CN102333339B - 一种覆盖数据库的校准方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种覆盖数据库的校准方法和装置。本发明实施例方法包括：向网络覆盖区域下的终端发送测量控制消息，所述测量控制消息指示支持全球定位系统GPS的终端在上报的测量报告中携带终端所在的地理位置信息；接收终端发送的测量报告；若所述测量报告包含信号强度以及地理位置信息，则将所述终端的小区信号强度以及地理位置信息存储到覆盖数据库。本方案可以提升定位精度，减少校准时间和校准成本方便定位技术推广应用。

Description

一种覆盖数据库的校准方法和装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种覆盖数据库的校准方法和装置。

背景技术

在蜂窝无线通信系统(如GSM、UMTS)中网络侧设备为了使一些应用成为可能，一些定位手段应运而生。这些应用如：话务分布、用户行为分析、覆盖分析、问题定位等。基于测量报告(Measurement Report，MR)的定位手段是其中之一。

在蜂窝网络中，终端在一点上通常可以收到周边多个小区的信号。基于MR的定位方法的一个基本假设是，地理上的每一点收到来自不同小区的信号的强度组合是独特的。那么可以把网络覆盖区域内每一点的位置和收到的不同小区的信号强度构成数据库，即：覆盖数据库。而终端在通话过程中会上报MR，这些MR里记录了终端收到的来自不同小区的信号强度。这样，利用终端上报的MR里面记录的信号强度可以在数据库中查找出通话的位置。

基于MR的定位手段的定位精度取决于覆盖数据库的准确度，覆盖数据库记录了网络覆盖区域内的每一点的位置经纬度和这点收到的不同小区的信号强度。

为了提升覆盖数据库的准确性，从而提升定位精度，路测校准是现有的技术方案之一。路测是指用测试的车辆在道路上完成的测试，通常在测试时会应用全球定位系统(Global Position System，GPS)设备记录下每个测试点的经纬度，同时用测试终端记录下每一点收到来自各个小区的信号强度，这些数据会被设备自动保存。这些测量得到的经纬度和信号强度的信息可以认为是准确的，路测校准就是用这些“准确的”的数据校准覆盖数据库中的准确度低的数据。

发明人在实现本发明实施例的过程中发现：路测校准采用车辆在道路上进行，这就意味着用来校准的数据来自于道路，校准的数据在地理上不均匀。在路测校准后，在道路以外的区域应用基于MR的定位方法进行定位，其精度较差。

另外，实际应用中完成一个城市的路测需要的时间是星期量级，测试工作需要车辆和专业人员投入，成本较高。此外，由于网络有工程调整或无线电频率(radio frequency，RF)参数调整后，覆盖数据库的校准工作需要重新做，即：路测校准将会是常态性的工作。因此，采用路测校准的方案耗时多、成本高不利于定位技术推广应用。

发明内容

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，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，对于本领域的普通技术人员来讲，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。

本发明实施例提供了一种覆盖数据库的校准方法和装置，提升定位精度，减少校准时间和校准成本方便定位技术推广应用。

一种覆盖数据库的校准方法，包括：

向网络覆盖区域下的终端发送测量控制消息，所述测量控制消息指示支持全球定位系统GPS的终端在上报的测量报告中携带终端所在的地理位置信息；

接收终端发送的测量报告；

若所述测量报告包含信号强度以及地理位置信息，则将所述终端的小区信号强度以及地理位置信息存储到覆盖数据库。

一种覆盖数据库的校准装置，包括：

控制发送单元，用于向网络覆盖区域下的终端发送测量控制消息，所述测量控制消息指示支持全球定位系统GPS的终端在上报的测量报告中携带终端所在的地理位置信息；

报告接收单元，用于接收终端发送的测量报告；

信息更新单元，用于若所述测量报告包含信号强度以及地理位置信息，则将所述终端的小区信号强度以及地理位置信息存储到覆盖数据库。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：通过向网络覆盖区域下的终端发送测量控制消息，来指示支持GPS的终端在上报的测量报告中携带终端所在的地理位置信息；并将终端的小区信号强度以及地理位置信息存储到覆盖数据库。实现了覆盖数据库的校准。相比于路测校准，可以不必车辆和专业人员投入，校准数据也仅来源于道路，可以提高覆盖数据库校准的速度和成本，也提高了非道路地区校准数据的精度；进而提升定位精度，减少校准时间和校准成本方便定位技术推广应用。

