本發(fā)明涉及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于基站指紋特征匹配的定位方法、平臺(tái)和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

指紋定位是一種基于模式識(shí)別技術(shù)的無線定位方法，通常是通過采集無線信號(hào)的強(qiáng)度等參數(shù)，生成指紋特征向量并和相關(guān)位置信息保存于數(shù)據(jù)庫中，在定位時(shí)候通過查詢指紋數(shù)據(jù)庫中能匹配的指紋向量特征和關(guān)聯(lián)位置定位，可以避免信號(hào)受到的阻擋等情況而造成強(qiáng)度減弱而導(dǎo)致的定位誤差。

現(xiàn)有方法采用信號(hào)強(qiáng)度作為指紋特征，信號(hào)強(qiáng)度會(huì)受到終端天線、流動(dòng)的人員和車輛、基站穩(wěn)定性等影響，導(dǎo)致同一地點(diǎn)的指紋特征產(chǎn)生不穩(wěn)定，造成指紋定位匹配的失敗或較大誤差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的一個(gè)技術(shù)問題是現(xiàn)有定位方法指紋特征不穩(wěn)定易造成指紋定位匹配的失敗或較大誤差。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，提出一種基于基站指紋特征匹配的定位方法，包括：獲取終端測(cè)量的基站的信號(hào)強(qiáng)度和時(shí)間特征參數(shù)；將終端測(cè)量的基站的信號(hào)強(qiáng)度和時(shí)間特征參數(shù)與基站指紋特征庫種的各采樣點(diǎn)的基站指紋信息進(jìn)行匹配，其中各采樣點(diǎn)的基站指紋信息包括各采樣點(diǎn)的可見基站的信號(hào)強(qiáng)度和時(shí)間特征參數(shù)；將與終端最匹配的采樣點(diǎn)的位置信息作為終端的定位信息。

進(jìn)一步地，還包括：獲取各采樣點(diǎn)的可見基站的信號(hào)強(qiáng)度和時(shí)間特征參數(shù)，并生成各采樣點(diǎn)的基站指紋信息，將各采樣點(diǎn)的基站指紋 信息保存在基站指紋特征庫。

進(jìn)一步地，獲取各采樣點(diǎn)的可見基站的信號(hào)強(qiáng)度和時(shí)間特征參數(shù)，并生成各采樣點(diǎn)的基站指紋信息的步驟包括：獲取各采樣點(diǎn)的可見基站的信號(hào)強(qiáng)度和時(shí)間特征參數(shù)，并對(duì)可見基站的信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行歸一化處理；將歸一化處理的可見基站信號(hào)強(qiáng)度、時(shí)間特征參數(shù)生成采樣點(diǎn)的基站指紋信息，并關(guān)聯(lián)采樣點(diǎn)的位置信息。

進(jìn)一步地，時(shí)間特征參數(shù)包括信號(hào)從基站到終端的到達(dá)時(shí)間；將終端測(cè)量的基站的信號(hào)強(qiáng)度和時(shí)間特征參數(shù)與基站指紋特征庫中的各采樣點(diǎn)的基站指紋信息進(jìn)行匹配的步驟包括：以到達(dá)時(shí)間與基站指紋特征庫中信號(hào)從相同基站到采樣點(diǎn)的到達(dá)時(shí)間的距離計(jì)算函數(shù)為變量；將變量與基站的信號(hào)強(qiáng)度的特征權(quán)重進(jìn)行加權(quán)處理，得到匹配值。

進(jìn)一步地，時(shí)間特征參數(shù)包括信號(hào)從基站到終端與基準(zhǔn)基站到終端的到達(dá)時(shí)間差；將終端測(cè)量的基站的信號(hào)強(qiáng)度和時(shí)間特征參數(shù)與基站指紋特征庫中的各采樣點(diǎn)的基站指紋信息進(jìn)行匹配的步驟包括：以時(shí)間差與基站指紋特征庫中信號(hào)從相同基站到采樣點(diǎn)的到達(dá)時(shí)間差的距離計(jì)算函數(shù)為變量；將變量與基站的信號(hào)強(qiáng)度的特征權(quán)重進(jìn)行加權(quán)處理，得到匹配值。

進(jìn)一步地，基站的信號(hào)強(qiáng)度的特征權(quán)重包括：基站指紋特征庫中采樣點(diǎn)的可見基站的信號(hào)強(qiáng)度的特征權(quán)重和/或定位時(shí)終端測(cè)量的基站的信號(hào)強(qiáng)度的特征權(quán)重。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提出一種定位平臺(tái)，包括：信息獲取單元，用于獲取終端測(cè)量的基站的信號(hào)強(qiáng)度和時(shí)間特征參數(shù)；特征匹配單元，用于將終端測(cè)量的基站的信號(hào)強(qiáng)度和時(shí)間特征參數(shù)與基站指紋特征庫中的各采樣點(diǎn)的基站指紋信息進(jìn)行匹配，其中基站指紋信息包括各采樣點(diǎn)的可見基站的信號(hào)強(qiáng)度和時(shí)間特征參數(shù)；定位單元，用于將與終端最匹配的采樣點(diǎn)的位置信息作為終端的定位信息。

進(jìn)一步地，還包括：信息獲取單元用于獲取各采樣點(diǎn)的可見基站的信號(hào)強(qiáng)度和時(shí)間特征參數(shù)；基站指紋信息生成單元，用于根據(jù)信息獲取單元獲取的各采樣點(diǎn)的可見基站的信號(hào)強(qiáng)度和時(shí)間特征參數(shù)，生 成采樣點(diǎn)的基站指紋信息；基站指紋特征庫，用于存儲(chǔ)各采樣點(diǎn)的基站指紋信息。

