CN106804046B - 基于测量报告的移动台定位方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于测量报告的移动台定位方法及装置，其中方法包括以下步骤：获取待定位移动台上报的测量报告；提取所述测量报告对应的指纹信息；将所述指纹信息与指纹训练数据库中的每条测量报告对应的栅格指纹信息进行匹配分析，确定目标栅格指纹信息；根据所述目标栅格指纹信息的栅格编号确定所述待定位移动台的位置信息。本发明所提出的基于测量报告的移动台定位方法及装置使用的数据获取方便且成本低廉，同时可以针对室内外结合的场景进行综合定位，从而解决GPS在室内无法定位的问题，同时本发明所采用的都是移动台终端真实上报的测量信息，且不需要建立无线传播仿真模型来计算，因此定位结果更具有客观真实性。

Description

基于测量报告的移动台定位方法及装置

技术领域

本发明涉及无线定位技术领域，特别是涉及一种基于测量报告的移动台定位方法及装置。

背景技术

目前，在国内外关于无线定位的研究中，主要有两大类方法来计算移动台的位置信息，以实现对移动台的定位，分别为通过空间几何运算来得到待定位移动台的位置和采用指纹定位方法匹配待定位移动台的位置，而通过空间几何运算来得到待定位移动台的位置的方法又包括基于距离的定位技术、基于距离差的定位技术和基于到达角的定位技术，其中基于距离的定位技术需要邻近基站同时向待定位移动台开通定位服务，导致网络资源的开销大大增加，基于距离差的定位技术需要至少两个基站才可以完成定位计算，该算法不仅复杂度较高，并且无法解决基站间的同步偏差问题，而基于到达角的定位技术虽然不需要节点间时间同步，但是对待定位移动端天线扫描角度的精度要求很高，而且会受到电波折射影响，因此通过空间几何运算来得到待定位移动台的位置的方法在实际中的应用并不广泛。在指纹定位方法中，指纹库的建立是主要技术难点，现有技术采用的方法都是利用无线传播模型进行仿真得到，虽然有的仿真结果可能会利用部分路测数据进行模型校正，但是仿真得到的网络覆盖情况仍然不能完全反映真实环境的无线复杂度和信号强弱情况，因此采用指纹定位方法即使能对待测移动台进行定位，其定位的结果也不能完全客观可信。无论是通过空间几何运算来得到待定位移动台的位置还是采用指纹定位方法匹配待定位移动台的位置，都无法适应大规模范围的移动台定位需要，并且使得定位大大增加了系统的负担，同时现有的指纹定位方法需要采用复杂的无线传播模型进行仿真计算建立指纹库，但由于仿真得到的覆盖分布在一定程度上往往与现实场景并不相符，因此其定位精度和准确度均有限。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术中移动台定位不仅复杂度较高且定位精度和准确率均有限的问题，提供一种基于测量报告的移动台定位方法及装置。

为解决上述问题，本发明实施例采取如下的技术方案：

一种基于测量报告的移动台定位方法，包括以下步骤：

获取待定位移动台上报的测量报告；

提取所述测量报告对应的指纹信息，所述指纹信息包括所述测量报告的上报时间、所述待定位移动台接收的各个小区的接收小区标识和各个接收小区标识对应的接收电平值；

将所述指纹信息与指纹训练数据库中的每条测量报告对应的栅格指纹信息进行匹配分析，确定目标栅格指纹信息；所述指纹训练数据库存储有移动台上报的每条测量报告对应的栅格指纹信息，每条所述栅格指纹信息包括测量报告对应的栅格编号、移动台接收的各个小区的接收小区标识和各个接收小区标识对应的接收电平值；

根据所述目标栅格指纹信息的栅格编号确定所述待定位移动台的位置信息。

本发明还提出一种基于测量报告的移动台定位装置，所述装置包括：

测量报告获取单元，用于获取待定位移动台上报的测量报告；

指纹信息提取单元，用于提取所述测量报告对应的指纹信息，所述指纹信息包括所述测量报告的上报时间、所述待定位移动台接收的各个小区的接收小区标识和各个接收小区标识对应的接收电平值；

匹配分析单元，用于将所述指纹信息与指纹训练数据库中的每条测量报告对应的栅格指纹信息进行匹配分析，确定目标栅格指纹信息；所述指纹训练数据库存储有移动台上报的每条测量报告对应的栅格指纹信息，每条所述栅格指纹信息包括测量报告对应的栅格编号、移动台接收的各个小区的接收小区标识和各个接收小区标识对应的接收电平值；

定位单元，用于根据所述目标栅格指纹信息的栅格编号确定所述待定位移动台的位置信息。

上述基于测量报告的移动台定位方法及装置通过对获取的待定位移动台上报的测量报告进行指纹信息提取，并将提取的指纹信息与指纹训练数据库中的每条测量报告对应的栅格指纹信息进行匹配分析，从而确定目标栅格指纹信息，由于指纹训练数据库中的每条测量报告对应的栅格指纹信息都包含了表征上报测量报告的移动台位置的栅格编号，因此通过目标栅格指纹信息中的栅格编号可以快速、准确地确定待定位移动台的位置信息，实现对待定位移动台的定位。由于本发明所提出的基于测量报告的移动台定位方法及装置所使用的数据不需要通过复杂的技术手段来获取，因此对于待定位移动台的定位快捷方便且成本低廉，同时本发明采用的是移动台终端真实上报的测量报告信息，而不需要建立无线传播仿真模型来计算，因此避免了利用无线传播模型仿真需要区分室内室外场景而导致复杂度过高、定位精度有限的问题，使得本发明的定位结果更加准确，也更具有客观真实性和可靠性。

