加权因子。

在实际应用中，也可以根据具体情况利用其它的测量参数估算非直射因子，或者利用其它的函数计算关系估算非直射因子，而不仅仅限于本实施例中提供的优选方式。

本领域技术人员可以明白，这里结合所公开的实施例描述的各种示例性的方法步骤和装置单元均可以电子硬件、软件或二者的结合来实现。为了清楚地示出硬件和软件之间的可交换性，以上对各种示例性的步骤和单元均以其功能性的形式进行总体上的描述。这种功能性是以硬件实现还是以软件实现依赖于特定的应用和整个系统所实现的设计约束。本领域技术人员能够针对每个特定的应用，以多种方式来实现所描述的功能性，但是这种实现的结果不应解释为倒是背离本发明的范围。

利用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其它可编程的逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑、分立硬件组件或者他们之中的任意组合，可以实现或执行结合这里公开的实施例描述的各种示例性的单元。通用处理器可能是微处理器，但是在另一种情况中，该处理器可能是任何常规的处理器、控制器、微控制器或者状态机。处理器也可能被实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或者更多结合DSP核心的微处理器或者任何其他此种结构。

结合上述公开的实施例所描述的方法的步骤可直接体现为硬件、由处理器执行的软件模块或者这二者的组合。软件模块可能存在于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、移动磁盘、CD-ROM或者本领域熟知的任何其他形式的存储媒质中。一种典型存储媒质与处理器耦合，从而使得处理器能够从该存储媒质中读信息，且可向该存储媒质写信息。在替换实例中，存储媒质是处理器的组成部分。处理器和存储媒质可能存在于一个ASIC中。该ASIC可能存在于一个用户站中。在一个替换实例中，处理器和存储媒质可以作为用户站中的分立组件存在。

根据所述公开的实施例，可以使得本领域技术人员能够实现或者使用本发明。对于本领域技术人员来说，这些实施例的各种修改是显而易见的，并且这里定义的总体原理也可以在不脱离本发明的范围和主旨的基础上应用于其他实施例。以上所述的实施例仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (25)

1、一种定位移动终端UE的方法，其特征在于，包括：

多次测量UE信号的到达角AOA和UE信号到达基站的时延；

对测量获得的多个AOA进行计算获得AOA的中间值；

对测量获得的多个时延进行计算获得时延的中间值；

估算所述UE所处环境的非直射因子；

利用所述AOA的中间值、所述时延的中间值、所述非直射因子和UE所在基站的位置信息计算所述UE的位置。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，利用所述AOA的中间值计算AOA的均方误差并估算所述UE所处环境的非直射因子。

3、如权利要求2所述的方法，其特征在于，通过计算 $\mathrm{\α}=\frac{\cos \left({\mathrm{\σ}}_{\mathrm{AOA}}\right)}{\sin \left({\mathrm{\σ}}_{\mathrm{AOA}}\right)+1},$ 获得非直射因子α；

其中，σ_AOA是AOA的均方误差。

4、如权利要求2所述的方法，其特征在于，通过计算 $\mathrm{\α}=\frac{1}{K\·\sin \left({\mathrm{\σ}}_{\mathrm{AOA}}\right)+1},$ 获得非直射因子α；

其中，σ_AOA是AOA的均方误差，K为预置的加权因子。

5、如权利要求1所述的方法，其特征在于，利用所述AOA的中间值计算AOA的均方误差，并利用所述时延的中间值计算时延的均方误差；

利用AOA的均方误差和时延的均方误差估算所述UE所处环境的非直射因子。

6、如权利要求5所述的方法，其特征在于，通过计算 $\mathrm{\α}=\frac{s\·{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{TOA}}}{K\·\sin \left({\mathrm{\σ}}_{\mathrm{AOA}}\right)+1},$ 获得非直射因子α；

其中，σ_AOA是AOA的均方误差，σ_TOA是时延的均方误差，K、s为预置的加权因子。

7、如权利要求5所述的方法，其特征在于，进一步包括：

计算信号功率的均方误差，并利用AOA的均方误差、时延的均方误差和信号功率的均方误差估算所述UE所处环境的非直射因子。

8、如权利要求7所述的方法，其特征在于，通过计算 $\mathrm{\α}=\frac{s_1\·{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{TOA}}+s_2\·{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{POA}}}{K\·\sin \left({\mathrm{\σ}}_{\mathrm{AOA}}\right)+1},$ 获得非直射因子α；

