WO2020134782A1

WO2020134782A1 - 一种基于lte信号的定位方法、装置及可读存储介质

Info

Publication number: WO2020134782A1
Application number: PCT/CN2019/120610
Authority: WO
Inventors: 金宁迪; 夏文俊; 毛旭东; 游龙涛; 马琳
Original assignee: 中兴通讯股份有限公司
Priority date: 2018-12-25
Filing date: 2019-11-25
Publication date: 2020-07-02
Also published as: CN111372309B; CN111372309A

Abstract

本公开涉及一种基于LTE信号的定位方法、装置及可读存储介质，包括：获取终端发送的测量数据，确定测量数据对应的主小区的位置；获取预设区域内各建筑的中心经纬度所形成的集合D；在主小区的参考信号接收功率值大于门限值σ或主小区的时间提前量小于等于预设参数的情况下，在集合D中获取与主小区的位置之间具有预设距离的建筑组成的集合，确定为一级定位区域；获取一级定位区域与主小区的天线的覆盖角度范围相重合的建筑集合，并确定为二级定位区域，根据二级定位区域确定终端的位置。

Description

一种基于LTE信号的定位方法、装置及可读存储介质

本公开要求享有2018年12月25日提交的名称为“一种基于LTE信号的定位方法、装置及可读存储介质”的中国专利申请CN201811593925.6的优先权，其全部内容通过引用并入本文中。

技术领域

本公开实施例涉及信号处理领域，尤其涉及一种基于LTE信号的定位方法、一种基于LTE信号的定位装置及计算机可读存储介质。

背景技术

一些情况中的室内定位系统使用各种不同的无线传输技术，例如WiFi，红外线，RFID(射频识别)，蜂窝网，超声波，视觉和激光等。WiFi定位技术成本低，因此许多室内定位技术都是利用WiFi信号进行定位。但是WiFi信号传播距离很短，并且使用WiFi进行定位需要多个AP，在一些建筑物中不满足WiFi定位的要求，因此WiFi定位方法的使用有一定的局限性。

此外，传统的利用信号的室内定位方法需要建立离线指纹库。对一栋建筑建立指纹库的工作量很大，对于一个城市来说建立指纹库的工作量更大，基本不可能靠人力去建立。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开实施例提供了一种基于LTE信号的定位方法、一种基于LTE信号的定位装置及计算机可读存储介质。

有鉴于此，第一方面，本公开实施例提供了一种基于LTE信号的定位方法，包括：获取终端发送的测量数据，确定测量数据对应的主小区的位置；获取预设区域内各建筑的中心经纬度所形成的集合D；在主小区的参考信号接收功率值大于门限值σ或主小区的时间提前量小于等于预设参数的情况下，在集合D中获取与主小区的位置之间具有预设距离的建筑组成的集合，确定为一级定位区域；获取一级定位区域与主小区的天线的覆盖角度范围相重合的建筑集合，并确定为二级定位区域，根据二级定位区域确定终端的位置。

第二方面，本公开实施例提供了一种基于LTE信号的定位装置，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现第一方面方法的步骤。

第三方面，本公开实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如第一方面方法的步骤。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

为了更清楚地说明本公开实施例或一些情况中的技术方案，下面将对实施例或一些情况描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开一个实施例提供的一种基于LTE信号的定位方法的一个流程图；

图2为本公开一个实施例提供的一种基于LTE信号的定位方法的另一个流程图；

图3为本公开一个实施例提供的一种基于LTE信号的定位方法中的一级定位区域的示意图；

图4为本公开一个实施例提供的一种基于LTE信号的定位方法中的二级定位区域的示意图；

图5为本公开一个实施例提供的一种基于LTE信号的定位方法中的三级定位区域的示意图；

图6为本公开一个实施例提供的一种基于LTE信号的定位方法中的测量数据聚类结果的示意图；

图7为本公开一个实施例提供的一种基于LTE信号的定位装置的示意图。

具体实施方式

为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开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公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

