CN103179658A - 利用无线信号来定位的方法和定位服务器 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供了一种利用无线信号来定位的方法和定位服务器。所述无线信号的覆盖区域被划分为多个栅格，所述方法包括：获得用户设备UE的速度信息；以及至少基于所述UE的速度信息和所述栅格的速度信息来确定所述UE位于的栅格。因此，根据本发明实施例，在使用无线信号来对UE进行定位时，通过利用UE的速度信息和栅格的速度信息来确定UE所位于的栅格，能够更准确地进行模式匹配，提高定位精度。

Description

利用无线信号来定位的方法和定位服务器
技术领域
本发明实施例涉及无线通信领域，并且更具体地，涉及一种利用无线信号来定位的方法和定位服务器。
背景技术
定位技术是为了确定用户设备(User Equipment，UE)的地理位置而采用的技术，可以利用无线通信网络的资源来直接或者间接地得到UE的位置信息。
目前，随着移动通信技术的不断发展，对于定位服务的需求也日渐增加，也出现了一些新的定位方法，如射频信号模式匹配(Radio Frequency PatternMatching，RFPM)定位方法，即射频信号模式匹配方法或称电信号模式匹配方法。这种方法简单易行，定位精度也较高，是未来重点发展的定位技术。模式匹配的定位技术需要构建一个后台的数据库，将路测或者估计得到的电信号特征值(比如功率、RTT时间等)与地理位置相互对应存储在数据库中。当需要为UE定位时，通过实际UE上报的信号特征值来搜寻匹配的地理位置。RFPM精度可以做到比传统上的OTDOA(Observed Time Difference ofArrival，观察的到达时间差)和E-CID(Enhanced Cell Identification，增强的小区鉴别)更高。
RFPM的优点是定位精确较高，适用范围广，可用于非视距网络的UE定位，(此时GPS不可用或者误差很大)，对网络同步性能无要求，而且不需要对现有硬件进行升级。
但是，RFPM定位技术需要将UE的测量量与每个小栅格的电信号信息等进行比较，当无线覆盖网络较大时，这项工作需要耗费大量的时间和精力。
由于RFPM定位技术最后要将测量信息与数据库里的信息进行匹配，再将匹配成功的栅格位置作为UE的位置，所以它的精度与栅格的大小密切相关，当栅格较大时，定位精度也会变差。其次，由于实际进行定位测量时，得到的测量值可能与多个栅格的信息相似，此时进行栅格匹配时，可能会选择错误的栅格，而导致定位误差，此外，模式匹配到的值并不是单一的(不同位置具有相似的信号特征)，因此如何解决模式匹配中的唯一性，如何合理地利用更多可用资源来提高匹配可靠性，都是亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明实施例提供一种利用无线信号来定位的方法和定位服务器，能够更准确地进行模式匹配，提高定位精度。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种利用无线信号来定位的方法，所述无线信号的覆盖区域被划分为多个栅格，所述方法包括：获得用户设备UE的速度信息；以及至少基于所述UE的速度信息和所述栅格的速度信息来确定所述UE位于的栅格。
根据本发明实施例的另一个方面，提供了一种利用无线信号来定位的定位服务器，所述无线信号的覆盖区域被划分为多个栅格，所述定位服务器包括：信息获得部件，用于获得用户设备UE的速度信息；以及栅格确定部件，用于至少基于所述UE的速度信息和所述栅格的速度信息来确定所述UE位于的栅格。
本发明实施例在使用无线信号来对UE进行定位时，通过利用UE的速度信息和栅格的速度信息来确定UE所位于的栅格，能够更准确地进行模式匹配，提高定位精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出根据本发明实施例的小区栅格化的一个例子。
图2示出根据本发明实施例的示范性方法的流程图。
图3示出根据本发明的第一具体实施方式来进行定位的方法的示范性流程图。
图4示出根据本发明的第二具体实施方式来进行定位的方法的示范性流程图。
图5示出根据本发明实施例的GIS地图的一部分的示意图。
图6示出根据本发明的第一具体实施方式的基于GIS地图来执行RFPM定位的示范性方法的流程图。
图7示出根据本发明第一具体实施方式的基于GIS地图来执行RFPM定位的示意图。
图8示出根据本发明的第一具体实施方式的基于GIS地图来执行RFPM定位的方法一的流程图。
图9示出根据本发明的第一具体实施方式的基于GIS地图来执行RFPM定位的方法二的流程图。
图10示出根据本发明的第一具体实施方式的基于GIS地图来执行RFPM定位的方法三的流程图。
图11示出根据本发明实施例的定位服务器的结构的示范性框图。
图12示出根据本发明实施例的定位服务器内的栅格排除部件的具体结构的示范性框图。
图13示出根据本发明实施例的UE的结构的示范性框图。
图14示出根据本发明实施例的UE内的速度上报部件的具体结构的示范性框图。