附图说明

图1为本发明其中一个实施例的流程示意图；

图2为对解析结果进行逐行字段提取整理的结果示意图；

图3为本发明建立指纹训练数据库的流程示意图；

图4为室内栅格划分示意图；

图5为室外栅格划分示意图；

图6为本发明其中一个具体实施方式的流程示意图；

图7为本发明其中一个实施例基于测量报告的移动台定位装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图及较佳实施例对本发明的技术方案进行详细描述。

在其中一个实施例中，如图1所示，一种基于测量报告的移动台定位方法，包括以下步骤：

S100获取待定位移动台上报的测量报告；

S200提取所述测量报告对应的指纹信息，所述指纹信息包括所述测量报告的上报时间、所述待定位移动台接收的各个小区的接收小区标识和各个接收小区标识对应的接收电平值；

S300将所述指纹信息与指纹训练数据库中的每条测量报告对应的栅格指纹信息进行匹配分析，确定目标栅格指纹信息；所述指纹训练数据库存储有移动台上报的每条测量报告对应的栅格指纹信息，每条所述栅格指纹信息包括测量报告对应的栅格编号、移动台接收的各个小区的接收小区标识和各个接收小区标识对应的接收电平值；

S400根据所述目标栅格指纹信息的栅格编号确定所述待定位移动台的位置信息。

测量报告(Measurement Report，MR)是评估无线环境质量的主要依据之一，在本实施例中，步骤S100获取待定位移动台上报的测量报告，其中，待定位移动台可以是待定位的手机终端或者其他移动终端，并且具体可以从信令采集设备、基站控制器(BSC)或者无线网络控制器(RNC)等与MR相关的平台系统获取待定位移动台上报的测量报告。

获取待定位移动台上报的测量报告之后，步骤S200提取待定位移动台上报的测量报告的指纹信息，该指纹信息包括待定位移动台上报的测量报告的上报时间、待定位移动台接收的各个小区的接收小区标识和各个接收小区标识对应的接收电平值。其中，小区是移动性管理里面最小的区域单位，其含义是通过天线的覆盖范围可以将通信网络信号的覆盖划分成很多小的区域，而每个区域下有若干名用户接入其中并进行通信，这样的小的区域被称为“小区”；待定位移动台上报的测量报告对应的指纹信息里包括了若干个待定位移动台接收到的小区的接收小区标识，包括主小区的接收小区标识和邻小区的接收小区标识，通常情况下，待定位移动台会接收到6个小区，但也有少于或者多于6个小区的情况，其具体接收的小区的数量不是人为限制的。优选地，在提取待定位移动台上报的测量报告的指纹信息之前，先对待定位移动台上报的测量报告进行字段整理，由于原始的测量报告中包括诸多在进行指纹信息提取时没有用到的字段，因此在对待定位移动台上报的测量报告进行字段整理时，将指纹信息提取时用到的字段进行保留和整理，而将不需要的字段剔除，从而有利于提高对待定位移动台上报的测量报告进行指纹信息提取的效率。

作为一种具体的实施方式，在提取待定位移动台上报的测量报告时，利用ASN.1标准对待定位移动台上报的测量报告进行解码，并在采用Hadoop分布式计算平台进行解析后，对解析结果进行逐行字段提取整理，如图2所示，得到待定位移动台上报的测量报告对应的指纹信息，该指纹信息包括待定位移动台上报的测量报告的上报时间、待定位移动台接收的若干个(如6个或6个以上)小区的接收小区标识以及接收小区标识对应的接收电平值(Received Signal Code Power，RSCP)，其中ASN.1(Abstract Syntax Notation One)标准是一种ISO/ITU-T标准，描述了一种对数据进行表示、编码、传输和解码的数据格式；Hadoop分布式计算平台是一个开发和运行处理大规模数据的软件平台，是Apache(阿帕奇Web服务器)的一个用java语言实现开源软件框架，能够实现在大量计算机组成的集群中对海量数据进行分布式计算。

在步骤S300中，将提取的指纹信息与指纹训练数据库中的每条测量报告对应的栅格指纹信息进行匹配分析，确定目标栅格指纹信息。其中，指纹训练数据库存储有移动台上报的每条测量报告对应的栅格指纹信息，每条栅格指纹信息包括测量报告对应的栅格编号、移动台上报测量报告时移动台接收的各个小区的接收小区标识和各个接收小区标识对应的接收电平值；栅格编号是对某一区域进行栅格划分后得到的栅格化处理数据，其可以表征移动台的具体位置。

最后，步骤S400根据目标栅格指纹信息的栅格编号确定待定位移动台的位置信息。将待定位移动台上报的测量报告对应的指纹信息与指纹训练数据库中的每条栅格指纹信息进行匹配分析，找到与待定位移动台上报的测量报告对应的指纹信息最为接近的目标栅格指纹信息后，由于栅格编号表征的是移动台的具体位置，因此根据找到的目标栅格指纹信息的栅格编号可以确定待定位移动台的位置信息，实现对待定位移动台的定位。

上述基于测量报告的移动台定位方法通过对获取的待定位移动台上报的测量报告进行指纹信息提取，并将提取的指纹信息与指纹训练数据库中的每条测量报告对应的栅格指纹信息进行匹配分析，从而确定目标栅格指纹信息，由于指纹训练数据库中的每条测量报告对应的栅格指纹信息都包含了表征上报测量报告的移动台位置的栅格编号，因此通过目标栅格指纹信息中的栅格编号可以快速、准确地确定待定位移动台的位置信息，实现对待定位移动台的定位。由于本发明所提出的基于测量报告的移动台定位方法所使用的数据不需要通过复杂的技术手段来获取，因此对于待定位移动台的定位快捷方便且成本低廉，同时本发明采用的是移动台终端真实上报的测量报告信息，而不需要建立无线传播仿真模型来计算，因此避免了利用无线传播模型仿真需要区分室内室外场景而导致复杂度过高、定位精度有限的问题，使得本发明的定位结果更加准确，也更具有客观真实性和可靠性。

