專利名稱：一種雙曲線定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動臺定位技術(shù)，特別是涉及一種雙曲線定位方法。
背景技術(shù)：
雙曲線定位方法，即觀測時間差-下行鏈路空閑周期(OTDOA-IPDL)定位方法，是寬帶碼分多址(WCDMA)移動通信系統(tǒng)中標(biāo)準(zhǔn)的定位方法之一，其基本原理是測量不同基站的公共導(dǎo)頻信道信號到同一移動臺的時間差，并由此計算出移動臺到不同基站的距離差。移動臺到任何兩個基站的距離差可以在兩個基站之間給出一條雙曲線，移動臺一定處于該雙曲線上。當(dāng)同時有N個基站參與測距時，其中N≥3，多個雙曲線之間的交匯區(qū)域就是對用戶位置的估計。
在雙曲線定位方法中，由集成在無線網(wǎng)絡(luò)控制器(RNC)內(nèi)部的移動臺定位中心(SMLC)，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)各個定位相關(guān)設(shè)備完成必要的定位測量，并對測量結(jié)果進行處理以完成對移動臺的位置估計。上述定位相關(guān)設(shè)備包括移動臺(UE)以及移動臺所接入的基站中的定位測量單元(LMU)。移動臺負(fù)責(zé)測量的移動臺觀測時間差，是指移動臺接收兩個小區(qū)的公共導(dǎo)頻信道信號的時間差；定位測量單元負(fù)責(zé)測量的網(wǎng)絡(luò)觀測時間差，是指定位測量單元接收兩個小區(qū)的公共導(dǎo)頻信道信號的時間差。
移動臺定位中心協(xié)調(diào)定位相關(guān)設(shè)備進行定位測量的過程如圖1所示，其中，由移動臺定位中心向定位測量單元和移動臺下發(fā)定位測量請求以完成定位測量，移動臺定位中心向定位測量單元下發(fā)的定位測量請求為公共測量初始化消息，向移動臺下發(fā)的定位測量請求為測量控制消息。
首先，移動臺定位中心給定位測量單元下發(fā)公共測量初始化消息，要求定位測量單元周期上報、或者事件觸發(fā)上報網(wǎng)絡(luò)觀測時間差測量結(jié)果。定位測量單元根據(jù)移動臺定位中心的請求，在完成所要求的定位測量之后，通過公共測量報告消息，周期上報、或者事件觸發(fā)上報所獲得的網(wǎng)絡(luò)觀測時間差測量結(jié)果。一般地，定位測量單元上報的網(wǎng)絡(luò)觀測時間差測量結(jié)果包含網(wǎng)絡(luò)觀測時間差的測量值和反映其測量質(zhì)量的參數(shù)，以及網(wǎng)絡(luò)觀測時間差漂移率的測量值和反映其測量質(zhì)量的參數(shù)。
然后，移動臺定位中心給移動臺下發(fā)測量控制消息，要求移動臺上報移動臺觀測時間差測量結(jié)果。移動臺根據(jù)移動臺定位中心的請求，在完成所要求的定位測量之后，通過測量報告消息，上報所獲得的移動臺觀測時間差測量結(jié)果。一般地，移動臺上報的移動臺觀測時間差測量結(jié)果包含移動臺觀測時間差的測量值以及反映其測量質(zhì)量的參數(shù)。
接著，移動臺定位中心對上述定位測量結(jié)果進行處理，獲得傳輸時間差。傳輸時間差是指移動臺到參考小區(qū)的無線傳播時間與移動臺到鄰小區(qū)的無線傳播時間之差。根據(jù)上述定位測量結(jié)果的定義可以得出傳輸時間差為同一時刻的移動臺觀測時間差與網(wǎng)絡(luò)觀測時間差之差，并經(jīng)過必要的取模運算，使之被限制在-1280碼片到1280碼片之間。實際系統(tǒng)中，上述兩種測量的時刻不可能做到相同，但是，可以運用網(wǎng)絡(luò)觀測時間差測量結(jié)果中的測量值漂移率來進行調(diào)整。
移動臺定位中心給定位測量單元以及移動臺下發(fā)的定位測量請求中需要帶有定位測量參數(shù)。這些參數(shù)主要是參考小區(qū)以及各個鄰小區(qū)的主擾碼。一般地，參考小區(qū)為定位測量單元所在的、或者移動臺所接入的主服務(wù)小區(qū)。移動臺定位中心下發(fā)給定位測量單元和移動臺的鄰小區(qū)一般為參考小區(qū)周圍一定范圍內(nèi)的所有同頻小區(qū)。這些鄰小區(qū)僅用于移動臺定位，因此也可以將這些鄰小區(qū)稱為定位鄰小區(qū)。定位測量單元的測量結(jié)果為一定范圍內(nèi)的所有移動臺所共用。
現(xiàn)有技術(shù)方案中，移動臺定位中心下發(fā)給移動臺和定位測量單元的定位測量請求中的鄰小區(qū)，需要通過復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、探察來獲得。即網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃者需要根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中各個小區(qū)的布局情況、環(huán)境遮擋等因素，來逐一確定每個小區(qū)的鄰小區(qū)，以便使得小區(qū)內(nèi)的盡可能多的移動臺，都能夠獲得較好的定位測量結(jié)果。另外，現(xiàn)有技術(shù)方案中，移動臺定位中心在得到定位測量結(jié)果并計算得到傳輸時間差之后，一般不對傳輸時間差進行選擇，而是將所有獲得的傳輸時間差都作為位置估計算法的輸入進行計算，以獲得位置估計結(jié)果。