图15(a)至图15(c)示出根据本发明实施例的示范性信令格式。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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。
本发明的技术方案，可以应用于各种通信系统，例如：GSM，码分多址(CDMA，Code Division Multiple Access)系统，宽带码分多址(WCDMA，Wideband Code Division Multiple Access Wireless)系统，时分同步码分多址(TD-SCDMA)系统，CDMA2000系统，以及LTE(Long Term Evolution，长期演进)系统等。
用户设备(UE，User Equipment)也可称之为移动终端(Mobile Terminal)、移动用户设备、移动用户等，可以经无线接入网(例如，RAN，Radio AccessNetwork)与一个或多个核心网进行通信，移动终端可以是移动终端，如移动电话(或称为“蜂窝”电话)和具有移动终端的计算机，例如，可以是便携式、袖珍式、手持式、计算机内置的或者车载的移动装置，它们与无线接入网交换语言和/或数据。
基站，可以是GSM或CDMA中的基站(BTS，Base Transceiver Station)，也可以是WCDMA中的基站(NodeB)，还可以是LTE中的演进型基站(eNB或e-NodeB，evolutional Node B)，本发明并不作特别限定。
此外，定位服务器可以为网络侧的设备，其可以是单独的设备，例如核心网络网元，并为多个移动性管理实体(Mobility Management Entity，MME)，提供服务，而每个MME可以为多个基站提供服务。
RFPM(Radio Frequency Pattern Matching，RFPM)定位方法是一种新型的定位方法。该方法首先将无线覆盖区域化分成小栅格，并为每个栅格建立无线模式数据库，这些模式数据可以包括各种测量信息，诸如服务小区ID(Identification，身份标识)、用户所接收到的服务基站的信号强度、用户所接收到的周围基站(即周围小区)的信号强度、服务小区的TA(Time Advance，时间提前量)信息、AoA(Angle of Araival，到达角)信息等。这里，所述无线覆盖区域可以是几个基站或同一个运营商的所有基站的无线覆盖范围。
图1示出根据本发明实施例的小区栅格化的一个例子。
如图1中所示，由实线划分的小方块代表每一个栅格，在图中所示的例子中，共有8×8个栅格，并且虚线所示的六边形表示一个小区的无线覆盖范围。可以根据诸如定位精度需求、后台数据库的处理能力等因素来确定每个栅格的大小。优选地，每个栅格的大小可以为10m×10m或20m×20m。可以采用栅格中心点的信号特征来代表此栅格的特征来进行匹配。
根据本发明实施例，当使用无线信号来对UE进行定位时，利用UE的速度信息和每个栅格的速度信息来确定UE所位于的栅格，从而能够更快速准确地进行模式匹配。
图2示出根据本发明实施例的示范性方法20的流程图，其中，无线信号的覆盖区域被划分为多个栅格。可以由定位服务器来执行示范性方法20。
如图2中所示，在方法20的201中，获得用户设备UE的速度信息。
在202中，至少基于所述UE的速度信息和所述栅格的速度信息来确定所述UE位于的栅格。
因此，根据本发明实施例，当使用无线信号来对UE进行定位时，通过利用UE的速度信息和栅格的速度信息来确定UE所位于的栅格，能够更准确地进行模式匹配，提高定位精度。
下面，将结合RFPM定位方法来描述本发明的具体实施方式，但是，本发明实施例不限于此，其还可以应用于其他定位方法。
结合RFPM定位方法，可以通过基于所述UE的速度信息和模式数据信息以及所述栅格的速度信息和模式数据信息二者来确定所述UE位于的栅格。
根据本发明的第一具体实施方式，当对UE进行定位时，定位服务器首先对UE上报的接收到的周围小区的信号强度、TA信息以及到达角信息等无线模式数据的测量量进行匹配、即执行RFPM定位。如稍后将要描述的，可以通过路测或估计得到每个栅格的模式数据信息并建立数据库以用于匹配。在执行RFPM定位后，通常情况下，可能得到相匹配的多个候选栅格。然后，额外利用UE的速度信息来排除不太可能的候选栅格，最终得到UE所位于的最终栅格。
此外，根据本发明的第二具体实施方式，当对UE进行定位时，定位服务器首先利用UE的速度信息和栅格的速度信息来排除不太可能的栅格以确定候选栅格，然后利用RFPM定位，对UE上报的接收到的周围小区的信号强度、TA信息以及到达角信息等无线模式数据的测量量进行匹配，最后得到UE所位于的最终栅格。
此外，还可以将UE的速度信息和模式数据信息与每个栅格的速度信息和模式数据信息同时进行比较，确定二者都匹配的栅格为UE所位于的最终栅格。
当然，本发明不限于此，还可以存在其他具体实施方式。
下面将参照附图进一步描述根据本发明的具体实施例。
