CN102413565A - 一种终端位置的确定方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种终端位置的确定方法和设备，该方法包括：基站设备通过终端设备的定时提前量TA值获得所述终端设备与所述基站设备之间的距离信息；所述基站设备通过所述终端设备的测量电平信息获得所述终端设备与所述基站设备之间的方向信息；所述基站设备通过所述距离信息和所述方向信息确定所述终端设备的位置信息。本发明实施例中，不需要GPS辅助实现终端设备的定位，也不需要基站设备之间的信令交互和同步，可以通过单个基站设备确定终端设备的位置，以简化终端设备的定位算法，减少基站设备之间的信令交互开销，且提高了终端设备的定位效率。

Description

一种终端位置的确定方法和设备

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其是涉及一种终端位置的确定方法和设备。

背景技术

现有技术中，为了对终端设备进行定位，可以采用如下方式：（1）在终端设备内安装GPS（Global Positioning System，全球定位系统），且由终端设备通过该GPS获得自身的位置，并将获得的位置上报给基站设备，使基站设备确定终端设备的位置。（2）多基站联合定位，即多个基站设备之间通过信令的交互，最终确定终端设备的位置。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在以下问题：

在采用方式（1）时，如果终端设备没有安装GPS，则无法确定该终端设备的位置；而且GPS只有在开阔地才有信号，对于收不到GPS信号的区域（如室内、高架下等），将无法确定终端设备的位置。在采用方式（2）时，需要多个基站设备的联合参与，算法比较复杂，且需要基站设备间的信令交互及同步，开销较大。

发明内容

本发明实施例提供一种终端位置的确定方法和设备，以减少基站设备之间的信令交互开销。

为了达到上述目的，本发明实施例提供一种终端位置的确定方法，包括：

基站设备通过终端设备的定时提前量TA值获得所述终端设备与所述基站设备之间的距离信息；

所述基站设备通过所述终端设备的测量电平信息获得所述终端设备与所述基站设备之间的方向信息；

所述基站设备通过所述距离信息和所述方向信息确定所述终端设备的位置信息。

本发明实施例提供一种基站设备，包括：

第一获取模块，用于通过终端设备的定时提前量TA值获得所述终端设备与所述基站设备之间的距离信息；

第二获取模块，用于通过所述终端设备的测量电平信息获得所述终端设备与所述基站设备之间的方向信息；

确定模块，用于通过所述距离信息和所述方向信息确定所述终端设备的位置信息。

与现有技术相比，本发明实施例至少具有以下优点：不需要GPS辅助实现终端设备的定位，也不需要基站设备之间的信令交互和同步，可以通过单个基站设备确定终端设备的位置，以简化终端设备的定位算法，减少基站设备之间的信令交互开销，且提高了终端设备的定位效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的一种终端位置的确定方法流程示意图；

图2是本发明实施例一的具体应用场景中，A1为正北向、A2、A3分别为120度和240度方向的示意图；

图3是本发明实施例一的具体应用场景中，已经确定的天线方向图的示意图；

图4是本发明实施例二提供的一种基站设备结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

本发明实施例一提供一种终端位置的确定方法，如图1所示，该方法包括以下步骤：

步骤101，基站设备通过终端设备的TA（Timing Advance，定时提前量）值获得终端设备与基站设备之间的距离信息。

本发明实施例中，基站设备通过终端设备的TA值获得终端设备与基站设备之间的距离信息，包括：基站设备接收终端设备上报的测量电平报告，该测量电平报告中携带了该终端设备的TA值信息；之后，基站设备可以通过该TA值信息确定终端设备的TA值，并通过该终端设备的TA值获得终端设备与基站设备之间的距离信息。

具体的，在无线通信过程中，终端设备会上报主服务小区和邻区的测量电平报告，且主服务小区对应的基站设备可以接收到来自终端设备的测量电平报告，且由于测量电平报告中携带了该终端设备的TA值信息，因此基站设备可以利用该测量电平报告估算出终端设备的TA值。

进一步的，为了利用终端设备的TA值获得终端设备与基站设备之间的距离信息，在无线通信系统中，一种优选的实施方式为：基站设备获得终端设备与基站设备之间的距离Distance= C*T*TA。