作为一种具体的实施方式，如图3所示，建立指纹训练数据库的过程包括以下步骤：

S210获取室内外栅格划分得到的栅格编号，所述栅格编号包括以建筑物楼层为单位划分得到的室内栅格编号和以预设尺寸网格为单位划分得到的室外栅格编号。在本实施方式中，首先获取室内外栅格划分得到的栅格编号，室内栅格的划分主要是以建筑物楼层为单位进行划分，对室内的场景进行标识，例如1栋-3层、2栋-5层等，进而得到以建筑物楼层为单位划分得到的室内栅格编号，如图4所示；室外栅格划分则是以预设尺寸网格为单位进行划分，如以30米*30米为单位的划分网格进行划分，并进行编号，例如A1、B2等，对室外的场景进行标识，进而得到以预设尺寸网格为单位划分得到的室外栅格编号，如图5所示，其中灰色区域代表建筑物的室内，其他白色区域代表室外，黑色线条为室外路测打点的轨迹，该轨迹由连续的点组成，每一个点都采集上报的MR。

S220获取在已划分的栅格内路测打点得到的路测log日志，所述路测log日志包括打点时间和所述打点时间对应的栅格编号。在已划分的栅格内进行路测打点，如图5所示，每一个点都有对应的路测log日志，每一个路测log日志都包括打点时间和打点时间对应的栅格编号。

S230获取移动台上报的测量报告对应的指纹信息，所述移动台上报的测量报告对应的指纹信息包括上报时间、移动台接收的各个小区的接收小区标识和各个接收小区标识对应的接收电平值。从信令采集设备、基站控制器(BSC)或者无线网络控制器(RNC)等与MR相关的平台系统获取移动台上报的测量报告，并提取移动台上报的测量报告对应的指纹信息，其中指纹信息包括移动台上报测量报告的上报时间、移动台接收的各个小区的接收小区标识和各个接收小区标识对应的接收电平值。

S240根据所述打点时间和所述上报时间的比对匹配结果对移动台上报的测量报告对应的指纹信息和栅格编号进行匹配映射，得到移动台上报的每条测量报告对应的栅格指纹信息，并对所述栅格指纹信息进行存储，建立所述指纹训练数据库。由于路测打点获得的路测log日志中包含了打点时对应的打点时间，而移动台上报的测量报告对应的指纹信息中也包括移动台上报对应的测量报告的上报时间，同时路测打点时是记录了对应的栅格编号的，即路测log日志包含打点时间对应的栅格编号，因此，根据打点时间和上报时间的比对匹配结果可以将移动台上报的测量报告对应的指纹信息与栅格编号进行匹配映射，得到移动台上报的每条测量报告对应的栅格指纹信息，该栅格指纹信息包括移动台上报的测量报告所属栅格的栅格编号、移动台接收的各个小区的接收小区标识和接收小区标识对应的接收电平值，栅格指纹信息实际上是一种带有栅格位置的MR指纹信息。匹配映射得到栅格指纹信息后，对栅格指纹信息进行存储，建立指纹训练数据库。

本实施方式将室内外栅格划分获得的栅格编号和路测打点获得的路测log日志相结合，以路测打点时间和移动台上报测量报告的上报时间为媒介，实现对移动台上报的测量报告对应的指纹信息和栅格编号的匹配映射，最终获得移动台上报的每条测量报告对应的栅格指纹信息，进而建立存储有栅格指纹信息的指纹训练数据库，为待定位移动台的定位提供更加详细、准确的数据参考，进一步提高定位精度和准确率。

作为一种具体的实施方式，将待定位移动台上报的测量报告对应的指纹信息与指纹训练数据库中的每条测量报告对应的栅格指纹信息进行匹配分析，确定目标栅格指纹信息的过程包括以下步骤：

判断待定位移动台上报的测量报告对应的指纹信息和指纹训练数据库中的每条测量报告对应的栅格指纹信息中相同的接收小区标识的数量是否大于或者等于阈值；

若是，则计算待定位移动台上报的测量报告对应的指纹信息与接收小区标识的数量大于或者等于阈值的指纹训练数据库中的栅格指纹信息之间的欧式距离，并将欧式距离最小值对应的栅格指纹信息确定为目标栅格指纹信息。

在本实施方式中，如图6所示，具体可分为以下三个过程：

(1)将待定位移动台上报的测量报告对应的指纹信息与指纹训练数据库中每条测量报告对应的栅格指纹信息逐一进行比较，判断待定位移动台上报的测量报告对应的指纹信息与栅格指纹信息中出现的相同接收小区标识的数量是否大于或者等于阈值(例如阈值为3)，如果待定位移动台上报的测量报告对应的指纹信息与栅格指纹信息中出现的相同接收小区标识的数量大于或者等于阈值，则继续第(2)步；

(2)计算待定位移动台上报的测量报告对应的指纹信息与栅格指纹信息(该栅格指纹信息满足与待定位移动台上报的测量报告对应的指纹信息包含的相同接收小区标识的数量大于或者等于阈值)之间的欧式距离，并对计算得到的欧式距离进行保存，这里主要是计算相同接收小区标识对应的接收电平值距离，例如，待定位移动台上报的测量报告对应的指纹信息和指纹训练数据库中的栅格指纹信息都包括n个相同的接收小区标识，待定位移动台上报的测量报告对应的指纹信息中接收小区标识对应的接收电平值为(Rx1，Rx2…Rxn)，指纹训练数据库中栅格指纹信息中接收小区标识对应的接收电平值为(Ry1，Ry2…Ryn)，根据欧式距离计算公式计算(Rx1，Rx2…Rxn)和(Ry1，Ry2…Ryn)这两个向量之间的距离，得到待定位移动台上报的测量报告对应的指纹信息与指纹训练数据库中各个栅格指纹信息(该栅格指纹信息满足与待定位移动台上报的测量报告对应的指纹信息包含的相同接收小区标识的数量大于或者等于阈值)之间的欧式距离，并对计算得到的欧式距离进行保存；

