CN105611568A - 一种基于mro测量报告对lte终端位置进行准确定位的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及移动通信业务技术领域，尤其涉及一种基于MRO测量报告对LTE终端位置进行准确定位的方法。充分利用LTE系统标准测量报告中的AOA(eNB接收信号到达角)和TA(UE时间提前量)数据，实现对UE终端具体位置的精确定位，解决了以往的定位算法只能准确定位到小区级别，而在小区内部完全依靠传播模型进行估算的问题，可以将UE终端定位精度提高到40米左右，进一步地，通过运动的UE终端在时间序列上的位置变化，通过数学计算的方法对每个测量报告时刻终端的位置进行运动修正，可以进一步提高定位精度到20米左右。

Description

一种基于MRO测量报告对LTE终端位置进行准确定位的方法

技术领域

本发明涉及移动通信业务技术领域，尤其涉及一种基于MRO(MeasurementReportOriginal)测量报告对LTE(LongTermEvolution)终端位置进行准确定位的方法。

背景技术

随着移动互联网的蓬勃发展，对移动通信终端UE(UserEquipment)的定位越来越成为业界关注的焦点。在用户APP(Application)服务越来越精准化细致化的大背景下，如何准确定位UE的位置成为了一个必须解决的问题。尤其在一个城市网络中存在几百上千万用户的情况下，如何从网络侧海量数据中及时准确地定位出终端位置，近年来出现了多种方法。

现有的主要解决方法有：

1)通过网络侧数据识别出UE所在小区，即定位终端到小区理论覆盖区域内，这是最早也是最简单的方法。

2)TOA(TimeDifferenceofArrival)到达时间差定位技术，需要在每个基站上增加单独的定位硬件，且手机发送特定信号来发起定位，通过在不同位置的基站接收时间的差异，来计算终端到达几个基站的距离，然后通过几何方法定位终端。

3)E-OTD(EnhancedObservedTimeDifference)定位技术，由不同基站同步发出信号，终端分别计算各个基站发来信号的到达时间差，同时还有一个位置已知的附加硬件LMU(LocationMeasurementUnit)测到该信号的到达时间，然后终端达到时间差和LMU到达时间一起上报到位置定位计算模块进行计算。

4)基于无线信号损耗定位，通过终端例行上报的其测量到的服务小区及邻区信号强度，代入无线传播模型公式，分别计算出终端到达各个基站的距离，然后通过几何方法定位终端位置。

5)A-GPS(AssistedGPS)定位技术，GSM网收到GPS辅助信息；GSM网将辅助信息发送到手机；手机得到GPS信息，计算并得出自身精确位置；手机将位置信息发送到GSM网。目前带有位置定位功能的APP多使用此方法。

6)WiFi(WirelessFidelity)定位技术，建立大数据WiFi位置资源库，当终端使用WiFi时上报WiFi接入设备的唯一MAC地址，通过MAC地址在位置资源库中查询确认终端位置。

现有的这些定位方法存在如下缺点：

1)定位到小区理论覆盖区域，这种方法虽然计算简单，但精度最低，目前只有少量使用。

2)TOA定位技术，首先在几十万座基站的网络规模下，增加硬件的可行性很低。而且该方法只能由手机发起定位。

3)E-OTD定位技术，同样需要增设很多位置已知的定位计算硬件LMU，尽管数量可以小于TOA技术，但可行性仍很低。

4)基于无线信号损耗定位，由于无线信号传播存在很大的不确定性，目前业内没有一个真正普遍长期适用的传播模型公式，从而使得此方法准确性较差，通常定位误差大于100米。

5)A-GPS定位技术，需要终端打开GPS，并主动将GPS信息上报。一般属于应用层信息，只有APP服务器端能够解析，网络运营商很难得到此信息。

6)WiFi定位技术，一般只能用于室内，对室外定位没有什么帮助。

发明内容

本发明首先利用带有准确经纬度位置信息的路测数据，对LTE网络基站位置、天线方位角等基础数据进行校正，然后结合LTE网络规范规定的标准MRO测量报告样本数据，通过数学计算和相关修正，可以实现对UE在不同时刻下实际地理位置的准确定位。可以解决上述现有定位方法中存在的问题。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于MR测量报告对LTE终端位置进行准备定位的方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1)利用MRO测量报告，从基站工参表获取基础数据，建立全网直角坐标系；