進(jìn)一步地，信息獲取單元用于獲取各采樣點(diǎn)的可見基站的信號(hào)強(qiáng)度和時(shí)間特征參數(shù)，并對(duì)可見基站的信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行歸一化處理；基站指紋信息生成單元用于將歸一化處理的可見基站信號(hào)強(qiáng)度、時(shí)間特征參數(shù)生成采樣點(diǎn)的基站指紋信息，并關(guān)聯(lián)采樣點(diǎn)的位置信息。

進(jìn)一步地，時(shí)間特征參數(shù)包括信號(hào)從基站到終端的到達(dá)時(shí)間；特征匹配單元用于以到達(dá)時(shí)間與基站指紋特征庫中信號(hào)從相同基站到采樣點(diǎn)的到達(dá)時(shí)間的距離計(jì)算函數(shù)為變量；將變量與基站的信號(hào)強(qiáng)度的特征權(quán)重進(jìn)行加權(quán)處理，得到匹配值。

進(jìn)一步地，時(shí)間特征參數(shù)包括信號(hào)從基站到終端與信號(hào)從基準(zhǔn)基站到終端的到達(dá)時(shí)間差；特征匹配單元用于以時(shí)間差與基站指紋特征庫中信號(hào)從相同基站到采樣點(diǎn)的到達(dá)時(shí)間差的距離計(jì)算函數(shù)為變量；將變量與基站的信號(hào)強(qiáng)度的特征權(quán)重進(jìn)行加權(quán)處理，得到匹配值。

進(jìn)一步地，基站的信號(hào)強(qiáng)度的特征權(quán)重包括：基站指紋特征庫中采樣點(diǎn)的可見基站的信號(hào)強(qiáng)度的特征權(quán)重和/或定位時(shí)終端測(cè)量的基站的信號(hào)強(qiáng)度的特征權(quán)重。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提出一種基于基站指紋特征匹配的定位系統(tǒng)，包括終端和上述的定位平臺(tái)；終端用于向定位平臺(tái)發(fā)送定位請(qǐng)求，并將獲取的基站的信號(hào)強(qiáng)度和時(shí)間特征參數(shù)發(fā)送至定位平臺(tái)；還用于接收定位平臺(tái)發(fā)送的定位結(jié)果。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過采集周邊基站的信號(hào)強(qiáng)度和時(shí)間特征參數(shù)，生成混合指紋特征保存于指紋庫；定位時(shí)候，終端將檢測(cè)到的周邊基站信號(hào)強(qiáng)度和時(shí)間特征參數(shù)發(fā)送定位平臺(tái)，進(jìn)行加權(quán)最近距離匹配，獲取匹配點(diǎn)的位置來確定終端位置。本發(fā)明綜合利用了終端采集的多種類型參數(shù)，有效避免信號(hào)折射和繞射對(duì)到達(dá)時(shí)間參數(shù)的影響，提升了定位的精度和魯棒性。

通過以下參照附圖對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征及其優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得清楚。

附圖說明

構(gòu)成說明書的一部分的附圖描述了本發(fā)明的實(shí)施例，并且連同說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。

參照附圖，根據(jù)下面的詳細(xì)描述，可以更加清楚地理解本發(fā)明，其中：

圖1為本發(fā)明基于基站指紋特征匹配的定位方法的一個(gè)實(shí)施例的流程示意圖。

圖2為本發(fā)明基于基站指紋特征匹配的定位方法的另一個(gè)實(shí)施例的流程示意圖。

圖3為本發(fā)明基于基站指紋特征匹配的定位方法的再一個(gè)實(shí)施例的流程示意圖。

圖4為本發(fā)明基于基站指紋特征匹配的定位方法的一個(gè)具體實(shí)施例的流程示意圖。

圖5為本發(fā)明定位平臺(tái)的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本發(fā)明定位平臺(tái)的另一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為本發(fā)明基于基站指紋特征匹配的定位系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將參照附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明的各種示例性實(shí)施例。應(yīng)注意到：除非另外具體說明，否則在這些實(shí)施例中闡述的部件和步驟的相對(duì)布置、數(shù)字表達(dá)式和數(shù)值不限制本發(fā)明的范圍。

同時(shí)，應(yīng)當(dāng)明白，為了便于描述，附圖中所示出的各個(gè)部分的尺寸并不是按照實(shí)際的比例關(guān)系繪制的。

以下對(duì)至少一個(gè)示例性實(shí)施例的描述實(shí)際上僅僅是說明性的，決不作為對(duì)本發(fā)明及其應(yīng)用或使用的任何限制。

對(duì)于相關(guān)領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的技術(shù)、方法和設(shè)備可能不作詳細(xì)討論，但在適當(dāng)情況下，所述技術(shù)、方法和設(shè)備應(yīng)當(dāng)被視為授權(quán)說 明書的一部分。

在這里示出和討論的所有示例中，任何具體值應(yīng)被解釋為僅僅是示例性的，而不是作為限制。因此，示例性實(shí)施例的其它示例可以具有不同的值。

應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號(hào)和字母在下面的附圖中表示類似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步討論。

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。

圖1為本發(fā)明基于基站指紋特征匹配的定位方法的一個(gè)實(shí)施例的流程示意圖。該方法包括以下步驟：

在步驟110，獲取終端測(cè)量的基站的信號(hào)強(qiáng)度和時(shí)間特征參數(shù)。

其中時(shí)間特征參數(shù)可以為信號(hào)從基站到終端的到達(dá)時(shí)間，也可以為信號(hào)從基站到終端與信號(hào)從基準(zhǔn)基站到終端的到達(dá)時(shí)間差。例如，有三個(gè)基站，分別為基站1、基站2和基站3。無線信號(hào)從基站1到終端的傳播時(shí)間為t1,無線信號(hào)從基站2到終端的傳播時(shí)間為t2，無線信號(hào)從基站3到終端的傳播時(shí)間為t3，基站到達(dá)時(shí)間參數(shù)分別為t1、t2和t3；在另一個(gè)實(shí)施例中，以基站1為基準(zhǔn)基站，則基站1的到達(dá)時(shí)間差參數(shù)為(t1-t1＝0)，基站2到達(dá)時(shí)間差是(t2-t1)，基站3到達(dá)時(shí)間差是(t3-t1)。