图1为本公开实施例提供的一种基于LTE信号的定位方法的流程图，可包括以下步骤101至步骤104：步骤101，获取终端发送的测量数据，确定测量数据对应的主小区的位置；步骤102，获取预设区域内各建筑的中心经纬度所形成的集合D；步骤103，在主小区的参考信号接收功率值大于门限值σ或主小区的时间提前量小于等于预设参数的情况下，在集合D中获取与主小区的位置之间具有预设距离的建筑组成的集合，确定为一级定位区域；步骤104，获取一级定位区域与主小区的天线的覆盖角度范围相重合的建筑集合，并确定为二级定位区域，根据二级定位区域确定终端的位置。

本公开实施例提出的基于LTE信号的定位方法，在对终端进行定位时，会获取到该终端发送的测量数据(MR数据)，并根据单条的测量数据去读该数据中对应的主小区的位置，在测量数据可以获取到主小区的ECI，因此便可获取到主小区的位置；随后获取预设区域内各建筑的中心经纬度所形成的集合D，在集合D中包括预设区域内的各个建筑的中心位置的经纬度坐标，即设定终端会在集合D中包括的某一个建筑内，随后再逐步对终端的范围进行缩小；通过测量数据获取到主小区的参考信号接收功率(RSRP)值和主小区的时间提前量(ta)，对主小区的参考信号接收功率值与门限值σ进行比较、同时将主小区的时间提前量与预设参数进行比较，当主小区的参考信号接收功率值大于门限值σ或主小区的时间提前量小于等于预设参数时，说明此时该终端距离主小区的位置较近，因此在集合D中获取与主小区的位置之间具有预设距离的建筑组成的集合，将该集合中的建筑所在的区域确定为一级定位区域，即确定了终端会在一级定位区域内；随后获取一级定位区域与主小区的天线的覆盖角度范围相重合的建筑集合，将该集合确定为二级定位区域，根据二级定位区域确定终端的位置，即确定了终端会在该二级定位区域内。本公开通过测量数据进行定位，在不需要借助GPS和指纹库的情况下，通过对测量数据进行分析最终选择定位区域，能够实现无监督的、精确的建筑定位，可以实现在全部城市空间中平均定位误差约为70m，实现了低成本高精度的定位效果。

在一个实施例中，为保证确定的一级定位区域与主小区之间的距离可靠，可以将门限值σ选取为-90dBm，将预设参数可以选取为2。

可以想到地，由于蜂窝无线信号是WiFi室内定位的有力替代品，接收的信号电平比卫星系统更强，并且蜂窝网的部署能够在室内提供良好的覆盖。同时，新的长期演进(LTE)信号具有高带宽以及帧和同步结构，使其非常适合于定位目的。并且使用一部智能手机能很容易地获取到LTE信号，不需要昂贵的设备成本和很长的设备安装时间。因此本公开利用新的长期演进(LTE)信号在工参准确和无室内分布基站的情况下，可以在不需要借助GPS和离线指纹库的情况下能实现精确的室内定位。

图2为本公开实施例提供的一种基于LTE信号的定位方法的流程图，可包括以下步骤201至步骤206：步骤201，获取终端发送的测量数据，确定测量数据对应的主小区的位置；步骤202，获取预设区域内各建筑的中心经纬度所形成的集合D；步骤203，在主小区的参考信号接收功率值大于门限值σ或主小区的时间提前量小于等于预设参数的情况下，在集合D中获取与主小区的位置之间具有预设距离的建筑组成的集合，确定为一级定位区域；步骤204，获取一级定位区域与主小区的天线的覆盖角度范围相重合的建筑集合，并确定为二级定位区域，根据二级定位区域确定终端的位置；步骤205，确定测量数据对应的第一邻小区的位置，其中第一邻小区的参考信号接收功率值为测量数据对应的多个邻小区的参考信号接收功率值中的最大值；步骤206，获取二级定位区域与第一邻小区的天线的覆盖角度范围相重合的建筑集合，并确定为三级定位区域；根据三级定位区域更新终端的位置。

该实施例涉及进一步进行精确定位的方案。根据确定测量数据对应的第一邻小区的位置，由于针对每一条测量数据均可能会存在多个邻小区，因此需要在多个邻小区中确定第一邻小区，其确定方案为获取各个邻小区的参考信号接收功率值，并在其中选取出参考信号接收功率值最大的邻小区为第一邻小区；在确定了二级定位区域后，由于获取到邻小区的相关信息，因此可以通过邻小区再进行进一步的定位，具体为获取二级定位区域与第一邻小区的天线的覆盖角度范围相重合的建筑集合，将该建筑集合确定为三级定位区域，随后将终端的位置根据三级定位区域进行更新，以使得最终的定位结果更加准确。