步骤2)解析全网LTE持续业务路测数据，提取路测测量报告点信息；

步骤3)解析MRO测量报告，进行持续业务路测测量报告、同时段的MRO测量报告结果和S1接口采集信令三组数据的关联合成；

步骤4)将上述步骤2)中的路测测量报告点转换为直角坐标；

步骤5)按照天线到达角对MRO测量值进行分类；

步骤6)根据步骤5)的分类结果，按照时间提前量对天线到达角相同的MRO测量值分类；

步骤7)根据上述步骤6)与7)的分类，计算到达角和时间提前量相同UE的平均位置；

步骤8)根据上述步骤7)校正小区地理位置偏差，获得修正后的小区的地理位置坐标；

步骤9)根据上述步骤5)与步骤8)校正小区天线方位角偏差，获得校正后小区的天线方位角；

步骤10)根据上述步骤8)与步骤9)校正结果，为每个小区建立单独极坐标系；

步骤11)根据步骤8)与步骤9)得到修正结果，以及步骤3)MRO测量报告，计算待定位UE预期位置坐标；

步骤12)根据上述步骤3)的MRO测量报告判断上述步骤11)得到带定位UE预测位置坐标是否满足运动性修正判决条件，并进行修正，输出UE定位结果。

优先地，所述步骤12)对带定位UE预测位置坐标进行修正，包括以下步骤：

步骤12.1)首先基于MRO测量报告判断是否满足运动性修正判决条件，不满足，输入UE定位结果；

步骤12.2)满足所述步骤12.1)，对带定位UE运行性坐标进行修正；

步骤12.3)根据上述步骤8)中得到的修正后小区位置坐标(Xk，Yk)和步骤12.2)得到的UE在每个测量报告时刻经过运动修正的极坐标，计算出每个MRO中报告点对应的UE位置直角坐标，输出UE定位结果，流程结束。

优先地，所述步骤5)按照AOA的取值不同，将MRO测量报告的结果分为：

AOA＝1(Xk_1-1，Yk_1-1，TAk_1-1；Xk_1-2，Yk_1-2，TAk_1-2；…)

AOA＝2(Xk_2-1，Yk_2-1，TAk_2-1；Xk_2-2，Yk_2-2，TAk_2-2；…)

…

AOA＝720(Xk_720-1，Yk_720-1，TAk_720-1；Xk_720-2，Yk_720-2，TAk_720-2；…)

共720个AOA组，其中每一次测量报告对应Xk_p-m，Yk_p-m，TAk_p-m三个值，所述k表示第k个小区；下角标p对应AOA数值取值范围1,2，…，720；m为同一AOA的测量报告序号；

所述步骤6)的分类结果为：

AOA＝1，TA＝1(Xk_1-1-1，Yk_1-1-1；Xk_1-1-2，Yk_1-1-2；…)

AOA＝1，TA＝2(Xk_1-2-1，Yk_1-2-1；Xk_1-2-2，Yk_1-2-2；…)

…

AOA＝p，TA＝q(Xk_p-q-1，Yk_p-q-1；Xk_p-q-2，Yk_p-q-2；…)

…

AOA＝720，TA＝q(Xk_720-q-1，Yk_720-q-1；Xk_720-q-2，Yk_720-q-2；…)

共计720*q个TA组，其中每一次测量报告对应Xk_p-q-m，Yk_p-q-m两个值，所述k表示第k个小区，下角标p对应AOA数值，q为TA值，m第三部分为同一AOA，同一TA情况下的测量报告序号。

优先地，所述步骤7)得到每个小区的每个AOA＝p，TA＝q组中所有Xk，Yk的平均值Xk_pq，Yk_pq；

其中Xk_pq：

Xk₁₁＝average(Xk_1-1-1，Xk_1-1-2，Xk_1-1-3，Xk_1-1-4，…)

Xk₁₂＝average(Xk_1-2-1，Xk_1-2-2，Xk_1-2-3，Xk_1-2-4，…)

…

Xk_1q＝average(Xk_1-q-1，Xk_1-q-2，Xk_1-q-3，Xk_1-q-4，…)

…

Xk₂₁＝average(Xk_1-2-1，Xk_1-2-2，Xk_1-2-3，Xk_1-2-4，…)

…

Xk_p1＝average(Xk_p-1-1，Xk_p-1-2，Xk_p-1-3，Xk_p-1-4，…)

其中所有Yk的平均值Yk_pq：

Yk₁₁＝average(Yk_1-1-1，Yk_1-1-2，Yk_1-1-3，Yk_1-1-4，…)

Yk₁₂＝average(Yk_1-2-1，Yk_1-2-2，Yk_1-2-3，Yk_1-2-4，…)

…

Yk_1q＝average(Yk_1-q-1，Yk_1-q-2，Yk_1-q-3，Yk_1-q-4，…)

…

Yk₂₁＝average(Yk_1-2-1，Yk_1-2-2，Yk_1-2-3，Yk_1-2-4，…)

…

Yk_p1＝average(Yk_p-1-1，Yk_p-1-2，Yk_p-1-3，Yk_p-1-4，…)

…

Yk_pq＝average(Yk_p-q-1，Yk_p-q-2，Yk_p-q-3，Yk_p-q-4，…)

