CN108459317B - 定位方法及系统、定位服务器、核心网设备、基站 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种定位方法及系统、定位服务器、核心网设备、基站,包括:定位服务器接收应用对指定的终端的定位请求;定位服务器对定位请求进行鉴权,如果鉴权通过,将定位请求转发至核心网设备,以使核心网设备启动对所述终端的辅助定位测量;定位服务器根据核心网设备返回的定位测量结果计算终端的位置,将计算结果返回至所述应用。本申请通过鉴权提高了系统的安全性,通过核心网设备对终端进行辅助定位测量,实现简单,降低了定位系统的成本,实现了对终端的快速定位。
Description
技术领域
本发明涉及但不限于无线通信技术领域,尤其涉及一种定位方法及系统、定位服务器、核心网设备、基站。
背景技术
移动定位是指通过特定的定位技术来获取移动手机或终端用户的位置信息,在电子地图上标出被定位对象的位置的技术或服务。移动定位技术已经与紧急救援、医疗、航海等方面信息相关,在服务于大众日常生活的同时,也为国家在某些领域带来极大的便利。
目前广泛应用的定位系统有全球定位系统(Global Positioning System,GPS)定位系统、紫蜂协议(ZigBee)定位系统、无线保真(Wireless Fidelity,WiFi)定位系统等。其中,GPS定位系统定位精度较高,但是其定位精度容易受到大气传播延时、多径效应等误差的影响;ZigBee定位系统主要应用于工业领域,具有安全性高、功耗低等优点,但是其缺点是开发难度大、周期长,且产品成本高;WiFi定位系统的开发难度小、产品成本低,但是其缺点是安全性低,功耗大,并且WiFi组网能力较低,扩展空间受限制。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种定位方法及系统、定位服务器、核心网设备、基站,能够快速地对终端进行定位。
为了达到本发明目的,本发明实施例的技术方案是这样实现的:
本发明实施例提供了一种定位方法,应用于定位服务器,所述方法包括:
接收应用对指定的终端的定位请求;
对定位请求进行鉴权,如果鉴权通过,将定位请求转发至核心网设备,以使核心网设备启动对所述终端的辅助定位测量;
根据核心网设备返回的定位测量结果计算终端的位置,将计算结果返回至所述应用。
进一步地,所述定位测量结果包括信号往返时间测量结果和接收信号电平测量结果,其中:
信号往返时间测量结果包括所述终端的服务基站对定位测量信号帧的往返时间值、所述终端对定位测量信号帧的接收发送时间差值;
接收信号电平测量结果包括所述终端接收到的服务基站和邻接基站的定位测量信号电平值。
进一步地,所述根据核心网设备返回的定位测量结果计算终端的位置,具体包括:
计算所述终端到所述服务基站的第一距离L1:
L1=(RTT-UE Rx Tx Time Difference)*c/2;
其中,RTT为终端的服务基站对定位测量信号帧的往返时间值,UE Rx Tx TimeDifference为所述终端对定位测量信号帧的接收发送时间差值,c为光速;
如果第一距离L1小于所述服务基站的覆盖半径RadiusServ,则将第一距离L1作为所述终端到所述服务基站的距离L;
如果第一距离L1大于或等于所述服务基站的覆盖半径RadiusServ,则根据预先定义的异常距离校正因子,计算所述终端到所述服务基站的第三距离L3,并将第三距离L3作为所述终端到所述服务基站的距离L:
L3=RadiusServ*异常距离校正因子;
根据所述终端接收到的所述邻接基站的定位测量信号电平值以及预先存储的所述终端的服务基站的邻接基站信息,确定所述终端相对于所述服务基站的方向。
进一步地,所述预先定义的异常距离校正因子为,所述终端接收到的所述服务基站的信号的电平值与所述服务基站的小区边缘阈值电平的比值。
进一步地,所述根据所述终端接收到的所述邻接基站的定位测量信号电平值以及预先存储的所述终端的服务基站的邻接基站信息,确定所述终端相对于所述服务基站的方向,具体包括:
比较所述终端接收到的所有邻接基站的定位测量信号电平值的大小,将预先存储的所述终端的服务基站的邻接基站信息中最大的定位测量信号电平值对应的邻接基站相对于所述服务基站的方向,作为所述终端相对于所述服务基站的方向。
进一步地,在确定第一距离L1大于或等于所述服务基站的覆盖半径RadiusServ之后,计算所述终端到所述服务基站的第三距离L3之前,所述定位方法还包括:
计算所述终端到所述服务基站的第二距离L2:
路损因子-RSCP1=20lg(F1)+20lg(L2);
其中,RSCP1为所述终端接收到的所述服务基站的定位测量信号电平值,F1为所述服务基站的下行频率;
如果第二距离L2小于所述服务基站的覆盖半径RadiusServ,则将第二距离L2作为所述终端到所述服务基站的距离L;
如果第二距离L2大于或等于所述服务基站的覆盖半径RadiusServ,则触发对所述终端到所述服务基站的第三距离L3的计算。
进一步地,在确定第一距离L1大于或等于所述服务基站的覆盖半径RadiusServ之后,计算所述终端到所述服务基站的第三距离L3之前,所述定位方法还包括:
计算所述终端到所述服务基站的第四距离d1:
路损因子-RSCP1=20lg(F1)+20lg(d1);
计算所述终端到所述服务基站的第i个邻接基站的第五距离di,其中,i为2至n之间的自然数,n为服务基站和邻接基站的基站总数:
路损因子-RSCPi=20lg(Fi)+20lg(di);
其中,RSCP1为所述终端接收到的所述服务基站的定位测量信号电平值,RSCPi为所述终端接收到的服务基站的第i个邻接基站的定位测量信号电平值,F1为所述服务基站的下行频率,Fi为所述服务基站的第i个邻接基站的下行频率;
根据最小二乘法、终端到服务基站的第四距离d1以及终端到服务基站的各个邻接基站的第五距离,计算终端到服务基站的第六距离L6;
计算终端到服务基站的第四距离d1与终端到服务基站的第六距离L6的加权平均值,将所述加权平均值作为所述终端到所述服务基站的第二距离L2;
如果第二距离L2小于所述服务基站的覆盖半径RadiusServ,则将第二距离L2作为所述终端到所述服务基站的距离L;
如果第二距离L2大于或等于所述服务基站的覆盖半径RadiusServ,则触发对所述终端到所述服务基站的第三距离L3的计算。
进一步地,在计算所述终端到所述服务基站的第四距离d1与所述终端到所述终端到服务基站的第六距离L6的加权平均值时,所述终端到所述服务基站的第四距离d1与所述终端到所述终端到服务基站的第六距离L6的权值相等。
进一步地,所述方法之前还包括:
预先收集多个参考点的位置信息,并存储在参考点信息表中,所述位置信息包括:参考点所在服务基站标识、参考点名称、参考点到服务基站的距离、参考点相对于服务基站的方向;
在将计算结果返回至所述应用之前,所述方法还包括:
将计算结果与参考点信息表中的表项进行匹配;
如果匹配成功,则读取所匹配的表项内容,将读取内容替换所述计算结果作为最终的计算结果。
进一步地,在所述将定位请求转发至核心网设备之前,所述方法还包括:
检测定位数据库中是否包含所述终端的历史定位信息且历史定位信息的定位时间与当前时间的差值是否小于或等于预设的时间阈值,如果包含所述终端的历史定位信息且其定位时间与当前时间的差值小于或等于预设的时间阈值,则将所述终端的历史定位信息返回至所述应用;
如果不包含所述终端的历史定位信息或其定位时间与当前时间的差值大于预设的时间阈值,则将所述定位请求转发至所述核心网设备。
本发明实施例还提供了一种定位方法,应用于核心网设备,所述方法包括:
接收来自定位服务器的对终端的定位请求;
检测终端的当前状态,如果终端不是处于待机状态或连接状态,则向定位服务器发送定位失败消息;
如果终端处于待机状态,则为终端建立链路,并基于建立的链路寻呼终端,使终端转为连接状态;
如果终端处于连接状态,则向终端的服务基站发送对终端的定位测量请求,接收服务基站针对所述定位测量请求获取到的定位测量结果,将定位测量结果发送至定位服务器。
进一步地,所述向终端的服务基站发送对终端的定位测量请求,具体包括:
通知终端的服务基站触发终端进行信号往返时间测量与接收信号电平测量。
本发明实施例还提供了一种定位方法,应用于基站,所述方法包括:
接收核心网设备对终端的定位测量请求;
检测终端当前是否处于连接状态;
如果终端不处于连接状态,则向核心网设备发送定位失败消息;
如果终端处于连接状态,则启动终端的信号往返时间测量和/或接收信号电平测量;接收终端的测量结果,并将自身和终端的测量结果发送至核心网设备。
本发明实施例还提供了一种定位系统,包括定位服务器、核心网设备和基站,其中:
定位服务器,用于接收应用对指定的终端的定位请求,对定位请求进行鉴权,如果鉴权通过,则将定位请求转发至核心网设备;根据核心网设备返回的定位测量结果计算终端的位置,将计算结果返回至所述应用;
核心网设备,用于接收来自定位服务器的对终端的定位请求;如果终端不处于待机状态或连接状态,则向定位服务器发送定位失败消息;如果终端处于待机状态,则为终端建立链路,并基于建立的链路寻呼终端,使终端转为连接状态;如果终端处于连接状态,则向终端的服务基站发送对终端的定位测量请求,接收服务基站针对所述定位测量请求获取到的定位测量结果,将定位测量结果发送至定位服务器;
基站,用于接收核心网设备对终端的定位测量请求,检测终端当前是否处于连接状态;如果终端不处于连接状态,则向核心网设备发送定位失败消息;如果终端处于连接状态,则启动终端的信号往返时间测量和/或接收信号电平测量;接收终端的测量结果,并将自身和终端的测量结果发送至核心网设备。