在一个实施例中，基于LTE信号的定位方法还包括：获取预设时长内终端发送的m个测量数据，根据每个测量数据对应的总小区数量N和参考信号接收功率极差R；将m个测量数据对应的总小区数量N和参考信号接收功率极差R组成定位特征二维坐标DF，

其中，(N _i，R _i)表示为第i个测量数据对应的总小区数量N和参考信号接收功率极差R，且i＝1,2,…m；将定位特征二维坐标DF通过聚类方法分为至少两个类别，获取各类别的聚类中心的欧式距离，通过欧式距离确定各类别所属的层数；其中，欧式距离与所属的层数为正相关。

该实施例涉及进一步进行精确定位的方案，以实现确定定位结果所在楼层数。在定位出二级定位区域或三级定位区域后，收集终端在预设时长内发送的m个测量数据，在一个实施例中，m取大于1的整数；依次获取每个测量数据对应的总小区数量N和参考信号接收功率(RSRP)极差R，总小区数量指的是每一条数据的小区数量特征，指的是该条测试数据中的主服务小区和邻小区数量之和；RSRP极差指的是每一条数据的RSRP极差特征，指的是该测试数据中的检测到的RSRP的最大值减去RSRP的最小值。随后将m个测量数据对应的总小区数量N和参考信号接收功率极差R组成定位特征二维坐标DF，每一条数据表示成二维坐标(N，R)，其中，N表示数据的横坐标，为小区数量；R表示数据的纵坐标，为RSRP极差。将定位特征二维坐标DF通过聚类方法分为至少两个类别，在一个实施例中，可以为通过K-MEANS聚类方法进行聚类，也可以采用其他的聚类方法；在采用聚类方法分为至少两个类别时，类别的数量就可以看作为建筑的层高，当分为两个类别时，最终可以得到高层数据、低层数据的聚类结果；当分为三个类别时，最终可以得到高层数据、中层数据、低层数据的聚类结果；也可以根据建筑的总层数确定聚类的类别数量。随后便可获取各类别的聚类中心的欧式距离，通过欧式距离确定各类别所属的层数；各类别的欧式距离值越大，则类别的数据对应的层数也越高，以使得最终可以确定在前述方案中用于定位的该条测量数据所在的层数，实现定位效果更加准确。

在一个实施例中，总小区数量N＝num_Serving+num_Neighboring，其中，num_Serving表示该条测试数据中的主小区数量，num_Neighboring表示该条测试数据中的邻小区数量。在一个实施例中，参考信号接收功率极差R＝max_RSRP-min_RSRP，其中，max_RSRP表示该条测试数据中RSRP的最大值，min_RSRP表示该条测试数据中RSRP的最小值。

实施例一：

当通过K-MEANS聚类方法进行两个类别的聚类时，其计算步骤为：

步骤一：初始化类别标记向量label＝[l ₁ l ₂ … l _m]＝[0 0 … 0]；

步骤二：在DF中任意选取两个坐标作为聚类中心：c ₁＝(CN ₁,CR ₁)和c ₂＝(CN ₂,CR ₂)；

步骤三：对于DF中的点(N _i,R _i)，i＝1,2,…,m分别计算其与聚类中心c ₁与c ₂的距离dc ₁与dc ₂，如下公式所示：

若dc ₁<dc ₂，则令l _i＝1，将点(N _i,R _i)的类别标记为1；若dc ₁>dc ₂，则令l _i＝2，将点(N _i,R _i)的类别标记为2。

步骤四：对于所有类别标记为k，k＝1,2的点，重新计算聚类中心，如下公式所示：

其中，count(l _i＝k)表示统计l _i＝k的个数。

步骤五：重复步骤三、四，直到标记向量label＝[l ₁ l ₂ … l _m]不再变化为止。

步骤六：输出两个聚类中心(CN ₁,CR ₁)和(CN ₂,CR ₂)和对应类别的数据。

此外，计算两个聚类中心到原点的欧氏距离，如下公式所示：

如果d ₁>d ₂，则将聚类中心(CN ₁,CR ₁)判定为高楼层聚类中心，属于类别1的数据判定为高楼层数据，将聚类中心(CN ₂,CR ₂)判定为低楼层聚类中心，属于类别2的数据判定为低楼层数据；如果d ₁<d ₂，则将聚类中心(CN ₁,CR ₁)判定为低楼层聚类中心，属于类别1的数据判定为低楼层数据，将聚类中心(CN ₂,CR ₂)判定为高楼层聚类中心，属于类别2的数据判定为高楼层数据，其最终聚类后的结果如图6所示。