(3)在第(2)步求得的欧式距离中，将欧式距离最小值所对应的栅格指纹信息确定为目标栅格指纹信息。根据目标栅格指纹信息中的栅格编号确定待定位移动台的位置信息，至此，待定位移动台的定位过程完毕。本实施方式利用接收小区标识阈值和欧式距离双重标准检验待定位移动终端上报的测量报告对应的指纹信息和指纹训练数据库中栅格指纹信息之间的匹配结果，获得与待定位移动台上报的测量报告对应的指纹信息最为接近的栅格指纹信息，根据该最为接近的栅格指纹信息能够更加准确地对待定位移动台进行定位。由于通常的GPS定位在待定位移动台进入室内之后很容易没有信号，因此导致无法确定用户具体所在的建筑物甚至具体所在楼层，但是本实施方式是基于室内外栅格划分的，室内划分以建筑物楼层为单位，室外划分则是以预设尺寸的网格(例如以30m×30m的网格)为单位，因此在室内外结合的复杂场景下，可以直接将待定位移动台定位到室内/室外的栅格，进而实现待定位移动台室内外的综合定位，提高了移动台的定位精度。

现有指纹匹配技术大多是直接采用KNN或SVM或其他分类算法找到最匹配的指纹进行定位，然而该方法的前提是所有指纹信息和待定位的测量报告需具有完全相同的接收小区。然而实际上每条测量报告因为所处位置不同，能够接收到的小区集合并不完全相同，并且由于无线信号在传播过程中会受到各种干扰和影响，导致在同一地点接收的小区集合也不一定完全相同。因此本发明考虑到这个问题，不要求匹配的指纹必须所有小区都一样才计算匹配度，而是在匹配算法第一步，比较两条进行匹配的信息所包含的相同的接收小区标识个数，并为相同的接收小区标识的数量设置一个阈值，如果相同的接收小区标识的数量大于或者等于阈值时，就计算它们之间欧氏距离。这样的好处是，既排除了接收小区完全不相同或者相同小区过少的指纹信息，减少计算复杂度；又保留了那些可能因为无线传播的不确定导致接收小区不完全一致的指纹信息，保证了匹配指纹信息的完整度。综合而言，与现有技术相比，本发明的上述匹配算法更符合实际场景，同时也更加适于实用。

作为一种具体的实施方式，根据目标栅格指纹信息的栅格编号确定待定位移动台的位置信息步骤之后，还包括以下步骤：根据待定位移动台上报的测量报告对应的指纹信息和目标栅格指纹信息的栅格编号，生成待定位移动台上报的测量报告对应的栅格指纹信息；将待定位移动台上报的测量报告对应的栅格指纹信息存储至指纹训练数据库，对指纹训练数据库进行更新。本实施方式在确定待定位移动台的位置信息之后，根据待定位移动台上报的测量报告对应的指纹信息和栅格编码，生成待定位移动台上报的测量报告对应的栅格指纹信息，并根据生成的栅格指纹信息对指纹训练数据库进行更新，实现对指纹训练数据库的不断更新和扩充，使指纹训练数据库更加完备，从而不断提高待定位移动台的定位精度。

根据本发明中的各个步骤可以计算和预测未知测量报告的位置，即预测待定位移动台的位置，并且由于本发明所提出的方法的定位精度主要取决于指纹训练数据库的完备程度，因此本发明可以通过不断采集新的数据来更新和扩充指纹训练数据库中的数据，以使指纹训练数据库更加完备，进一步提高对未知测量报告进行位置定位的精确度，从而为运营商的室内外精细化网络规划建设或者精准营销等方面提供相对准确的依据，也会大大减少相应的运营成本。同时，本实施例所提出的基于测量报告的移动台定位方法还具有如下的有益效果：

(1)更适用于现实场景，符合实际情况的数据。现有技术中的指纹库建立需要的数据都是采用无线传播模型进行仿真得到的数据，并未直接使用信令系统采集到的测量报告数据。而本发明的指纹训练数据库可以利用ASN.1标准解码，采用Hadoop分布式计算平台，对原始测量报告进行解析，并从中提取需要的字段信息生成指纹训练数据库。本实施例的指纹训练数据库和待测试数据全部从测量报告信息中提取，都是真实采集的数据，不依赖于通信仿真系统利用传播模型仿真出来的数据。

(2)不受室内室外限制，可以同时对室内或者室外的测量报告进行定位，并且栅格划分可以更加精细，精确度更高。目前已有的指纹定位一般只针对室外进行处理，室内需要进行额外WiFi技术进行定位，而在本发明中，是将室内室外进行综合处理，室内部分以建筑物为单位标识，这样就可以把室内和室外都标记上栅格信息，定位到建筑物栅格上即说明该测量报告属于室内，并且能定位到所属建筑物，本发明可以同时对室内和室外的测量报告定位处理；而且本发明适用于将栅格的规格缩小到30米*30米，与现有技术相比，能够提高定位精度，同样定位到栅格的精确度可以达到30米以内。

同时，本发明还提出一种基于测量报告的移动台定位装置，在其中一个实施例中，如图7所示，该装置包括：

测量报告获取单元100，用于获取待定位移动台上报的测量报告；

指纹信息提取单元200，用于提取所述测量报告对应的指纹信息，所述指纹信息包括所述测量报告的上报时间、所述待定位移动台接收的各个小区的接收小区标识和各个接收小区标识对应的接收电平值；