图3示出根据本发明的第一具体实施方式来进行定位的方法30的示范性流程图。
无线信号的覆盖区域被划分为多个栅格，并且所述无线覆盖区域可以是几个基站或同一个运营商的所有基站的无线覆盖范围。
如图3中所示，在方法30的301中，获得用户设备UE的模式数据信息和速度信息。
在302中，基于UE的模式数据信息来确定该UE所位于的一个或多个候选栅格。
在303中，基于所述UE的速度信息和栅格的速度信息来从所确定的一个或多个候选栅格中排除该UE不可能位于的栅格，从而确定该UE所位于的最终栅格。
根据本发明实施例，在进行定位时，首先执行RFPM定位，通过模式数据的匹配来获得候选栅格，然后可以利用UE的速度信息来从多个候选栅格中确定最终栅格，使得定位的结果是唯一的，从而提高了模式匹配的可靠性和精确度。
本领域技术人员可以明白，在仅获得一个候选栅格的情况下，也可以直接将该个候选栅格作为最终栅格而不再考虑UE的速度信息。但是，利用UE的速度信息可以进一步确定该候选栅格就是最终栅格，从而进一步提高模式匹配的可靠性。另外，当所获得的最终栅格的数量仍多于一个时，可以利用其他方法来进行筛选。
此外，虽然这里在图3中示出在301中定位服务器同时获得UE的模式数据信息和速度信息，但是本发明不限于此，本领域技术人员可以在其认为合适的任何时间来分别获得UE的模式数据信息和UE的速度信息。
对于模式数据信息，下面的表1示出了一个RFPM的模式数据信息的数据库映射表的例子。
表1
  栅格索引   栅格位置(x，y)  TA(t，s，...)   RSRP(t，s，...)   AoA(t，s，...)   其他
  1   x1，y1  -   -   -   -
  2   X2，y2  -   -   -   -
  3   X3，y3  -   -   -   -
  ...   ...  -   -   -   -
在表1中，以x-y坐标的形式来表示栅格位置，其中：TA(t，s，...)表示时间提前量(TimeAdvance)信息：RSRP(t，s，...)表示参考信号接收功率(ReferenceSignal Receiving Power)信息，可以是用户所接收到的服务基站的信号强度或用户所接收到的周围基站的信号强度；AoA(t，s，...)表示到达角(Angle ofArrival)信息；等等。所述AoA信息可以是基站侧估计的上行到达角信息。
RFPM数据库中的无线模式数据不限于此，本领域技术人员可以根据需要选择任何合适的数据来创建该RFPM数据库以进行匹配。
根据本发明实施例，在上述参数中，t表示时间，s表示场景。
具体而言，根据本发明实施例，RFPM数据库中的无线模式数据可以与时间t相关，即同一栅格位置在不同时间的无线模式数据是不同的，例如，当在不同时间点车载测试或者传播损耗估计时对于同一位置的TA值可能不一样，诸如处于凌晨时分的TA值可能与处于上下班高峰时期的TA值不同。
此外，无线模式数据还可以与场景s(晴朗、下雨、冬季、夏季等)相关，即同一栅格位置在不同场景下的特征值是不同的，例如，在下雨和晴朗场景下车载测试时对于同一位置的TA值可能不一样，冬季和夏季时对于同一位置的TA值也可能不一样。虽然这里以天气和季节作为场景的示例，但是本发明实施例不限于此，本领域技术人员还可以根据需要采用其他内容作为场景，诸如不同的节日、各种紧急情况等。
当UE上报自身的模式数据信息时，定位服务器可以根据其上报时间来确定UE的定位时间，并根据服务小区来确定小区并进而判断场景等。
可以利用最小欧式距离来对UE的模式数据信息和每个栅格的模式数据信息进行匹配。但是，本发明不限于此，本领域技术人员可以根据需要而采用其他方法进行匹配。
因此，根据本发明实施例，在将UE上报的信息与RFPM数据库中的无线模式数据进行匹配时，不仅需要考察UE上报的模式数据本身，还需要考察上报时的时间点和场景等信息。但是，本发明实施例不限于此，所述无线模式数据可以与时间和场景二者相关，或者只与时间和场景中的一个相关，或者还可以与其他因素相关。这样，使得根据本发明实施例进行的模式匹配更加精细和准确。
图4示出根据本发明的第二具体实施方式来进行定位的方法40的示范性流程图。
无线信号的覆盖区域被划分为多个栅格，且所述无线覆盖区域可以是几个基站或同一个运营商的所有基站的无线覆盖范围。
如图4中所示，在方法40的401中，获得用户设备UE的速度信息。
在402中，基于所述UE的速度信息和栅格的速度信息来排除该UE不可能位于的栅格，以确定该UE所位于的一个或多个候选栅格。
在403中，获得UE的模式数据信息。
在404中，基于所述UE的模式数据信息来从所述一个或多个候选栅格中确定该UE所位于的最终栅格。
在根据本发明的第一具体实施方式中，首先通过UE的模式信息数据的匹配来获得候选栅格，这需要将UE的模式信息数据与数据库中每个栅格的信息都进行比较，由于模式数据信息包括多个测量量，所以工作量巨大。然后，再利用UE的速度信息和栅格的速度信息从候选栅格中排除不太可能的栅格，从而确定最终栅格。相比之下，在根据本发明的第二具体实施方式中，首先利用UE的速度信息和栅格的速度信息来排除不太可能的栅格，确定若干候选栅格，因为速度信息只是一个测量量，所以与根据本发明的第一具体实施方式相比，计算量较低。然后，再利用UE的模式数据信息来从候选栅格中排除不太可能的栅格，从而确定最终栅格。