其中，C为光速，单位是m/s；T为每chip（码片）的时间长度，单位是s；TA为定时提前量，单位是chip。

需要说明的是，chip是扩频码分多址移动通信中数据传输的基本单位，是编码序列中的二进制单元。其中，将1bit的时间分为m份，每份为一个chip，m是码片序列的位数比；例如，需要发送数据为1，码片序列为8bit 11001100，则1对应的就是11001100，0就是00110011；在通信中每个用户有自己的码片序列，而chip就是发送码片序列1位的时间。

步骤102，基站设备通过终端设备的测量电平信息获得终端设备与基站设备之间的方向信息。

本发明实施例中，基站设备通过终端设备的测量电平信息获得终端设备与基站设备之间的方向信息，包括：基站设备接收终端设备上报的测量电平报告，该测量电平报告中携带了终端设备的测量电平信息；之后，基站设备通过该测量电平信息、基站设备的扇区所对应的天线发射功率信息、以及天线的增益信息，获得终端设备与基站设备之间的方向信息。

具体的，在无线通信过程中，终端设备会上报主服务小区和邻区的测量电平报告，且主服务小区对应的基站设备可以接收到来自终端设备的测量电平报告，且由于该测量电平报告中携带了该终端设备的测量电平信息，因此基站设备可以利用该测量电平报告、以及基站设备的扇区所对应的天线发射功率信息、天线的增益信息，获得终端设备与基站设备之间的方向信息。

进一步的，为了通过测量电平信息、基站设备的扇区所对应的天线发射功率信息、以及天线的增益信息，获得终端设备与基站设备之间的方向信息，则在一种优选的实施方式中：基站设备可以利用如下公式W1+Ψ1（θ-θ1）–L= P1、W2+Ψ2（θ-θ2）–L=P2、W3+Ψ3（θ-θ3）–L=P3，获得终端设备与基站设备之间的方向θ。

其中，基站设备对应有三个小区，且P1、P2、P3分别为针对三个小区的测量电平，且θ1、θ2、θ3分别为针对三个小区的方向；基站设备对应有三个扇区，且W1、W2、W3分别为三个扇区所对应的天线发射功率，且Ψ1（θ-θ1）、Ψ2（θ-θ2）、Ψ3（θ-θ3）分别为三个扇区所对应的天线的增益；L为路径损耗。

一种具体的应用场景中，假设正北方向为0度，顺时针为正方向，且基站设备对应的三个小区分别为A1、A2、A3；则P1、P2、P3分别为终端设备上报的针对三个小区A1、A2、A3的测量电平；θ1、θ2、θ3分别为针对三个小区A1、A2、A3的方向，且A1为正北向（即θ1为0度），A2为120度方向（即θ2为120度），A3为240度方向（即θ3为240度）；如图2所示，为A1为正北向、A2、A3分别为120度和240度方向的示意图。

此外，基站设备对应的三个扇区中，可假设三个扇区所对应的天线口发射功率分别为W1、W2、W3；天线的增益可以记为Ψ（θ），θ为与天线正方向的角度，且上述场景中（即θ1为0度，θ2为120度，θ3为240度），三个扇区所对应的天线的增益分别为Ψ1（θ）、Ψ2（θ-120）、Ψ3（θ-240）。

需要注意的是，在基站设备所对应的三个扇区中，每个扇区所配置的天线增益方向图为已知，如图3所示，为已经确定的天线方向图的示意图；基于此，基站设备可以直接获知W1、W2、W3、Ψ1（θ）、Ψ2（θ-120）、Ψ3（θ-240）等的相关信息。

基于上述分析情况，则上述公式可具体为：W1+Ψ1（θ）–L=P1、W2+Ψ2（θ-120）–L=P2、W3+Ψ3（θ-240）–L=P3；在上述公式中，终端设备与基站设备之间的方向θ为未知、L（由于基站设备对应的三个扇区共站，因此三个扇区到终端设备的路损基本相同，三个公式中路径损耗均为L）未知、W已知、P已知、Ψ（θ）的分布函数已知（由天线厂商提供、天线出厂时方向图就已经固定，如图3所示），因此通过上述公式即可以计算出方向θ。

步骤103，基站设备通过距离信息和方向信息确定终端设备的位置信息。

本发明实施例中，基站设备通过距离信息和方向信息确定终端设备的位置信息，包括：基站设备通过距离信息和方向信息确定终端设备与基站设备之间的相对位置；基站设备根据相对位置确定终端设备的实际位置。