本发明实施例还提供了一种定位服务器,包括第一通信模块、第一鉴权模块、计算模块,其中:
第一通信模块,用于接收应用对指定的终端的定位请求,将定位请求输出至第一鉴权模块;接收到第一鉴权模块的通知,将定位请求转发至核心网设备,以使核心网设备启动对所述终端的辅助定位测量,接收核心网设备返回的定位测量结果,将定位测量结果输出至计算模块;接收计算模块的计算结果,将计算结果返回至所述应用;
第一鉴权模块,用于对定位请求进行鉴权,如果鉴权通过,通知第一通信模块;
计算模块,用于根据核心网设备返回的定位测量结果计算终端的位置,将计算结果输出至第一通信模块。
本发明实施例还提供了一种核心网设备,包括第二通信模块和第二检测模块,其中:
第二通信模块,用于接收来自定位服务器的对终端的定位请求,通知第二检测模块;接收到第二检测模块的第一通知,向定位服务器发送定位失败消息;接收到第二检测模块的第二通知,为终端建立链路,并基于建立的链路寻呼终端,使终端转为连接状态;接收到第二检测模块的第三通知,向终端的服务基站发送对终端的定位测量请求,接收服务基站针对所述定位测量请求获取到的定位测量结果,将定位测量结果发送至定位服务器;
第二检测模块,用于接收到第二通信模块的通知,检测终端的当前状态,如果终端不是处于待机状态或连接状态,则发送第一通知至第二通信模块;如果终端处于待机状态,则发送第二通知至第二通信模块;如果终端处于连接状态,则发送第三通知至第二通信模块。
本发明实施例还提供了一种基站,包括第三通信模块和第三检测模块,其中:
第三通信模块,用于接收核心网设备对终端的定位请求,通知第三检测模块;接收到第三检测模块的第一通知,向核心网设备发送定位失败消息;接收到第三检测模块的第二通知,启动终端的信号往返时间测量和/或接收信号电平测量,接收终端的测量结果,并将自身和终端的测量结果发送至核心网设备;
第三检测模块,用于接收到第三通信模块的通知,检测终端当前是否处于连接状态,如果终端不处于连接状态,则发送第一通知至第三通信模块;如果终端处于连接状态,则发送第二通知至第三通信模块。
本发明的技术方案,具有如下有益效果:
本发明提供的定位方法及系统、定位服务器、核心网设备、基站,通过鉴权提高了系统的安全性,通过核心网设备对终端进行辅助定位测量,实现简单,降低了定位系统的成本,实现了对终端的快速定位。
进一步地,通过融合信号往返时间测量、接收信号电平测量及异常距离校正因子,提高了定位的精度,实现了对终端的准确定位。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本申请的一部分,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1为相关技术中通过3个基站的回路测量时间进行距离定位的示意图;
图2为相关技术中通过接收信号码功率进行方向定位的示意图;
图3为本发明第一实施例的一种定位方法的流程示意图;
图4为本发明第二实施例的一种定位方法的流程示意图;
图5为本发明第三实施例的一种定位方法的流程示意图;
图6为本发明第一实施例的一种定位服务器的结构示意图;
图7为本发明第二实施例的一种定位服务器的结构示意图;
图8为本发明第一实施例的一种核心网设备的结构示意图;
图9为本发明第一实施例的一种基站的结构示意图;
图10为本发明优选实施例的一种定位逻辑组图示意图;
图11为本发明优选实施例的一种定位流程示意图;
图12为本发明优选实施例的一种定位服务器的系统结构示意图;
图13为本发明优选实施例的一种定位算法流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
小区标识(CELL ID)技术是当前蜂窝网络中最简单的一种定位方法,由于其对终端定位的结果是终端服务小区基站的位置,所以定位精度随扇区大小而变化,特点是速度快,应用简单,精度较差,通常与其他定位结合使用,统称为基于CELL ID的定位技术。这类技术是CELL ID技术的补充和改进,在移动蜂窝通信网络中,每个蜂窝小区都有一个唯一的、可以粗略确定的终端位置。
GSM/GPRS系统中可以用作定位的另一个参数是时间提前量(Timing Advance,TA),UMTS系统中与之对应的是回路测量时间(Round Trip Time,RTT)。TA和RTT两者皆是利用基站传送到手机的时间补偿(Time Offset)来测量基站收发台(Base TransceiverStation,BTS)与手机之间的距离,分析移动台所在的区域。TA以比特为单位,1bit相当于550米的距离;RTT同样以比特为单位,WCDMA 3.84M码片速率下1bit相当于20米的距离;TD-SCDMA 1.28M码片速率下1bit相当于60米的距离;4G网络具有更高的数据通信速率,在4G网络的基础上把CELLID和TA/RTT结合在一起,是一种简单又经济的方法。所有终端都可以使用这种方法定位,这是其一大优势。这种技术的实现原理如下:
在基站(eNodeB)侧,对定位测量信号帧进行RTT测量,即计算接收(Rx)和发射(Tx)该信号帧的时间差RTT值。在终端(UE)侧,对定位测量信号帧的收发时间差(UE Rx Tx timedifference)进行测量。因此,可以得出
RTT=2L/c+UE Rx Tx time difference
其中,L表示UE到基站的距离,c为光速。
由于RTT、UE Rx Tx time difference可以通过测量获取,c为常数,因此可以通过下面的公式计算得到距离L:
L=(RTT-UE Rx Tx time difference)c/2
从数学的角度看,UE就位于以基站为中心,L为半径的圆上,这样定位误差就由小区覆盖半径缩小到L。
如果我们能对多个基站进行RTT定位,那么就能进一步缩小定位误差。如图1所示,对3个基站分别进行RTT定位,计算出UE到各基站的距离L1、L2、L3,则UE就处于三个圆的交汇处,大大缩小了误差。
由于RTT和UE Rx Tx time difference测量的对象都是专用信道(DedicatedChannel,DHC),因此要同时对多个基站进行测量,UE就必须处于切换状态。例如,要对3个基站进行RTT定位,UE必须处于三方切换状态,而且参与切换的小区必须在不同的eNodeB下,这在绝大多数情况下是不可能的。
CELLID+RTT定位技术的定位精度取决于小区的覆盖半径,因此,在城区微蜂窝的场景下,可以满足一般的定位要求。
如图2所示,采用接收信号码功率(Received Signal Code Power,RSCP)可以确定UE方向。首先采用RTT方法计算手机距离服务基站A的距离,然后对手机的接收数据进行检索。若该手机的测量数据只有基站B的下行接收信号,则该手机位于服务基站的右侧;若该手机的测量数据只有基站C的下行接收信号,则该手机位于服务基站的左侧;若该手机的测量数据同时含有基站B和基站C的下行接收信号RSCPb和RSCPc,如果存在max(RSCPb)>(RSCPc),则手机位于服务基站的右侧,否则位于服务基站的左侧。
如图3所示,根据本发明的一种定位方法,包括如下步骤:
步骤301:定位服务器接收应用对指定的终端的定位请求;
步骤302:定位服务器对定位请求进行鉴权,如果鉴权通过,将定位请求转发至核心网设备,以使核心网设备启动对所述终端的辅助定位测量;
需要说明的是,本发明所述定位服务器对定位请求进行鉴权,可以为对应用(web客户端或第三方应用)接入的用户进行鉴权(包括用户名、密码等。
另外,补充一点,对定位请求中指定的终端的定位权限,可以由核心网设备替代定位服务器执行。相应的,定位服务器还可以接收到鉴权通知消息,该消息是由核心网设备在对定位请求中指定的终端的定位权限鉴权失败时发送的。所谓鉴权失败,指的是指定的终端没有定位权限。
步骤303:根据核心网设备返回的定位测量结果计算终端的位置,将计算结果返回至所述应用。
作为一种具体实现方式,定位测量结果包括信号往返时间测量结果和接收信号电平测量结果,其中:
信号往返时间测量结果包括终端的服务基站对定位测量信号帧的往返时间RTT值、终端对定位测量信号帧的接收发送时间差UE Rx Tx Time Difference值;
接收信号电平测量结果包括终端接收到的服务基站和邻接基站的定位测量信号电平值。
需要说明的是,本发明实施例对辅助定位测量的算法不作具体限定。示例性的,可以由核心网设备通知终端所在的服务基站,使服务基站控制终端分别采用两种不同的定位算法进行定位测量。定位服务器结合两种不同定位算法得到的定位测量结果,计算终端的位置。典型的,信号往返时间测量结果可以由核心网设备通知终端所在的服务基站采用RTT测量算法与终端交互得到。接收信号电平测量结果可以由核心网设备通知终端所在的服务基站触发终端采用RSCP测量算法得到。
在本发明一实施例中,根据核心网设备返回的定位测量结果计算终端的位置,具体包括:
计算终端到服务基站的第一距离L1:
L1=(RTT-UE Rx Tx Time Difference)*c/2;
如果第一距离L1小于服务基站的覆盖半径RadiusServ,则将第一距离L1作为终端到服务基站的距离L;
如果第一距离L1大于或等于服务基站的覆盖半径RadiusServ,则根据预先定义的异常距离校正因子,计算终端到服务基站的第三距离L3,并将第三距离L3作为终端到服务基站的距离L:
L3=RadiusServ*异常距离校正因子;
根据终端接收到的邻接基站的定位测量信号电平值以及预先存储的所述终端的服务基站的邻接基站信息,确定终端相对于服务基站的方向。
在本发明另一实施例中,根据核心网设备返回的定位测量结果计算终端的位置,具体包括:
计算终端到服务基站的第二距离L2:
路损因子-RSCP1=20lg(F1)+20lg(L2);
其中,RSCP1为终端接收到的服务基站的定位测量信号电平值,F1为服务基站的下行频率;
如果第二距离L2小于服务基站的覆盖半径RadiusServ,则将第二距离L2作为终端到服务基站的距离L;
如果第二距离L2大于或等于服务基站的覆盖半径RadiusServ,则根据预先定义的异常距离校正因子,计算终端到服务基站的第三距离L3,并将第三距离L3作为终端到服务基站的距离L:
L3=RadiusServ*异常距离校正因子;
根据终端接收到的邻接基站的定位测量信号电平值以及预先存储的所述终端的服务基站的邻接基站信息,确定终端相对于服务基站的方向。
在本发明又一实施例中,根据核心网设备返回的定位测量结果计算终端的位置,具体包括:
计算终端到服务基站的第一距离L1:
L1=(RTT-UE Rx Tx Time Difference)*c/2;
如果第一距离L1小于服务基站的覆盖半径RadiusServ,则将第一距离L1作为终端到服务基站的距离L;
如果第一距离L1大于或等于服务基站的覆盖半径RadiusServ,则计算终端到服务基站的第二距离L2:
路损因子-RSCP1=20lg(F1)+20lg(L2);
其中,RSCP1为终端接收到的服务基站的定位测量信号电平值,F1为服务基站的下行频率;
如果第二距离L2小于服务基站的覆盖半径RadiusServ,则将第二距离L2作为终端到服务基站的距离L;
如果第二距离L2大于或等于服务基站的覆盖半径RadiusServ,则根据预先定义的异常距离校正因子,计算终端到服务基站的第三距离L3,并将第三距离L3作为终端到服务基站的距离L:
L3=RadiusServ*异常距离校正因子;
根据终端接收到的邻接基站的定位测量信号电平值以及预先存储的所述终端的服务基站的邻接基站信息,确定终端相对于服务基站的方向。
进一步地,所述定位方法还可以通过如下公式计算终端到服务基站的第二距离L2:
计算终端到服务基站的第四距离d1:
路损因子-RSCP1=20lg(F1)+20lg(d1);
计算终端到服务基站的第i个邻接基站的第五距离di,其中,i为2至n之间的自然数,n为服务基站和邻接基站的基站总数:
路损因子-RSCPi=20lg(Fi)+20lg(di);
其中,RSCPi为终端接收到的所述服务基站的第i个邻接基站的定位测量信号电平值,Fi为所述服务基站的第i个邻接基站的下行频率;
根据最小二乘法、终端到服务基站的第四距离d1以及终端到服务基站的各个邻接基站的第五距离的加权平均值,计算终端到服务基站的第六距离L6;
计算终端到服务基站的第四距离d1与终端到服务基站的第六距离L6的加权平均值,将所述加权平均值作为所述终端到所述服务基站的第二距离L2。
具体地,本发明实施例所述的最小二乘法算法如下:
已知终端到各个基站(包括服务基站和邻接基站)的距离分别为d1,d2,...,dn,各个基站的位置坐标为(x1,y1),...,(xn,yn)(注:这里基站的位置是被定位服务器已知的),设终端的位置坐标为(x,y),根据以下公式:
从第一行开始分别减去最后一行,得到
AX=b;
使用最小二乘法得到
向量X就是终端的坐标。
利用终端的坐标根据以下公式获取终端到服务基站的第六距离L6:
其中,(x1,y1)为服务基站的位置坐标;
然后利用终端到服务基站的第四距离d1与终端到服务基站的第六距离L6取加权平均值,得到最终的终端距离服务基站的第二距离L2。
需要说明的是,在利用路损因子计算第四距离d1时,也可以根据终端接收到的服务基站的多个定位测量信号电平值RSCP1,进行多次计算后取平均作为最终的第四距离d1,再与利用最小二乘法获得的终端到服务基站的第六距离L6取加权平均,得到终端距离服务基站的第二距离L2,从而尽可能地减少误差的存在。
在计算终端到服务基站的第四距离d1与终端到服务基站的第六距离L6的加权平均值时,可以设置终端到服务基站的第四距离d1的权值大于或小于终端到服务基站的第六距离L6,也可以设置终端到服务基站的第四距离d1与终端到服务基站的第六距离L6的权值相等,即计算终端到服务基站的第四距离d1与终端到服务基站的第六距离L6的平均值,将所述平均值作为终端到服务基站的第二距离L2。
进一步地,在计算终端到服务基站的第一距离L1之前,还包括:获取终端的服务基站信息和邻接基站信息;
具体的获取过程包括:
提取定位测量结果中的终端的服务基站标识;
根据提取的服务基站标识查询基站信息表,获取服务基站的覆盖半径RadiusServ、下行频率、路损因子、小区边缘阈值电平、邻接基站位置信息,其中邻接基站位置信息包括:邻接基站标识、邻接基站相对于服务基站的方向、邻接基站相对于服务基站的距离以及邻接基站的下行频率。
进一步地,所述预先定义的异常距离校正因子,为终端接收到的服务基站的信号的电平值与服务基站的小区边缘阈值电平的比值。
进一步地,所述根据终端接收到的邻接基站的定位测量信号电平值以及预先存储的所述终端的服务基站的邻接基站信息,确定终端相对于服务基站的方向,具体包括:
比较终端接收到的所有邻接基站的定位测量信号电平值的大小,将预先存储的所述终端的服务基站的邻接基站信息中最大的电平值对应的邻接基站相对于服务基站的方向,作为终端相对于服务基站的方向。
进一步地,在将定位请求转发至核心网设备之前,所述方法还包括:
检测定位数据库中是否包含终端的历史定位信息且历史定位信息的定位时间与当前时间的差值是否小于或等于预设的时间阈值,如果包含终端的历史定位信息且其定位时间与当前时间的差值小于或等于预设的时间阈值,则将终端的历史定位信息返回至所述应用;
如果不包含终端的历史定位信息或其定位时间与当前时间的差值大于预设的时间阈值,则将定位请求转发至核心网设备。
进一步地,所述方法之前还包括:
预先收集多个参考点的位置信息,并存储在参考点信息表中,所述位置信息包括:参考点所在服务基站标识、参考点名称、参考点到服务基站的距离、参考点相对于服务基站的方向;
在将计算结果返回至所述应用之前,所述方法还包括:
将计算结果与参考点信息表中的表项进行匹配;
如果匹配成功,则读取所匹配的表项内容,将读取内容替换所述计算结果作为最终的计算结果。
需要说明的是,计算结果至少包括:终端到服务基站的距离,相对于服务基站的方向,可选的还包括如下至少一项:终端的服务基站标识、邻接基站标识,其中可选项内容可直接从定位测量结果中获取。示例性的,所述匹配成功,指的是:被匹配的两个对象中的终端的服务基站标识、相对于服务基站的方向均相同,终端到服务基站的距离差位于预设的误差范围内(例如1-2米)。当然,还可以进一步限定邻接基站的标识也相同。
进一步地,如图4所示,本发明还公开了一种定位方法,应用于核心网设备,所述方法包括如下步骤:
步骤401:接收来自定位服务器的对终端的定位请求;
步骤402:检测终端的当前状态;
步骤403:如果终端不是处于待机状态或连接状态,则向定位服务器发送定位失败消息;
步骤404:如果终端处于待机状态,则为终端建立链路,并基于建立的链路寻呼终端,使终端转为连接状态;
步骤405:如果终端处于连接状态,则向终端的服务基站发送对终端的定位测量请求,接收服务基站针对所述定位测量请求获取到的定位测量结果,将定位测量结果发送至定位服务器。
进一步地,所述向服务基站发送对终端的定位测量请求,具体包括:
通知终端的服务基站触发终端进行信号往返时间测量与接收信号电平测量。
需要说明的是,信号往返时间测量,可以是服务基站与终端进行定位测量信号帧交互实现;接收信号电平测量,可以是终端分别与服务基站、邻接基站交互定位测量信号帧实现。具体的测量方法本发明不作具体限定,为本领域技术人员公知。典型的,前者可采用RTT定位算法,后者可采用RSCP定位算法。
进一步地,在检测终端的当前状态之前,所述方法还包括:
检测终端的定位权限,如果检测通过,则检测终端的当前状态。
需要说明的是,本发明所述终端的定位权限的检测,可以在核心网设备上进行检测。具体地,在核心网设备侧检查定位权限时,在UE开户时加入定位权限标志位,如果UE可以被定位则修改标志位的值(将标志位置0或置1,注:标志位默认为0时,则将标志位置1,否则将标志位置0),核心网设备接收到定位任务后对该UE的定位权限进行检测。
如图5所示,本发明还公开了一种定位方法,应用于基站,所述方法包括如下步骤:
步骤501:接收核心网设备对终端的定位测量请求;
步骤502:检测终端当前是否处于连接状态;
步骤503:如果终端不处于连接状态,则向核心网设备发送定位失败消息;
步骤504:如果终端处于连接状态,则启动终端的信号往返时间测量和/或接收信号电平测量;接收终端的测量结果,并将自身和终端的测量结果发送至核心网设备。
本发明实施例还提供了一种定位系统,包括定位服务器、核心网设备和基站,其中:
定位服务器,用于接收应用对指定的终端的定位请求,对定位请求进行鉴权,如果鉴权通过,则将定位请求转发至核心网设备;根据核心网设备返回的定位测量结果计算终端的位置,将计算结果返回至所述应用;
核心网设备,用于接收来自定位服务器的对终端的定位请求;检测终端的当前状态,如果终端不处于待机状态或连接状态,则向定位服务器发送定位失败消息;如果终端处于待机状态,则为终端建立链路,并基于建立的链路寻呼终端,使终端转为连接状态;如果终端处于连接状态,则向终端的服务基站发送定位测量请求,接收服务基站针对所述定位测量请求获取到的定位测量结果,将定位测量结果发送至定位服务器;
基站,用于接收核心网设备对终端的定位测量请求,检测终端当前是否处于连接状态;如果终端不处于连接状态,则向核心网设备发送定位失败消息;如果终端处于连接状态,则启动终端的信号往返时间测量和/或接收信号电平测量;接收终端的测量结果,并将自身和终端的测量结果发送至核心网设备。