此外，虽然这里在图4中示出在401中定位服务器获得UE的速度信息之后才在403中获得UE的模式数据信息，但是本发明不限于此，本领域技术人员可以在其认为合适的任何时间来分别获得UE的模式数据信息和UE的速度信息。
在进行速度比较时，每个栅格的速度信息可以是一个速度范围。
根据本发明实施例，优选地，可以基于GIS(Geographical InformationSystem，地理信息系统)来获得栅格的速度范围。当然，本发明不限于此，本领域技术人员还可以通过其他手段来获得栅格的速度信息，诸如查询城市道路地图等。
GIS是一种特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。而区域性的GIS系统，例如城市GIS则对街道信息、标志建筑物、居民区坐标等信息都进行了采集和储存。
将需要知道速度信息的栅格映射到GIS地图上。由于GIS地图上有街道、居民区等基本信息，而且每个区域都有对应的速度范围，从而可以容易而快速地获得栅格的速度范围来作为栅格的速度信息。通过将栅格在定位服务器端的GIS地图上对应，再结合UE的速度信息就可以将与UE的速度不符的栅格排除，以便能够更准确地选择UE所在的栅格。
图5示出根据本发明实施例的GIS地图的一部分的示意图。
如图5所示，该示意图中包括诸如建筑物1和建筑物2的建筑物、街道(以斜线示出)和居住区(以小点示出)等，其中，街道区域可以是允许车辆正常行驶的区域，所以其速度范围可以例如为30km/h(公里/小时)以上，而居住区的速度显然要小得多，例如可以在0-15km/h以内。
因此，例如根据本发明的第一具体实施方式，当利用RFPM方法得到一个或多个候选栅格后，将候选栅格映射到GIS地图上即可得到每个候选栅格的速度范围。例如，当候选栅格位于居住区内时，该候选栅格的速度范围可以是0-15km/h，而当候选栅格位于街道上时，该候选栅格的速度范围可以是大于30km/h。此后，将候选栅格的速度范围与所获得的UE的速度信息进行比较，即可排除不太可能的候选栅格而确定UE所位于的最终栅格。
图6示出根据本发明的第一具体实施方式的基于GIS地图来执行RFPM定位的示范性方法60的流程图。
如图6中所示，在方法60的601中，发起定位请求。可以由UE来向定位服务器发起该定位请求。此外，当基站需要知道UE的位置时，也可以由基站来发起该定位请求。但是，本发明不限于此，还也可以由其他的事件来触发定位请求。
在602中，定位服务器向UE询问是否支持RFPM定位及其RFPM定位能力。
在603中，定位服务器判断网络是否支持RFPM定位。如果支持，则过程进行到405，否则，过程进行到步骤404，以便使用其他定位方法来进行定位，诸如传统的网络辅助的GNSS(Global Navigation Satellite System，全球导航卫星系统)定位、下行定位(OTDOA方式)或E-CID定位等。
602和603中的过程与本发明所涉及的主题无关，所以在此省略对其的描述。
在605中，UE向定位服务器上报接收到周围小区的信号强度、服务小区的TA信息和到达角信息等模式数据信息。
在606中，定位服务器获得该UE的速度信息。
在607中，定位服务器针对UE上报的模式数据信息(所接收到周围小区的信号强度、服务小区的TA信息和到达角信息等)在RFPM数据库内进行匹配。
在608中，定位服务器得到一个或多个候选栅格。
在609中，定位服务器将所得到的候选栅格在GIS地图上映射，并得到每个候选栅格的速度范围。
在610中，定位服务器将候选栅格的速度范围与所述UE的速度信息进行比较。
在611中，定位服务器确定其速度范围与所述UE的速度信息匹配的候选栅格为该UE所位于的最终栅格。
此后，定位服务器可以将该最终栅格所对应的位置(例如坐标)通知给UE或基站。
优选地是，当UE的速度在所述候选栅格的速度范围之内时，可以确定该UE的速度信息与所述候选栅格的速度范围匹配。
根据本发明实施例，可以利用GIS地图来容易地获得候选栅格的速度范围，并利用其与UE的速度信息的比较来确定最终栅格，提高了模式匹配的可靠性和精确度，并且节省了时间和成本。
应当注意的是，虽然在该实施例中示出在605中UE上报模式数据信息(诸如接收到周围小区的信号强度、服务小区的TA信息、到达角信息等)之后，在606中定位服务器获得该UE的速度信息，但是本发明不限于此。也就是说，定位服务器可以在与UE上报模式数据信息的时间(或时间段)相同的时间(或时间段)获得该UE的速度信息，或者，也可以在607中得到一个或多个候选小区之后，再由定位服务器来获得该UE的速度信息。当然，也可以在409中进行速度比较之前的任何时间来获得该速度信息。