所述k为第k个小区。

优先地，所述步骤8)校正小区地理位置偏差，确定校正后的小区的地理位置坐标：

所述Xk，Yk表示第k个小区的横坐标与纵坐标。

优先地，所述步骤9)小区校正后的天线方位角为：

所述为第k个小区的校正后的天线方位角θk；所述Xk_pq，Yk_pq为每个AOA在每个TA值下第k个小区UE位置平均值的横坐标与纵坐标；所述p为AOA值；所述q为TA值。

优先地，所述步骤11)中，根据上述步骤8)中得到的修正后小区位置坐标(Xk，Yk)，步骤9)中得到的修正后第n个小区天线方位角θk，以及步骤3)中得到的MRO测量报告提取值TA_n和AOA_n，计算待定位UE每次测量报告在第n个小区极坐标系下所在位置的参数(ρ_UE-n，θ_UE-n)，如下：

ρ_UE-n＝(TA_n+0.5)*78.12

θ_UE-n＝(θk-DIRECT_bs+AOA_n/2+0.25)*π/180

然后计算出待定位UE的第n个测量报告在全网直角坐标系中的预期位置(X_UE-n，Y_UE-n)，如下：

X_UE-n＝Xk+ρ_UE-n*cosθ_UE

Y_UE-n＝Yk+ρ_UE-n*sinθ_UE

所述ρ为极坐标系的极径，θ为极坐标系中极径与极轴的夹角，下角标n表示第n个MRO测量报告提取值，下角标_bs表示小区方位角，下角标_UE-n表示待定位UE的第n个极坐标参数。

优先地，所述步骤12.1)的判定条件为：

A)存在(ρ_r，θ_r)极坐标格变化，即r的个数≥2，

B)存在某一极坐标格内报告数量大于等于2，即s≥2，

所述(ρ_r，θ_r)值等于(ρ_UE-n，θ_UE-n)，所述(ρ_UE-n，θ_UE-n)为UE在第n个小区MRO上报的测量报告值；所述r为即UE处于小区极坐标系中某个网格中；s为即UE处于小区极坐标系中某个网格r中的报告数量为s。

优先地，所述步骤12.2)满足所述步骤12.1)，对带定位UE运行性坐标进行修正包括以下步骤：

步骤12.2.1)按照时间顺序取UE出现过的极坐标格分别为1，2，3，…，r-1，r，r+1；

步骤12.2.2)对极坐标格r内的s次测量报告发生时间t分别为t₁，t₂，…，t_s；

步骤12.2.3)计算极坐标格r中的s个MRO报告点修正后的UE极坐标参数(ρ_UE't_s，θ_UE't_s)，如下：

ρ_UE't₁＝(TA_r+1/2+SIGN(TA_r-TA_r-1)*(1-s)/2/(s+1))*78.12，

θ_UE't₁＝(θk-DIRECT_bs+AOA/2+1/4+SIGN(sin((θ_r-θ_r-1)*π/180))

*(1-s)/4/(s+1))*π/180；

ρ_UE't_s＝(TA_r+1/2+SIGN(TA_r-TA_r+1)*(1-s)/2/(s+1))*78.12，

θ_UE't_s＝(θk-DIRECT_bs+AOA/2+1/4+SIGN(sin((θ_r-θ_r+1)*π/180))

*(1-s)/4/(s+1))*π/180；

ρ_UE't₂＝ρt₁+SIGN(TA_r-TA_r-1)*(t₂-t₁)*(s-1)

/(t_s-t₁)/(s+1)*78.12，

θ_UE't₂＝θ_UE't₁+SIGN(sin((θ_r-θ_r-1)*π

/180))*(t₂-t₁)(s-1)/(t_s-t₁)

/4/(s+1))*π/180；

…

ρ_UE't_s-1＝ρ't_s+SIGN(TA_r-TA_r+1)*(t_s-t_s-1)*(s-1)

/(t_s-t₁)/(s+1))*78.12，

θ_UE't_s-1＝θ_UE't_s+SIGN(sin((θ_r-θ_r+1)*π

/180))*(t_s-t_s-1)(s-1)/(t_s-t₁)

/4/(s+1))*π/180

其中下角标r-1，r，r+1表示待定位UE出现过的第r-1，r，r+1个极坐标格，TA_r，TA_r-1，TA_r+1分别为第r-1，r，r+1个极坐标对应的TA值，下角标s表示极坐标格r内的待定位UE的第s次MRO测量报告，t_s表示待定位UE第s次测量报告发生时间。

优先地，所述步骤12.3)根据上述步骤8)中得到的修正后小区位置坐标(Xk，Yk)和步骤12.2.3)得到的UE在每个测量报告时刻经过运动修正的极坐标，计算出每个MRO中报告点对应的UE位置直角坐标(X'_UE-s，Y'_UE-s)，如下：

X'_UE-s＝Xk+ρ_UE't_s*cosθ_UE't_s

Y'_UE-s＝Yk+ρ_UE't_s*sinθ_UE't_s

其中ρ为极坐标系的极径，θ为极坐标系中极径与极轴的夹角，sin为正弦函数，cos为余弦函数，下角标_UE-s表示该坐标为待定位UE在第s个测量报告点时的坐标位置。