在步驟120，將終端測(cè)量的基站的信號(hào)強(qiáng)度和時(shí)間特征參數(shù)與基站指紋特征庫中的各采樣點(diǎn)的基站指紋信息進(jìn)行匹配。

其中各采樣點(diǎn)的基站指紋信息包括各采樣點(diǎn)的可見基站的信號(hào)強(qiáng)度和時(shí)間特征參數(shù)，可見基站為采樣點(diǎn)能夠接受到基站信號(hào)的所有基站。在一個(gè)實(shí)施例中，可以對(duì)可見基站的信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行歸一化處理。例如，終端收到3個(gè)鄰基站1、基站2、基站3的信號(hào)強(qiáng)度分布是(S1，S2，S3)，做歸一化處理為，將信號(hào)強(qiáng)度由絕對(duì)強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為相對(duì)強(qiáng)度(S1/S1，S2/S1，S3/S1)，或者轉(zhuǎn)換為(S1/S1+S2+S3，S2/S1+S2+S3，S3/S1+S2+S3)。

在步驟130，將與終端最匹配的采樣點(diǎn)的位置信息作為終端的定位信息。

例如，經(jīng)過計(jì)算得出終端測(cè)得的指紋信息與某一采樣點(diǎn)的基站指紋信息最匹配，則將該采樣點(diǎn)的位置信息作為終端的定位信息。

在該實(shí)施例中，將終端測(cè)量的基站的信號(hào)強(qiáng)度和時(shí)間特征參數(shù)與基站指紋特征庫中的各采樣點(diǎn)的基站指紋信息進(jìn)行匹配，并將最匹配的采樣點(diǎn)的位置信息作為終端的定位信息。因此本發(fā)明可綜合利用終端測(cè)量的信號(hào)強(qiáng)度和時(shí)間特征參數(shù)來避免指紋特征不穩(wěn)定造成的匹配失敗和誤差。

圖2為本發(fā)明基于基站指紋特征匹配的定位方法的另一個(gè)實(shí)施例的流程示意圖。該方法包括以下步驟：

在步驟210，獲取各采樣點(diǎn)的可見基站的信號(hào)強(qiáng)度與到達(dá)時(shí)間參數(shù)信息，進(jìn)行歸一化處理生成混合基站指紋信息，并保存在基站指紋特征庫。

基站指紋特征庫有多個(gè)地點(diǎn)的基站指紋信息，以3個(gè)采樣點(diǎn)的3個(gè)基站信息為例，采樣點(diǎn)1的指紋信息為：

F1＝((s11，s12，s13，t11，t12，t13)，Latitude1，Longtitude1)

采樣點(diǎn)2的指紋信息為：

F2＝((s21，s22，s23，t21，t22，t23)，Latitude2，Longtitude2)

采樣點(diǎn)1的指紋信息為：

F3＝((s31，s32，s33，t31，t32，t33)，Latitude3，Longtitude3)

s11為采樣點(diǎn)1測(cè)得的基站1的信號(hào)強(qiáng)度歸一化處理后的參數(shù)，s12為采樣點(diǎn)1測(cè)得的基站2的信號(hào)強(qiáng)度歸一化處理后的參數(shù)，s13為采樣點(diǎn)1測(cè)得的基站3的信號(hào)強(qiáng)度歸一化處理后的參數(shù)，t11為測(cè)得的信號(hào)從基站1到采樣點(diǎn)1的到達(dá)時(shí)間，t12為測(cè)得的信號(hào)從基站2到采樣點(diǎn)1的到達(dá)時(shí)間，t13為測(cè)得的信號(hào)從基站3到采樣點(diǎn)1的到達(dá)時(shí)間，Latitude1為采樣點(diǎn)1的緯度信息，Longtitude1為采樣點(diǎn)1的經(jīng)度信息，本領(lǐng)域的技術(shù)人員以此類推得知s21，s22，s23，t21，t22，t23，Latitude2，Longtitude2；s31，s32，s33，t31，t32，t33， Latitude3，Longtitude3的含義。

在步驟220，定位時(shí)，獲取終端測(cè)量的基站的信號(hào)強(qiáng)度與到達(dá)時(shí)間。

例如，以測(cè)得3個(gè)基站無線參數(shù)L0＝(s01，s02，s03，t01，t02，t03)，其中，s01為測(cè)得的基站1的信號(hào)強(qiáng)度歸一化處理后的參數(shù)，s02測(cè)得的基站2的信號(hào)強(qiáng)度歸一化處理后的參數(shù)，s03測(cè)得的基站3的信號(hào)強(qiáng)度歸一化處理后的參數(shù)，t01為測(cè)得的信號(hào)從基站1到終端的到達(dá)時(shí)間，t02為測(cè)得的信號(hào)從基站2到終端的到達(dá)時(shí)間，t03為測(cè)得的信號(hào)從基站3到終端的到達(dá)時(shí)間。

在步驟230，以到達(dá)時(shí)間與基站指紋特征庫中信號(hào)從相同基站到采樣點(diǎn)的到達(dá)時(shí)間的距離計(jì)算函數(shù)為變量，將變量與基站的信號(hào)強(qiáng)度的特征權(quán)重進(jìn)行加權(quán)處理，得到匹配值。