何时获得UE的速度信息可以取决于UE是否支持速度测量。例如，当UE支持速度测量时，UE可以向定位服务器同时上报其模式数据信息和速度信息，即定位服务器可以同时获得UE的模式数据信息和速度信息；而当UE不支持速度测量时，定位服务器可能在获得UE的模式数据信息之后才能知道该UE不支持速度测量，从而需要定位服务器或UE根据其他量来计算一个速度量作为UE的速度信息，因此，这时定位服务器可以在其他时间来获得UE的速度信息。
此外，与前述类似的是，当在608中仅获得一个候选栅格的情况下，也可以直接将该个候选栅格作为最终栅格而不再考虑UE的速度信息。但是，利用UE的速度信息可以进一步确定该候选栅格就是最终栅格，从而进一步提高模式匹配的可靠性。
下面，将结合附图描述根据本发明的第一具体实施方式的、通过利用不同方法来获得UE的速度信息的几个更详细的示范性实施例。
图7示出根据本发明第一具体实施方式的基于GIS地图来执行RFPM定位的示意图，其中，UE支持速度测量。
如图7中所示，在该例子中，假定UE位于行驶在公路上的汽车中，例如，该UE可以是位于汽车中的人所持有的移动电话或具有移动功能的计算机。当使用RFPM定位时，UE可以对周围的基站进行各种电信号及时间信息的测量，再将这些信息上报至定位服务器。定位服务器与数据库进行匹配，从而可能得到A、B和C三个较接近的候选栅格。在现有技术的情况下，通过现有的信息很难区分到底UE应该在哪个栅格内或者将UE定位到错误的栅格内，导致定位精度下降。
根据本发明实施例，定位服务器首先将这三个相似的候选栅格映射到GIS地图上，从而可以发现栅格B在街道上，速度范围应该在30km/h以上，而栅格A和栅格C均在居住区内，显然其速度范围不会很高。
在该UE支持速度测量的情况下，其可以在向定位服务器上报其他特征量的同时上报自身的当前速度来作为速度信息。当然，UE也可以在其他合适的时间上报自身的速度信息。假设UE上报的速度为50km/h，则根据候选栅格A-C的速度范围，可以排除不匹配的候选栅格A和C并确定候选栅格B作为最终栅格，从而得出定位结果。
图8示出根据本发明的第一具体实施方式的基于GIS地图来执行RFPM定位的方法一80的流程图，其中，UE支持速度测量。
如图8中所示，在方法80的801中，发起定位请求。如前述类似地，可以由UE来向定位服务器发起该定位请求。此外，当基站需要知道UE的位置时，也可以由基站来发起该定位请求。但是，本发明不限于此，还也可以由其他的事件来触发定位请求。
在802中，定位服务器向UE询问是否支持RFPM定位及其RFPM定位能力。
在803中，判断网络是否支持RFPM定位。如果支持，则过程进行到805，否则，过程进行到步骤804，以便使用其他定位方法来进行定位，诸如传统的网络辅助的GNSS定位、下行定位(OTDOA方式)或E-CID定位等。
在805中，UE向定位服务器上报接收到周围小区的信号强度、服务小区的TA信息、到达角信息(诸如上行角度信息)，并且同时向定位服务器上报自身的当前速度(例如，50km/h)作为该UE的速度信息。
在806中，定位服务器针对UE上报的模式数据信息(所接收到周围小区的信号强度、服务小区的TA信息和到达角信息等)在RFPM数据库内进行匹配。
在807中，定位服务器得到一个或多个候选栅格，例如候选栅格A、B和C。
在808中，定位服务器将所得到的候选栅格在GIS地图上映射，并得到每个候选栅格的速度范围，例如，候选栅格A和候选栅格C的速度范围为0-15km/h，而候选栅格B的速度范围是大于30km/h。
在809中，定位服务器将候选栅格的速度范围与所述UE的速度信息进行比较。
在810中，定位服务器确定其速度范围与所述UE的速度信息匹配的候选栅格为该UE所位于的最终栅格，具体而言，因为UE的速度落入候选栅格B的速度范围之内，所以定位服务器确定候选栅格B的速度范围与UE的速度信息相匹配，从而确定候选栅格B为该UE所位于的最终栅格。
此后，定位服务器可以将该最终栅格B所对应的位置(例如坐标)通知给UE或基站。
可以看到，在该根据本发明的第一具体实施方式的方法一中，定位服务器在806中同时获得UE的无线模式数据信息和速度信息。
根据本发明实施例，在进行RFPM定位时，利用GIS地图来容易地获得候选栅格的速度范围，并利用其与UE的当前速度的比较来确定最终栅格，使得RFPM定位的结果是唯一的，从而提高了模式匹配的可靠性和精确度。
图9示出根据本发明的第一具体实施方式的基于GIS地图来执行RFPM定位的方法二90的流程图，其中，UE不支持速度测量。
如图9中所示，过程901至904与图8中的过程801至804类似，因此这里不再赘述。
在905中，UE向定位服务器上报接收到周围小区的信号强度、服务小区的TA信息、到达角信息(诸如上行角度信息)。