本方法不需要增加任何定位硬件，不需要用户在终端上发起定位，只要终端使用了LTE网络，就可以对终端进行定位，而且定位精度高，可以实现大部分UE定位误差小于25米。

附图说明

图1为一种基于MRO测量报告对LTE终端位置进行准确定位的方法的流程图；

图2为小区内定位极坐标的示意图；

图3为终端运动修正原理示意图1；

图4为终端运动修正原理示意图2；

图5为定位误差结果表格。

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描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。

本发明涉及一种基于MRO测量结果对UE位置进行准确定位的方法，利用LTE网络的MRO测量报告中采集的数据，通过数学计算和相关修正，可以实现对UE实际地理位置的准确定位。可以解决传统UE定位方法过度依赖于传播模型的问题。下面结合附图说明，对本发明的方法进行详细的解释说明。如图1所示：

步骤1)获取基础数据，建立全网直角坐标系。

根据MRO测量报告XML(ExteileMarkuLaguage)文件中涉及到每个小区的eNBid和objectid，从基站工参表中获取该小区的经度LON_bs纬度LAT_bs和天线方位角DIRECT_bs(此处的角标bs表示此参数记录的是LTE网络中小区的经纬度和方位角信息)；以全部小区中某个小区点为原点，建立全网直角坐标系，令原点经纬度为(LON₀,LAT₀)。

步骤2)解析路测数据。

解析全网LTE持续业务路测数据，从中提取每个测量报告点的经度LON_dt纬度LAT_dt(此处的角标dt表示此参数记录的是DT(DriveTest)路测报告点的经纬度信息)。

步骤3)解析MRO测量报告，与路测和工参数据合成。

读取LTE网络全网MRO测量报告XML文件中每个小区下每个测量对象的objectid，MmeUeS1apId，MmeGroupId，MmeCode，TimeStamp并分别取每个MRO(MeasurementReportOriginal)测量结果中的MR.LteScTadv为TA_n(其中TA为TimingAdvance的缩写，下角标n用于区分记录到的n个测量结果)，取MR.LteScAOA为AOA_n(其中AOA为AngleOfArrival的缩写，下角标n用于区分记录到的n个测量结果)。

以MME-code、eNBID、MME-UE-S1AP-ID、TMSI/IMSI识别码和时间戳信息为关键字，进行持续业务路测测报告、同时段的MRO测量报告结果和S1接口采集信令三组数据的关联合成；分别识别出与每一个路测测量报告点(LON_dt，LAT_dt)相对应的MRO测量报告XML文件中的TA_n为TA_dt，取AOA_n为AOA_dt(此处的下角标dt用于表明TA和AOA值与dt测量报告点是一一对应的)。

步骤4)将路测采样点转换为直角坐标。

将所有合成后数据分别按照小区归类，将路测测量报告点中得到的UE经纬度(LON_dt，LAT_dt)换算为(X_dt，Y_dt)坐标，算法如下：

AvgLat＝[max(LAT_dt)+min(LAT_dt)]*π/360

Y_dt＝110946.3*(LAT_dt-LAT₀)

X_dt＝111320*cos(AvgLat)*(LON_dt-LON₀)

其中AvgLat表示该网络中所有UE路测样本点纬度中间值；公式中的下角标dt均表示这些数值与dt报告点的对应关系。

步骤5)按照天线到达角对MRO测量值分类。

对上述识别出的与路测对应的MRO测量报告按照发生小区进行分别处理，以小区k为服务小区的所有测量结果，按照AOA的取值不同，将所有测量结果分为：

AOA＝1(Xk_1-1，Yk_1-1，TAk_1-1；Xk_1-2，Yk_1-2，TAk_1-2；…)

AOA＝2(Xk_2-1，Yk_2-1，TAk_2-1；Xk_2-2，Yk_2-2，TAk_2-2；…)

…

AOA＝720(Xk_720-1，Yk_720-1，TAk_720-1；Xk_720-2，Yk_720-2，TAk_720-2；…)

共720个AOA组，其中每一次测量报告对应Xk_p-m，Yk_p-m，TAk_p-m三个值，所述k表示第k个小区；下角标p对应AOA数值取值范围1,2，…，720；m为同一AOA的测量报告序号。

步骤6)按照时间提前量对天线到达角相同的MRO测量值分类。

对上述得到的720个AOA组按照TA数值的不同，分别分成多个TA组；

AOA＝1，TA＝1(Xk_1-1-1，Yk_1-1-1；Xk_1-1-2，Yk_1-1-2；…)

AOA＝1，TA＝2(Xk_1-2-1，Yk_1-2-1；Xk_1-2-2，Yk_1-2-2；…)

…

AOA＝p，TA＝q(Xk_p-q-1，Yk_p-q-1；Xk_p-q-2，Yk_p-q-2；…)