在一个实施例中，在获取预设区域内各建筑的中心经纬度所形成的集合D的步骤之后，还包括：在主小区的参考信号接收功率值小于等于门限值σ且主小区的时间提前量大于预设参数的情况下，将集合D中以主小区的位置为圆心，以第一半径和第二半径构成的环形区域内部的建筑集合作为一级定位区域，其中第一半径小于第二半径。

该实施例涉及另一种确定一级定位区域的方案，在主小区的参考信号接收功率值小于等于门限值σ，同时主小区的时间提前量大于预设参数的情况下，即说明此时的待定位终端并未距离主小区足够近，主小区附加的建筑需要被排除，因此将集合D中以主小区的位置为圆心，以第一半径和第二半径构成的环形区域内部的建筑集合作为一级定位区域，也就是说一级定位区域的选取方式可以为两种。

在一个实施例中，将集合D中以主小区的位置之间具有预设距离的建筑组成的集合确定为一级定位区域的步骤，包括：将集合D中以主小区的位置为圆心，以第三半径做出圆形内部的建筑集合作为一级定位区域。

该实施例涉及另一种确定一级定位区域的方案，在主小区的参考信号接收功率值大于门限值σ或主小区的时间提前量小于等于预设参数的情况下，在根据预设距离确定为一级定位区域的方案时，可以将预设距离设定为第三半径，而将集合D中以主小区的位置为圆心，以第三半径做出圆形内部的建筑集合作为一级定位区域。

在一个实施例中，获取一级定位区域与主小区的天线的覆盖角度范围相重合的建筑集合的步骤，包括：根据工参表获取主小区的经纬度、天线方位角及水平波束宽度，依据主小区的经纬度、天线方位角及水平波束宽度判断一级定位区域中的建筑是否包含在主小区的天线的覆盖角度范围内；在一级定位区域中的建筑包含在主小区的天线的覆盖角度范围内的情况下，获取一级定位区域与主小区的天线的覆盖角度范围相重合的建筑集合。

该实施例涉及判断建筑是否包含在小区天线的覆盖角度范围内的方案。在确定主小区后，对照工参表可获取主小区的经纬度(s_Lon _i,s_Lat _i)、天线方位角s_Azimuth _i及水平波束宽度s_HBWD _i，随后根据上述参数判断一级定位区域中的建筑是否包含在主小区的天线的覆盖角度范围内；在一级定位区域中的建筑包含在主小区的天线的覆盖角度范围内的情况下，获取一级定位区域与主小区的天线的覆盖角度范围相重合的建筑集合，该集合为二级定位区域。

实施例二：

根据某一建筑位置(plon,plon)，小区经纬度(Lon,Lat)，天线方位角Azimuth及水平波束宽度HBWD判断建筑是否包含在小区天线的覆盖角度范围内的过程包含下述步骤。

步骤一：计算建筑位置(plon,plon)相对于小区位置(Lon,Lat)的初始方位角Bearing ^uc，如下公式所示：

步骤二：计算方位角校准值BC，如下公式所示：

步骤三：计算最终的方位角Bearing，如下公式所示；

Bearing＝Bearing ^uc+BC

步骤四：判定过程。根据Bearing判定建筑位置是否在天线覆盖角度范围内，判定结果result＝1表示建筑位置在天线覆盖角度范围内，result＝0建筑位置是否在天线覆盖角度范围内。

其中：(1)若HBWD＝360°，则result＝1，判定结束，否则进行(2)～(5)；

(2)计算天线波束角度下边界L与角度上边界H，如下公式所示：

(3)若L<0°(即L位于北偏西方向)，则按照公式(1)计算第一下边界L ₁，第二下边界L ₂，第一上边界H ₁，第二上边界H ₂，否则进行(4)。按照公式(2)进行判定后，判定结束。