匹配分析单元300，用于将所述指纹信息与指纹训练数据库中的每条测量报告对应的栅格指纹信息进行匹配分析，确定目标栅格指纹信息；所述指纹训练数据库存储有移动台上报的每条测量报告对应的栅格指纹信息，每条所述栅格指纹信息包括测量报告对应的栅格编号、移动台接收的各个小区的接收小区标识和各个接收小区标识对应的接收电平值；

定位单元400，用于根据所述目标栅格指纹信息的栅格编号确定所述待定位移动台的位置信息。

测量报告(Measurement Report，MR)是评估无线环境质量的主要依据之一，在本实施例中，测量报告获取单元100获取待定位移动台上报的测量报告，其中，待定位移动台可以是待定位的手机终端或者其他移动终端，并且测量报告获取单元100可以从信令采集设备、基站控制器(BSC)或者无线网络控制器(RNC)等与MR相关的平台系统获取待定位移动台上报的测量报告。

测量报告获取单元100获取待定位移动台上报的测量报告之后，指纹信息提取单元200提取待定位移动台上报的测量报告的指纹信息，该指纹信息包括待定位移动台上报的测量报告的上报时间、待定位移动台接收的各个小区的接收小区标识和各个接收小区标识对应的接收电平值。其中，小区是移动性管理里面最小的区域单位，其含义是通过天线的覆盖范围可以将通信网络信号的覆盖划分成很多小的区域，而每个区域下有若干名用户接入其中并进行通信，这样的小的区域被称为“小区”；待定位移动台上报的测量报告对应的指纹信息里包括了若干个待定位移动台接收到的小区的接收小区标识，包括主小区的接收小区标识和邻小区的接收小区标识，通常情况下，待定位移动台会接收到6个小区，但也有少于或者多于6个小区的情况，其具体接收的小区的数量不是人为限制的。优选地，指纹信息提取单元200在提取待定位移动台上报的测量报告的指纹信息之前，先对待定位移动台上报的测量报告进行字段整理，由于原始的测量报告中包括诸多在进行指纹信息提取时没有用到的字段，因此在对待定位移动台上报的测量报告进行字段整理时，将指纹信息提取时用到的字段进行保留和整理，而将不需要的字段剔除，从而有利于提高对待定位移动台上报的测量报告进行指纹信息提取的效率。

作为一种具体的实施方式，在指纹信息提取单元提取待定位移动台上报的测量报告时，指纹信息提取单元利用ASN.1标准对待定位移动台上报的测量报告进行解码，并采用Hadoop分布式计算平台进行解析后，对解析结果进行逐行字段提取整理，如图2所示，得到待定位移动台上报的测量报告对应的指纹信息，该指纹信息包括待定位移动台上报的测量报告的上报时间、待定位移动台接收的若干个(如6个或6个以上)小区的接收小区标识以及接收小区标识对应的接收电平值(Received Signal Code Power，RSCP)，其中ASN.1(Abstract Syntax Notation One)标准是一种ISO/ITU-T标准，描述了一种对数据进行表示、编码、传输和解码的数据格式；Hadoop分布式计算平台是一个开发和运行处理大规模数据的软件平台，是Apache的一个用java语言实现开源软件框架，能够实现在大量计算机组成的集群中对海量数据进行分布式计算。

匹配分析单元300将提取的指纹信息与指纹训练数据库中的每条测量报告对应的栅格指纹信息进行匹配分析，确定目标栅格指纹信息。其中，指纹训练数据库存储有移动台上报的每条测量报告对应的栅格指纹信息，每条栅格指纹信息包括测量报告对应的栅格编号、移动台上报测量报告时移动台接收的各个小区的接收小区标识和各个接收小区标识对应的接收电平值；栅格编号是对某一区域进行栅格划分后得到的栅格化处理数据，其可以表征移动台的具体位置。

最后，定位单元400根据目标栅格指纹信息的栅格编号确定待定位移动台的位置信息。匹配分析单元300将待定位移动台上报的测量报告对应的指纹信息与指纹训练数据库中的每条栅格指纹信息进行匹配分析，找到与待定位移动台上报的测量报告对应的指纹信息最为接近的目标栅格指纹信息后，由于栅格编号表征的是移动台的具体位置，因此定位单元400根据找到的目标栅格指纹信息的栅格编号可以确定待定位移动台的位置信息，实现对待定位移动台的定位。

上述基于测量报告的移动台定位装置通过对获取的待定位移动台上报的测量报告进行指纹信息提取，并将提取的指纹信息与指纹训练数据库中的每条测量报告对应的栅格指纹信息进行匹配分析，从而确定目标栅格指纹信息，由于指纹训练数据库中的每条测量报告对应的栅格指纹信息都包含了表征上报测量报告的移动台位置的栅格编号，因此通过目标栅格指纹信息中的栅格编号可以快速、准确地确定待定位移动台的位置信息，实现对待定位移动台的定位。由于本发明所提出的基于测量报告的移动台定位装置所使用的数据不需要通过复杂的技术手段来获取，因此对于待定位移动台的定位快捷方便且成本低廉，同时本发明采用的是移动台终端真实上报的测量报告信息，而不需要建立无线传播仿真模型来计算，因此避免了利用无线传播模型仿真需要区分室内室外场景而导致复杂度过高、定位精度有限的问题，使得本发明的定位结果更加准确，也更具有客观真实性和可靠性。

作为一种具体的实施方式，基于测量报告的移动台定位装置还包括数据库建立单元，数据库建立单元用于：获取室内外栅格划分得到的栅格编号，栅格编号包括以建筑物楼层为单位划分得到的室内栅格编号和以预设尺寸网格为单位划分得到的室外栅格编号；获取在已划分的栅格内路测打点得到的路测log日志，路测log日志包括打点时间和打点时间对应的栅格编号；获取移动台上报的测量报告对应的指纹信息，移动台上报的测量报告对应的指纹信息包括上报时间、移动台接收的各个小区的接收小区标识和各个接收小区标识对应的接收电平值；根据打点时间和上报时间的比对匹配结果对移动台上报的测量报告对应的指纹信息和栅格编号进行匹配映射，得到移动台上报的每条测量报告对应的栅格指纹信息，并对栅格指纹信息进行存储，建立指纹训练数据库。