附图说明

图1为本发明实施例方法流程示意图；

图2为本发明实施例方法流程示意图；

图3为本发明实施例计算校准覆盖数据库示意图；

图4为本发明实施例装置结构示意图；

图5为本发明实施例装置结构示意图；

图6为本发明实施例装置结构示意图；

图7为本发明实施例装置结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种覆盖数据库的校准方法，如图1所示，包括：

101：向网络覆盖区域下的终端发送测量控制消息，上述测量控制消息指示支持全球定位系统GPS的终端在上报的测量报告中携带终端所在的地理位置信息；

本步骤中，测量控制消息在下发给终端的时候可以不必区分终端是否支持GPS的功能；测量控制消息可以向所有终端发送，用于指示支持全球定位系统GPS的终端在上报的测量报告中携带终端所在的地理位置信息。支持GPS的终端会依照指示返回携带终端所在的地理位置信息以及信号强度的测量报告；不支持GPS的终端则仍然会按照协议规定返回测量报告，该测量报告包信号强度，但不包含地理位置信息。

102：接收终端发送的测量报告；

可以理解的是：支持GPS的终端会依照指示返回携带终端所在的地理位置信息以及信号强度的测量报告；不支持GPS的终端则仍然会按照协议规定返回测量报告，该测量报告包信号强度，但不包含地理位置信息。

103：若上述测量报告包含信号强度以及地理位置信息，则将上述终端的小区信号强度以及地理位置信息存储到覆盖数据库。

需要说明的是，上述终端的小区信号强度以及地理位置信息存储到覆盖数据库，覆盖数据库可以是空的覆盖数据库，也可以是包含数据的覆盖数据库；本步骤将从测量报告中得到的终端的小区信号强度以及地理位置信息存储到覆盖数据库，可以实现覆盖数据库的校准。

进一步地，上述网络覆盖下的区域采用栅格化处理，本实施例方法还包括：若收到两个或两个以上的地理位置信息来自于同一个栅格，则计算上述两个或两个以上的地理位置信息对应的信号强度的算术平均值，将上述算术平均值作为上述栅格的信号强度。

进一步地，若存在没有地理位置信息上报的栅格，还包括：

通过上述没有地理位置信息上报的栅格周围有地理位置信息上报的栅格的信号强度计算上述没有地理位置信息上报的栅格的信号强度。

更具体地，通过上述没有地理位置信息上报的栅格周围有地理位置信息上报的栅格的信号强度计算上述没有地理位置信息上报的栅格的信号强度包括：

通过有地理位置信息上报的第一栅格和第二栅格的信号强度计算上述没有地理位置信息上报的栅格的信号强度；上述第一栅格和第二栅格与上述没有地理位置信息上报的栅格在同一直线上，并且上述第一栅格和第二栅格是离上述没有地理位置信息上报的栅格最近的两个栅格。

进一步地，本实施例还提供了覆盖数据库使用的的一个举例，本方案可以在覆盖数据库校准完毕后进行，上述方法还包括：若接收到的测量报告包含信号强度不包含地理位置信息，通过接收到的测量报告中包含信号强度查询覆盖数据库，得到与上述信号强度对应的地理位置信息。