…

AOA＝720，TA＝q(Xk_720-q-1，Yk_720-q-1；Xk_720-q-2，Yk_720-q-2；…)

共计720*q(取值1～1283，对应LTE规范1283个TA值)个TA组，其中每一次测量报告对应Xk_p-q-m，Yk_p-q-m两个值，所述k表示第k个小区，下角标p对应AOA数值，q为TA值，第三部分m为同一AOA，同一TA情况下的测量报告序号。

步骤7)计算到达角和时间提前量相同UE的平均位置。

分别依次计算步骤6中的得到的小区k的每个AOA＝p，TA＝q组中所有Xk，Yk的平均值Xk_pq，Yk_pq。

其中所有Xk的平均值Xk_pq：

Xk₁₁＝average(Xk_1-1-1，Xk_1-1-2，Xk_1-1-3，Xk_1-1-4，…)

Xk₁₂＝average(Xk_1-2-1，Xk_1-2-2，Xk_1-2-3，Xk_1-2-4，…)

…

Xk_1q＝average(Xk_1-q-1，Xk_1-q-2，Xk_1-q-3，Xk_1-q-4，…)

…

Xk₂₁＝average(Xk_1-2-1，Xk_1-2-2，Xk_1-2-3，Xk_1-2-4，…)

…

Xk_p1＝average(Xk_p-1-1，Xk_p-1-2，Xk_p-1-3，Xk_p-1-4，…)

其中所有Yk的平均值Yk_pq：

Yk₁₁＝average(Yk_1-1-1，Yk_1-1-2，Yk_1-1-3，Yk_1-1-4，…)

Yk₁₂＝average(Yk_1-2-1，Yk_1-2-2，Yk_1-2-3，Yk_1-2-4，…)

…

Yk_1q＝average(Yk_1-q-1，Yk_1-q-2，Yk_1-q-3，Yk_1-q-4，…)

…

Yk₂₁＝average(Yk_1-2-1，Yk_1-2-2，Yk_1-2-3，Yk_1-2-4，…)

…

Yk_p1＝average(Yk_p-1-1，Yk_p-1-2，Yk_p-1-3，Yk_p-1-4，…)

…

Yk_pq＝average(Yk_p-q-1，Yk_p-q-2，Yk_p-q-3，Yk_p-q-4，…)

步骤8)校正小区地理位置偏差。

根据上述步骤7)中得到的结果，计算小区k校正后的地理位置坐标(Xk，Yk)，计算方法如下：

步骤9)校正小区天线方位角偏差。

然后根据上述步骤5中的每个AOA，以及步骤7中得到的每个AOA在每个TA值下UE位置平均值Xk_pq，Yk_pq用来计算小区k的校正后天线方位角θk：

步骤10：根据校正后位置，为每个小区建立单独极坐标系。

对全网所有小区，分别以每个小区校正后地理位置坐标(Xk，Yk)值的点O_k为原点，0度方位角方向为极轴，为每个小区建立单独的极坐标系。

步骤11)计算待定位UE预期位置坐标。

根据上述步骤8)中得到的修正后小区位置坐标(Xk，Yk)，步骤9)中得到的修正后小区天线方位角θk，以及步骤3)中得到的MRO测量报告提取值TA_n和AOA_n，计算待定位UE每次测量报告在该小区极坐标系下所在位置的参数(ρ_UE-n，θ_UE-n)，如下：

ρ_UE-n＝(TA_n+0.5)*78.12

θ_UE-n＝(θk-DIRECT_bs+AOA_n/2+0.25)*π/180

其中ρ为极坐标系的极径，θ为极坐标系中极径与极轴的夹角，下角标n表示步骤3中得到的第n个MRO测量报告提取值，下角标_bs表示步骤1中得到的小区方位角，下角标_UE-n表示计算结果为待定位UE的第n个极坐标参数。

然后计算出待定位UE的第n个测量报告在全网直角坐标系中的预期位置(X_UE-n，Y_UE-n)，如下：

X_UE-n＝Xk+ρ_UE-n*cosθ_UE

Y_UE-n＝Yk+ρ_UE-n*sinθ_UE

步骤12)基于UE测量报告的运动性修正判决。

检查待定位UE于所在小区的测量报告中分别出现的次数及时间，将上报时间戳间隔不超过30秒的MRO测量报告作为一个业务过程，超过30秒的计入另外一个业务过程。

在同一业务过程中，令UE在该小区MRO上报的测量报告中(ρ_UE-n，θ_UE-n)值等于(ρ_r，θ_r)(即UE处于该小区极坐标系中某个网格r中)的报告数量为s。然后基于r和s的数值对每一个业务过程分别进行运动性修正评估，当UE在一个业务过程中同时满足：