在本实施方式中，数据库建立单元首先获取室内外栅格划分得到的栅格编号，室内栅格的划分主要是以建筑物楼层为单位进行划分，对室内的场景进行标识，例如1栋-3层、2栋-5层等，进而得到以建筑物楼层为单位划分得到的室内栅格编号，如图4所示；室外栅格划分则是以预设尺寸网格为单位进行划分，如以30米*30米为单位的划分网格进行划分，并进行编号，例如A1、B2等，对室外的场景进行标识，进而得到以预设尺寸网格为单位划分得到的室外栅格编号，如图5所示，其中灰色区域代表建筑物的室内，其他白色区域代表室外，黑色线条为室外路测打点的轨迹，该轨迹由连续的点组成，每一个点都采集上报的MR。

在已划分的栅格内进行路测打点，如图5所示，每一个点都有对应的路测log日志，每一个路测log日志都包括打点时间和打点时间对应的栅格编号。数据库建立单元获取在已划分的栅格内路测打点得到的路测log日志，路测log日志包括打点时间和打点时间对应的栅格编号。

数据库建立单元从信令采集设备、基站控制器(BSC)或者无线网络控制器(RNC)等与MR相关的平台系统获取移动台上报的测量报告，并提取移动台上报的测量报告对应的指纹信息，其中指纹信息包括移动台上报测量报告的上报时间、移动台接收的各个小区的接收小区标识和各个接收小区标识对应的接收电平值。

数据库建立单元根据打点时间和上报时间的比对匹配结果对移动台上报的测量报告对应的指纹信息和栅格编号进行匹配映射，得到移动台上报的每条测量报告对应的栅格指纹信息，并对栅格指纹信息进行存储，建立指纹训练数据库。由于路测打点获得的路测log日志中包含了打点时对应的打点时间，而移动台上报的测量报告对应的指纹信息中也包括移动台上报对应的测量报告的上报时间，同时路测打点时是记录了对应的栅格编号的，即路测log日志包含打点时间对应的栅格编号，因此，数据库建立单元根据打点时间和上报时间的比对匹配结果可以将移动台上报的测量报告对应的指纹信息与栅格编号进行匹配映射，得到移动台上报的每条测量报告对应的栅格指纹信息，该栅格指纹信息包括移动台上报的测量报告所属栅格的栅格编号、移动台接收的各个小区的接收小区标识和接收小区标识对应的接收电平值，栅格指纹信息实际上是一种带有栅格位置的MR指纹信息。匹配映射得到栅格指纹信息后，数据库建立单元对栅格指纹信息进行存储，建立指纹训练数据库。

本实施方式的数据库建立单元将室内外栅格划分获得的栅格编号和路测打点获得的路测log日志相结合，以路测打点时间和移动台上报测量报告的上报时间为媒介，实现对移动台上报的测量报告对应的指纹信息和栅格编号的匹配映射，最终获得移动台上报的每条测量报告对应的栅格指纹信息，进而建立存储有栅格指纹信息的指纹训练数据库，为待定位移动台的定位提供更加详细、准确的数据参考，进一步提高定位精度和准确率。

作为一种具体的实施方式，匹配分析单元包括判断子单元和计算子单元，其中判断子单元用于判断待定位移动台上报的测量报告对应的指纹信息和指纹训练数据库中的每条测量报告对应的栅格指纹信息中相同的接收小区标识的数量是否大于或者等于阈值；计算子单元用于在判断子单元的判断结果为是时，计算待定位移动台上报的测量报告对应的指纹信息与接收小区标识的数量大于或者等于阈值的指纹训练数据库中的栅格指纹信息之间的欧式距离，并将欧式距离最小值对应的栅格指纹信息确定为目标栅格指纹信息。

具体地，判断子单元将待定位移动台上报的测量报告对应的指纹信息与指纹训练数据库中每条测量报告对应的栅格指纹信息逐一进行比较，判断待定位移动台上报的测量报告对应的指纹信息与栅格指纹信息中出现的相同接收小区标识的数量是否大于或者等于阈值(例如阈值为3)；

当判断子单元的判断结果为是时，计算子单元计算待定位移动台上报的测量报告对应的指纹信息与栅格指纹信息(该栅格指纹信息满足与待定位移动台上报的测量报告对应的指纹信息包含的相同接收小区标识的数量大于或者等于阈值)之间的欧式距离，并对计算得到的欧式距离进行保存，这里计算子单元主要是计算相同接收小区标识对应的接收电平值距离，例如，待定位移动台上报的测量报告对应的指纹信息和指纹训练数据库中的栅格指纹信息都包括n个相同的接收小区标识，待定位移动台上报的测量报告对应的指纹信息中接收小区标识对应的接收电平值为(Rx1，Rx2…Rxn)，指纹训练数据库中栅格指纹信息中接收小区标识对应的接收电平值为(Ry1，Ry2…Ryn)，计算子单元根据欧式距离计算公式计算(Rx1，Rx2…Rxn)和(Ry1，Ry2…Ryn)这两个向量之间的距离，得到待定位移动台上报的测量报告对应的指纹信息与指纹训练数据库中各个栅格指纹信息(该栅格指纹信息满足与待定位移动台上报的测量报告对应的指纹信息包含的相同接收小区标识的数量大于或者等于阈值)之间的欧式距离，并对计算得到的欧式距离进行保存；计算子单元计算完成欧式距离之后，将欧式距离最小值所对应的栅格指纹信息确定为目标栅格指纹信息。根据目标栅格指纹信息中的栅格编号确定待定位移动台的位置信息，至此，待定位移动台的定位过程完毕。