在906中，定位服务器获得根据该UE的切换和小区重选次数而确定的UE的速度状态，作为该UE的速度信息。可以由网络侧中的MME(MobilityManagement Entity，移动性管理实体)来根据UE的切换和小区重选次数而确定UE的速度状态，并告知定位服务器。例如，当UE的切换和小区重选次数在预定时间段TCRmax内大于一第一预定阈值NCR_H时，MME可以判断该UE处于高速状态，否则，MME可以判断该UE处于中低速状态。其中，TCRmax是用于判断UE移动状态的移动周期，且NCR_H是用于判断UE进入高速移动状态的重选次数最大数目。此外，如本领域技术人员所公知的，还可以额外利用第二预定阈值NCR_M来进一步区分中速状态和低速状态，其中，NCR_M是用于判断UE进入中速移动状态的重选次数最大数目。但是，本发明不限于此，本领域技术人员可以根据实际情况来为预定时间段TCRmax和第一预定阈值NCR_H以及第二预定阈值NCR_M确定任何合适的具体数值。这里，仍以图7中所示的情况为例，假设该UE在TCrmax＝60s时间内的切换和小区重选次数为2，大于或等于第一预定阈值NCR_H＝2所以MME判断其处于高速状态，并将高速状态作为该UE的速度信息。
在907中，定位服务器针对UE上报的模式数据信息(所接收到周围小区的信号强度、服务小区的TA信息和到达角信息等)在RFPM数据库内进行匹配。
在908中，定位服务器得到一个或多个候选栅格，例如图5中的候选栅格A、B和C。
在909中，定位服务器将所得到的候选栅格在GIS地图上映射，并得到每个候选栅格的速度范围，例如，候选栅格A和候选栅格C的速度范围为0-15km/h，而候选栅格B的速度范围是大于30km/h。这里，由于UE的速度信息被划分为高速和低速，所以定位服务器也可以相应地根据第三预定阈值将候选栅格的速度范围划分为高速和低速。具体地，当候选栅格的速度范围大于30km/h时，判断该候选栅格为高速，否则将其判断为中低速。这里，定位服务器判断候选栅格A和C为中低速，而判断候选栅格B为高速。
在910中，定位服务器将候选栅格的速度范围与所述UE的速度信息进行比较。
在911中，定位服务器确定其速度范围与所述UE的速度信息匹配的候选栅格为该UE所位于的最终栅格，具体而言，因为候选栅格B和UE的速度状态都为高速，所以定位服务器确定候选栅格B的速度范围与UE的速度信息相匹配，从而确定候选栅格B为该UE所位于的最终栅格。
此后，定位服务器可以将该最终栅格B所对应的位置(例如坐标)通知给UE或基站。
此外，可以看到，在根据本发明的第一具体实施方式的方法二中，在905中UE向定位服务器上报模式数据信息之后，定位服务器才在906获得UE的速度状态作为UE的速度信息，而不是像根据本发明的第一具体实施方式的方法一中那样定位服务器同时获得UE的无线模式数据信息和速度信息。
但是，本发明不限于此，也可以在过程910之前的任何时间来获得UE的速度状态。
根据本发明实施例，在进行RFPM定位时，利用GIS地图来容易地获得候选栅格的速度范围，并利用其与UE的速度状态(高速、中速和低速或者高速和中低速)的比较来确定最终栅格，虽然与根据本发明的第一具体实施方式的方法一相比，该方法二仅能粗略地获得UE的速度状态，但是，这也可以使得RFPM定位的结果是唯一的，从而提高了模式匹配的可靠性和精确度。
图10示出根据本发明的第一具体实施方式的基于GIS地图来执行RFPM定位的方法三1000的流程图，其中，UE不支持速度测量。
如图10中所示，过程1001至1004以及过程1007至1011与图8中的过程801至804以及过程807至811类似，因此这里不再赘述。
该根据本发明的第一具体实施方式的方法三与根据本发明的第一具体实施方式的方法一的区别在于获得UE的速度信息的方式。在方法一中，由于UE支持速度测量，所以UE可以向定位服务器直接上报自身的当前速度作为速度信息，而在该方法三中，由于UE是不支持速度测量的。所以可以根据该UE的历史定位信息来计算UE的平均速度，作为该UE的速度信息。
在1005中，UE向定位服务器上报接收到周围小区的信号强度、服务小区的TA信息、到达角信息(诸如上行角度信息和下行角度信息)。
在1006中，根据UE的历史定位信息来获得该UE的速度信息。
例如，根据UE的历史定位信息，该UE在时间T1时的位置为P1(x1，y1)且在时间T2时的位置为P2(x2，y2)。从而，根据公式
Figure BDA0000123744210000141
可以计算出该UE的平均速度，并将该平均速度作为该UE的速度信息。因为UE的定位信息在定位服务器中有记录，所以可以由定位服务器来执行该计算。此外，因为UE自身也会记录其之前的定位信息，所以也可以由UE自身来执行该计算。在由UE执行该计算的情况下，UE需要将计算得到的平均速度上报给定位服务器。在前者的情况下，可以在过程1010中之前的任何时间由定位服务器来获得UE的速度状态。在后者的情况下，UE可以在向定位服务器上报无线模式数据信息(包括接收到周围小区的信号强度、服务小区的TA信息、到达角信息)的同时，向定位服务器上报计算得到的速度作为速度信息。
具体地，假设在时间T1＝13:00时UE处于位置P1(30×103，50×103)(假设单位为米(m))，而在时间T2＝15:00时UE处于位置P2(110×103，110×103)，根据上述公式，可以得到UE的平均速度为 v = ( 110 - 30 ) 2 + ( 110 - 50 ) 2 × 1000 m / ( 15 - 13 ) h = 50 km / h .