例如，加權(quán)處理為W*Distance(T1，T2)，T1為測(cè)得的信號(hào)從基站到終端的到達(dá)時(shí)間，T2基站指紋特征庫中信號(hào)從相同基站到采樣點(diǎn)的到達(dá)時(shí)間。距離計(jì)算函數(shù)可以用歐氏距離或其他KNN等算法。例如Distance(T1，T2)＝abs(T1-T2)或者Distance(T1，T2)＝abs(T1-T2)²?；镜男盘?hào)強(qiáng)度的特征權(quán)重W＝(f(s1)，f(s2)，f(s3))，例如，f(s1)＝s1/(s1+s2+s3)，f(s2)＝s2/(s1+s2+s3)，f(s3)＝s3/(s2+s2+s3)；或者，f(s1)＝s12/(s12+s22+s32)，f(s2)＝s22/(s12+s22+s32)，f(s3)＝s32/(s12+s22+s32)。信號(hào)強(qiáng)度包括歷史采集點(diǎn)的強(qiáng)度和當(dāng)前定位點(diǎn)的強(qiáng)度，通常信號(hào)越強(qiáng)，該基站的時(shí)間差特征權(quán)重越高。

在步驟240，將與終端最匹配的采樣點(diǎn)的位置信息作為終端的定位信息。

例如，與采樣點(diǎn)1的匹配值為：

D1＝f(s11)*distance(t01,t11)+f(s12)*distance(t01,t12)+f(s13)*distance(t01,t13)

與采樣點(diǎn)2的匹配值為：

D2＝f(s21)*distance(t01,t21)+f(s22)*distance(t01,t22)+f(s23)*dist ance(t01,t23)

與采樣點(diǎn)3的匹配值為：

D3＝f(s31)*distance(t01,t31)+f(s32)*distance(t01,t32)+f(s33)*distance(t01,t33)

比較D1、D2和D3，將最匹配的采樣點(diǎn)的位置信息作為終端的定位信息。

在該實(shí)施例中，將終端測(cè)量的基站的信號(hào)強(qiáng)度和達(dá)到時(shí)間參數(shù)與基站指紋特征庫中的各采樣點(diǎn)的基站指紋信息進(jìn)行匹配，并將最匹配的采樣點(diǎn)的位置信息作為終端的定位信息。因此本發(fā)明可綜合利用終端測(cè)量的信號(hào)強(qiáng)度和到達(dá)時(shí)間參數(shù)來避免指紋特征不穩(wěn)定造成的匹配失敗和誤差。

圖3為本發(fā)明基于基站指紋特征匹配的定位方法的再一個(gè)實(shí)施例的流程示意圖。該方法包括以下步驟：

在步驟310，獲取各采樣點(diǎn)的可見基站的信號(hào)強(qiáng)度與到達(dá)時(shí)間差參數(shù)信息，進(jìn)行歸一化處理生成混合基站指紋信息，并保存在基站指紋特征庫。

基站指紋特征庫有多個(gè)地點(diǎn)的基站指紋信息，以3個(gè)采樣點(diǎn)的3個(gè)基站信息為例，采樣點(diǎn)1的指紋信息為：

F1＝((s11，s12，s13，t11’，t12’，t13’)，Latitude1，Longtitude1)

采樣點(diǎn)2的指紋信息為：

F2＝((s21，s22，s23，t21’，t22’，t23’)，Latitude2，Longtitude2)

采樣點(diǎn)1的指紋信息為：

F3＝((s31，s32，s33，t31’，t32’，t33’)，Latitude3，Longtitude3)

s11為采樣點(diǎn)1測(cè)得的基站1的信號(hào)強(qiáng)度歸一化處理后的參數(shù)，s12為采樣點(diǎn)1測(cè)得的基站2的信號(hào)強(qiáng)度歸一化處理后的參數(shù)，s13為采樣點(diǎn)1測(cè)得的基站3的信號(hào)強(qiáng)度歸一化處理后的參數(shù)，t11’為測(cè)得的信號(hào)從基站1到采樣點(diǎn)1的到達(dá)時(shí)間差，t12’為測(cè)得的信號(hào)從基站2到采樣點(diǎn)1的到達(dá)時(shí)間差，t13’為測(cè)得的信號(hào)從基站3到采樣點(diǎn)1的到達(dá)時(shí)間差，Latitude1為采樣點(diǎn)1的緯度信息，Longtitude1為采 樣點(diǎn)1的經(jīng)度信息，本領(lǐng)域的技術(shù)人員以此類推得知s21，s22，s23，t21’，t22’，t23’，Latitude2，Longtitude2；s31，s32，s33，t31’，t32’，t33’，Latitude3，Longtitude3的含義。

在步驟320，定位時(shí)，獲取終端測(cè)量的基站的信號(hào)強(qiáng)度與到達(dá)時(shí)間差。

例如，以測(cè)得3個(gè)基站無線參數(shù)L0＝(s01，s02，s03，t01’，t02’，t03’)，其中，s01為測(cè)得的基站1的信號(hào)強(qiáng)度歸一化處理后的參數(shù)，s02測(cè)得的基站2的信號(hào)強(qiáng)度歸一化處理后的參數(shù)，s03測(cè)得的基站3的信號(hào)強(qiáng)度歸一化處理后的參數(shù)，t01’為測(cè)得的信號(hào)從基站1到終端的到達(dá)時(shí)間差，t02’為測(cè)得的信號(hào)從基站2到終端的到達(dá)時(shí)間差，t03’為測(cè)得的信號(hào)從基站3到終端的到達(dá)時(shí)間差。

在步驟330，以到達(dá)時(shí)間差與基站指紋特征庫中信號(hào)從相同基站到采樣點(diǎn)的到達(dá)時(shí)間差的距離計(jì)算函數(shù)為變量，將變量與基站的信號(hào)強(qiáng)度的特征權(quán)重進(jìn)行加權(quán)處理，得到匹配值。