(4)若H>360°(即H位于北偏东方向)，则按照公式(3)计算第一下边界L ₁，第二下边界L ₂，第一上边界H ₁，第二上边界H ₂，否则进行(5)。按照公式(4)进行判定后，判定结束。

(5)按照公式(5)进行判定后，判定结束。

在一个实施例中，基于LTE信号的定位方法还包括：在一级定位区域中的建筑未包含在主小区的天线的覆盖角度范围内的情况下，以一级定位区域作为二级定位区域。

该实施例涉及另一种确定二级定位区域的方案。在一级定位区域中的建筑未包含在主小区的天线的覆盖角度范围内的情况下，即一级定位区域与主小区的天线的覆盖角度范围内没有交集，此时以一级定位区域作为二级定位区域。

在一个实施例中，获取二级定位区域与第一邻小区的天线的覆盖角度范围相重合的建筑集合的步骤，包括：根据工参表获取第一邻小区的经纬度、天线方位角及水平波束宽度，并依据第一邻小区的经纬度、天线方位角及水平波束宽度判断二级定位区域中的建筑是否包含在第一邻小区的天线的覆盖角度范围内；在二级定位区域中的建筑包含在第一邻小区的天线的覆盖角度范围内的情况下，获取二级定位区域与第一邻小区的天线的覆盖角度范围相重合的建筑集合。

该实施例涉及一种获取二级定位区域与第一邻小区的天线的覆盖角度范围相重合的建筑集合的方案。根据工参表获取第一邻小区的经纬度、天线方位角及水平波束宽度，具体为根据测量数据中获取邻小区PCI和earfcn(E-UTRA Absolute Radio Frequency Channel Number，载频频点号)，通过PCI和earfcn唯一确定该邻小区，随后通过对照工参表表获取第一邻小区的经纬度(n_Lon _i,n_Lat _i)、天线方位角n_Azimuth _i及水平波束宽度n_HBWD _i，并依据上述参数判断二级定位区域中的建筑是否包含在第一邻小区的天线的覆盖角度范围内，计算方式参见上述实施例二，在二级定位区域中的建筑包含在第一邻小区的天线的覆盖角度范围内的情况下，获取二级定位区域与第一邻小区的天线的覆盖角度范围相重合的建筑集合。

在一个实施例中，在二级定位区域中的建筑未包含在第一邻小区的天线的覆盖角度范围内的情况下，以二级定位区域作为三级定位区域。

该实施例涉及另一种确定三级定位区域的方案。在二级定位区域中的建筑未包含在第一邻小区的天线的覆盖角度范围内的情况下，即二级定位区域与第一邻小区的天线的覆盖角度范围内没有交集，此时以二级定位区域作为三级定位区域。

在一个实施例中，确定测量数据对应的主小区的位置的步骤，包括：获取测量数据中的基站编号eNodeB ID和小区编号Cell ID，并通过基站编号eNodeB ID和小区编号Cell ID确定主小区的ECI，根据ECI对照工参表查找出主小区的位置；其中ECI的计算公式为：ECI＝eNodeB ID×256+Cell ID。

该实施例涉及一种获取主小区的位置的方案。根据测量数据中获取其中的eNodeB ID和Cell ID数据，并通过eNodeB ID和Cell ID确定主小区的ECI，ECI为一串十进制数，由eNodeB ID和Cell ID组合而成，可以唯一的表示一个小区，在确定小区后对照工参表查找出主小区的位置。

在一个实施例中，ECI的计算公式为：ECI＝eNodeB ID×256+Cell ID。

在一个实施例中，获取预设区域内各建筑的中心经纬度所形成的集合D的步骤，包括：通过地理信息系统地图获取预设区域内面积大于150m ²的建筑的中心经纬度所形成的集合D。

该实施例涉及一种确定集合D的方案。首先通过地理信息系统(GIS)地图获取预设区域内面积大于150m ²的建筑，即将面积小于150m ²的建筑进行剔除，由于在GIS地图中构造出各个建筑的外型，会将外形不规则的建筑的外部分割出若干小建筑，因此面积小于150m ²的建筑可以认为是GIS地图构造出的虚拟建筑，并非为实际存在，因此为保证集合D中的建筑均为实体建筑，则会先剔除面积小于 150m ²的建筑。随后再将面积大于150m ²的建筑的的中心坐标点的经纬度形成集合D。