仍以图7中的情况为例，所以定位服务器可以将栅格B确定为最终栅格，并将该最终栅格B所对应的位置(例如坐标)通知给UE或基站。
根据本发明实施例，在进行RFPM定位时，利用GIS地图来容易地获得候选栅格的速度范围，并利用其与计算得到UE的平均速度的比较来确定最终栅格，使得RFPM定位的结果是唯一的，从而提高了模式匹配的可靠性和精确度。
此外，根据本发明实施例，还可以根据UE是否支持速度测量来灵活地选择获得UE的速度信息的方式，增加了应用的灵活性。当然，本发明不限于此，本领域技术人员也可以采用其他方式来获得UE的速度信息。此外，本领域技术人员也可以根据其他因素(诸如设计精度需求、计算能力)来确定采用何种方式来获得UE的速度信息，而并非仅依据UE是否支持速度测量来判断。
应当注意的是，不管采用何种方式来获得UE的速度信息，只要在将该UE的速度信息与候选栅格的速度范围比较的过程之前获得UE的速度信息即可，而不必必须按照图8至图10中所示的顺序来执行本发明实施例。
此外，虽然图8至图10中的示范性流程针对的是本发明的第一具体实施方式，但是本领域技术人员可以在适当改变的基础上将其应用于根据本发明的第二具体实施方式，以获得类似的效果。因为过程类似，所以这里省略了对其的详细描述。
图11示出根据本发明实施例的定位服务器1100的结构的示范性框图。该定位服务器1100可以位于网络侧。
如图11中所示，定位服务器1100可以信息获得部件1101和栅格确定部件1102。
信息获得部件1101用于获得用户设备UE的速度信息。栅格确定部件1102用于至少基于所述UE的速度信息和所述栅格的速度信息来确定所述UE位于的栅格。
因此，根据本发明实施例，当使用无线信号来对UE进行定位时，通过利用UE的速度信息和栅格的速度信息来确定UE所位于的栅格，能够更准确地进行模式匹配，提高定位精度。
定位服务器1100的各部分可执行如图8-图10中所示的相关步骤，为了简便起见，这里不再赘述。
当所述UE不支持速度测量时，定位服务器1100中的信息获得部件1101可以获得通过所述UE在预定时间段期间的切换和小区重选次数而得到的所述UE的速度信息的功能或通过所述UE的历史定位信息来获得所述UE的速度信息的功能。
图12示出根据本发明实施例的定位服务器内的栅格确定部件1102的具体结构的示范性框图。
如图12中所示，栅格确定部件1102可以包括栅格映射单元1201、速度比较单元1202和决定单元1203。
栅格映射单元1201用于将栅格映射到地理信息系统GIS上并得到栅格的速度范围，其中栅格的速度范围被作为该栅格的速度信息。速度比较单元1202用于将栅格的速度范围与所述UE的速度信息进行比较。决定单元1203用于确定其速度范围与所述UE的速度信息匹配的栅格为该UE可能位于的栅格，并排除其余栅格。
图13示出根据本发明实施例的UE 1300的结构的示范性框图。
如图13中所示，UE 1300可以包括速度上报部件1301，用于当使用射频信号模式匹配RFPM来定位时，向定位服务器上报该UE的速度信息。在UE支持速度测量的情况下，该速度上报部件1301上报的可以是该UE的当前移动速度，而在UE不支持速度测量的情况下，该速度上报部件1301上报的可以是计算得到的该UE的速度。
因此，根据本发明实施例，当使用无线信号来对UE进行定位时，通过利用UE的速度信息和栅格的速度信息来确定UE所位于的栅格，能够更准确地进行模式匹配，提高定位精度。
UE 1300可执行如图8-图10中所示的相关步骤，为了简便起见，这里不再赘述。
图14示出根据本发明实施例的UE内的速度上报部件1301的具体结构的示范性框图。
如图14所示，速度上报部件1301可以包括速度测量单元1401、速度计算单元1402和报告单元1403。
在UE 1300支持速度测量的情况下，速度上报部件1301可以仅包括速度测量单元1401和报告单元1403，其中，速度测量单元1401用于测量该UE的当前移动速度，并且报告单元1403用于上报该UE的当前移动速度。
在UE 1300不支持速度测量的情况下，速度上报部件1301可以仅包括速度计算单元1402和报告单元1403，其中，速度计算单元1402用于根据该UE的历史定位信息而计算该UE的速度，并且报告单元1403用于上报计算得到的该UE的速度。
图15(a)至图15(c)示出根据本发明实施例的示范性信令格式，其中，图15(a)示出LPP(LTE Positioning Protocol，LTE定位协议)中的E-CID-SignalMeasurementInformation(信号测量信息)信令，图15(b)示出LPPa(LPPa是eNB与定位服务器交互的信令协议，而LPP是UE与定位服务器交互的信令协议)的MeasurementResult(测量结果)信令，且图15(c)示出RRC(Radio Resource Control，无线资源控制)中的MeasResuilts信令。
另外，根据本发明实施例的定位系统可以包括上述定位服务器和用户设备UE。
应当注意的是，为了清楚和简明，在图11至图14中仅示出了与本发明实施例相关的部分，但是本领域技术人员应当明白，图11至图14中所示出的设备或器件可以包括其他必要的单元。
本领域普通技术人员可以意识到，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。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性、机械或其他的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，既可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。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或者该技术方案的全部或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方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
还需要指出的是，在本发明的装置和方法中，显然，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本发明的等效方案。并且，执行上述系列处理的步骤可以自然地按照说明的顺序按时间顺序执行，但是并不需要一定按照时间顺序执行。某些步骤可以并行或彼此独立地执行，例如，可以按照与图中所示不同的顺序来执行获得UE的速度信息的过程。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，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所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (20)