A)存在(ρ_r，θ_r)极坐标格变化，即r的个数≥2，

B)存在某一极坐标格内报告数量大于等于2，即s≥2，

这两个条件时，启动运动修正；

不满足条件的测量结果，上述步骤11)中计算的X_UE-n，Y_UE-n即为最终定位结果。

步骤13)待定位UE运动性极坐标修正过程。

按照时间顺序取UE出现过的极坐标格分别为1，2，3，…，r-1，r，r+1；

极坐标格r内的s次测量报告发生时间t分别为t₁，t₂，…，t_s；

计算极坐标格r中的s个MRO报告点修正后的UE极坐标参数(ρ_UE't_s，θ_UE't_s)，如下：

ρ_UE't₁＝(TA_r+1/2+SIGN(TA_r-TA_r-1)*(1-s)/2/(s+1))*78.12，

θ_UE't₁＝(θk-DIRECT_bs+AOA/2+1/4+SIGN(sin((θ_r-θ_r-1)*π/180))

*(1-s)/4/(s+1))*π/180；

ρ_UE't_s＝(TA_r+1/2+SIGN(TA_r-TA_r+1)*(1-s)/2/(s+1))*78.12，

θ_UE't_s＝(θk-DIRECT_bs+AOA/2+1/4+SIGN(sin((θ_r-θ_r+1)*π/180))

*(1-s)/4/(s+1))*π/180；

ρ_UE't₂＝ρt₁+SIGN(TA_r-TA_r-1)*(t₂-t₁)*(s-1)

/(t_s-t₁)/(s+1)*78.12，

θ_UE't₂＝θ_UE't₁+SIGN(sin((θ_r-θ_r-1)*π

/180))*(t₂-t₁)(s-1)/(t_s-t₁)

/4/(s+1))*π/180；

…

ρ_UE't_s-1＝ρ't_s+SIGN(TA_r-TA_r+1)*(t_s-t_s-1)*(s-1)

/(t_s-t₁)/(s+1))*78.12，

θ_UE't_s-1＝θ_UE't_s+SIGN(sin((θ_r-θ_r+1)*π

/180))*(t_s-t_s-1)(s-1)/(t_s-t₁)

/4/(s+1))*π/180。

其中下角标r-1，r，r+1表示待定位UE出现过的第r-1，r，r+1个极坐标格，TA_r，TA_r-1，TA_r+1分别为第r-1，r，r+1个极坐标对应的TA值，下角标s表示极坐标格r内的待定位UE的第s次MRO测量报告，t_s表示待定位UE第s次测量报告发生时间。

步骤14)待定位UE修正后位置坐标计算。

根据上述步骤8)中得到的修正后小区位置坐标(Xk，Yk)和步骤13)得到的UE在每个测量报告时刻经过运动修正的极坐标(ρ_UE't_s，θ_UE't_s)，计算出每个MRO中报告点对应的UE位置直角坐标(X'_UE-s，Y'_UE-s)，如下：

X'_UE-s＝Xk+ρ_UE't_s*cosθ_UE't_s

Y'_UE-s＝Yk+ρ_UE't_s*sinθ_UE't_s

其中ρ为极坐标系的极径，θ为极坐标系中极径与极轴的夹角，sin为正弦函数，cos为余弦函数，下角标_UE-s表示该坐标为待定位UE在第s个测量报告点时的坐标位置。

满足上述步骤12)中运动修正判决条件的测量结果，(X'_UE-s，Y'_UE-s)为其最终定位结果。

定位效果，如图5所示，本算法的定位精度随着UE与小区距离增大而逐渐加大，但在7千米内，基本可以保持定位误差小于25m。

本发明利用LTE网络的MRO测量报告中采集的数据，通过数学计算和相关修正，可以实现对UE实际地理位置的准确定位。可以解决传统UE定位方法过度依赖于传播模型的问题，本发明的技术效果如下：

1、充分利用LTE系统标准测量报告中的AOA(eNB接收信号到达角)和TA(UE时间提前量)数据，实现对UE终端具体位置的精确定位，解决了以往的定位算法只能准确定位到小区级别，而在小区内部完全依靠传播模型进行估算的问题，可以将UE终端定位精度提高到40米左右。

2、进一步地，通过运动的UE终端在时间序列上的位置变化，通过数学计算的方法对每个测量报告时刻终端的位置进行运动修正，可以进一步提高定位精度到20米左右。

Claims (10)

1.一种基于MR测量报告对LTE终端位置进行准备定位的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1)利用MRO测量报告，从基站工参表获取基础数据，建立全网直角坐标系；