需要说明的是,所述定位服务器如何根据核心网设备返回的定位测量结果计算终端的位置以及所述核心网设备如何向服务基站及邻接基站发送对终端的定位测量请求,前文已经详细阐述,此处不再赘述。
本发明所述定位服务器对定位请求进行鉴权,可以为对应用(web客户端或第三方应用)接入的用户进行鉴权(包括用户名、密码等)。
如图6所示,本发明实施例还提供了一种定位服务器,包括第一通信模块601、第一鉴权模块602、计算模块603,其中:
第一通信模块601,用于接收应用对指定的终端的定位请求,将定位请求输出至第一鉴权模块602;接收到第一鉴权模块602的通知,将定位请求转发至核心网设备,以使核心网设备启动对所述终端的辅助定位测量,接收核心网设备返回的定位测量结果,将定位测量结果输出至计算模块603;接收计算模块603的计算结果,将计算结果返回至所述应用;
第一鉴权模块602,用于对定位请求进行鉴权,如果鉴权通过,通知第一通信模块601;
计算模块603,用于根据核心网设备返回的定位测量结果计算终端的位置,将计算结果输出至第一通信模块601。
需要说明的是,本发明所述定位服务器对定位请求进行鉴权,可以为对应用(web客户端或第三方应用)接入的用户进行鉴权(包括用户名、密码等)。如果是对接入的用户进行鉴权,则第一通信模块601将接入的用户的用户名和密码等信息输出至第一鉴权模块602,并由第一鉴权模块602对接入的用户的用户名和密码进行鉴权。
另外,对定位请求中指定的终端的定位权限,可以由核心网设备执行。相应的,定位服务器中的第一通信模块601还用于接收鉴权通知消息,该消息是由核心网设备在对定位请求中指定的终端的定位权限鉴权失败时发送的。
进一步地,定位测量结果包括信号往返时间测量结果和接收信号电平测量结果,其中:
信号往返时间测量结果包括终端的服务基站对定位测量信号帧的往返时间RTT值、终端对定位测量信号帧的接收发送时间差UE Rx Tx Time Difference值;
接收信号电平测量结果包括终端接收到的服务基站和邻接基站的定位测量信号电平值。
进一步地,计算模块603的根据核心网设备返回的定位测量结果计算终端的位置,包括:
计算终端到服务基站的第一距离L1:
L1=(RTT-UE Rx Tx Time Difference)*c/2;
如果第一距离L1小于服务基站的覆盖半径RadiusServ,则将第一距离L1作为终端到服务基站的距离L;
如果第一距离L1大于或等于服务基站的覆盖半径RadiusServ,则计算终端到服务基站的第二距离L2:
路损因子-RSCP1=20lg(F1)+20lg(L2);
其中,RSCP1为终端接收到的服务基站的定位测量信号电平值,F1为服务基站的下行频率;
如果第二距离L2小于服务基站的覆盖半径RadiusServ,则将第二距离L2作为终端到服务基站的距离L;
如果第二距离L2大于或等于服务基站的覆盖半径RadiusServ,则根据预先定义的异常距离校正因子,计算终端到服务基站的第三距离L3,并将第三距离L3作为终端到服务基站的距离L:
L3=RadiusServ*异常距离校正因子;
根据终端接收到的邻接基站的定位测量信号电平值以及预先存储的所述终端的服务基站的邻接基站信息,确定终端相对于服务基站的方向。
需要说明的是,如前文所述,上述计算过程中,可以省略所述计算终端到服务基站的第一距离L1及判断L1与RadiusServ的大小的过程,即保留L2与L3的计算过程;或者也可以省略所述计算终端到服务基站的第二距离L2及判断L2与RadiusServ的大小的过程,即保留L1与L3的计算过程。
在本发明一实施例中,在计算终端到服务基站的第一距离L1之前,计算模块603还用于获取终端的服务基站信息和邻接基站信息。
进一步地,所述计算模块603的获取终端的服务基站信息和邻接基站信息,具体包括:
提取定位测量结果中的终端的服务基站标识;
根据提取的服务基站标识查询基站信息表,获取服务基站的覆盖半径RadiusServ、下行频率、路损因子、小区边缘阈值电平、邻接基站位置信息,其中邻接基站位置信息包括:邻接基站标识、邻接基站相对于服务基站的方向、邻接基站相对于服务基站的距离以及邻接基站的下行频率。
进一步地,计算模块603还可以通过如下公式计算终端到服务基站的第二距离L2:
计算终端到服务基站的第四距离d1:
路损因子-RSCP1=20lg(F1)+20lg(d1);
计算终端到服务基站的第i个邻接基站的第五距离di:
路损因子-RSCPi=20lg(Fi)+20lg(di);
其中,RSCP1为所述终端接收到的所述服务基站的定位测量信号电平值,RSCPi为所述终端接收到的所述服务基站的第i个邻接基站的定位测量信号电平值,F1为所述服务基站的下行频率,Fi为所述服务基站的第i个邻接基站的下行频率;
根据最小二乘法、终端到服务基站的第四距离d1以及终端到服务基站的各个邻接基站的第五距离,计算终端到服务基站的第六距离L6;
计算终端到服务基站的第四距离d1与终端到服务基站的第六距离L6的加权平均值,将所述加权平均值作为所述终端到所述服务基站的第二距离L2。
需要说明的是,计算模块603根据最小二乘法、终端到服务基站的第四距离d1以及终端到服务基站的各个邻接基站的第五距离,计算终端到服务基站的第六距离L6,和前文的计算方法一样,此处不再赘述;此外,在计算终端到服务基站的第四距离d1与终端到服务基站的第六距离L6的加权平均值时,可以设置终端到服务基站的第四距离d1的权值大于或小于终端到服务基站的第六距离L6,也可以设置终端到服务基站的第四距离d1与终端到服务基站的第六距离L6的权值相等,即计算终端到服务基站的第四距离d1与终端到服务基站的第六距离L6的平均值,将所述平均值作为终端到服务基站的第二距离L2。
进一步地,所述预先定义的异常距离校正因子,为终端接收到的服务基站的信号的电平值与服务基站的小区边缘阈值电平的比值。
进一步地,所述计算模块603的根据终端接收到的邻接基站的定位测量信号电平值以及预先存储的所述终端的服务基站的邻接基站信息,确定终端相对于服务基站的方向,包括:
比较终端接收到的所有邻接基站的定位测量信号电平值的大小,将预先存储的所述终端的服务基站的邻接基站信息中最大的电平值对应的邻接基站相对于服务基站的方向,作为终端相对于服务基站的方向。
进一步地,如图7所示,本发明实施例还提供了一种定位服务器,包括第一通信模块601、第一鉴权模块602、计算模块603和第一检测模块604,其中:
第一通信模块601,用于接收应用对指定的终端的定位请求,将定位请求输出至第一鉴权模块602;接收到第一检测模块604的通知,将定位请求转发至核心网设备,以使核心网设备启动对所述终端的辅助定位测量,接收核心网设备返回的定位测量结果,将定位测量结果输出至计算模块603;接收计算模块603的计算结果,将计算结果返回至所述应用;接收到第一检测模块604的历史定位信息,将历史定位信息返回至所述应用;
第一鉴权模块602,用于对定位请求进行鉴权,如果鉴权通过,通知第一检测模块604;
计算模块603,用于根据核心网设备返回的定位测量结果计算终端的位置,将计算结果输出至第一通信模块601;
第一检测模块604,用于检测定位数据库中是否包含终端的历史定位信息且历史定位信息的定位时间与当前时间的差值是否小于或等于预设的时间阈值,如果包含终端的历史定位信息且其定位时间与当前时间的差值小于或等于预设的时间阈值,则将终端的历史定位信息输出至第一通信模块601;如果不包含终端的历史定位信息或其定位时间与当前时间的差值大于预设的时间阈值,则通知第一通信模块601。
进一步地,在将计算结果输出至第一通信模块601之前,计算模块603还用于,
将计算结果与预先存储的多个参考点的位置信息进行匹配,所述位置信息包括:参考点所在服务基站标识、参考点名称、参考点到服务基站的距离、参考点相对于服务基站的方向;
如果匹配成功,则读取所匹配的表项内容,将读取内容替换所述计算结果作为最终的计算结果输出至第一通信模块601;
如果匹配不成功,则将所述计算结果输出至第一通信模块601。
如图8所示,本发明实施例还提供了一种核心网设备,包括第二通信模块801和第二检测模块802,其中:
第二通信模块801,用于接收来自定位服务器的对终端的定位请求,通知第二检测模块802;接收到第二检测模块802的第一通知,向定位服务器发送定位失败消息;接收到第二检测模块802的第二通知,为终端建立链路,并基于建立的链路寻呼终端,使终端转为连接状态;接收到第二检测模块802的第三通知,向终端的服务基站发送对终端的定位测量请求,接收服务基站针对所述定位测量请求获取到的定位测量结果,将定位测量结果发送至定位服务器;
第二检测模块802,用于接收到第二通信模块801的通知,检测终端的当前状态,如果终端不是处于待机状态或连接状态,则发送第一通知至第二通信模块801;如果终端处于待机状态,则发送第二通知至第二通信模块801;如果终端处于连接状态,则发送第三通知至第二通信模块801。
进一步地,所述第二通信模块801的向终端的服务基站发送对终端的定位测量请求,包括:
通知终端的服务基站触发终端进行信号往返时间测量与接收信号电平测量。
进一步地,在检测终端的当前状态之前,所述第二检测模块802还用于:
检测终端的定位权限,如果检测通过,则检测终端的当前状态。
如图9所示,本发明实施例还提供了一种基站,包括第三通信模块901和第三检测模块902,其中:
第三通信模块901,用于接收核心网设备对终端的定位请求,通知第三检测模块902;接收到第三检测模块902的第一通知,向核心网设备发送定位失败消息;接收到第三检测模块902的第二通知,启动终端的信号往返时间测量和/或接收信号电平测量,接收终端的测量结果,并将自身和终端的测量结果发送至核心网设备;
