CN103702415B

CN103702415B - 移动终端定位的方法及装置、基站异常检查的方法及装置

Info

Publication number: CN103702415B
Application number: CN201310694668.6A
Authority: CN
Inventors: 叶春生; 车新奕; 雷果; 程涛木; 王敏; 郭大兴; 郭志涛
Original assignee: SHENZHEN BAOAD TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: Broid Technology Co.,Ltd.
Priority date: 2013-12-16
Filing date: 2013-12-16
Publication date: 2017-02-22
Anticipated expiration: 2033-12-16
Also published as: CN103702415A

Abstract

本发明适用于通信技术领域，提供了一种基于基站发射功率进行移动终端定位的方法，包括以下步骤：步骤1：收集各个移动终端的测量报告信息；步骤2：对所述测量报告信息进行解码，并利用上行功率衰减值计算出移动终端到基站的距离，所述上行功率衰减值由基站接收到移动终端的信号强度和移动终端接收到基站的信号强度计算得出；步骤3：根据所述移动终端到基站的距离反向推算出基站的最大发射功率；步骤4：根据所述的最大发射功率计算移动终端的位置。采用本发明所述移动终端定位的方法，能够提高移动终端位置计算的准确性和稳定性，从而减少了大量的路测成本。

Description

移动终端定位的方法及装置、基站异常检查的方法及装置

技术领域

本发明属于通信技术领域，尤其涉及移动终端定位的方法及装置、基站异常检查的方法及装置。

背景技术

在移动网络的维护过程中，经常会出现由于设备问题导致的基站实际最大发射功率与期望值不符，进而导致网络质量下降；在基于信号强度定位移动终端位置的时候，基站最大发射功率的准确性对定位精度也起着决定性的作用，所以实时获取准确地基站的实际最大发射功率值成为网络维护和移动终端定位工具实施过程中的一个难题。

目前网络维护工程师和移动终端定位工具设计者一般使用移动网络运营商提供的网络工程参数文件中提供的最大发射功率，然而由于工程参数文件中参数录入时经常存在误差和工程参数文件更新周期较长，导致其提供的最大发射功率不能保证实时性和准确性，进而导致移动终端位置定位的误差较大并且误差范围不稳定，网络和设备问题不能及时准确的被发现和定位。

因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供移动终端定位的方法及装置、基站异常检查的方法及装置，旨在解决不能准确获取基站的最大发射功率，进而导致移动终端位置定位误差大且误差范围不稳定的问题。

本发明是这样实现的，一种基于基站发射功率进行移动终端定位的方法，包括以下步骤：

步骤1：收集各个移动终端的测量报告信息；

步骤2：对所述测量报告信息进行解码，并利用上行功率衰减值计算出移动终端到基站的距离，所述上行功率衰减值由基站接收到移动终端的信号强度和移动终端接收到基站的信号强度计算得出；

步骤3：根据所述移动终端到基站的距离反向推算出基站的最大发射功率；

步骤4：根据所述的最大发射功率计算移动终端的位置。

进一步地，所述步骤3根据如下公式计算最大发射功率：基站最大发射功率＝Lb+基站功率控制值+移动终端接收功率，其中，Lb为无线信号在空间传输时的衰减值，Lb＝K1+26.16lgf－13.82lgHb－α(Hm)+(K2－6.55lgHb)×lgd，α(Hm)＝(1.1lgf－0.7)Hm－(1.56lgf－0.8)，Hb为基站高度，Hm为移动终端高度，f为无线信号频率，d为无线信号的传播距离，K1为频率衰减常数，K2为距离衰减常数，α(Hm)为移动台天线修正因子。

进一步地，在步骤4后，所述方法还包括，根据所述移动终端的位置与电子地图相结合得出移动终端的地理化信息。

本发明还提供一种基于基站发射功率进行移动终端定位的装置，包括旁路采集设备、解码服务器、功率推算及位置计算模块；所述旁路采集设备与基站相连，收集各个移动终端的测量报告信息；所述解码服务器与所述旁路采集设备相连，对所述测量报告信息进行解码，再根据上行功率衰减值计算出移动终端到基站的距离，所述上行功率衰减值由基站接收到移动终端的信号强度和移动终端接收到基站的信号强度计算得出；所述功率推算及位置计算模块与所述解码服务器相连，用于根据所述距离计算出基站的最大发射功率和移动终端的位置。