步骤2)解析全网LTE持续业务路测数据，提取路测测量报告点信息；

步骤3)解析MRO测量报告，进行持续业务路测测量报告、同时段的MRO测量报告结果和S1接口采集信令三组数据的关联合成；

步骤4)将上述步骤2)中的路测测量报告点转换为直角坐标；

步骤5)按照天线到达角对MRO测量值进行分类；

步骤6)根据步骤5)的分类结果，按照时间提前量对天线到达角相同的MRO测量值分类；

步骤7)根据上述步骤6)与7)的分类，计算到达角和时间提前量相同UE的平均位置；

步骤8)根据上述步骤7)校正小区地理位置偏差，获得修正后的小区的地理位置坐标；

步骤9)根据上述步骤5)与步骤8)校正小区天线方位角偏差，获得校正后小区的天线方位角；

步骤10)根据上述步骤8)与步骤9)校正结果，为每个小区建立单独极坐标系；

步骤11)根据步骤8)与步骤9)得到修正结果，以及步骤3)MRO测量报告，计算待定位UE预期位置坐标；

步骤12)根据上述步骤3)的MRO测量报告判断上述步骤11)得到带定位UE预测位置坐标是否满足运动性修正判决条件，并进行修正，输出UE定位结果。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤12)对带定位UE预测位置坐标进行修正，包括以下步骤：

步骤12.1)首先基于MRO测量报告判断是否满足运动性修正判决条件，不满足，输入UE定位结果；

步骤12.2)满足所述步骤12.1)，对带定位UE运行性坐标进行修正；

步骤12.3)根据上述步骤8)中得到的修正后小区位置坐标(Xk，Yk)和步骤12.2)得到的UE在每个测量报告时刻经过运动修正的极坐标，计算出每个MRO中报告点对应的UE位置直角坐标，输出UE定位结果，流程结束。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤5)按照AOA的取值不同，将MRO测量报告的结果分为：

AOA＝1(Xk_1-1，Yk_1-1，TAk_1-1；Xk_1-2，Yk_1-2，TAk_1-2；…)

AOA＝2(Xk_2-1，Yk_2-1，TAk_2-1；Xk_2-2，Yk_2-2，TAk_2-2；…)

…

AOA＝720(Xk_720-1，Yk_720-1，TAk_720-1；Xk_720-2，Yk_720-2，TAk_720-2；…)

共720个AOA组，其中每一次测量报告对应Xk_p-m，Yk_p-m，TAk_p-m三个值，所述k表示第k个小区；下角标p对应AOA数值取值范围1,2，…，720；m为同一AOA的测量报告序号；

所述步骤6)的分类结果为：

AOA＝1，TA＝1(Xk_1-1-1，Yk_1-1-1；Xk_1-1-2，Yk_1-1-2；…)

AOA＝1，TA＝2(Xk_1-2-1，Yk_1-2-1；Xk_1-2-2，Yk_1-2-2；…)

…

AOA＝p，TA＝q(Xk_p-q-1，Yk_p-q-1；Xk_p-q-2，Yk_p-q-2；…)

…

AOA＝720，TA＝q(Xk_720-q-1，Yk_720-q-1；Xk_720-q-2，Yk_720-q-2；…)

共计720*q个TA组，其中每一次测量报告对应Xk_p-q-m，Yk_p-q-m两个值，所述k表示第k个小区，下角标p对应AOA数值，q为TA值，m第三部分为同一AOA，同一TA情况下的测量报告序号。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤7)得到每个小区的每个AOA＝p，TA＝q组中所有Xk，Yk的平均值Xk_pq，Yk_pq；

其中Xk_pq：

Xk₁₁＝average(Xk_1-1-1，Xk_1-1-2，Xk_1-1-3，Xk_1-1-4，…)

Xk₁₂＝average(Xk_1-2-1，Xk_1-2-2，Xk_1-2-3，Xk_1-2-4，…)

…

Xk_1q＝average(Xk_1-q-1，Xk_1-q-2，Xk_1-q-3，Xk_1-q-4，…)

…

Xk₂₁＝average(Xk_1-2-1，Xk_1-2-2，Xk_1-2-3，Xk_1-2-4，…)

…

Xk_p1＝average(Xk_p-1-1，Xk_p-1-2，Xk_p-1-3，Xk_p-1-4，…)

其中所有Yk的平均值Yk_pq：

Yk₁₁＝average(Yk_1-1-1，Yk_1-1-2，Yk_1-1-3，Yk_1-1-4，…)

Yk₁₂＝average(Yk_1-2-1，Yk_1-2-2，Yk_1-2-3，Yk_1-2-4，…)

…

Yk_1q＝average(Yk_1-q-1，Yk_1-q-2，Yk_1-q-3，Yk_1-q-4，…)

…

Yk₂₁＝average(Yk_1-2-1，Yk_1-2-2，Yk_1-2-3，Yk_1-2-4，…)

…

Yk_p1＝average(Yk_p-1-1，Yk_p-1-2，Yk_p-1-3，Yk_p-1-4，…)

…

Yk_pq＝average(Yk_p-q-1，Yk_p-q-2，Yk_p-q-3，Yk_p-q-4，…)

所述k为第k个小区。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤8)校正小区地理位置偏差，确定校正后的小区的地理位置坐标：

所述Xk，Yk表示第k个小区的横坐标与纵坐标。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤9)小区校正后的天线方位角为：