1.一种利用无线信号来定位的方法，所述无线信号的覆盖区域被划分为多个栅格，其特征在于，所述方法包括：
获得用户设备UE的速度信息；以及
至少基于所述UE的速度信息和所述栅格的速度信息来确定所述UE位于的栅格。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述栅格的速度信息包括所述栅格的速度范围，并且所述至少基于所述UE的速度信息和所述栅格的速度信息来确定所述UE位于的栅格包括：
将所述栅格映射到地理信息系统GIS上来得到栅格的速度范围；
将所述栅格的速度范围与所述UE的速度信息进行比较；以及
将所述速度范围与所述UE的速度信息匹配的栅格确定为所述UE位于的栅格。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将所述速度范围与所述UE的速度信息匹配的栅格确定为所述UE位于的栅格包括：
当所述UE的速度信息在所述栅格的速度范围之内时，所述UE的速度信息与所述速度范围相匹配且所述栅格被确定为所述UE位于的栅格；和/或
当所述UE的速度信息在所述栅格的速度范围之外时，所述UE的速度信息与所述速度范围不匹配，且排除其速度范围与所述UE的速度信息不匹配的栅格。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述方法还包括获得UE的模式数据信息；并且
所述至少基于所述UE的速度信息和所述栅格的速度信息来确定所述UE位于的栅格包括：
基于所述UE的速度信息和模式数据信息以及所述栅格的速度信息和模式数据信息二者来确定所述UE位于的栅格，
其中，所述栅格的模式数据信息是预先确定的。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述UE的速度信息和模式数据信息以及所述栅格的速度信息和模式数据信息二者来确定所述UE位于的栅格包括：
将速度信息与所述UE的速度信息匹配的、且模式数据信息与所述UE的模式数据信息匹配的栅格确定为所述UE位于的栅格。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述将速度信息与所述UE的速度信息匹配的、且模式数据信息与所述UE的模式数据信息匹配的栅格确定为所述UE位于的栅格包括：
根据所述UE和栅格的模式数据信息及速度信息中的一个来确定该UE所位于的一个或多个候选栅格，并根据模式数据信息及速度信息中的另一个来确定该UE所位于的最终栅格。
7.根据权利要求4至6中的任一项所述的方法，其特征在于：所述UE和栅格的模式数据信息与时间和场景中的至少一个相关。
8.根据权利要求1-6中的任一项所述的方法，其特征在于：所述获得所述UE的速度信息包括：
通过所述UE上报的速度来获得所述UE的速度信息；或者
通过所述UE的切换和小区重选次数来获得所述UE的速度信息；或者
通过所述UE的历史定位信息来获得所述UE的速度信息。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述UE上报的速度是该UE的当前移动速度或根据该UE的历史定位信息而计算的速度。
10.根据权利要求1-9中的任一项所述的方法，其特征在于：所述UE的模式数据信息包括该UE接收到的周围小区的信号强度、服务小区的时间提前量TA信息和到达角信息，并且所述栅格的模式数据信息包括在该栅格内接收到的周围小区的信号强度、服务小区的时间提前量TA信息和到达角信息。
11.一种利用无线信号来定位的定位服务器，所述无线信号的覆盖区域被划分为多个栅格，其特征在于，所述定位服务器包括：
信息获得部件，用于获得用户设备UE的速度信息；以及
栅格确定部件，用于至少基于所述UE的速度信息和所述栅格的速度信息来确定所述UE位于的栅格。
12.根据权利要求11所述的定位服务器，其特征在于，所述栅格的速度信息包括所述栅格的速度范围，并且所述栅格确定部件包括：
栅格映射单元，用于将所述栅格映射到地理信息系统GIS上来得到栅格的速度范围；
速度比较单元，用于将所述栅格的速度范围与所述UE的速度信息进行比较；以及
决定单元，用于将所述速度范围与所述UE的速度信息匹配的栅格确定为所述UE位于的栅格。
13.根据权利要求12所述的定位服务器，其特征在于：
当所述UE的速度信息在所述栅格的速度范围之内时，所述决定单元确定所述UE的速度信息与所述速度范围相匹配且将所述栅格确定为所述UE位于的栅格；和/或
当所述UE的速度信息在所述栅格的速度范围之外时，所述决定单元确定所述UE的速度信息与所述速度范围不匹配且排除其速度范围与所述UE的速度信息不匹配的栅格。
14.根据权利要求11所述的定位服务器，其特征在于：
所述信息获得部件还获得UE的模式数据信息；并且
所述栅格确定部件基于所述UE的速度信息和模式数据信息以及所述栅格的速度信息和模式数据信息二者来确定所述UE位于的栅格，
其中，所述栅格的模式数据信息是预先确定的。
15.根据权利要求14所述的定位服务器，其特征在于：
所述栅格确定部件将速度信息与所述UE的速度信息匹配的、且模式数据信息与所述UE的模式数据信息匹配的栅格确定为所述UE位于的栅格。
16.根据权利要求15所述的定位服务器，其特征在于：
所述栅格确定部件根据所述UE和栅格的模式数据信息及速度信息中的一个来确定该UE所位于的一个或多个候选栅格，并根据模式数据信息及速度信息中的另一个来确定该UE所位于的最终栅格。
17.根据权利要求14至16中的任一项所述的定位服务器，其特征在于：所述UE和栅格的模式数据信息与时间和场景中的至少一个相关。
18.根据权利要求11-16中的任一项所述的定位服务器，其特征在于，所述信息获得部件通过所述UE上报的速度、通过所述UE的切换和小区重选次数、或者通过所述UE的历史定位信息来获得所述UE的速度信息。
19.根据权利要求18所述的定位服务器，其特征在于：所述UE上报的速度是该UE的当前移动速度或根据该UE的历史定位信息而计算的速度。
20.根据权利要求11-19中的任一项所述的定位服务器，其特征在于：所述UE的模式数据信息包括该UE接收到的周围小区的信号强度、服务小区的时间提前量TA信息和到达角信息，并且所述栅格的模式数据信息包括在该栅格内接收到的周围小区的信号强度、服务小区的时间提前量TA信息和到达角信息。
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