本实施方式的匹配分析单元利用接收小区标识阈值和欧式距离双重标准检验待定位移动终端上报的测量报告对应的指纹信息和指纹训练数据库中栅格指纹信息之间的匹配结果，获得与待定位移动台上报的测量报告对应的指纹信息最为接近的栅格指纹信息，根据该最为接近的栅格指纹信息能够更加准确地对待定位移动台进行定位。由于通常的GPS定位在待定位移动台进入室内之后很容易没有信号，因此导致无法确定用户具体所在的建筑物甚至具体所在楼层，但是本实施方式是基于室内外栅格划分的，室内划分以建筑物楼层为单位，室外划分则是以预设尺寸的网格(例如以30m×30m的网格)为单位，因此在室内外结合的复杂场景下，可以直接将待定位移动台定位到室内/室外的栅格，进而实现待定位移动台室内外的综合定位，提高了移动台的定位精度。

现有指纹匹配技术大多是直接采用KNN或SVM或其他分类算法找到最匹配的指纹进行定位，然而该方法的前提是所有指纹信息和待定位的测量报告需具有完全相同的接收小区。然而实际上每条测量报告因为所处位置不同，能够接收到的小区集合并不完全相同，并且由于无线信号在传播过程中会受到各种干扰和影响，导致在同一地点接收的小区集合也不一定完全相同。因此本发明考虑到这个问题，不要求匹配的指纹必须所有小区都一样才计算匹配度，而是在匹配算法第一步，比较两条进行匹配的信息所包含的相同的接收小区标识个数，并为相同的接收小区标识的数量设置一个阈值，如果相同的接收小区标识的数量大于或者等于阈值时，就计算它们之间欧氏距离。这样的好处是，既排除了接收小区完全不相同或者相同小区过少的指纹信息，减少计算复杂度；又保留了那些可能因为无线传播的不确定导致接收小区不完全一致的指纹信息，保证了匹配指纹信息的完整度。综合而言，与现有技术相比，本发明的上述匹配算法更符合实际场景，同时也更加适于实用。

作为一种具体的实施方式，基于测量报告的移动台定位装置还包括数据库更新单元，数据库更新单元用于：根据待定位移动台上报的测量报告对应的指纹信息和目标栅格指纹信息的栅格编号，生成待定位移动台上报的测量报告对应的栅格指纹信息；将待定位移动台上报的测量报告对应的栅格指纹信息存储至指纹训练数据库，对指纹训练数据库进行更新。本实施方式的数据库更新单元在定位单元确定待定位移动台的位置信息之后，根据待定位移动台上报的测量报告对应的指纹信息和栅格编码，生成待定位移动台上报的测量报告对应的栅格指纹信息，并根据生成的栅格指纹信息对指纹训练数据库进行更新，实现对指纹训练数据库的不断更新和扩充，使指纹训练数据库更加完备，从而不断提高待定位移动台的定位精度。

根据本发明中所提出的基于测量报告的移动台定位装置可以计算和预测未知测量报告的位置，即预测待定位移动台的位置，并且由于本发明所提出的装置的定位精度主要取决于指纹训练数据库的完备程度，因此本发明可以通过不断采集新的数据来更新和扩充指纹训练数据库中的数据，以使指纹训练数据库更加完备，进一步提高对未知测量报告进行位置定位的精确度，从而为运营商的室内外精细化网络规划建设或者精准营销等方面提供相对准确的依据，也会大大减少相应的运营成本。同时，本实施例所提出的基于测量报告的移动台定位装置还具有如下的有益效果：

(1)更适用于现实场景，符合实际情况的数据。现有技术中的指纹库建立需要的数据都是采用无线传播模型进行仿真得到的数据，并未直接使用信令系统采集到的测量报告数据。而本发明的指纹训练数据库可以利用ASN.1标准解码，采用Hadoop分布式计算平台，对移动台上报的测量报告进行解析，并从中提取需要的字段信息生成指纹训练数据库。本实施例的指纹训练数据库和待测试数据全部从测量报告信息中提取，都是真实采集的数据，不依赖于通信仿真系统利用传播模型仿真出来的数据。

(2)不受室内室外限制，可以同时对室内或者室外的测量报告进行定位，并且栅格划分可以更加精细，精确度更高。目前已有的指纹定位一般只针对室外进行处理，室内需要进行额外WiFi技术进行定位，而在本发明中，是将室内室外进行综合处理，室内部分以建筑物为单位标识，这样就可以把室内和室外都标记上栅格信息，定位到建筑物栅格上即说明该测量报告属于室内，并且能定位到所属建筑物，本发明可以同时对室内和室外的测量报告定位处理；而且本发明适用于将栅格的规格缩小到30米*30米，与现有技术相比，能够提高定位精度，同样定位到栅格的精确度可以达到30米以内。

本发明基于测量报告的移动台定位装置中各个单元其具体功能的实现方法，可以参照上述的基于测量报告的移动台定位方法实施例中描述的实现方法，此处不再赘述。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种基于测量报告的移动台定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取待定位移动台上报的测量报告；

提取所述测量报告对应的指纹信息，所述指纹信息包括所述测量报告的上报时间、所述待定位移动台接收的各个小区的接收小区标识和各个接收小区标识对应的接收电平值；

将所述指纹信息与指纹训练数据库中的每条测量报告对应的栅格指纹信息进行匹配分析，确定目标栅格指纹信息；所述指纹训练数据库存储有移动台上报的每条测量报告对应的栅格指纹信息，每条所述栅格指纹信息包括测量报告对应的栅格编号、移动台接收的各个小区的接收小区标识和各个接收小区标识对应的接收电平值；所述栅格编号包括以建筑物楼层为单位划分得到的室内栅格编号和以预设尺寸网格为单位划分得到的室外栅格编号；其中，将所述指纹信息与指纹训练数据库中的每条测量报告对应的栅格指纹信息进行匹配分析，确定目标栅格指纹信息的过程包括以下步骤：