进一步地，所述装置还包括数据库、电子地图服务器和地理信息呈现模块，所述数据库与所述功率推算及位置计算模块相连，所述地理信息呈现模块分别与所述数据库、所述电子地图服务器相连，把所述移动终端的位置结合数据库和电子地图服务器得到移动终端的地理化信息。

进一步地，所述功率推算及位置计算模块根据如下公式计算最大发射功率：基站最大发射功率＝Lb+基站功率控制值+移动终端接收功率，其中，Lb为无线信号在空间传输时的衰减值，Lb＝K1+26.16lgf－13.82lgHb－α(Hm)+(K2－6.55lgHb)×lgd，α(Hm)＝(1.1lgf－0.7)Hm－(1.56lgf－0.8)，Hb为基站高度，Hm为移动终端高度，f为无线信号频率，d为无线信号的传播距离，K1为频率衰减常数，K2为距离衰减常数，α(Hm)为移动台天线修正因子。

本发明还提供一种基于基站发射功率进行基站异常检查的方法，包括以下步骤：

步骤101：收集各个移动终端的测量报告信息；

步骤102：对所述测量报告信息进行解码，并利用上行功率衰减值计算出移动终端到基站的距离，所述上行功率衰减值由基站接收到移动终端的信号强度和移动终端接收到基站的信号强度计算得出；

步骤103：根据所述移动终端到基站的距离反向推算出基站的最大发射功率；

步骤104：根据所述的最大发射功率与工程规划功率或预先设定阈值进行对比，把不相符的值作为异常数据反馈出来。

进一步地，所述步骤103中，根据如下公式计算最大发射功率：基站最大发射功率＝Lb+基站功率控制值+移动终端接收功率，其中，Lb为无线信号在空间传输时的衰减值，Lb＝K1+26.16lgf－13.82lgHb－α(Hm)+(K2－6.55lgHb)×lgd，α(Hm)＝(1.1lgf－0.7)Hm－(1.56lgf－0.8)，Hb为基站高度，Hm为移动终端高度，f为无线信号频率，d为无线信号的传播距离，K1为频率衰减常数，K2为距离衰减常数，α(Hm)为移动台天线修正因子。

本发明还提供一种基于基站发射功率进行基站异常检查的装置，包括旁路采集设备、解码服务器、功率推算及功率校验模块，所述旁路采集设备与基站相连，收集各个移动终端的测量报告信息；所述解码服务器与所述旁路采集设备相连，对所述测量报告信息进行解码，再根据上行功率衰减值计算出移动终端到基站的距离，所述上行功率衰减值由基站接收到移动终端的信号强度和移动终端接收到基站的信号强度计算得出；所述功率推算及功率校验模块与所述解码服务器相连，用于根据所述距离计算出最大功率和把功率异常的数据进行反馈。

进一步地，所述装置还包括数据库和功率异常小区呈现模块，所述数据库与所述功率推算及功率校验模块相连接，所述功率异常小区呈现模块与所述数据库相连，把功率异常的数据与数据库相结合，将功率异常的小区进行呈现。

与现有技术相比，本发明所述的基于基站发射功率进行移动终端定位的方法能够准确地计算出移动终端到基站的距离，从而准确地计算出基站的实际最大发射功率，进而提高移动终端位置计算的准确性和稳定性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的数据旁路采集网络拓扑结构示意图；