具体的，基站设备可以通过终端设备与基站设备之间的距离信息和方向信息，得到终端设备相对于基站设备的位置（D，θ），单位（米，度）；且假设基站设备的位置具体为（Lon_B，Lat_B），因此可以利用（D，θ）和（Lon_B，Lat_B）计算出终端设备的绝对位置（Lon_Ue，Lat_Ue），该计算过程本发明实施例中不再赘述。

综上所述，本发明实施例中，不需要GPS辅助实现终端设备的定位，也不需要基站设备之间的信令交互和同步，可以通过单个基站设备确定终端设备的位置，以简化终端设备的定位算法，减少基站设备之间的信令交互开销，且提高了终端设备的定位效率和速度，能够达到实时高速定位的需要。

实施例二

基于与上述方法同样的发明构思，本发明实施例中还提供了一种基站设备，如图4所示，该设备包括：

第一获取模块11，用于通过终端设备的定时提前量TA值获得所述终端设备与所述基站设备之间的距离信息；

第二获取模块12，用于通过所述终端设备的测量电平信息获得所述终端设备与所述基站设备之间的方向信息；

确定模块13，用于通过所述距离信息和所述方向信息确定所述终端设备的位置信息。

所述第一获取模块11，具体用于接收所述终端设备上报的测量电平报告，所述测量电平报告中携带了所述终端设备的TA值信息；

通过所述TA值信息确定所述终端设备的TA值，并通过所述终端设备的TA值获得所述终端设备与所述基站设备之间的距离信息。

所述第一获取模块11，进一步用于获得所述终端设备与所述基站设备之间的距离Distance= C*T*TA；

其中，所述C为光速，所述T为每码片chip的时间长度；

所述C的单位是m/s，所述T的单位是s，所述TA的单位是chip。

所述第二获取模块12，具体用于接收所述终端设备上报的测量电平报告，所述测量电平报告中携带了所述终端设备的测量电平信息；

以及通过所述测量电平信息、所述基站设备的扇区所对应的天线发射功率信息、所述天线的增益信息，获得所述终端设备与所述基站设备之间的方向信息。

所述第二获取模块12，进一步用于利用如下公式W1+Ψ1（θ-θ1）–L= P1、W2+Ψ2（θ-θ2）–L=P2、W3+Ψ3（θ-θ3）–L=P3，获得所述终端设备与所述基站设备之间的方向θ；

所述基站设备对应有三个小区，且所述P1、P2、P3分别为针对所述三个小区的测量电平，且所述θ1、θ2、θ3分别为针对所述三个小区的方向；

所述基站设备对应有三个扇区，且所述W1、W2、W3分别为所述三个扇区所对应的天线发射功率，且所述Ψ1（θ-θ1）、Ψ2（θ-θ2）、Ψ3（θ-θ3）分别为所述三个扇区所对应的天线的增益；

所述L为路径损耗。

所述确定模块13，具体用于通过所述距离信息和所述方向信息确定所述终端设备与所述基站设备之间的相对位置；

以及根据所述相对位置确定所述终端设备的实际位置。

其中，本发明装置的各个模块可以集成于一体，也可以分离部署。上述模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述的方法。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域技术人员可以理解实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述进行分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种终端位置的确定方法，其特征在于，包括：

基站设备通过终端设备的定时提前量TA值获得所述终端设备与所述基站设备之间的距离信息；

所述基站设备通过所述终端设备的测量电平信息获得所述终端设备与所述基站设备之间的方向信息；

所述基站设备通过所述距离信息和所述方向信息确定所述终端设备的位置信息。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基站设备通过终端设备的定时提前量TA值获得所述终端设备与所述基站设备之间的距离信息，包括：

所述基站设备接收所述终端设备上报的测量电平报告，所述测量电平报告中携带了所述终端设备的TA值信息；

所述基站设备通过所述TA值信息确定所述终端设备的TA值，并通过所述终端设备的TA值获得所述终端设备与所述基站设备之间的距离信息。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述基站设备通过终端设备的TA值获得所述终端设备与所述基站设备之间的距离信息，包括：