例如，加權(quán)處理為W*Distance(T1，T2)，T1為測(cè)得的信號(hào)從基站到終端的到達(dá)時(shí)間差，T2基站指紋特征庫中信號(hào)從相同基站到采樣點(diǎn)的到達(dá)時(shí)間差。距離計(jì)算函數(shù)可以用歐氏距離或其他KNN等算法。例如Distance(T1，T2)＝abs(T1-T2)或者Distance(T1，T2)＝abs(T1-T2)²?；镜男盘?hào)強(qiáng)度的特征權(quán)重W＝(f(s1)，f(s2)，f(s3))，例如，f(s1)＝s1/(s1+s2+s3)，f(s2)＝s2/(s1+s2+s3)，f(s3)＝s3/(s2+s2+s3)；或者，f(s1)＝s12/(s12+s22+s32)，f(s2)＝s22/(s12+s22+s32)，f(s3)＝s32/(s12+s22+s32)。信號(hào)強(qiáng)度包括歷史采集點(diǎn)的強(qiáng)度和當(dāng)前定位點(diǎn)的強(qiáng)度，通常信號(hào)越強(qiáng)，該基站的時(shí)間差特征權(quán)重越高。

在步驟340，將與終端最匹配的采樣點(diǎn)的位置信息作為終端的定位信息。

例如，與采樣點(diǎn)1的匹配值為：

D1＝f(s11)*distance(t01’,t11’)+f(s12)*distance(t02’,t12’)+f(s13)*distance(t03’,t13’)

與采樣點(diǎn)2的匹配值為：

D2＝f(s21)*distance(t01’,t21’)+f(s22)*distance(t02’,t22’)+f(s23)*distance(t03’,t23’)

與采樣點(diǎn)3的匹配值為：

D3＝f(s31)*distance(t01’,t31’)+f(s32)*distance(t02’,t32’)+f(s33)*distance(t03’,t33’)

比較D1、D2和D3，將最匹配的采樣點(diǎn)的位置信息作為終端的定位信息。

在該實(shí)施例中，將終端測(cè)量的基站的信號(hào)強(qiáng)度與達(dá)到時(shí)間差參數(shù)與基站指紋特征庫的各采樣點(diǎn)的基站指紋信息進(jìn)行匹配，并將最匹配的采樣點(diǎn)的位置信息作為終端的定位信息。因此本發(fā)明可綜合利用終端測(cè)量的信號(hào)強(qiáng)度和到達(dá)時(shí)間差參數(shù)來避免指紋特征不穩(wěn)定造成的匹配失敗和誤差。

圖4為本發(fā)明基于基站指紋特征匹配的定位方法的一個(gè)具體實(shí)施例的流程示意圖。

在步驟410，獲取3個(gè)采樣點(diǎn)的可見基站的信號(hào)強(qiáng)度與到達(dá)時(shí)間差參數(shù)信息，進(jìn)行歸一化處理生成混合基站指紋信息，并保存在基站指紋特征庫。

采樣點(diǎn)1的指紋信息為：

F1＝((50，30，20，2，3，4)，23.111，113.121)

采樣點(diǎn)2的指紋信息為：

F2＝((55，35，10，2，3，6)，23.112，113.122)

采樣點(diǎn)1的指紋信息為：

F3＝((40，30，30，5，6，7)，23.113，113.123)

在步驟420，定位時(shí)，獲取終端測(cè)量的3個(gè)基站的信號(hào)強(qiáng)度(52，35，10)與到達(dá)時(shí)間差(2，4，6)。

在步驟430，計(jì)算終端到各個(gè)采樣點(diǎn)的匹配值。

其中，f(s11)＝s11＝50/(50+30+20)＝0.5

f(s12)＝s12＝30/(50+30+20)＝0.3

f(s13)＝s13＝20/(50+30+20)＝0.2

終端與采樣點(diǎn)1的匹配值為：

D0＝0.50(abs(2-2))+0.30(abs(3-4))+0.20(abs(4-6)＝0.70

終端與采樣點(diǎn)2的匹配值為：

D2＝0.55(abs(2-2))+0.35(abs(3-4))+0.10(abs(6-6)＝0.40

終端與采樣點(diǎn)3的匹配值為：

D3＝0.40(abs(5-2))+0.30(abs(6-4))+0.30(abs(7-6)＝2.1

在步驟440，以采樣點(diǎn)2的位置信息為終端的定位信息。

在該實(shí)施例中，將時(shí)間差和信號(hào)強(qiáng)度結(jié)合作為綜合指紋特征，比單純的信號(hào)強(qiáng)度指紋特征穩(wěn)定性更好。另外由于同一地點(diǎn)的繞射折射造成的時(shí)間誤差相近，通過指紋匹配可避免這種干擾誤差，從而實(shí)現(xiàn)比現(xiàn)有基于時(shí)間差的OTDOA算法更高的定位精度。在特征匹配時(shí)將信號(hào)強(qiáng)度作為時(shí)間差參數(shù)向量匹配的權(quán)重，時(shí)間差和信號(hào)強(qiáng)度結(jié)合，可降低部分不穩(wěn)定鄰基站信號(hào)影響造成的匹配失敗，進(jìn)一步提升了新指紋特征匹配的穩(wěn)定性和魯棒性，從而提升定位精度。

圖5為本發(fā)明定位平臺(tái)的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。該定位平臺(tái)包括信息獲取單元510，特征匹配單元520和定位單元530。

信息獲取單元510用于獲取終端測(cè)量的基站的信號(hào)強(qiáng)度和時(shí)間特征參數(shù)。

其中時(shí)間特征參數(shù)可以為信號(hào)從基站到終端的到達(dá)時(shí)間，也可以為信號(hào)從基站到終端與信號(hào)從基準(zhǔn)基站到終端的到達(dá)時(shí)間差。例如，有三個(gè)基站，分別為基站1、基站2和基站3。無線信號(hào)從基站1到終端的傳播時(shí)間為t1，無線信號(hào)從基站2到終端的傳播時(shí)間為t2，無線信號(hào)從基站3到終端的傳播時(shí)間為t3，基站到達(dá)時(shí)間參數(shù)分別為t1、t2和t3；在另一個(gè)實(shí)施例中，以基站1為基準(zhǔn)基站，則基站1的到達(dá)時(shí)間差參數(shù)為(t1-t1＝0)，基站2到達(dá)時(shí)間差是(t2-t1)，基站3到達(dá)時(shí)間差是(t3-t1)。