图2是本发明实施例提供的基于基站发射功率进行移动终端定位的装置示意图；

图3是本发明实施例提供的基于基站发射功率进行移动终端定位的方法流程图；

图4是本发明实施例提供的基于基站发射功率进行基站异常检查的装置示意图；

图5是本发明实施例提供的基于基站发射功率进行基站异常检查的方法流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明通过旁路采集运营商无线网控制信令(比如A/Abis接口)的方式收集每个移动终端的测量报告信息(Measurement report)，测量报告信息中包含了基站接收到移动终端的信号强度和移动终端接收到基站的信号强度，利用在相同的地理环境和大气环境下无线信号的传播模型一致的原理，巧妙地运用移动终端向基站发射的无线信号的衰减计算出移动终端到基站的距离，再根据移动终端到基站的距离反向推算基站实际的最大发射功率，最终将实际的最大发射功率运用到对移动终端位置定位和基站问题的判断。

如图1所示，为本发明收集测量报告信息的一较佳实施例，移动交换中心(MobileSwitchingCenter，MSC)104与基站控制器(Base Station Controller，BSC)103直接相连，再通过ABIS接口把网络信号发送给基站收发台(Base Transceiver Station，BTS)102，基站收发台102再通过无线网络的发式发送到移动台(Mobile Station，MS)101。在信号采集时用旁路采集设备105从GSM Abis接口采集数据。

本发明一较佳的实施例，如图2所示，一种基于基站发射功率进行移动终端定位的装置，包括旁路采集设备105、解码服务器201、功率推算及位置计算模块202。所述旁路采集设备105与基站相连，收集各个移动终端的测量报告信息。所述解码服务器201与所述旁路采集设备105相连，对所述测量报告信息进行解码，再根据上行功率衰减值计算出移动终端到基站的距离，所述上行功率衰减值由基站接收到移动终端的信号强度和移动终端接收到基站的信号强度计算得出。所述功率推算及位置计算模块202与所述解码服务器201相连，用于根据移动终端到基站的距离计算出基站的最大发射功率和移动终端的位置。

与上述实施例相结合，所述装置还包括数据库203、电子地图服务器204和地理信息呈现模块205，所述数据库203与所述功率推算及位置计算模块202相连，所述地理信息呈现模块205分别与所述数据库203、所述电子地图服务器204相连，把所述移动终端的位置结合数据库203和电子地图服务器204得到移动终端的地理化信息，即把计算出的移动终端的位置输出到电子地图上，便形成了基站覆盖的地理化信息。基站的地理化信息包括基站的经度、纬度、高度、下倾角、方位角、半功率角、半径等数据。

所述功率推算及位置计算模块202根据如下公式计算最大发射功率：基站最大发射功率＝Lb+基站功率控制值+移动终端接收功率，其中，Lb为无线信号在空间传输时的衰减值，Lb＝K1+26.16lgf－13.82lgHb－α(Hm)+(K2－6.55lgHb)×lgd，α(Hm)＝(1.1lgf－0.7)Hm－(1.56lgf－0.8)，Hb为基站高度，Hm为移动终端高度，f为无线信号频率，d为无线信号的传播距离，K1为频率衰减常数，K2为距离衰减常数，α(Hm)为移动台天线修正因子。所述功率推算及位置计算模块202可以是基于专用处理器的嵌入式模块，也可以是基于通用处理器的服务器。所述地理信息呈现模块205可以是基于专用处理器的嵌入式模块，也可以是基于通用处理器的服务器或PC机。

如图3所示，一种基于基站发射功率进行移动终端定位的方法，包括以下步骤：步骤1：收集各个移动终端的测量报告信息；步骤2：对所述测量报告信息进行解码，并利用上行功率衰减值计算出移动终端到基站的距离，所述上行功率衰减值由基站接收到移动终端的信号强度和移动终端接收到基站的信号强度计算得出；步骤3：根据所述移动终端到基站的距离反向推算出基站的最大发射功率；步骤4：根据所述的最大发射功率计算移动终端的位置。收集测量报告信息时可以由旁路采集设备接到基站的ABIS接口进行采集。