判断所述待定位移动台上报的测量报告对应的指纹信息和所述指纹训练数据库中的每条测量报告对应的栅格指纹信息中相同的接收小区标识的数量是否大于或者等于阈值；

若是，则计算待定位移动台上报的测量报告对应的指纹信息与接收小区标识的数量大于或者等于阈值的所述指纹训练数据库中的栅格指纹信息之间的欧式距离，并将所述欧式距离最小值对应的栅格指纹信息确定为所述目标栅格指纹信息；

根据所述目标栅格指纹信息的栅格编号确定所述待定位移动台的位置信息。

2.根据权利要求1所述的基于测量报告的移动台定位方法，其特征在于，还包括：

获取室内外栅格划分得到的栅格编号；

获取在已划分的栅格内路测打点得到的路测log日志，所述路测log日志包括打点时间和所述打点时间对应的栅格编号；

获取移动台上报的测量报告对应的指纹信息，所述移动台上报的测量报告对应的指纹信息包括上报时间、移动台接收的各个小区的接收小区标识和各个接收小区标识对应的接收电平值；

根据所述打点时间和所述上报时间的比对匹配结果对移动台上报的测量报告对应的指纹信息和栅格编号进行匹配映射，得到移动台上报的每条测量报告对应的栅格指纹信息，并对所述栅格指纹信息进行存储，建立所述指纹训练数据库。

3.根据权利要求1或2所述的基于测量报告的移动台定位方法，其特征在于，根据所述目标栅格指纹信息的栅格编号确定所述待定位移动台的位置信息步骤之后，还包括以下步骤：

根据所述待定位移动台上报的测量报告对应的指纹信息和所述目标栅格指纹信息的栅格编号，生成所述待定位移动台上报的测量报告对应的栅格指纹信息；

将所述待定位移动台上报的测量报告对应的栅格指纹信息存储至所述指纹训练数据库，对所述指纹训练数据库进行更新。

4.根据权利要求1或2所述的基于测量报告的移动台定位方法，其特征在于，

从信令采集设备、基站控制器或者无线网络控制器获取所述待定位移动台或者所述移动台上报的测量报告。

5.根据权利要求1或2所述的基于测量报告的移动台定位方法，其特征在于，提取所述测量报告对应的指纹信息的过程包括：

利用ASN.1标准对所述待定位移动台上报的测量报告进行解码，并在采用Hadoop分布式计算平台解析后，对解析结果进行逐行字段提取整理，得到所述待定位移动台上报的测量报告对应的指纹信息。

6.一种基于测量报告的移动台定位装置，其特征在于，包括：

测量报告获取单元，用于获取待定位移动台上报的测量报告；

指纹信息提取单元，用于提取所述测量报告对应的指纹信息，所述指纹信息包括所述测量报告的上报时间、所述待定位移动台接收的各个小区的接收小区标识和各个接收小区标识对应的接收电平值；

匹配分析单元，用于将所述指纹信息与指纹训练数据库中的每条测量报告对应的栅格指纹信息进行匹配分析，确定目标栅格指纹信息；所述指纹训练数据库存储有移动台上报的每条测量报告对应的栅格指纹信息，每条所述栅格指纹信息包括测量报告对应的栅格编号、移动台接收的各个小区的接收小区标识和各个接收小区标识对应的接收电平值；所述栅格编号包括以建筑物楼层为单位划分得到的室内栅格编号和以预设尺寸网格为单位划分得到的室外栅格编号；其中，所述匹配分析单元包括判断子单元和计算子单元；

所述判断子单元用于判断所述待定位移动台上报的测量报告对应的指纹信息和所述指纹训练数据库中的每条测量报告对应的栅格指纹信息中相同的接收小区标识的数量是否大于或者等于阈值；

所述计算子单元用于在所述判断子单元的判断结果为是时，计算待定位移动台上报的测量报告对应的指纹信息与接收小区标识的数量大于或者等于阈值的所述指纹训练数据库中的栅格指纹信息之间的欧式距离，并将所述欧式距离最小值对应的栅格指纹信息确定为所述目标栅格指纹信息；

定位单元，用于根据所述目标栅格指纹信息的栅格编号确定所述待定位移动台的位置信息。

7.根据权利要求6所述的基于测量报告的移动台定位装置，其特征在于，还包括数据库建立单元，所述数据库建立单元用于：

获取室内外栅格划分得到的栅格编号；

获取在已划分的栅格内路测打点得到的路测log日志，所述路测log日志包括打点时间和所述打点时间对应的栅格编号；

获取移动台上报的测量报告对应的指纹信息，所述移动台上报的测量报告对应的指纹信息包括上报时间、移动台接收的各个小区的接收小区标识和各个接收小区标识对应的接收电平值；

根据所述打点时间和所述上报时间的比对匹配结果对移动台上报的测量报告对应的指纹信息和栅格编号进行匹配映射，得到移动台上报的每条测量报告对应的栅格指纹信息，并对所述栅格指纹信息进行存储，建立所述指纹训练数据库。

8.根据权利要求6或7所述的基于测量报告的移动台定位装置，其特征在于，还包括数据库更新单元，所述数据库更新单元用于：

根据所述待定位移动台上报的测量报告对应的指纹信息和所述目标栅格指纹信息的栅格编号，生成所述待定位移动台上报的测量报告对应的栅格指纹信息；

将所述待定位移动台上报的测量报告对应的栅格指纹信息存储至所述指纹训练数据库，对所述指纹训练数据库进行更新。