本方法实施例的执行主体可以是对终端或者基站具有控制能够的网络侧设备，例如：无线网络控制器(Radio Network Controller，RNC)，以下实施例将就此举例说明。需要说明的是，在以下实施例的举例中，覆盖数据库中已经存在了数据，可以理解的是：建立的覆盖数据库可以是没有数据的空覆盖数据库也是可以的，另外覆盖数据库可以是进行栅格化处理后建立的覆盖数据库。请参阅图2为本实施例方法流程示意图，图3为本实施例计算校准覆盖数据库的示意图。

201：获得覆盖数据库，该覆盖数据库中记录了每一个点的地理位置和这点收到的不同基站的信号强度。地理位置可以用经纬度来表示。

获得覆盖数据库的简要介绍如下：首先，对网络覆盖下的每一个小区计算它的信号强度在地理上的分布。通常先对计算的区域做栅格化，即把计算区域划分为x米×x米的栅格；不失一般性，对于小区N，首先要计算出每个栅格到该小区的距离；然后找出到小区N距离在y米以内的栅格，这样可以减少计算量。用业界普遍认可的信号强度计算公式：ReLev＝a+b*log(d)计算这些栅格上收到来自小区N的信号强度。公式中的a和b是经验值，不同站点的取值会有不同，典型取值为-105和-35，d是小区N到栅格的距离，单位为千米(km)。依照上述公式对所有的小区计算完毕后，每个栅格中都会记录这个栅格收到各个小区的信号强度记录，构成覆盖数据库。

在本实施例中，整个网络覆盖的区域可以被划分为许多个x米×x米的栅格；对于任意一个栅格，如：栅格E，它能收到来自多个小区的信号；应用Relev＝a+b*log(d)公式可以计算栅格E上接收到每个小区的信号强度。构建覆盖数据库就是对区域中每个栅格进行信号强度计算并把结果保存。可以理解的是，进行栅格化以后，每个栅格的地理位置信息已经确定；通过计算得到各栅格的信号强度，那么存储在覆盖数据库的数据应该包含栅格的地理位置信息以及栅格的信号强度。

202：无线网络控制器(Radio Network Controller，RNC)下发测量控制(measurement control)消息给终端，并记录下终端发送的测量报告中携带的地理位置信息以及信号强度。

本步骤可以遵照第三代移动通信伙伴项目(Third GenerationPartnershBP20110589 Project 3GPP)协议的规定，如果测量控制消息里指示进行的定位的标识是增强的GPS(Assisted Global Positioning System，AGPS)；则凡是支持GPS/AGPS的终端都会遵从协议在上报的MR中携带通话位置的经纬度和在该点上终端收到的来自周边各个小区的信号强度；不支持GPS的终端则在MR中上报在该点上终端收到的来自周边各个小区的信号强度。

经测试现网中支持GPS/AGPS的终端在5％左右，这些支持GPS/AGPS的终端在收到测量控制消息后，会在MR中携带地理位置信息(经纬度)和终端在该点上收到的来自各小区的信号强度。这些MR会被保存下来用于校准覆盖数据库。

需要说明的是：测量控制消息里指示进行的定位的方法还可以是：小区标识+往返时间(cell Identifier+Round TrBP20110589 Time，CELLID+RTT)，或者是：到达时间差测量法(Observed Time Difference of Arrival，OTDOA)。其中CELLID+RTT是一种用小区id和终端到基站的往返时间估算距离的定位方法；OTDOA是一种计算终端发射信号的方向来估算距离的定位方法。以上仅就三种下发测量控制消息的方式进行了举例，需要说明的是指示终端在MR中携带的地理位置信息的方式可能还有许多，具体的携带方式不影响本发明实施例的实现，对此本发明实施例不予限定。