第三检测模块902,用于接收到第三通信模块901的通知,检测终端当前是否处于连接状态,如果终端不处于连接状态,则发送第一通知至第三通信模块901;如果终端处于连接状态,则发送第二通知至第三通信模块901。
本发明实施例还提供了几个优选的实施例对本发明进行进一步解释,但是值得注意的是,该优选实施例只是为了更好的描述本发明,并不构成对本发明不当的限定。下面的各个实施例可以独立存在,且不同实施例中的技术特点可以组合在一个实施例中联合使用。
本发明基于EPC网络对定位服务器进行设计,采用的定位技术为基于CELLID+RTT定位技术和基于场景(信号指纹)分析定位技术的混合定位技术,并采用RSCP(信号接收码功率)确定方向,同时采用基站覆盖半径作为距离校正的约束,达到准确快速定位的目的。
定位逻辑组网如图10所示,其中Web客户端与移动定位中心MLC(定位服务器)的接口为L3,MLC与核心网设备(Evolved Packet Core,EPC)之间的接口为L2,EPC与基站的接口为L1。
MLC作为移动定位中心设计为单独的进程,既可以和EPC部署在同一物理设备上,又可以单独部署。
各部分功能如下:
MLC功能描述如下:
(1)维护各个参考点(即指纹采样点)的位置信息,UE标识信息(UE用户名、电话号码、IMSI对应关系)
(2)HTTP Server功能:实现Web客户端的接入和定位Web页面的推送。
(3)用户的鉴权和认证功能:对Web接入的用户进行鉴权和认证,防止非法用户的接入和无权限用户的越级访问。
(4)接收应用层网元发起的定位请求,根据请求,结合位置信息库中的情况,触发执行定位控制。
(5)定位算法功能:所有移动定位算法都在MLC完成。
(6)接收系统设备上报的定位相关测量信息,进行格式化处理,并写入原始数据库。
(7)根据原始数据库中的定位相关测量信息,结合参考点信息,按照定位算法进行位置的计算;并按照约束条件对位置进行校正处理,形成最终位置信息。
(8)结合承载的应用,对位置结果形成基于位置的服务信息,并对这些信息进行维护。
(9)根据应用的请求或订阅提供位置服务信息。
(10)提供基于位置的服务信息的输入接口,并维护与位置相关的服务信息。
(11)数据挖掘与分析功能:通过与物理数据库进行交互,完成用户位置信息管理,用户位置跟踪,无线场景数据信息的管理等功能。
(12)作为EPC的客户端,与EPC进行消息交互,获取在线用户的电话号码、IMSI以及CELLID等信息。
EPC内部定位模块的功能描述:
(1)增加定位服务器接口,并对用户的定位权限进行判断。
(2)根据定位服务器的请求,获取被定位手机的状态,按照被定位手机的状态,针对IDLE态、连接态UE,发起和停止位置上报控制消息。
(3)条件定位任务维护。
(4)转发AP上报的定位结果。
基站内部定位模块的功能描述:
(1)接收并处理L1接口的定位控制消息。
(2)触发UE发起测量,以及进行RTT测量。
(3)按照配置的上报规则向EPC上报测量数据,并携带UE标识、时间等信息。
(4)上报后自动停止定位测量。
位置定位整个流程如图11所示,定位流程详细描述:
(1)外部定位应用向定位服务器(即MLC)发起对目标移动终端UE的定位请求。其中,UE也即前述的应用指定的终端。
(2)定位服务器根据外部定位应用发送的定位请求判断是否形成定位任务,向EPC发起对目标移动终端UE的定位请求。
在本实施例中,定位服务器可预先创建一数据库,并在数据库中建立一定位结果信息表,用于存储系统对各UE的定位结果。每对一个UE进行定位测量得到定位结果后,定位服务器会更新一次数据库中对该UE的定位结果信息表项,表项内容包括:UE标识、位置信息及其入库时间。具体的更新过程,包括:以UE标识为主键在定位结果信息表中搜索对应的表项;如果搜索成功,则将本次得到的UE的位置信息覆盖表项之前记录的位置信息,并将入库时间修改为当前时间;如果搜索失败,则在定位结果信息表中新建一条对本次定位结果的表项。
具体的,定位服务器根据外部定位应用发送的定位请求判断是否形成定位任务,向EPC发起对目标移动终端UE的定位请求,包括:
提取外部定位应用发送的定位请求中的UE标识(IMSI),以该UE标识查询数据库的定位结果信息表;
如果表中有相应的位置信息,且该位置信息的入库时间为最近设定时间窗口(例如15秒内)内的时间,则向外部应用回复对定位请求的携带有该位置信息的定位响应;
否则,形成定位任务,向EPC发起对目标移动终端UE的定位请求。
(3)EPC接收到定位请求后,对UE进行定位鉴权操作,并在鉴权成功后判断目标移动终端UE的当前状态;
如果UE处于关机状态,或者UE不在专网区域内,则EPC经定位服务器向外部定位应用发送定位失败回复消息,并结束定位任务;
对于待机态(即IDLE态)的UE:EPC为其建立定位使用的专用无线接入承载(RadioAccess Bearer,RAB),并基于该专用RAB寻呼UE,以使UE成为连接态;EPC向UE的服务基站AP发起对目标移动终端UE的定位测量请求;
AP接收到定位测量请求后,对UE的状态进行判断;如果UE不在连接态,则AP向EPC发送相应消息表示定位结果为失败,使EPC经定位服务器向外部定位应用发送定位失败回复消息,并结束定位任务;如果UE处于连接态,则AP向UE发起RTT测量,并触发UE发起RSCP测量。
(4)AP接收UE上报的RSCP测量数据,并获取RTT测量数据,按照配置规则向EPC上报包含有RTT测量数据以及RSCP测量数据的测量结果(也即前述的通过辅助定位测量得到的定位测量结果)。
这里所说的规则主要就是接口的规定,包括上报数据的格式,内容等,便于EPC模块处理并上报给定位服务器。测量结果包括:UE服务基站标识、服务基站的邻接基站标识、RTT测量数据(包括RTT值、UE Rx Tx time difference值)、RSCP测量数据(包括UE分别接收到服务基站、邻接基站发出信号的电平值,即RSCP值)。
(5)EPC将获取到的测量结果上报给定位服务器。
(6)定位服务器根据接收到的测量结果进行UE的位置计算,并将计算到的位置信息上报给外部定位应用;其中,位置信息包括:UE所在服务基站标识、到服务基站的距离、相对于服务基站的方向以及邻接基站标识;
具体地,定位服务器从接收到的测量数据中获取终端的服务基站信息和邻接基站信息。
进一步地,获取终端的服务基站信息和邻接基站信息,包括:
提取定位测量结果中的终端的服务基站标识;
根据提取的服务基站标识查询基站信息表,获取服务基站的覆盖半径RadiusServ、下行频率、路损因子、小区边缘阈值电平、邻接基站位置信息,其中邻接基站位置信息包括:邻接基站标识、邻接基站相对于服务基站的方向、邻接基站相对于服务基站的距离以及邻接基站的下行频率。
(7)定位服务器结束定位任务,并针对本地定位更新数据库中的定位结果信息表。
MLC的系统结构如图12所示,各模块功能描述如下:
(1)数据库管理模块:物理数据库首先支持MySQL,完成用户信息、定位信息的存储以及数据的挖掘与分析功能。
(2)任务管理模块:对消息任务进行管理,完成与Web客户端、EPC、AP消息的编解码和分发功能。
(3)通信模块:完成Web客户端与EPC、AP之间的通信
(4)用户管理模块:对Web接入用户进行鉴权与认证,实现在线移动用户的动态管理。
(5)定位算法模块:根据AP上报的测量数据以及已经获取的指纹库,完成用户位置的定位计算及估计,AP对UE的定位采用RTT算法和RSCP算法。
(6)基站配置模块:完成基站信息的配置功能。
定位服务器根据收到的测量结果计算UE的位置过程如图13所示,具体描述如下:
(1)提取测量数据中的UE的服务基站标识,查询基站信息表,获取UE的服务基站的覆盖半径RadiusServ、下行频率、路损因子、小区边缘阈值电平(小区边缘接收到的阈值电平)、邻接基站位置信息,其中邻接基站(即邻小区基站)位置信息包括:该邻接基站在服务基站的哪个方向,该邻接基站与服务基站之间的距离,以及该邻接基站的下行频率。
在本实施例中,定位服务器预先存储有基站信息表,该表描述了各个基站的信息,具体内容见表1:
表1
(2)利用测量数据中的RTT、UE Rx Tx time difference按照以下公式计算获得UE到服务基站的距离L。
L=(RTT-UE Rx Tx time difference)c/2
(3)判断计算结果;
如果L>RadiusServ,则使用如下公式:小区导频功率(PCPICHPower)+基站发射口增益(HnbGain)+天线增益(AntennaGain)-ServRSCP=20lg(F)+20lg(L)+衰减常量(DampFactor),分别计算UE到服务基站的距离、到各个邻小区基站的距离;根据最小二乘法,取平均值重新作为UE到服务基站的距离L;
其中,公式中各参数:
小区导频功率:基站下行功率的一部分,与其他下行信道共同分享下行功率。小区导频功率大一些的好处是覆盖范围大,小一些的好处是支持的业务能力大;
基站发射口增益:基站发射分集的实现方式带来的增益;
天线增益:可以衡量基站天线朝一个特定方向收发信号的能力,增加增益可以在一确定方向上增大网络的覆盖范围;
ServRSCP:测量数据中的服务基站的RSCP值,该值为UE实现RSCP测量得到的接收到服务基站发出信号的电平值;
F:基站的下行频率;
L:UE到基站的距离;
衰减常量:表示基站天线发出的电磁波或电信号在传输过程中振幅或功率衰减的参数;
PCPICHPower+HnbGain+AntennaGain-DampFactor=PathLossFactor,路损因子PathLossFactor在基站信息表中配置。