在进行步骤3时，所述最大发射功率可通过如下计算公式求解，基站实际最大发射功率＝Lb+基站功率控制值+移动终端接收功率，其中，Lb为无线信号在空间传输时的衰减值，Lb＝K1+26.16lgf－13.82lgHb－α(Hm)+(K2－6.55lgHb)×lgd，α(Hm)＝(1.1lgf－0.7)Hm－(1.56lgf－0.8)，Hb为基站高度，Hm为移动终端高度，f为无线信号频率，d为无线信号的传播距离，K1为频率衰减常数，K2为距离衰减常数，α(Hm)为移动台天线修正因子。

所述步骤4后还可以包括，根据计算出的移动终端的精确位置，把精确位置与电子地图相结合即可得出移动终端的地理化信息。

如图4所示，一种基于基站发射功率进行基站异常检查的装置，包括旁路采集设备105、解码服务器201、功率推算及功率校验模块401。所述旁路采集设备105与基站相连，收集各个移动终端的测量报告信息。所述解码服务器201与所述旁路采集设备105相连，对所述测量报告信息进行解码，再根据上行功率衰减值计算出移动终端到基站的距离，所述上行功率衰减值由基站接收到移动终端的信号强度和移动终端接收到基站的信号强度计算得出。所述功率推算及功率校验模块401与所述解码服务器201相连，用于根据所述距离计算出最大功率和把功率异常的数据进行反馈。

与上述实施例相结合，所述基于基站发射功率进行基站异常检查的装置还可以包括数据库203和功率异常小区呈现模块402，所述数据库203与所述功率推算及功率校验模块401相连接，所述功率异常小区呈现模块402与所述数据库203相连，把功率异常的数据与数据库相结合，将功率异常的小区进行呈现，所述小区定义为发射信号覆盖的区域。

如图5所示，一种基于基站发射功率进行基站异常检查的方法，包括以下步骤：步骤101：收集各个移动终端的测量报告信息；步骤102：对所述测量报告信息进行解码，并利用上行功率衰减值计算出移动终端到基站的距离，所述上行功率衰减值由基站接收到移动终端的信号强度和移动终端接收到基站的信号强度计算得出；步骤103：根据所述移动终端到基站的距离反向推算出基站的最大发射功率；步骤104：根据所述的最大发射功率与工程规划功率或预先设定阈值进行对比，把不相符的值作为异常数据反馈出来。

所述步骤103中，所述最大发射功率的计算公式为：基站实际最大发射功率＝Lb+基站功率控制值+移动终端接收功率，其中，Lb为无线信号在空间传输时的衰减值，Lb＝K1+26.16lgf－13.82lgHb－α(Hm)+(K2－6.55lgHb)×lgd，α(Hm)＝(1.1lgf－0.7)Hm－(1.56lgf－0.8)，Hb为基站高度，Hm为移动终端高度，f为无线信号频率，d为无线信号的传播距离，K1为频率衰减常数，K2为距离衰减常数，α(Hm)为移动台天线修正因子。

上述方法及装置中的数据采集、解码以及测量报告数据的提取均根据3GPP ABIS标准协议及各个设备厂商自定义协议进行处理。最大发射功率推算公式的推演过程如下(以标准Okumura-Hata模型为例)：

标准Okumura-Hata模型如下：Lb＝K1+26.16lgf－13.82lgHb－α(Hm)+(K2－6.55lgHb)×lgd----公式1，其中，α(Hm)＝(1.1lgf－0.7)Hm－(1.56lgf－0.8)，Lb为无线信号在空间传输时的衰减值，Hb为基站高度，Hm为移动终端高度，f为无线信号频率，d为无线信号的传播距离。K1与K2随城市、地形等环境变化，本发明中以路测数据为依据，以线性最小二乘法对K1、K2进行求解，以此方法分别对上行和下行数据的Okumura-Hata模型进行校正，最终得出合理上下行模型，该过程为通用过程不属于本发明特有。

通过公式变换可以得到基于上行模型的距离计算公式如下：

lgd＝(UL_Lb－(K1+26.16lgf－13.82lgHb－α(Hb)))/(K2－6.55lgHm)----公式2，由公式2可以得到UL_Lb＝手机最大发射功率－手机功率控制值－基站接收功率，其中，Hm、Hb和f可以从工程参数文件中提取出来。将公式2所求出的d带入公式1即可求出下行无线信号衰减值DL_Lb。