在一个实施例中，获取终端发送的测量数据的步骤，包括：获取终端发送的多条测量数据，根据多条测量数据确定多个主小区；剔除多个主小区中出现频率少于预设频率的主小区对应的测量数据。

该实施例涉及一种数据清洗方案。在采用一条测量数据进行定位时，被采用的数据需要在多条测量数据中选取。首先会根据多条测量数据确定多个主小区，计算出各个主小区的出现频率，随后剔除多个主小区中出现频率少于预设频率的主小区对应的测量数据，在剩余的测量数据中选取后续要使用的测量数据。

在一个实施例中，基于LTE信号的定位方法还包括：在确定了三级定位区域之后，获得三级定位区域内所有建筑的位置，用T _i表示第i条MR测量数据(第i次定位)对应的三级定位区域内建筑位置的集合。tr _j＝(tlon _j,tlat _j)表示三级定位区域内第j个建筑的位置，括号内部分别是其经度和纬度。j＝1,…,n，其中n是三级定位区域内建筑的个数。

计算三级定位区域内建筑位置的平均值：

其中，uc表示未校正。由于直接对三级定位区域内建筑位置求平均值，结果可能不在建筑内，因此，需要将

校正到建筑内部，以保证定位结果位于建筑内部。

本公开采用最近邻法校正，选择与

距离最近的建筑作为最终定位结果；

其中，

表示的是三级定位区域中第j个建筑与第i条MR测量数据未校正的定位结果

之间的距离，计算方法如下：

在一个实施例中，基于LTE信号的定位方法还包括：计算三级定位区域中全部建筑位置的算术平均值

与三级定位区域中每一建筑的距离，选择与算术平均值

距离最接近的建筑作为MR测量数据的定位结果R _i，

其中，

tr _j＝(tlon _j,tlat _j)，i＝1,2,…,n是三级定位区域中的建筑的位置，n是三级定位区域中建筑的数量，

R是地球半径。

该实施例涉及一种对定位的结果进行校正的方案。在计算出三级定位区域后，计算三级定位区域中全部建筑位置的算术平均值

将算术平均值

与三级定位区域中每一建筑的距离进行计算，最后选择与算术平均值

距离最接近的建筑作为MR测量数据的定位结果R _i。

如图3所述，当取第三半径＝第一半径＝r ₁时，第二半径＝r ₂时，一级定位区域可以表示为图中Fi所示区域。在一个实施例中，如图4所述，二级定位区域可以表示为图中Si所示区域。在一个实施例中，如图5所述，三级定位区域可以表示为图中Ti所示区域。

如图7所示，本公开实施例提供一种基于LTE信号的定位装置200，包括：处理器201、存储器202、通信接口203和总线204；

其中，处理器201、存储器202、通信接口203通过总线204完成相互间的通信；

通信接口203用于外部设备之间的信息传输；外部设备例如为服务器；

处理器201用于调用存储器202中的计算机程序指令，以执行如各方法实施例所提供的方法，例如包括：获取终端发送的测量数据，确定测量数据对应的主小区的位置；获取预设区域内各建筑的中心经纬度所形成的集合D；在主小区的参考信号接收功率值大于门限值σ或主小区的时间提前量小于等于预设参数的情况下，在集合D中获取与主小区的位置之间具有预设距离的建筑组成的集合，确定为一级定位区域；获取一级定位区域与主小区的天线的覆盖角度范围相重合的建筑集合，并确定为二级定位区域，根据二级定位区域确定终端的位置。

在一个实施例中，上述处理器201可以包括中央处理器(CPU)，或者特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)，或者可以被配置成实施本公开实施例的一个或多个集成电路。

存储器202可以包括用于数据或指令的大容量存储器。举例来说而非限制，存储器202可包括硬盘驱动器(Hard Disk Drive，HDD)、软盘驱动器、闪存、光盘、磁光盘、磁带或通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)驱动器或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，存储器202可包括可移除或不可移除(或固定)的介质。在合适的情况下，存储器202可在数据处理装置的内部或外部。在特定实施例中，存储器202是非易失性固态存储器。在特定实施例中，存储器202包括只读存储器(ROM)。在合适的情况下，该ROM可以是掩模编程的ROM、可编程ROM(PROM)、可擦除PROM(EPROM)、电可擦除PROM(EEPROM)、电可改写ROM(EAROM)或闪存或者两个或更多个以上这些的组合。