203：校准覆盖数据库。

由于一个栅格可能有多个携带有地理位置信息的测量报告上报，也可能一个携带有地理位置信息的测量报告都没有，那么可以：首先，对进行数据栅格化合并，详细说明如下：

终端上报的带有经纬度的MR在地理上分布并不均匀，地理上可以把一个区域看作一个个栅格组成，这些带经纬度的MR分布在有些栅格里多、分布在有些栅格上相对会少，有些栅格里则可能没有。如图3所示，对带有地理位置信息(经纬度)的MR上报的栅格举例。图3中的每个黑点代表在这个位置上有一个携带地理位置信息的MR上报，对于覆盖数据库中栅格C、D里有多个MR，而栅格E里面则没有携带地理位置信息的MR上报。做覆盖数据库校准时，用算术平均的方法把一个栅格内的多个MR做合并，这些数据将替换覆盖数据库中原先通过计算得到的数值。具体计算方案如下：对于已有携带地理位置信息的MR上报的栅格，需要对每个栅格内的MR进行合并。栅格内终端在每一点接收到小区N的信号通常是不一样的，为了区分栅格内每一点的信号差异，可以用如下公式建模，这点收到小区N的信号强度为：ReLev＝a+b*log(d)+s，其中，d为这点到小区N的距离，s是阴影衰落(shadow fading)带来的差别。在同一栅格内的点可以认为上述公式中的a，b，d都是一样的，不同的是s，s通常是符合正态分布。这样，一个栅格内的所有点上接收到来自小区N的信号强度通过算术平均来合并。合并后，原先有一个或多个携带地理位置信息的MR上报的栅格内只有一组数值，代表这个栅格内收到来自周边小区的信号强度，这些数据将代替覆盖数据库中原先计算出的数值；原先没有携带地理位置信息的MR的栅格则没有数值。

本发明实施例还可以对没有携带位置信息(经纬度)的MR上报的栅格进行校准。以图3中没有收到携带位置信息的MR的栅格E为例，在E和小区N的连线上，栅格C和栅格D是离栅格E最近的携带有位置信息的MR上报的栅格。用栅格C和栅格D里的接收到小区N的信号计算出公式ReLev＝a+b*log(d)中的a和b，再用它们校准原先的计算公式，得到栅格E上收到小区N的信号，并用这个数值代替覆盖数据库中原先的数值。具体计算方法如下：

在图3中，对于没有携带地理位置的MR上报的栅格，如栅格E，需要用算法校准在第一步应用ReLev＝a+b*log(d)公式计算出来的数据。不失一般性，以小区N向外的任意一条连线为例，这条线上有C、D、E等多个栅格，其中栅格C、D有携带地理位置的MR上报、而E没有，E点可以利用公式计算出的数据。

首先，确定离E点在上述连线上最近的有携带地理位置的MR上报的两个栅格，在图3中是C和D。计算C、D到小区N的距离，分别记为d1、d2；在前面，已经通过对MR上报合并获得了C、D接收到小区N的信号强度，分别记为ReLev1，ReLev2，可以得到：

对于C点：ReLev1＝a’+b’log(d1)

对于D点：ReLev2＝a’+b’log(d2)

上述两个方程联立，可以得到C、D到小区N这条连线上，C、D附近的a’和b’，a’，b’是C、D连线上的测试推算值，a，b则是模型理论值。下面需要用它和第一步中提到的经验公式中的a、b合并得到E点上适用的参数，分别记为ae，be。这里的合并是从实测值a’，b’和理论值a，b得到折中的结果，即E点的公式中的斜率和截距：ae和be。合并公式如下：

参数ae＝(K*a+L*a’)/(K+L)

参数be＝(K*b+L*b’)/(K+L)