所述基站设备获得所述终端设备与所述基站设备之间的距离Distance= C*T*TA；

其中，所述C为光速，所述T为每码片chip的时间长度；

所述C的单位是m/s，所述T的单位是s，所述TA的单位是chip。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基站设备通过所述终端设备的测量电平信息获得所述终端设备与所述基站设备之间的方向信息，包括：

所述基站设备接收所述终端设备上报的测量电平报告，所述测量电平报告中携带了所述终端设备的测量电平信息；

所述基站设备通过所述测量电平信息、所述基站设备的扇区所对应的天线发射功率信息、所述天线的增益信息，获得所述终端设备与所述基站设备之间的方向信息。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基站设备通过所述测量电平信息、所述基站设备的扇区所对应的天线发射功率信息、所述天线的增益信息，获得所述终端设备与所述基站设备之间的方向信息，包括：

所述基站设备利用如下公式W1+Ψ1（θ-θ1）–L= P1、W2+Ψ2（θ-θ2）–L=P2、W3+Ψ3（θ-θ3）–L=P3，获得所述终端设备与所述基站设备之间的方向θ；

所述基站设备对应有三个小区，且所述P1、P2、P3分别为针对所述三个小区的测量电平，且所述θ1、θ2、θ3分别为针对所述三个小区的方向；

所述基站设备对应有三个扇区，且所述W1、W2、W3分别为所述三个扇区所对应的天线发射功率，且所述Ψ1（θ-θ1）、Ψ2（θ-θ2）、Ψ3（θ-θ3）分别为所述三个扇区所对应的天线的增益；

所述L为路径损耗。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基站设备通过所述距离信息和所述方向信息确定所述终端设备的位置信息，包括：

所述基站设备通过所述距离信息和所述方向信息确定所述终端设备与所述基站设备之间的相对位置；

所述基站设备根据所述相对位置确定所述终端设备的实际位置。

7.一种基站设备，其特征在于，包括：

第一获取模块，用于通过终端设备的定时提前量TA值获得所述终端设备与所述基站设备之间的距离信息；

第二获取模块，用于通过所述终端设备的测量电平信息获得所述终端设备与所述基站设备之间的方向信息；

确定模块，用于通过所述距离信息和所述方向信息确定所述终端设备的位置信息。

8.如权利要求7所述的基站设备，其特征在于，

所述第一获取模块，具体用于接收所述终端设备上报的测量电平报告，所述测量电平报告中携带了所述终端设备的TA值信息；

通过所述TA值信息确定所述终端设备的TA值，并通过所述终端设备的TA值获得所述终端设备与所述基站设备之间的距离信息。

9.如权利要求7或8所述的基站设备，其特征在于，

所述第一获取模块，进一步用于获得所述终端设备与所述基站设备之间的距离Distance= C*T*TA；

其中，所述C为光速，所述T为每码片chip的时间长度；

所述C的单位是m/s，所述T的单位是s，所述TA的单位是chip。

10.如权利要求7所述的基站设备，其特征在于，

所述第二获取模块，具体用于接收所述终端设备上报的测量电平报告，所述测量电平报告中携带了所述终端设备的测量电平信息；

以及通过所述测量电平信息、所述基站设备的扇区所对应的天线发射功率信息、所述天线的增益信息，获得所述终端设备与所述基站设备之间的方向信息。

11.如权利要求10所述的基站设备，其特征在于，

所述第二获取模块，进一步用于利用如下公式W1+Ψ1（θ-θ1）–L= P1、W2+Ψ2（θ-θ2）–L=P2、W3+Ψ3（θ-θ3）–L=P3，获得所述终端设备与所述基站设备之间的方向θ；

所述基站设备对应有三个小区，且所述P1、P2、P3分别为针对所述三个小区的测量电平，且所述θ1、θ2、θ3分别为针对所述三个小区的方向；

所述基站设备对应有三个扇区，且所述W1、W2、W3分别为所述三个扇区所对应的天线发射功率，且所述Ψ1（θ-θ1）、Ψ2（θ-θ2）、Ψ3（θ-θ3）分别为所述三个扇区所对应的天线的增益；

所述L为路径损耗。

12.如权利要求7所述的基站设备，其特征在于，

所述确定模块，具体用于通过所述距离信息和所述方向信息确定所述终端设备与所述基站设备之间的相对位置；

以及根据所述相对位置确定所述终端设备的实际位置。

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