特征匹配單元520用于將終端測(cè)量的基站的信號(hào)強(qiáng)度和時(shí)間特征參數(shù)與基站指紋特征庫中的各采樣點(diǎn)的基站指紋信息進(jìn)行匹配。

其中基站指紋信息包括各采樣點(diǎn)的可見基站的信號(hào)強(qiáng)度與時(shí)間特征參數(shù)。在一個(gè)實(shí)施例中，可以對(duì)可見基站的信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行歸一化處理。例如，終端收到3個(gè)鄰基站1、基站2、基站3的信號(hào)強(qiáng)度分布是(S1，S2，S3)，做歸一化處理為，將信號(hào)強(qiáng)度由絕對(duì)強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為相對(duì)強(qiáng)度(S1/S1，S2/S1，S3/S1)，或者轉(zhuǎn)換為(S1/S1+S2+S3，S2/S1+S2+S3，S3/S1+S2+S3)。

定位單元530用于將與終端最匹配的采樣點(diǎn)的位置信息作為終端的定位信息。

例如，經(jīng)過計(jì)算得出終端測(cè)得的指紋信息與某一采樣點(diǎn)的基站指紋信息最匹配，則將該采樣點(diǎn)的位置信息作為終端的定位信息。

在該實(shí)施例中，將終端測(cè)量的基站的信號(hào)強(qiáng)度和時(shí)間特征參數(shù)與基站指紋特征庫中的各采樣點(diǎn)的基站指紋信息進(jìn)行匹配，并將最匹配的采樣點(diǎn)的位置信息作為終端的定位信息。由于本發(fā)明可綜合利用終端測(cè)量的信號(hào)強(qiáng)度和時(shí)間特征參數(shù)來避免指紋特征不穩(wěn)定造成的匹配失敗和誤差。

圖6為本發(fā)明定位平臺(tái)的另一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。該定位平臺(tái)包括信息獲取單元610，基站指紋信息生成單元620，基站指紋特征庫630，特征匹配單元640和定位單元650。

信息獲取單元610用于獲取各采樣點(diǎn)的可見基站的信號(hào)強(qiáng)度與到達(dá)時(shí)間參數(shù)信息。

信息獲取單元610還用于定位時(shí)，獲取終端測(cè)量的基站的信號(hào)強(qiáng)度與到達(dá)時(shí)間。

例如，以測(cè)得3個(gè)基站無線參數(shù)L0＝(s01，s02，s03，t01，t02，t03)，其中，s01為測(cè)得的基站1的信號(hào)強(qiáng)度歸一化處理后的參數(shù)，s02測(cè)得的基站2的信號(hào)強(qiáng)度歸一化處理后的參數(shù)，s03測(cè)得的基站3的信號(hào)強(qiáng)度歸一化處理后的參數(shù)，t01為測(cè)得的信號(hào)從基站1到終端的到達(dá)時(shí)間，t02為測(cè)得的信號(hào)從基站2到終端的到達(dá)時(shí)間，t03為測(cè)得的信號(hào)從基站3到終端的到達(dá)時(shí)間。

基站指紋信息生成單元620用于將各采樣點(diǎn)的可見基站的信號(hào)強(qiáng) 度與到達(dá)時(shí)間參數(shù)信息，進(jìn)行歸一化處理生成混合基站指紋信息。

基站指紋特征庫630用于存儲(chǔ)各采樣點(diǎn)的基站指紋信息。

基站指紋特征庫有多個(gè)地點(diǎn)的基站指紋信息，以3個(gè)采樣點(diǎn)的3個(gè)基站信息為例，采樣點(diǎn)1的指紋信息為：

F1＝((s11，s12，s13，t11，t12，t13)，Latitude1，Longtitude1)

采樣點(diǎn)2的指紋信息為：

F2＝((s21，s22，s23，t21，t22，t23)，Latitude2，Longtitude2)

采樣點(diǎn)1的指紋信息為：

F3＝((s31，s32，s33，t31，t32，t33)，Latitude3，Longtitude3)

s11為采樣點(diǎn)1測(cè)得的基站1的信號(hào)強(qiáng)度歸一化處理后的參數(shù)，s12為采樣點(diǎn)1測(cè)得的基站2的信號(hào)強(qiáng)度歸一化處理后的參數(shù)，s13為采樣點(diǎn)1測(cè)得的基站3的信號(hào)強(qiáng)度歸一化處理后的參數(shù)，t11為測(cè)得的信號(hào)從基站1到采樣點(diǎn)1的到達(dá)時(shí)間，t12為測(cè)得的信號(hào)從基站2到采樣點(diǎn)1的到達(dá)時(shí)間，t13為測(cè)得的信號(hào)從基站3到采樣點(diǎn)1的到達(dá)時(shí)間，Latitude1為采樣點(diǎn)1的緯度信息，Longtitude1為采樣點(diǎn)1的經(jīng)度信息，本領(lǐng)域的技術(shù)人員以此類推得知s21，s22，s23，t21，t22，t23，Latitude2，Longtitude2；s31，s32，s33，t31，t32，t33，Latitude3，Longtitude3的含義。

特征匹配單元640用于以到達(dá)時(shí)間與基站指紋特征庫中信號(hào)從相同基站到采樣點(diǎn)的到達(dá)時(shí)間的距離計(jì)算函數(shù)為變量，將變量與基站的信號(hào)強(qiáng)度的特征權(quán)重進(jìn)行加權(quán)處理，得到匹配值。