上面公式中K和L取整数。

这样，对于栅格E的接收到小区N的接收场强用下面的公式计算：

ReLev＝ae+be*log(d3)，这里d3为栅格E到小区N的距离

应用上述方法，对每一个没有携带地理位置的MR上报的栅格计算来自每一个小区的信号强度，并记录在覆盖数据库中代替原有数值，就完成了对覆盖数据库全部数据的校准。

本发明实施例通过向网络覆盖区域下的终端发送测量控制消息，来指示支持GPS的终端在上报的测量报告中携带终端所在的地理位置信息；并将终端的小区信号强度以及地理位置信息存储到覆盖数据库。实现了覆盖数据库的校准。由于终端在网络中分布具有随机性，应用本发明实施例的方案进行校准的范围包括了所有能收到GPS信号的区域，不再仅仅局限在道路。另外，无需车辆和路测人员的投入；可以提高覆盖数据库校准的速度和成本，也提高了非道路地区校准数据的精度；进而提升定位精度，减少校准时间和校准成本方便定位技术推广应用。

经测试，虽然现网中支持GPS/AGPS的终端比例较小(约5％)，但试验显示，这些终端分布很广泛，覆盖了网络中所有的道路、小路、开阔地等户外区域。因此本发明实施例用于校准的数据收集的覆盖面远远大于路测的覆盖面。另外，应用此方法校准后的覆盖数据库进行基于MR的定位，其定位精度能得到大幅提升，精度达到30米。

本发明实施例还提供了一种覆盖数据库的校准装置，如图4所示，包括：

控制发送单元401，用于向网络覆盖区域下的终端发送测量控制消息，上述测量控制消息指示支持全球定位系统GPS的终端在上报的测量报告中携带终端所在的地理位置信息；

报告接收单元402，用于接收终端发送的测量报告；

信息更新单元403，用于若上述测量报告包含信号强度以及地理位置信息，则将上述终端的小区信号强度以及地理位置信息存储到覆盖数据库。

进一步地，如图5所示，上述装置还包括：

栅格单元501，用于对上述网络覆盖下的区域采用栅格化处理；

信号强度计算单元502，用于若收到两个或两个以上的地理位置信息来自于同一个栅格，则计算上述两个或两个以上的地理位置信息对应的信号强度的算术平均值，将上述算术平均值作为上述栅格的信号强度。

进一步地，上述信号强度计算单元502，还用于若存在没有地理位置信息上报的栅格，通过上述没有地理位置信息上报的栅格周围有地理位置信息上报的栅格的信号强度计算上述没有地理位置信息上报的栅格的信号强度。

具体地，如图6所示，上述信号强度计算单元502，包括：

信号强度查询单元601，用于查询第一栅格和第二栅格的信号强度，上述第一栅格和第二栅格有地理位置信息上报；上述第一栅格和第二栅格与没有地理位置信息上报的栅格在同一直线上，并且上述第一栅格和第二栅格是离上述没有地理位置信息上报的栅格最近的两个栅格；

信号强度计算子单元602，用于第一栅格和第二栅格的信号强度计算上述没有地理位置信息上报的栅格的信号强度；。

进一步地，如图7所示，上述装置还包括：

地理位置查询单元701，用于若接收到的测量报告包含信号强度不包含地理位置信息，通过接收到的测量报告中包含信号强度查询覆盖数据库，得到与上述信号强度对应的地理位置信息。

本发明实施例通过向网络覆盖区域下的终端发送测量控制消息，来指示支持GPS的终端在上报的测量报告中携带终端所在的地理位置信息；并将终端的小区信号强度以及地理位置信息存储到覆盖数据库。实现了覆盖数据库的校准。由于终端在网络中分布具有随机性，应用本发明实施例的方案进行校准的范围包括了所有能收到GPS信号的区域，不再仅仅局限在道路。另外，无需车辆和路测人员的投入；可以提高覆盖数据库校准的速度和成本，也提高了非道路地区校准数据的精度；进而提升定位精度，减少校准时间和校准成本方便定位技术推广应用。

值得注意的是，上述用户设备和基站实施例中，所包括的各个单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

另外，本领域普通技术人员可以理解实现上述各方法实施例中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，相应的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明实施例揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种覆盖数据库的校准方法，其特征在于，包括：