处理器201通过读取并执行存储器202中存储的计算机程序指令，以实现上述实施例中的任意一种流量管理方法。

通信接口203，主要用于实现本公开实施例中各模块、装置、单元和/或设备之间的通信。

总线204包括硬件、软件或两者，将流量管理设备的部件彼此耦接在一起。举例来说而非限制，总线可包括加速图形端口(AGP)或其他图形总线、增强工业标准架构(EISA)总线、前端总线(FSB)、超传输(HT)互连、工业标准架构(ISA)总线、无限带宽互连、低引脚数(LPC)总线、存储器总线、微信道架构(MCA)总线、外围组件互连(PCI)总线、PCI-Express(PCI-X)总线、串行高级技术附件(SATA)总线、视频电子标准协会局部(VLB)总线或其他合适的总线或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，总线204可包括一个或多个总线。尽管本公开实施例描述和示出了特定的总线，但本公开考虑任何合适的总线或互连。

以上所述的结构框图中所示的功能块可以实现为硬件、软件、固件或者它们的组合。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路(ASIC)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本公开的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。“可读介质”可以包括能够存储或传输信息的任何介质。可读介质的例子包括电子电路、半导体存储器设备、ROM、闪存、可擦除ROM(EROM)、软盘、CD-ROM、光盘、硬盘、光纤介质、射频(RF)链路，等等。代码段可以经由诸如因特网、内联网等的计算机网络被下载。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本公开通过对测量数据进行分析最终选择定位区域，能够实现无监督的、精确的建筑定位，实现了低成本高精度的定位效果。

相比一些情况，本公开实施例提出的基于LTE信号的定位方法，通过测量数据进行定位，在不需要借助GPS和指纹库的情况下，通过对测量数据进行分析最终选择定位区域，能够实现无监督的、精确的建筑定位，可以实现在全部城市空间中平均定位误差约为70M，实现了低成本高精度的定位效果。

以上仅是本公开的实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

一种基于LTE信号的定位方法，其中，包括：

获取终端发送的测量数据，确定所述测量数据对应的主小区的位置；

获取预设区域内各建筑的中心经纬度所形成的集合D；

在所述主小区的参考信号接收功率值大于门限值σ或所述主小区的时间提前量小于等于预设参数的情况下，在所述集合D中获取与所述主小区的位置之间具有预设距离的建筑组成的集合，确定为一级定位区域；

获取所述一级定位区域与所述主小区的天线的覆盖角度范围相重合的建筑集合，并确定为二级定位区域，根据所述二级定位区域确定所述终端的位置。
根据权利要求1所述的基于LTE信号的定位方法，其中，所述基于LTE信号的定位方法还包括：

确定所述测量数据对应的第一邻小区的位置，其中所述第一邻小区的参考信号接收功率值为所述测量数据对应的多个邻小区的参考信号接收功率值中的最大值；

获取所述二级定位区域与所述第一邻小区的天线的覆盖角度范围相重合的建筑集合，并确定为三级定位区域；

根据所述三级定位区域更新所述终端的位置。
根据权利要求1所述的基于LTE信号的定位方法，其中，所述基于LTE信号的定位方法还包括：

获取预设时长内所述终端发送的m个所述测量数据，根据每个所述测量数据对应的总小区数量N和参考信号接收功率极差R；

将m个所述测量数据对应的所述总小区数量N和所述参考信号接收功率极差R组成定位特征二维坐标DF，

其中，(Ni，Ri)表示为第i个所述测量数据对应的所述总小区数量N和所述参考信号接收功率极差R，且i＝1,2,…m；

将所述定位特征二维坐标DF通过聚类方法分为至少两个类别，获取各类别的聚类中心的欧式距离，通过所述欧式距离确定各类别所属的层数；

其中，所述欧式距离与所属的层数为正相关。
根据权利要求1至3中任一项所述的基于LTE信号的定位方法，其中，所述在获取预设区域内各建筑的中心经纬度所形成的集合D的步骤之后，还包括：