例如，加權(quán)處理為W*Distance(T1，T2)，T1為測(cè)得的信號(hào)從基站到終端的到達(dá)時(shí)間，T2基站指紋特征庫中信號(hào)從相同基站到采樣點(diǎn)的到達(dá)時(shí)間。距離計(jì)算函數(shù)可以用歐氏距離或其他KNN等算法。例如Distance(T1，T2)＝abs(T1-T2)或者Distance(T1，T2)＝abs(T1-T2)²?；镜男盘?hào)強(qiáng)度的特征權(quán)重W＝(f(s1)，f(s2)，f(s3))，例如，f(s1)＝s1/(s1+s2+s3)，f(s2)＝s2/(s1+s2+s3)，f(s3)＝s3/(s2+s2+s3)；或者，f(s1)＝s12/(s12+s22+s32)，f(s2)＝s22/(s12+s22+s32)，f(s3)＝s32/(s12+s22+s32)。信號(hào)強(qiáng)度包 括歷史采集點(diǎn)的強(qiáng)度和當(dāng)前定位點(diǎn)的強(qiáng)度，通常信號(hào)越強(qiáng)，該基站的時(shí)間差特征權(quán)重越高。

定位單元650用于將與終端最匹配的采樣點(diǎn)的位置信息作為終端的定位信息。

例如，與采樣點(diǎn)1的匹配值為：

D1＝f(s11)*distance(t01,t11)+f(s12)*distance(t01,t12)+f(s13)*distance(t01,t13)

與采樣點(diǎn)2的匹配值為：

D2＝f(s21)*distance(t01,t21)+f(s22)*distance(t01,t22)+f(s23)*distance(t01,t23)

與采樣點(diǎn)3的匹配值為：

D3＝f(s31)*distance(t01,t31)+f(s32)*distance(t01,t32)+f(s33)*distance(t01,t33)

比較D1、D2和D3，將最匹配的采樣點(diǎn)的位置信息作為終端的定位信息。

在該實(shí)施例中，將終端測(cè)量的基站的信號(hào)強(qiáng)度與達(dá)到時(shí)間參數(shù)與基站指紋特征庫的各采樣點(diǎn)的基站指紋信息進(jìn)行匹配，并將最匹配的采樣點(diǎn)的位置信息作為終端的定位信息。由于本發(fā)明可綜合利用終端測(cè)量的信號(hào)強(qiáng)度和到達(dá)時(shí)間參數(shù)來避免指紋特征不穩(wěn)定造成的匹配失敗和誤差。

本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，信息獲取單元610用于獲取各采樣點(diǎn)的可見基站的信號(hào)強(qiáng)度與到達(dá)時(shí)間差參數(shù)信息。

信息獲取單元610還用于定位時(shí)，獲取終端測(cè)量的基站的信號(hào)強(qiáng)度與到達(dá)時(shí)間差。

例如，以測(cè)得3個(gè)基站無線參數(shù)L0＝(s01，s02，s03，t01’，t02’，t03’)＝(52，35，10，2，4，6)，其中，s01為測(cè)得的基站1的信號(hào)強(qiáng)度歸一化處理后的參數(shù)，s02測(cè)得的基站2的信號(hào)強(qiáng)度歸一化處理后的參數(shù)，s03測(cè)得的基站3的信號(hào)強(qiáng)度歸一化處理后的參數(shù)，t01’為測(cè)得的信號(hào)從基站1到終端的到達(dá)時(shí)間差，t02’為測(cè)得的信號(hào)從基 站2到終端的到達(dá)時(shí)間差，t03’為測(cè)得的信號(hào)從基站3到終端的到達(dá)時(shí)間差。

基站指紋信息生成單元620用于將各采樣點(diǎn)的可見基站的信號(hào)強(qiáng)度與到達(dá)時(shí)間參數(shù)信息，進(jìn)行歸一化處理生成混合基站指紋信息。

基站指紋特征庫630用于存儲(chǔ)各采樣點(diǎn)的基站指紋信息。

基站指紋特征庫有多個(gè)地點(diǎn)的基站指紋信息，以3個(gè)采樣點(diǎn)的3個(gè)基站信息為例，采樣點(diǎn)1的指紋信息為：

F1＝((s11，s12，s13，t11’，t12’，t13’)，Latitude1，Longtitude1)＝((50，30，20，2，3，4)，23.111，113.121)

采樣點(diǎn)2的指紋信息為：

F2＝((s21，s22，s23，t21’，t22’，t23’)，Latitude2，Longtitude2)＝((55，35，10，2，3，6)，23.112，113.122)

采樣點(diǎn)1的指紋信息為：

F3＝((s31，s32，s33，t31’，t32’，t33’)，Latitude3，Longtitude3)＝((40，30，30，5，6，7)，23.113，113.123)

s11為采樣點(diǎn)1測(cè)得的基站1的信號(hào)強(qiáng)度歸一化處理后的參數(shù)，s12為采樣點(diǎn)1測(cè)得的基站2的信號(hào)強(qiáng)度歸一化處理后的參數(shù)，s13為采樣點(diǎn)1測(cè)得的基站3的信號(hào)強(qiáng)度歸一化處理后的參數(shù)，t11’為測(cè)得的信號(hào)從基站1到采樣點(diǎn)1的到達(dá)時(shí)間差，t12’為測(cè)得的信號(hào)從基站2到采樣點(diǎn)1的到達(dá)時(shí)間差，t13’為測(cè)得的信號(hào)從基站3到采樣點(diǎn)1的到達(dá)時(shí)間差，Latitude1為采樣點(diǎn)1的緯度信息，Longtitude1為采樣點(diǎn)1的經(jīng)度信息，本領(lǐng)域的技術(shù)人員以此類推得知s21，s22，s23，t21’，t22’，t23’，Latitude2，Longtitude2；s31，s32，s33，t31’，t32’，t33’，Latitude3，Longtitude3的含義。

特征匹配單元640用于以到達(dá)時(shí)間差與基站指紋特征庫中信號(hào)從相同基站到采樣點(diǎn)的到達(dá)時(shí)間差的距離計(jì)算函數(shù)為變量，將變量與基站的信號(hào)強(qiáng)度的特征權(quán)重進(jìn)行加權(quán)處理，得到匹配值。