向网络覆盖区域下的终端发送测量控制消息，所述测量控制消息指示支持全球定位系统GPS的终端在上报的测量报告MR中携带终端所在的地理位置信息；所述测量报告MR为包含有信号强度的测量报告；所述测量控制消息不区分所述网络覆盖区域下的终端是否支持GPS；

接收终端发送的测量报告；

若所述测量报告包含信号强度以及地理位置信息，则将所述终端的小区信号强度以及地理位置信息存储到覆盖数据库；所述信号强度包含所述终端测量的不同小区的信号强度。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述网络覆盖下的区域采用栅格化处理，还包括：

若收到两个或两个以上的地理位置信息来自于同一个栅格，则计算所述两个或两个以上的地理位置信息对应的信号强度的算术平均值，将所述算术平均值作为所述栅格的信号强度。

3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，若存在没有地理位置信息上报的栅格，还包括：

通过所述没有地理位置信息上报的栅格周围有地理位置信息上报的栅格的信号强度计算所述没有地理位置信息上报的栅格的信号强度。

4.根据权利要求3所述方法，其特征在于，通过所述没有地理位置信息上报的栅格周围有地理位置信息上报的栅格的信号强度计算所述没有地理位置信息上报的栅格的信号强度包括：

通过有地理位置信息上报的第一栅格和第二栅格的信号强度计算所述没有地理位置信息上报的栅格的信号强度；所述第一栅格和第二栅格与所述没有地理位置信息上报的栅格在同一直线上，并且所述第一栅格和第二栅格是离所述没有地理位置信息上报的栅格最近的两个栅格。

5.根据权利要求1至4任意一项所述方法，其特征在于，还包括：

若接收到的测量报告包含信号强度不包含地理位置信息，通过接收到的测量报告中包含信号强度查询覆盖数据库，得到与所述信号强度对应的地理位置信息。

6.一种覆盖数据库的校准装置，其特征在于，包括：

控制发送单元，用于向网络覆盖区域下的终端发送测量控制消息，所述测量控制消息指示支持全球定位系统GPS的终端在上报的测量报告中携带终端所在的地理位置信息；所述测量报告MR为包含有信号强度的测量报告；所述测量控制消息不区分所述网络覆盖区域下的终端是否支持GPS；

报告接收单元，用于接收终端发送的测量报告；

信息更新单元，用于若所述测量报告包含信号强度以及地理位置信息，则将所述终端的小区信号强度以及地理位置信息存储到覆盖数据库；所述信号强度包含所述终端测量的不同小区的信号强度。

7.根据权利要求6所述装置，其特征在于，还包括：

栅格单元，用于对所述网络覆盖下的区域采用栅格化处理；

信号强度计算单元，用于若收到两个或两个以上的地理位置信息来自于同一个栅格，则计算所述两个或两个以上的地理位置信息对应的信号强度的算术平均值，将所述算术平均值作为所述栅格的信号强度。

8.根据权利要求7所述装置，所述信号强度计算单元，还用于若存在没有地理位置信息上报的栅格，通过所述没有地理位置信息上报的栅格周围有地理位置信息上报的栅格的信号强度计算所述没有地理位置信息上报的栅格的信号强度。

9.根据权利要求8所述装置，其特征在于，所述信号强度计算单元，包括：

信号强度查询单元，用于查询第一栅格和第二栅格的信号强度，所述第一栅格和第二栅格有地理位置信息上报；所述第一栅格和第二栅格与没有地理位置信息上报的栅格在同一直线上，并且所述第一栅格和第二栅格是离所述没有地理位置信息上报的栅格最近的两个栅格；

信号强度计算子单元，用于用第一栅格和第二栅格的信号强度计算所述没有地理位置信息上报的栅格的信号强度。

10.根据权利要求7至9任意一项所述装置，其特征在于，还包括：

地理位置查询单元，用于若接收到的测量报告包含信号强度不包含地理位置信息，通过接收到的测量报告中包含信号强度查询覆盖数据库，得到与所述信号强度对应的地理位置信息。