在所述主小区的参考信号接收功率值小于等于门限值σ且所述主小区的时间提前量大于所述预设参数的情况下，将所述集合D中以所述主小区的位置为圆心，以第一半径和第二半径构成的环形区域内部的建筑集合作为所述一级定位区域，其中所述第一半径小于所述第二半径。
根据权利要求1至3中任一项所述的基于LTE信号的定位方法，其中，所述将所述集合D中以所述主小区的位置之间具有预设距离的建筑组成的集合确定为一级定位区域的步骤，包括：

将所述集合D中以所述主小区的位置为圆心，以第三半径做出圆形内部的建筑集合作为所述一级定位区域。
根据权利要求1至3中任一项所述的基于LTE信号的定位方法，其中，所述获取所述一级定位区域与所述主小区的天线的覆盖角度范围相重合的建筑集合的步骤，包括：

根据工参表获取所述主小区的经纬度、天线方位角及水平波束宽度，依据所述主小区的经纬度、天线方位角及水平波束宽度判断所述一级定位区域中的建筑是否包含在所述主小区的天线的覆盖角度范围内；在所述一级定位区域中的建筑包含在所述主小区的天线的覆盖角度范围内的情况下，获取所述一级定位区域与所述主小区的天线的覆盖角度范围相重合的建筑集合。
根据权利要求6所述的基于LTE信号的定位方法，其中，所述基于LTE信号的定位方法还包括：

在所述一级定位区域中的建筑未包含在所述主小区的天线的覆盖角度范围内的情况下，以所述一级定位区域作为所述二级定位区域。
根据权利要求1至3中任一项所述的基于LTE信号的定位方法，其中，所述获取所述二级定位区域与所述第一邻小区的天线的覆盖角度范围相重合的建筑集合的步骤，包括：

根据工参表获取所述第一邻小区的经纬度、天线方位角及水平波束宽度，并依据所述第一邻小区的经纬度、天线方位角及水平波束宽度判断所述二级定位区域中的建筑是否包含在所述第一邻小区的天线的覆盖角度范围内；

在所述二级定位区域中的建筑包含在所述第一邻小区的天线的覆盖角度范围内的情况下，获取所述二级定位区域与所述第一邻小区的天线的覆盖角度范围相重合的建筑集合。
根据权利要求8所述的基于LTE信号的定位方法，其中，

在所述二级定位区域中的建筑未包含在所述第一邻小区的天线的覆盖角度范围内的情况下，以所述二级定位区域作为所述三级定位区域。
根据权利要求1至3中任一项所述的基于LTE信号的定位方法，其中，所述确定所述测量数据对应的主小区的位置的步骤，包括：

获取所述测量数据中的基站编号eNodeB ID和小区编号Cell ID，并通过所述基站编号eNodeB ID和所述小区编号Cell ID确定所述主小区的ECI，根据所述ECI对照工参表查找出所述主小区的位置；

其中ECI的计算公式为：ECI＝eNodeB ID×256+Cell ID。
根据权利要求1至3中任一项所述的基于LTE信号的定位方法，其中，所述获取预设区域内各建筑的中心经纬度所形成的集合D的步骤，包括：

通过地理信息系统地图获取预设区域内面积大于150m ²的建筑的中心经纬度所形成的所述集合D。
根据权利要求1至3中任一项所述的基于LTE信号的定位方法，其中，所述获取终端发送的测量数据的步骤，包括：

获取所述终端发送的多条所述测量数据，根据多条所述测量数据确定多个所述主小区；

剔除多个所述主小区中出现频率少于预设频率的主小区对应的所述测量数据。
根据权利要求2所述的基于LTE信号的定位方法，其中，所述基于LTE信号的定位方法还包括：

在确定了三级定位区域之后，获得三级定位区域内所有建筑的位置，tr _j＝(tlon _j,tlat _j)表示三级定位区域内第j个建筑的位置，括号内部分别是其经度和纬度，j＝1,…,n，其中n是三级定位区域内建筑的个数；

计算三级定位区域内建筑位置的平均值：

其中，uc表示未校正；

采用最近邻法校正，选择与
距离最近的建筑作为最终定位结果，

其中，
表示的是三级定位区域中第j个建筑与第i条MR测量数据未校正的定位结果
之间的距离，计算方法如下：

其中，R是地球半径。
一种基于LTE信号的定位装置，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其中，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至13中任一项所述方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至13中任一项所述方法的步骤。