不管是计算UE到服务基站的距离,还是到邻接基站的距离,路损因子都是一样的。
如果L仍然大于RadiusServ,则L=RadiusServ*异常距离校正因子(AbnormalDistanceCorrectFactor)。
其中,异常距离校正因子是服务小区覆盖半径的百分比,为:在以服务基站为圆心,d为半径的圆周上任意一点接收到服务基站发出信号的电平值大于小区边缘阈值电平的概率。示例性的,本实施例通过UE接收到服务基站发出信号的电平值与小区边缘阈值电平的比值来获取。
(4)根据UE的服务基站的邻接基站的RSCP值查找基站信息表,确定UE相对于服务基站的方向。
具体的,通过比较所有邻接基站的RSCP值的大小,获得最大的RSCP值的邻接基站的标识,然后查询基站信息表,获取到该邻接基站在服务基站哪个方向,该方向即为UE相对于服务基站的方向。
作为一种优选实施方式,本发明实施例还可包括:
预先收集多个采样点的位置信息,并存储在参考点信息表中,表项内容包括:采样点所在服务基站标识、采样点名称、采样点到服务基站的距离、采样点相对于服务基站的方向、采样点所在服务基站的邻接基站标识、采样点与邻接基站的距离、采样点相对于邻接基站的方向;
在根据EPC采用RTT+RSCP算法反馈的测量数据计算得到UE的位置信息之后,将该位置信息与参考点信息表中的各表项进行匹配;
如果匹配成功(即服务基站标识、到服务基站的距离、相对于服务基站的方向相同),则读取相匹配的表项内容,将该内容作为最终的定位结果返回给外部定位应用;
如果匹配失败,则将根据EPC采用RTT+RSCP算法反馈的测量数据计算得到UE的位置信息作为最终的定位结果返回给外部定位应用。
该优选方式中,对采样点位置信息的收集,可人工实现,也可采用智能算法得到,收集到的采样点的位置信息应较采用RTT+RSCP算法计算得到的位置信息详细且准确,将该信息作为定位结果的补充,能够大大提高定位精度。
上述匹配成功,指的是:服务基站标识、相对于服务基站的方向均相同,到服务基站的距离差位于预设的误差范围内(例如1-2米)。当然,还可以进一步限定邻接基站的标识也相同。
本方案提出的基于4G网络的快速定位方法,在3G定位中提出的CELLID技术基础上,融合了RTT技术、指纹定位技术,并利用RSCP来确定终端方向。与GPS定位技术相比,本方案不依赖卫星进行定位,定位精度相对较低,但是时延小,易于实现;与ZigBee定位系统较比,本方案具有开发周期短,产品成本低的优势;与WIFI定位系统相比,本方案通过用户管理模块的鉴权认证等一系列操作增强了系统的安全性;与已经出现的基于3G网络的定位系统相比,本方案采用更高精度的定位算法,定位精度较高,并且由于4G网络相较于3G网络有更快的数据传输速度,因此,在测量数据上报过程中,时间耗费较少,有利于对终端进行准确定位。
本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成,所述程序可以存储于存储介质中,如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地,上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现,相应地,上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (13)
1.一种定位方法,其特征在于,应用于定位服务器,所述方法包括:
接收应用对指定的终端的定位请求;
对定位请求进行鉴权,如果鉴权通过,将定位请求转发至核心网设备,以使核心网设备启动对所述终端的辅助定位测量;
根据核心网设备返回的定位测量结果计算终端的位置,将计算结果返回至所述应用;
所述定位测量结果包括信号往返时间测量结果和接收信号电平测量结果,其中:
信号往返时间测量结果包括所述终端的服务基站对定位测量信号帧的往返时间值、所述终端对定位测量信号帧的接收发送时间差值;
接收信号电平测量结果包括所述终端接收到的服务基站和邻接基站的定位测量信号电平值;
所述根据核心网设备返回的定位测量结果计算终端的位置,具体包括:
计算所述终端到所述服务基站的第一距离L1:L1=(RTT-UE Rx Tx TimeDifference)*c/2;
其中,RTT为终端的服务基站对定位测量信号帧的往返时间值,UE Rx Tx TimeDifference为所述终端对定位测量信号帧的接收发送时间差值,c为光速;
如果第一距离L1小于所述服务基站的覆盖半径RadiusServ,则将第一距离L1作为所述终端到所述服务基站的距离L;
如果第一距离L1大于或等于所述服务基站的覆盖半径RadiusServ,则根据预先定义的异常距离校正因子,计算所述终端到所述服务基站的第三距离L3,并将第三距离L3作为所述终端到所述服务基站的距离L:
L3=RadiusServ*异常距离校正因子;
根据所述终端接收到的所述邻接基站的定位测量信号电平值以及预先存储的所述终端的服务基站的邻接基站信息,确定所述终端相对于所述服务基站的方向;在确定第一距离L1大于或等于所述服务基站的覆盖半径RadiusServ之后,计算所述终端到所述服务基站的第三距离L3之前,所述定位方法还包括:
计算所述终端到所述服务基站的第四距离d1:
路损因子-RSCP1=20lg(F1)+20lg(d1);
计算所述终端到所述服务基站的第i个邻接基站的第五距离di,其中,i为2至n之间的自然数,n为服务基站和邻接基站的基站总数:
路损因子-RSCPi=20lg(Fi)+20lg(di);
其中,RSCP1为所述终端接收到的所述服务基站的定位测量信号电平值,RSCPi为所述终端接收到的所述服务基站的第i个邻接基站的定位测量信号电平值,F1为所述服务基站的下行频率,Fi为所述服务基站的第i个邻接基站的下行频率;
根据最小二乘法、终端到服务基站的第四距离d1以及终端到服务基站的各个邻接基站的第五距离,计算终端到服务基站的第六距离L6;
计算终端到服务基站的第四距离d1与终端到服务基站的第六距离L6的加权平均值,将所述加权平均值作为所述终端到所述服务基站的第二距离L2;
如果第二距离L2小于所述服务基站的覆盖半径RadiusServ,则将第二距离L2作为所述终端到所述服务基站的距离L;
如果第二距离L2大于或等于所述服务基站的覆盖半径RadiusServ,则触发对所述终端到所述服务基站的第三距离L3的计算。
2.根据权利要求1所述的定位方法,其特征在于,所述预先定义的异常距离校正因子为,所述终端接收到的所述服务基站的信号的电平值与所述服务基站的小区边缘阈值电平的比值。
3.根据权利要求1所述的定位方法,其特征在于,所述根据所述终端接收到的所述邻接基站的定位测量信号电平值以及预先存储的所述终端的服务基站的邻接基站信息,确定所述终端相对于所述服务基站的方向,具体包括:
比较所述终端接收到的所有邻接基站的定位测量信号电平值的大小,将预先存储的所述终端的服务基站的邻接基站信息中最大的定位测量信号电平值对应的邻接基站相对于所述服务基站的方向,作为所述终端相对于所述服务基站的方向。
4.根据权利要求1所述的定位方法,其特征在于,在计算所述终端到所述服务基站的第四距离d1与所述终端到所述服务基站的第六距离L6的加权平均值时,所述终端到所述服务基站的第四距离d1与所述终端到所述服务基站的第六距离L6的权值相等。
5.根据权利要求1所述的定位方法,其特征在于,所述方法之前还包括:
预先收集多个参考点的位置信息,并存储在参考点信息表中,所述位置信息包括:参考点所在服务基站标识、参考点名称、参考点到服务基站的距离、参考点相对于服务基站的方向;
在将计算结果返回至所述应用之前,所述方法还包括:
将计算结果与参考点信息表中的表项进行匹配;
如果匹配成功,则读取所匹配的表项内容,将读取内容替换所述计算结果作为最终的计算结果。
6.根据权利要求1所述的定位方法,其特征在于,在所述将定位请求转发至核心网设备之前,所述方法还包括:
检测定位数据库中是否包含所述终端的历史定位信息且历史定位信息的定位时间与当前时间的差值是否小于或等于预设的时间阈值,如果包含所述终端的历史定位信息且其定位时间与当前时间的差值小于或等于预设的时间阈值,则将所述终端的历史定位信息返回至所述应用;
如果不包含所述终端的历史定位信息或其定位时间与当前时间的差值大于预设的时间阈值,则将所述定位请求转发至所述核心网设备。
7.一种定位方法,其特征在于,应用于核心网设备,所述方法包括:
接收来自定位服务器的对终端的定位请求;
检测终端的当前状态,如果终端不是处于待机状态或连接状态,则向定位服务器发送定位失败消息;
如果终端处于待机状态,则为终端建立链路,并基于建立的链路寻呼终端,使终端转为连接状态;
如果终端处于连接状态,则向终端的服务基站发送对终端的定位测量请求,接收服务基站针对所述定位测量请求获取到的定位测量结果,将定位测量结果发送至定位服务器;
所述定位测量结果包括信号往返时间测量结果和接收信号电平测量结果,其中:
信号往返时间测量结果包括所述终端的服务基站对定位测量信号帧的往返时间值、所述终端对定位测量信号帧的接收发送时间差值;
接收信号电平测量结果包括所述终端接收到的服务基站和邻接基站的定位测量信号电平值;
所述定位测量结果用于所述定位服务器计算终端的位置,具体包括:
计算所述终端到所述服务基站的第一距离L1:L1=(RTT-UE Rx Tx TimeDifference)*c/2;
其中,RTT为终端的服务基站对定位测量信号帧的往返时间值,UE Rx Tx TimeDifference为所述终端对定位测量信号帧的接收发送时间差值,c为光速;
如果第一距离L1小于所述服务基站的覆盖半径RadiusServ,则将第一距离L1作为所述终端到所述服务基站的距离L;