其中，σ_AOA是AOA的均方误差，α_TOA是时延的均方误差，α_POA是信号功率的均方误差，K、s₁、s₂为预置的加权因子。

9、如权利要求2至8任一项所述的方法，其特征在于，通过计算

获得AOA的均方误差；

其中，

为AOA的中间值，

为获得的AOA，N为获得的AOA的数量。

10、如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过计算

获得UE的位置；

其中，(x，y)是UE的位置坐标，(x1，y1)是UE所在基站的位置坐标，τ是时延的中间值，

是AOA的中间值，α是非直射因子，c是信号的传播速度。

11、如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过计算

获得UE的位置；

其中，(x，y)是UE的位置坐标，(x1，y1)是UE所在基站的位置坐标，z1是UE所在基站的高度，τ是时延的中间值，

是AOA的中间值，α是非直射因子，c是信号的传播速度。

12、如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过计算多个AOA的平滑值或平均值获得AOA的中间值，通过计算多个时延的平滑值或平均值获得时延的中间值。

13、一种定位移动终端UE的装置，其特征在于，包括：

第一单元，用于在设定的测量周期内多次测量UE信号的到达角AOA；

第二单元，用于在设定的测量周期内多次测量UE信号到达基站的时延；

第三单元，用于对第一单元测量获得的多个AOA进行计算，获得AOA的中间值；还用于对第二单元测量获得的多个时延进行计算，获得时延的中间值；

第四单元，用于估算所述UE所处环境的非直射因子；和

第五单元，用于利用所述AOA的中间值、所述时延的中间值、所述非直射因子和UE所在基站的位置信息计算所述UE的位置。

14、如权利要求13所述的装置，其特征在于，第四单元利用所述AOA的中间值计算AOA的均方误差并估算所述UE所处环境的非直射因子。

15、如权利要求14所述的装置，其特征在于，第四单元通过计算 $\mathrm{\α}=\frac{\cos \left({\mathrm{\σ}}_{\mathrm{AOA}}\right)}{\sin \left({\mathrm{\σ}}_{\mathrm{AOA}}\right)+1},$ 获得非直射因子α；

其中，σ_AOA是AOA的均方误差。

16、如权利要求14所述的装置，其特征在于，第四单元通过计算 $\mathrm{\α}=\frac{1}{K\·\sin \left({\mathrm{\σ}}_{\mathrm{AOA}}\right)+1},$ 获得非直射因子α；

其中，σ_AOA是AOA的均方误差，K为预置的加权因子。

17、如权利要求13所述的装置，其特征在于，第四单元利用所述AOA的中间值计算AOA的均方误差，并利用所述时延的中间值计算时延的均方误差；

利用AOA的均方误差和时延的均方误差估算所述UE所处环境的非直射因子。

18、如权利要求17所述的装置，其特征在于，通过计算 $\mathrm{\α}=\frac{s\·{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{TOA}}}{K\·\sin \left({\mathrm{\σ}}_{\mathrm{AOA}}\right)+1},$ 获得非直射因子α；

其中，σ_AOA是AOA的均方误差，σ_TOA是时延的均方误差，K、s为预置的加权因子。

19、如权利要求17所述的装置，其特征在于，还包括用于计算信号功率的均方误差的第六单元；

第四单元利用AOA的均方误差、时延的均方误差和信号功率的均方误差估算所述UE所处环境的非直射因子。

20、如权利要求19所述的装置，其特征在于，第四单元通过计算 $\mathrm{\α}=\frac{s_1\·{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{TOA}}+s_2\·{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{POA}}}{K\·\sin \left({\mathrm{\σ}}_{\mathrm{AOA}}\right)+1},$ 获得非直射因子α；

其中，σ_AOA是AOA的均方误差，α_TOA是时延的均方误差，α_POA是信号功率的均方误差，K、s₁、s₂为预置的加权因子。

21、如权利要求14至20任一项所述的装置，其特征在于，第四单元通过计算

获得AOA的均方误差；

其中，

为AOA的中间值，为获得的AOA，N为获得的AOA的数量。

22、如权利要求13所述的装置，其特征在于，第五单元通过计算

获得UE的位置；

其中，(x，y)是UE的位置坐标，(x1，y1)是UE所在基站的位置坐标，τ是时延的中间值，

是AOA的中间值，α是非直射因子，c是信号的传播速度。

23、如权利要求13所述的装置，其特征在于，第五单元通过计算

获得UE的位置；

其中，(x，y)是UE的位置坐标，(x1，y1)是UE所在基站的位置坐标，z1是UE所在基站的高度，τ是时延的中间值，

是AOA的中间值，α是非直射因子，c是信号的传播速度。

24、如权利要求13所述的装置，其特征在于，第三单元通过计算多个AOA的平滑值或平均值获得AOA的中间值，通过计算多个时延的平滑值或平均值获得时延的中间值。

25、如权利要求13所述的装置，其特征在于，第一单元、第二单元、第三单元和第四单元设置在基站，第五单元设置在基站控制器。

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