DL_Lb与基站实际发射功率之间的关系为：DL_Lb＝基站实际最大发射功率–基站功率控制值–移动终端接收功率----公式3，由公式3可以推出：基站实际最大发射功率＝Lb+基站功率控制值+移动终端接收功率----公式4。由此即可得到基站实际最大发射功率，通过多次计算结果可以得到基站实际最大发射功率的平均值，最终以此平均值作为计算周期内基站的实际最大发射功率值：基站实际最大发射功率_Avg＝(基站实际最大发射功率1+基站实际最大发射功率2+…+基站实际最大发射功率n)/n----公式5。

地理化信息形成过程如下：

通过推算出的基站实际最大发射功率即可通过通用的基于场强计算移动终端位置的方法对移动终端的位置进行计算，将计算出的位置输出到点子地图上，即形成了基站覆盖的地理化信息。

基站发射功率异常检查过程如下：

通过推算出的基站实际最大发射功率与工程文件中提取出的工程规划功率或预先设定最大，最小功率阈值的对比，将与工程文件中规划功率不符或超出预定的功率阈值的基站信息提取出来，以报表的形式提供给用户使用。

移动终端定位的装置可以用于GSM网络中移动终端位置定位，如通过将移动终端的位置在地图上进行渲染，直观的呈现基站覆盖的范围、信号强度和信号质量等信息，可以很方便地帮助网络维护人员判断基站的覆盖的合理性和质量，从而提高移动终端位置计算的准确性和稳定性，减少了大量的路测成本。

基站异常检查的装置可以用于GSM网络中基站发射功率异常问题的检查，如通过推算出的基站的数据及最大发射功率与工程文件中录入的功率值或预先设置的功率阈值相比较，发现发射功率异常的基站，可以很大程度地减少现场设备的人力成本。

以上所述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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种基于基站发射功率进行移动终端定位的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：收集各个移动终端的测量报告信息；

步骤2：对所述测量报告信息进行解码，并由公式lgd＝(UL_Lb－(K1+26.16lgf－13.82lgHb－α(Hb)))/(K2－6.55lgHm)计算出移动终端到基站的距离d，其中，UL_Lb为上行功率衰减值，UL_Lb＝手机最大发射功率－手机功率控制值－基站接收功率，α(Hb)＝(1.1lgf－0.7)Hb－(1.56lgf－0.8)，Hb为基站高度，Hm为移动终端高度，f为无线信号频率，K1为频率衰减常数，K2为距离衰减常数；

步骤3：根据公式Lb＝K1+26.16lgf－13.82lgHb－α(Hm)+(K2－6.55lgHb)×lgd，α(Hm)＝(1.1lgf－0.7)Hm－(1.56lgf－0.8)，计算出下行功率衰减值DL_Lb，其中d为所述移动终端到基站的距离，α(Hm)为移动台天线修正因子，根据DL_Lb＝基站实际最大发射功率–基站功率控制值–移动终端接收功率，计算出基站的最大发射功率；

步骤4：根据所述的最大发射功率计算移动终端的位置。

2.根据权利要求1所述的基于基站发射功率进行移动终端定位的方法，其特征在于，在所述步骤4后，所述方法还包括，根据所述移动终端的位置与电子地图相结合得出移动终端的地理化信息。

3.一种基于基站发射功率进行移动终端定位的装置，其特征在于，包括旁路采集设备、解码服务器、功率推算及位置计算模块；所述旁路采集设备与基站相连，收集各个移动终端的测量报告信息；所述解码服务器与所述旁路采集设备相连，对所述测量报告信息进行解码，再由公式lgd＝(UL_Lb－(K1+26.16lgf－13.82lgHb－α(Hb)))/(K2－6.55lgHm)计算出移动终端到基站的距离d，其中，UL_Lb为上行功率衰减值，UL_Lb＝手机最大发射功率－手机功率控制值－基站接收功率，α(Hb)＝(1.1lgf－0.7)Hb－(1.56lgf－0.8)，Hb为基站高度，Hm为移动终端高度，f为无线信号频率，K1为频率衰减常数，K2为距离衰减常数；所述功率推算及位置计算模块与所述解码服务器相连，用于根据公式Lb＝K1+26.16lgf－13.82lgHb－α(Hm)+(K2－6.55lgHb)×lgd，α(Hm)＝(1.1lgf－0.7)Hm－(1.56lgf－0.8)，计算出下行功率衰减值DL_Lb，其中d为所述移动终端到基站的距离，α(Hm)为移动台天线修正因子，根据DL_Lb＝基站实际最大发射功率–基站功率控制值–移动终端接收功率，计算出基站的最大发射功率和移动终端的位置。