例如，加權(quán)處理為W*Distance(T1，T2)，T1為測(cè)得的信號(hào)從基站到終端的到達(dá)時(shí)間，T2基站指紋特征庫中信號(hào)從相同基站到采樣 點(diǎn)的到達(dá)時(shí)間。距離計(jì)算函數(shù)可以用歐氏距離或其他KNN等算法。例如Distance(T1，T2)＝abs(T1-T2)或者Distance(T1，T2)＝abs(T1-T2)²。基站的信號(hào)強(qiáng)度的特征權(quán)重W＝(f(s1)，f(s2)，f(s3))，例如，f(s1)＝s1/(s1+s2+s3)，f(s2)＝s2/(s1+s2+s3)，f(s3)＝s3/(s2+s2+s3)；或者，f(s1)＝s12/(s12+s22+s32)，f(s2)＝s22/(s12+s22+s32)，f(s3)＝s32/(s12+s22+s32)。信號(hào)強(qiáng)度包括歷史采集點(diǎn)的強(qiáng)度和當(dāng)前定位點(diǎn)的強(qiáng)度，通常信號(hào)越強(qiáng)，該基站的時(shí)間差特征權(quán)重越高。

定位單元650用于將與終端最匹配的采樣點(diǎn)的位置信息作為終端的定位信息。

例如，f(s11)＝s11＝50/(50+30+20)＝0.5

f(s12)＝s12＝30/(50+30+20)＝0.3

f(s13)＝s13＝20/(50+30+20)＝0.2

終端與采樣點(diǎn)1的匹配值為：

D1＝f(s11)*distance(t01’,t11’)+f(s12)*distance(t02’,t12’)+f(s13)*distance(t03’,t13’)＝0.50(abs(2-2))+0.30(abs(3-4))+0.20(abs(4-6)＝0.70

與采樣點(diǎn)2的匹配值為：

D2＝f(s21)*distance(t01’,t21’)+f(s22)*distance(t02’,t22’)+f(s23)*distance(t03’,t23’)＝0.55(abs(2-2))+0.35(abs(3-4))+0.10(abs(6-6)＝0.40

與采樣點(diǎn)3的匹配值為：

D3＝f(s31)*distance(t01’,t31’)+f(s32)*distance(t02’,t32’)+f(s33)*distance(t03’,t33’)＝0.40(abs(5-2))+0.30(abs(6-4))+0.30(abs(7-6)＝2.1

比較D1、D2和D3，以采樣點(diǎn)2位置信息作為終端的定位信息。

在該實(shí)施例中，將終端測(cè)量的基站的信號(hào)強(qiáng)度與達(dá)到時(shí)間差參數(shù)與基站指紋特征庫的各采樣點(diǎn)的基站指紋信息進(jìn)行匹配，并將最匹配的采樣點(diǎn)的位置信息作為終端的定位信息。因此本發(fā)明可綜合利用終端測(cè)量的信號(hào)強(qiáng)度和到達(dá)時(shí)間差參數(shù)來避免指紋特征不穩(wěn)定造成的匹配失敗和誤差。

圖7為本發(fā)明基于基站指紋特征匹配的定位系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的 結(jié)構(gòu)示意圖。該系統(tǒng)包括終端710和定位平臺(tái)720，其中，定位平臺(tái)已在上述實(shí)施例中進(jìn)行了詳細(xì)介紹，此處不再進(jìn)一步闡述。

終端710用于向所定位平臺(tái)720發(fā)送定位請(qǐng)求，并將獲取的基站的信號(hào)強(qiáng)度和時(shí)間特征參數(shù)發(fā)送至定位平臺(tái)720；還用于接收定位平臺(tái)720發(fā)送的定位結(jié)果。

終端是可通過移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的終端設(shè)備，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)包括但不限于WCDMA、CDMA、TD-CDMA、WiFi、LTE等，包括但不限于2G、3G、4G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)。

在該實(shí)施例中，將時(shí)間差或時(shí)間和信號(hào)強(qiáng)度結(jié)合作為綜合指紋特征，比單純的信號(hào)強(qiáng)度指紋特征穩(wěn)定性更好。另外由于同一地點(diǎn)的繞射折射造成的時(shí)間誤差相近，通過指紋匹配可避免這種干擾誤差，從而實(shí)現(xiàn)比現(xiàn)有基于時(shí)間差的OTDOA算法更高的定位精度。在特征匹配時(shí)將信號(hào)強(qiáng)度作為時(shí)間差或時(shí)間參數(shù)向量匹配的權(quán)重，時(shí)間差或時(shí)間和信號(hào)強(qiáng)度結(jié)合，可降低部分不穩(wěn)定鄰基站信號(hào)影響造成的匹配失敗，進(jìn)一步提升了新指紋特征匹配的穩(wěn)定性和魯棒性，從而提升定位精度。

至此，已經(jīng)詳細(xì)描述了本發(fā)明。為了避免遮蔽本發(fā)明的構(gòu)思，沒有描述本領(lǐng)域所公知的一些細(xì)節(jié)。本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)上面的描述，完全可以明白如何實(shí)施這里公開的技術(shù)方案。

可能以許多方式來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法以及裝置。例如，可通過軟件、硬件、固件或者軟件、硬件、固件的任何組合來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法以及裝置。用于所述方法的步驟的上述順序僅是為了進(jìn)行說明，本發(fā)明的方法的步驟不限于以上具體描述的順序，除非以其它方式特別說明。此外，在一些實(shí)施例中，還可將本發(fā)明實(shí)施為記錄在記錄介質(zhì)中的程序，這些程序包括用于實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的方法的機(jī)器可讀指令。因而，本發(fā)明還覆蓋存儲(chǔ)用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的程序的記錄介質(zhì)。

雖然已經(jīng)通過示例對(duì)本發(fā)明的一些特定實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，以上示例僅是為了進(jìn)行說明，而不 是為了限制本發(fā)明的范圍。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，可在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的情況下，對(duì)以上實(shí)施例進(jìn)行修改。本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求來限定。