如果第一距离L1大于或等于所述服务基站的覆盖半径RadiusServ,则根据预先定义的异常距离校正因子,计算所述终端到所述服务基站的第三距离L3,并将第三距离L3作为所述终端到所述服务基站的距离L:
L3=RadiusServ*异常距离校正因子;
根据所述终端接收到的所述邻接基站的定位测量信号电平值以及预先存储的所述终端的服务基站的邻接基站信息,确定所述终端相对于所述服务基站的方向;在确定第一距离L1大于或等于所述服务基站的覆盖半径RadiusServ之后,计算所述终端到所述服务基站的第三距离L3之前,所述定位方法还包括:
计算所述终端到所述服务基站的第四距离d1:
路损因子-RSCP1=20lg(F1)+20lg(d1);
计算所述终端到所述服务基站的第i个邻接基站的第五距离di,其中,i为2至n之间的自然数,n为服务基站和邻接基站的基站总数:
路损因子-RSCPi=20lg(Fi)+20lg(di);
其中,RSCP1为所述终端接收到的所述服务基站的定位测量信号电平值,RSCPi为所述终端接收到的所述服务基站的第i个邻接基站的定位测量信号电平值,F1为所述服务基站的下行频率,Fi为所述服务基站的第i个邻接基站的下行频率;
根据最小二乘法、终端到服务基站的第四距离d1以及终端到服务基站的各个邻接基站的第五距离,计算终端到服务基站的第六距离L6;
计算终端到服务基站的第四距离d1与终端到服务基站的第六距离L6的加权平均值,将所述加权平均值作为所述终端到所述服务基站的第二距离L2;
如果第二距离L2小于所述服务基站的覆盖半径RadiusServ,则将第二距离L2作为所述终端到所述服务基站的距离L;
如果第二距离L2大于或等于所述服务基站的覆盖半径RadiusServ,则触发对所述终端到所述服务基站的第三距离L3的计算。
8.根据权利要求7所述的定位方法,其特征在于,所述向终端的服务基站发送对终端的定位测量请求,具体包括:
通知终端的服务基站触发终端进行信号往返时间测量与接收信号电平测量。
9.一种定位方法,其特征在于,应用于基站,所述方法包括:
接收核心网设备对终端的定位测量请求;
检测终端当前是否处于连接状态;
如果终端不处于连接状态,则向核心网设备发送定位失败消息;
如果终端处于连接状态,则启动终端的信号往返时间测量和/或接收信号电平测量;接收终端的定位测量结果,并将自身和终端的定位测量结果发送至核心网设备;
所述定位测量结果包括信号往返时间测量结果和接收信号电平测量结果,其中:
信号往返时间测量结果包括所述终端的服务基站对定位测量信号帧的往返时间值、所述终端对定位测量信号帧的接收发送时间差值;
接收信号电平测量结果包括所述终端接收到的服务基站和邻接基站的定位测量信号电平值;
所述定位测量结果用于所述核心网设备发送给定位服务器并通过定位服务器计算终端的位置,具体包括:
计算所述终端到所述服务基站的第一距离L1:L1=(RTT-UE Rx Tx TimeDifference)*c/2;
其中,RTT为终端的服务基站对定位测量信号帧的往返时间值,UE Rx Tx TimeDifference为所述终端对定位测量信号帧的接收发送时间差值,c为光速;
如果第一距离L1小于所述服务基站的覆盖半径RadiusServ,则将第一距离L1作为所述终端到所述服务基站的距离L;
如果第一距离L1大于或等于所述服务基站的覆盖半径RadiusServ,则根据预先定义的异常距离校正因子,计算所述终端到所述服务基站的第三距离L3,并将第三距离L3作为所述终端到所述服务基站的距离L:
L3=RadiusServ*异常距离校正因子;
根据所述终端接收到的所述邻接基站的定位测量信号电平值以及预先存储的所述终端的服务基站的邻接基站信息,确定所述终端相对于所述服务基站的方向;在确定第一距离L1大于或等于所述服务基站的覆盖半径RadiusServ之后,计算所述终端到所述服务基站的第三距离L3之前,所述定位方法还包括:
计算所述终端到所述服务基站的第四距离d1:
路损因子-RSCP1=20lg(F1)+20lg(d1);
计算所述终端到所述服务基站的第i个邻接基站的第五距离di,其中,i为2至n之间的自然数,n为服务基站和邻接基站的基站总数:
路损因子-RSCPi=20lg(Fi)+20lg(di);
其中,RSCP1为所述终端接收到的所述服务基站的定位测量信号电平值,RSCPi为所述终端接收到的所述服务基站的第i个邻接基站的定位测量信号电平值,F1为所述服务基站的下行频率,Fi为所述服务基站的第i个邻接基站的下行频率;
根据最小二乘法、终端到服务基站的第四距离d1以及终端到服务基站的各个邻接基站的第五距离,计算终端到服务基站的第六距离L6;
计算终端到服务基站的第四距离d1与终端到服务基站的第六距离L6的加权平均值,将所述加权平均值作为所述终端到所述服务基站的第二距离L2;
如果第二距离L2小于所述服务基站的覆盖半径RadiusServ,则将第二距离L2作为所述终端到所述服务基站的距离L;
如果第二距离L2大于或等于所述服务基站的覆盖半径RadiusServ,则触发对所述终端到所述服务基站的第三距离L3的计算。
10.一种定位系统,其特征在于,包括定位服务器、核心网设备和基站,其中:
定位服务器,用于接收应用对指定的终端的定位请求,对定位请求进行鉴权,如果鉴权通过,则将定位请求转发至核心网设备;根据核心网设备返回的定位测量结果计算终端的位置,将计算结果返回至所述应用;
核心网设备,用于接收来自定位服务器的对终端的定位请求;如果终端不处于待机状态或连接状态,则向定位服务器发送定位失败消息;如果终端处于待机状态,则为终端建立链路,并基于建立的链路寻呼终端,使终端转为连接状态;如果终端处于连接状态,则向终端的服务基站发送对终端的定位测量请求,接收服务基站针对所述定位测量请求获取到的定位测量结果,将定位测量结果发送至定位服务器;
基站,用于接收核心网设备对终端的定位测量请求,检测终端当前是否处于连接状态;如果终端不处于连接状态,则向核心网设备发送定位失败消息;如果终端处于连接状态,则启动终端的信号往返时间测量和/或接收信号电平测量;接收终端的定位测量结果,并将自身和终端的定位测量结果发送至核心网设备;
所述定位测量结果包括信号往返时间测量结果和接收信号电平测量结果,其中:
信号往返时间测量结果包括所述终端的服务基站对定位测量信号帧的往返时间值、所述终端对定位测量信号帧的接收发送时间差值;
接收信号电平测量结果包括所述终端接收到的服务基站和邻接基站的定位测量信号电平值;
所述定位服务器根据核心网设备返回的定位测量结果计算终端的位置,具体包括:
计算所述终端到所述服务基站的第一距离L1:L1=(RTT-UE Rx Tx TimeDifference)*c/2;
其中,RTT为终端的服务基站对定位测量信号帧的往返时间值,UE Rx Tx TimeDifference为所述终端对定位测量信号帧的接收发送时间差值,c为光速;
如果第一距离L1小于所述服务基站的覆盖半径RadiusServ,则将第一距离L1作为所述终端到所述服务基站的距离L;
如果第一距离L1大于或等于所述服务基站的覆盖半径RadiusServ,则根据预先定义的异常距离校正因子,计算所述终端到所述服务基站的第三距离L3,并将第三距离L3作为所述终端到所述服务基站的距离L:
L3=RadiusServ*异常距离校正因子;
根据所述终端接收到的所述邻接基站的定位测量信号电平值以及预先存储的所述终端的服务基站的邻接基站信息,确定所述终端相对于所述服务基站的方向;在确定第一距离L1大于或等于所述服务基站的覆盖半径RadiusServ之后,计算所述终端到所述服务基站的第三距离L3之前,还包括:
计算所述终端到所述服务基站的第四距离d1:
路损因子-RSCP1=20lg(F1)+20lg(d1);
计算所述终端到所述服务基站的第i个邻接基站的第五距离di,其中,i为2至n之间的自然数,n为服务基站和邻接基站的基站总数:
路损因子-RSCPi=20lg(Fi)+20lg(di);
其中,RSCP1为所述终端接收到的所述服务基站的定位测量信号电平值,RSCPi为所述终端接收到的所述服务基站的第i个邻接基站的定位测量信号电平值,F1为所述服务基站的下行频率,Fi为所述服务基站的第i个邻接基站的下行频率;
根据最小二乘法、终端到服务基站的第四距离d1以及终端到服务基站的各个邻接基站的第五距离,计算终端到服务基站的第六距离L6;
计算终端到服务基站的第四距离d1与终端到服务基站的第六距离L6的加权平均值,将所述加权平均值作为所述终端到所述服务基站的第二距离L2;
如果第二距离L2小于所述服务基站的覆盖半径RadiusServ,则将第二距离L2作为所述终端到所述服务基站的距离L;
如果第二距离L2大于或等于所述服务基站的覆盖半径RadiusServ,则触发对所述终端到所述服务基站的第三距离L3的计算。
11.一种定位服务器,其特征在于,包括第一通信模块、第一鉴权模块、计算模块,其中:
第一通信模块,用于接收应用对指定的终端的定位请求,将定位请求输出至第一鉴权模块;接收到第一鉴权模块的通知,将定位请求转发至核心网设备,以使核心网设备启动对所述终端的辅助定位测量,接收核心网设备返回的定位测量结果,将定位测量结果输出至计算模块;接收计算模块的计算结果,将计算结果返回至所述应用;
第一鉴权模块,用于对定位请求进行鉴权,如果鉴权通过,通知第一通信模块;
计算模块,用于根据核心网设备返回的定位测量结果计算终端的位置,将计算结果输出至第一通信模块;
所述定位测量结果包括信号往返时间测量结果和接收信号电平测量结果,其中:
信号往返时间测量结果包括所述终端的服务基站对定位测量信号帧的往返时间值、所述终端对定位测量信号帧的接收发送时间差值;