所述为第k个小区的校正后的天线方位角θk；所述Xk_pq，Yk_pq为每个AOA在每个TA值下第k个小区UE位置平均值的横坐标与纵坐标；所述p为AOA值；所述q为TA值。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤11)中，根据上述步骤8)中得到的修正后小区位置坐标(Xk，Yk)，步骤9)中得到的修正后第n个小区天线方位角θk，以及步骤3)中得到的MRO测量报告提取值TA_n和AOA_n，计算待定位UE每次测量报告在第n个小区极坐标系下所在位置的参数(ρ_UE-n，θ_UE-n)，如下：

ρ_UE-n＝(TA_n+0.5)*78.12

θ_UE-n＝(θk-DIRECT_bs+AOA_n/2+0.25)*π/180

然后计算出待定位UE的第n个测量报告在全网直角坐标系中的预期位置(X_UE-n，Y_UE-n)，如下：

X_UE-n＝Xk+ρ_UE-n*cosθ_UE

Y_UE-n＝Yk+ρ_UE-n*sinθ_UE

所述ρ为极坐标系的极径，θ为极坐标系中极径与极轴的夹角，下角标n表示第n个MRO测量报告提取值，下角标_bs表示小区方位角，下角标_UE-n表示待定位UE的第n个极坐标参数。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤12.1)的判定条件为：

A)存在(ρ_r，θ_r)极坐标格变化，即r的个数≥2，

B)存在某一极坐标格内报告数量大于等于2，即s≥2，

所述(ρ_r，θ_r)值等于(ρ_UE-n，θ_UE-n)，所述(ρ_UE-n，θ_UE-n)为UE在第n个小区MRO上报的测量报告值；所述r为即UE处于小区极坐标系中某个网格中；s为即UE处于小区极坐标系中某个网格r中的报告数量为s。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤12.2)满足所述步骤12.1)，对带定位UE运行性坐标进行修正包括以下步骤：

步骤12.2.1)按照时间顺序取UE出现过的极坐标格分别为1，2，3，…，r-1，r，r+1；

步骤12.2.2)对极坐标格r内的s次测量报告发生时间t分别为t₁，t₂，…，t_s；

步骤12.2.3)计算极坐标格r中的s个MRO报告点修正后的UE极坐标参数(ρ_UE't_s，θ_UE't_s)，如下：

ρ_UE't₁＝(TA_r+1/2+SIGN(TA_r-TA_r-1)*(1-s)/2/(s+1))*78.12，

θ_UE't₁＝(θk-DIRECT_bs+AOA/2+1/4+SIGN(sin((θ_r-θ_r-1)*π/180))

*(1-s)/4/(s+1))*π/180；

ρ_UE't_s＝(TA_r+1/2+SIGN(TA_r-TA_r+1)*(1-s)/2/(s+1))*78.12，

θ_UE't_s＝(θk-DIRECT_bs+AOA/2+1/4+SIGN(sin((θ_r-θ_r+1)*π/180))

*(1-s)/4/(s+1))*π/180；

ρ_UE't₂＝ρt₁+SIGN(TA_r-TA_r-1)*(t₂-t₁)*(s-1)

/(t_s-t₁)/(s+1)*78.12，

θ_UE't₂＝θ_UE't₁+SIGN(sin((θ_r-θ_r-1)*π

/180))*(t₂-t₁)(s-1)/(t_s-t₁)

/4/(s+1))*π/180；

…

ρ_UE't_s-1＝ρ't_s+SIGN(TA_r-TA_r+1)*(t_s-t_s-1)*(s-1)

/(t_s-t₁)/(s+1))*78.12，

θ_UE't_s-1＝θ_UE't_s+SIGN(sin((θ_r-θ_r+1)*π

/180))*(t_s-t_s-1)(s-1)/(t_s-t₁)

/4/(s+1))*π/180

其中下角标r-1，r，r+1表示待定位UE出现过的第r-1，r，r+1个极坐标格，TA_r，TA_r-1，TA_r+1分别为第r-1，r，r+1个极坐标对应的TA值，下角标s表示极坐标格r内的待定位UE的第s次MRO测量报告，t_s表示待定位UE第s次测量报告发生时间。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述步骤12.3)根据上述步骤8)中得到的修正后小区位置坐标(Xk，Yk)和步骤12.2.3)得到的UE在每个测量报告时刻经过运动修正的极坐标，计算出每个MRO中报告点对应的UE位置直角坐标(X'_UE-s，Y'_UE-s)，如下：

X'_UE-s＝Xk+ρ_UE't_s*cosθ_UE't_s

Y'_UE-s＝Yk+ρ_UE't_s*sinθ_UE't_s

其中ρ为极坐标系的极径，θ为极坐标系中极径与极轴的夹角，sin为正弦函数，cos为余弦函数，下角标_UE-s表示该坐标为待定位UE在第s个测量报告点时的坐标位置。