4.根据权利要求3所述的基于基站发射功率进行移动终端定位的装置，其特征在于，所述装置还包括数据库、电子地图服务器和地理信息呈现模块，所述数据库与所述功率推算及位置计算模块相连，所述地理信息呈现模块分别与所述数据库、所述电子地图服务器相连，把所述移动终端的位置结合数据库和电子地图服务器得到移动终端的地理化信息。

5.一种基于基站发射功率进行基站异常检查的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤101：收集各个移动终端的测量报告信息；

步骤102：对所述测量报告信息进行解码，并由公式lgd＝(UL_Lb－(K1+26.16lgf－13.82lgHb－α(Hb)))/(K2－6.55lgHm)计算出移动终端到基站的距离d，其中，UL_Lb为上行功率衰减值，UL_Lb＝手机最大发射功率－手机功率控制值－基站接收功率，α(Hb)＝(1.1lgf－0.7)Hb－(1.56lgf－0.8)，Hb为基站高度，Hm为移动终端高度，f为无线信号频率，K1为频率衰减常数，K2为距离衰减常数；

步骤103：根据公式Lb＝K1+26.16lgf－13.82lgHb－α(Hm)+(K2－6.55lgHb)×lgd，α(Hm)＝(1.1lgf－0.7)Hm－(1.56lgf－0.8)，计算出下行功率衰减值DL_Lb，其中d为所述移动终端到基站的距离，α(Hm)为移动台天线修正因子，根据DL_Lb＝基站实际最大发射功率–基站功率控制值–移动终端接收功率，计算出基站的最大发射功率；

6.一种基于基站发射功率进行基站异常检查的装置，其特征在于，包括旁路采集设备、解码服务器、功率推算及功率校验模块，所述旁路采集设备与基站相连，收集各个移动终端的测量报告信息；

所述解码服务器与所述旁路采集设备相连，对所述测量报告信息进行解码，再由公式lgd＝(UL_Lb－(K1+26.16lgf－13.82lgHb－α(Hb)))/(K2－6.55lgHm)计算出移动终端到基站的距离d，其中，UL_Lb为上行功率衰减值，UL_Lb＝手机最大发射功率－手机功率控制值－基站接收功率，α(Hb)＝(1.1lgf－0.7)Hb－(1.56lgf－0.8)，Hb为基站高度，Hm为移动终端高度，f为无线信号频率，K1为频率衰减常数，K2为距离衰减常数；所述功率推算及功率校验模块与所述解码服务器相连，用于根据公式Lb＝K1+26.16lgf－13.82lgHb－α(Hm)+(K2－6.55lgHb)×lgd，α(Hm)＝(1.1lgf－0.7)Hm－(1.56lgf－0.8)，计算出下行功率衰减值DL_Lb，其中d为所述移动终端到基站的距离，α(Hm)为移动台天线修正因子，根据DL_Lb＝基站实际最大发射功率–基站功率控制值–移动终端接收功率，计算出基站的最大发射功率以及把功率异常的数据进行反馈。

7.根据权利要求6所述的基于基站发射功率进行基站异常检查的装置，其特征在于，所述装置还包括数据库和功率异常小区呈现模块，所述数据库与所述功率推算及功率校验模块相连接，所述功率异常小区呈现模块与所述数据库相连，把功率异常的数据与数据库相结合，将功率异常的小区进行呈现。