接收信号电平测量结果包括所述终端接收到的服务基站和邻接基站的定位测量信号电平值;
所述计算模块根据核心网设备返回的定位测量结果计算终端的位置,具体包括:
计算所述终端到所述服务基站的第一距离L1:L1=(RTT-UE Rx Tx TimeDifference)*c/2;
其中,RTT为终端的服务基站对定位测量信号帧的往返时间值,UE Rx Tx TimeDifference为所述终端对定位测量信号帧的接收发送时间差值,c为光速;
如果第一距离L1小于所述服务基站的覆盖半径RadiusServ,则将第一距离L1作为所述终端到所述服务基站的距离L;
如果第一距离L1大于或等于所述服务基站的覆盖半径RadiusServ,则根据预先定义的异常距离校正因子,计算所述终端到所述服务基站的第三距离L3,并将第三距离L3作为所述终端到所述服务基站的距离L:
L3=RadiusServ*异常距离校正因子;
根据所述终端接收到的所述邻接基站的定位测量信号电平值以及预先存储的所述终端的服务基站的邻接基站信息,确定所述终端相对于所述服务基站的方向;在确定第一距离L1大于或等于所述服务基站的覆盖半径RadiusServ之后,计算所述终端到所述服务基站的第三距离L3之前,还包括:
计算所述终端到所述服务基站的第四距离d1:
路损因子-RSCP1=20lg(F1)+20lg(d1);
计算所述终端到所述服务基站的第i个邻接基站的第五距离di,其中,i为2至n之间的自然数,n为服务基站和邻接基站的基站总数:
路损因子-RSCPi=20lg(Fi)+20lg(di);
其中,RSCP1为所述终端接收到的所述服务基站的定位测量信号电平值,RSCPi为所述终端接收到的所述服务基站的第i个邻接基站的定位测量信号电平值,F1为所述服务基站的下行频率,Fi为所述服务基站的第i个邻接基站的下行频率;
根据最小二乘法、终端到服务基站的第四距离d1以及终端到服务基站的各个邻接基站的第五距离,计算终端到服务基站的第六距离L6;
计算终端到服务基站的第四距离d1与终端到服务基站的第六距离L6的加权平均值,将所述加权平均值作为所述终端到所述服务基站的第二距离L2;
如果第二距离L2小于所述服务基站的覆盖半径RadiusServ,则将第二距离L2作为所述终端到所述服务基站的距离L;
如果第二距离L2大于或等于所述服务基站的覆盖半径RadiusServ,则触发对所述终端到所述服务基站的第三距离L3的计算。
12.一种核心网设备,其特征在于,包括第二通信模块和第二检测模块,其中:
第二通信模块,用于接收来自定位服务器的对终端的定位请求,通知第二检测模块;接收到第二检测模块的第一通知,向定位服务器发送定位失败消息;接收到第二检测模块的第二通知,为终端建立链路,并基于建立的链路寻呼终端,使终端转为连接状态;接收到第二检测模块的第三通知,向终端的服务基站发送对终端的定位测量请求,接收服务基站针对所述定位测量请求获取到的定位测量结果,将定位测量结果发送至定位服务器;
第二检测模块,用于接收到第二通信模块的通知,检测终端的当前状态,如果终端不是处于待机状态或连接状态,则发送第一通知至第二通信模块;如果终端处于待机状态,则发送第二通知至第二通信模块;如果终端处于连接状态,则发送第三通知至第二通信模块;
所述定位测量结果包括信号往返时间测量结果和接收信号电平测量结果,其中:
信号往返时间测量结果包括所述终端的服务基站对定位测量信号帧的往返时间值、所述终端对定位测量信号帧的接收发送时间差值;
接收信号电平测量结果包括所述终端接收到的服务基站和邻接基站的定位测量信号电平值;
所述定位测量结果用于所述定位服务器计算终端的位置,具体包括:
计算所述终端到所述服务基站的第一距离L1:L1=(RTT-UE Rx Tx TimeDifference)*c/2;
其中,RTT为终端的服务基站对定位测量信号帧的往返时间值,UE Rx Tx TimeDifference为所述终端对定位测量信号帧的接收发送时间差值,c为光速;
如果第一距离L1小于所述服务基站的覆盖半径RadiusServ,则将第一距离L1作为所述终端到所述服务基站的距离L;
如果第一距离L1大于或等于所述服务基站的覆盖半径RadiusServ,则根据预先定义的异常距离校正因子,计算所述终端到所述服务基站的第三距离L3,并将第三距离L3作为所述终端到所述服务基站的距离L:
L3=RadiusServ*异常距离校正因子;
根据所述终端接收到的所述邻接基站的定位测量信号电平值以及预先存储的所述终端的服务基站的邻接基站信息,确定所述终端相对于所述服务基站的方向;在确定第一距离L1大于或等于所述服务基站的覆盖半径RadiusServ之后,计算所述终端到所述服务基站的第三距离L3之前,还包括:
计算所述终端到所述服务基站的第四距离d1:
路损因子-RSCP1=20lg(F1)+20lg(d1);
计算所述终端到所述服务基站的第i个邻接基站的第五距离di,其中,i为2至n之间的自然数,n为服务基站和邻接基站的基站总数:
路损因子-RSCPi=20lg(Fi)+20lg(di);
其中,RSCP1为所述终端接收到的所述服务基站的定位测量信号电平值,RSCPi为所述终端接收到的所述服务基站的第i个邻接基站的定位测量信号电平值,F1为所述服务基站的下行频率,Fi为所述服务基站的第i个邻接基站的下行频率;
根据最小二乘法、终端到服务基站的第四距离d1以及终端到服务基站的各个邻接基站的第五距离,计算终端到服务基站的第六距离L6;
计算终端到服务基站的第四距离d1与终端到服务基站的第六距离L6的加权平均值,将所述加权平均值作为所述终端到所述服务基站的第二距离L2;
如果第二距离L2小于所述服务基站的覆盖半径RadiusServ,则将第二距离L2作为所述终端到所述服务基站的距离L;
如果第二距离L2大于或等于所述服务基站的覆盖半径RadiusServ,则触发对所述终端到所述服务基站的第三距离L3的计算。
13.一种基站,其特征在于,包括第三通信模块和第三检测模块,其中:
第三通信模块,用于接收核心网设备对终端的定位请求,通知第三检测模块;接收到第三检测模块的第一通知,向核心网设备发送定位失败消息;接收到第三检测模块的第二通知,启动终端的信号往返时间测量和/或接收信号电平测量,接收终端的定位测量结果,并将自身和终端的定位测量结果发送至核心网设备;
第三检测模块,用于接收到第三通信模块的通知,检测终端当前是否处于连接状态,如果终端不处于连接状态,则发送第一通知至第三通信模块;如果终端处于连接状态,则发送第二通知至第三通信模块;
所述定位测量结果包括信号往返时间测量结果和接收信号电平测量结果,其中:
信号往返时间测量结果包括所述终端的服务基站对定位测量信号帧的往返时间值、所述终端对定位测量信号帧的接收发送时间差值;
接收信号电平测量结果包括所述终端接收到的服务基站和邻接基站的定位测量信号电平值;
所述定位测量结果用于所述核心网设备发送给定位服务器并通过定位服务器计算终端的位置,具体包括:
计算所述终端到所述服务基站的第一距离L1:L1=(RTT-UE Rx Tx TimeDifference)*c/2;
其中,RTT为终端的服务基站对定位测量信号帧的往返时间值,UE Rx Tx TimeDifference为所述终端对定位测量信号帧的接收发送时间差值,c为光速;
如果第一距离L1小于所述服务基站的覆盖半径RadiusServ,则将第一距离L1作为所述终端到所述服务基站的距离L;
如果第一距离L1大于或等于所述服务基站的覆盖半径RadiusServ,则根据预先定义的异常距离校正因子,计算所述终端到所述服务基站的第三距离L3,并将第三距离L3作为所述终端到所述服务基站的距离L:
L3=RadiusServ*异常距离校正因子;
根据所述终端接收到的所述邻接基站的定位测量信号电平值以及预先存储的所述终端的服务基站的邻接基站信息,确定所述终端相对于所述服务基站的方向;在确定第一距离L1大于或等于所述服务基站的覆盖半径RadiusServ之后,计算所述终端到所述服务基站的第三距离L3之前,还包括:
计算所述终端到所述服务基站的第四距离d1:
路损因子-RSCP1=20lg(F1)+20lg(d1);
计算所述终端到所述服务基站的第i个邻接基站的第五距离di,其中,i为2至n之间的自然数,n为服务基站和邻接基站的基站总数:
路损因子-RSCPi=20lg(Fi)+20lg(di);
其中,RSCP1为所述终端接收到的所述服务基站的定位测量信号电平值,RSCPi为所述终端接收到的所述服务基站的第i个邻接基站的定位测量信号电平值,F1为所述服务基站的下行频率,Fi为所述服务基站的第i个邻接基站的下行频率;
根据最小二乘法、终端到服务基站的第四距离d1以及终端到服务基站的各个邻接基站的第五距离,计算终端到服务基站的第六距离L6;
计算终端到服务基站的第四距离d1与终端到服务基站的第六距离L6的加权平均值,将所述加权平均值作为所述终端到所述服务基站的第二距离L2;
如果第二距离L2小于所述服务基站的覆盖半径RadiusServ,则将第二距离L2作为所述终端到所述服务基站的距离L;
如果第二距离L2大于或等于所述服务基站的覆盖半径RadiusServ,则触发对所述终端到所述服务基站的第三距离L3的计算。
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CN201711466238.3A CN108459317B (zh) | 2017-12-28 | 2017-12-28 | 定位方法及系统、定位服务器、核心网设备、基站 |
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