對于上述現(xiàn)有技術(shù)方案，存在以下缺點1、事先確定定位鄰小區(qū)的工作非常繁瑣而且不一定有效。固定的鄰小區(qū)配置方案，對于處于該小區(qū)中不同位置的移動臺未必都有效。而且，有些移動臺本來可以測量得到其他更好的鄰小區(qū)信號，但是，由于定位鄰小區(qū)中沒有配置該鄰小區(qū)，使得移動臺的定位測量結(jié)果不是最佳測量結(jié)果。另外，如果小區(qū)規(guī)劃和布局有所改變，那么，所有相關(guān)的定位鄰小區(qū)就得重新規(guī)劃，工作繁瑣而且容易出錯。
2、如果定位測量結(jié)果中出現(xiàn)誤差較大的測量值，比如移動臺觀測時間差測量值或者網(wǎng)絡(luò)觀測時間差測量值的誤差較大，那么，如果用這樣的測量值進行位置估計計算，將大大降低位置估計的精度。
3、如果參考小區(qū)與各個定位鄰小區(qū)之間的幾何分布不合理，即參考小區(qū)與兩個鄰小區(qū)之間的三角形的最小內(nèi)角很小，那么，根據(jù)幾何效應(yīng)(GDOP)原理，即使這些鄰小區(qū)的定位測量誤差很小，也會使得移動臺的定位精度大大降低。
4、如果定位測量結(jié)果的個數(shù)過多，將大大增加位置估計算法的計算時間以及計算資源的消耗。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種雙曲線定位方法，能夠避免規(guī)劃鄰小區(qū)的繁瑣工作，提高雙曲線定位方法的位置估計精度，降低計算的復(fù)雜度和計算資源耗費。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的本發(fā)明公開了一種雙曲線定位方法，該方法包括以下步驟a.根據(jù)參考小區(qū)的信號覆蓋范圍，確定用于定位測量的鄰小區(qū)，進行定位測量，并根據(jù)所獲得的定位測量結(jié)果，計算參考小區(qū)與所確定的每個鄰小區(qū)之間的傳輸時間差；b.根據(jù)所獲得的定位測量結(jié)果以及參考小區(qū)與所確定的各個鄰小區(qū)之間的幾何分布關(guān)系，對計算得到的傳輸時間差進行選擇，選擇定位測量結(jié)果符合預(yù)定測量質(zhì)量要求、且?guī)缀畏植挤项A(yù)定幾何效應(yīng)要求的參考小區(qū)與鄰小區(qū)之間的傳輸時間差；c.利用所選擇的傳輸時間差進行雙曲線定位計算，得到定位結(jié)果。
較佳地，步驟a中，所述確定用于定位測量的鄰小區(qū)的方法為選擇以參考小區(qū)為中心、半徑為二倍參考小區(qū)覆蓋半徑的圓的范圍之內(nèi)的、且與參考小區(qū)不屬于同一基站的所有同頻小區(qū)。
所述步驟b可以包括b1.計算參考小區(qū)與所確定的各個鄰小區(qū)之間的傳輸時間差的標(biāo)準(zhǔn)差；b2.選擇標(biāo)準(zhǔn)差小于預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)差門限的傳輸時間差；b3.判斷所選的傳輸時間差是否包含參考小區(qū)與同一基站中不同鄰小區(qū)之間的傳輸時間差，如果是，則保留所包含的參考小區(qū)與同一個基站中不同鄰小區(qū)之間的多個傳輸時間差中標(biāo)準(zhǔn)差最小的傳輸時間差，刪除所述參考小區(qū)與同一基站中不同鄰小區(qū)之間的多個傳輸時間差中標(biāo)準(zhǔn)差不是最小的傳輸時間差，然后執(zhí)行步驟b4，否則直接執(zhí)行步驟b4；b4.根據(jù)當(dāng)前所選的傳輸時間差的標(biāo)準(zhǔn)差以及小區(qū)之間的幾何分布關(guān)系，從當(dāng)前所選的傳輸時間差中選擇2或3個傳輸時間差。
或者，所述步驟b可以包括b1.計算參考小區(qū)與所確定的各個鄰小區(qū)之間的傳輸時間差的標(biāo)準(zhǔn)差；
b2.判斷所述傳輸時間差中是否包含參考小區(qū)與同一基站中不同鄰小區(qū)之間的傳輸時間差，如果是，則保留所包含的參考小區(qū)與同一基站中不同鄰小區(qū)之間的多個傳輸時間差中標(biāo)準(zhǔn)差最小的傳輸時間差，刪除所述參考小區(qū)與同一基站中不同鄰小區(qū)之間的多個傳輸時間差中標(biāo)準(zhǔn)差不是最小的傳輸時間差，然后繼續(xù)執(zhí)行步驟b3，否則直接執(zhí)行步驟b3；b3.選擇當(dāng)前傳輸時間差中標(biāo)準(zhǔn)差小于預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)差門限的傳輸時間差；b4.根據(jù)當(dāng)前所選的傳輸時間差的標(biāo)準(zhǔn)差以及小區(qū)之間的幾何分布關(guān)系，從當(dāng)前所選的傳輸時間差中選擇2或3個傳輸時間差。
較佳地，所述預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)差門限的取值范圍為3～4個碼片。
上述方案中，所述步驟b4可以包括b41.選擇標(biāo)準(zhǔn)差最小的傳輸時間差作為第一傳輸時間差，第一傳輸時間差對應(yīng)的鄰小區(qū)為第一鄰小區(qū)；b42.按照標(biāo)準(zhǔn)差從小到大的順序選擇一個傳輸時間差作為第二傳輸時間差，使得所選的第二傳輸時間差對應(yīng)的鄰小區(qū)與參考小區(qū)、第一鄰小區(qū)構(gòu)成的三角形的第一最小內(nèi)角大于預(yù)定的第一門限，第二傳輸時間差對應(yīng)的鄰小區(qū)為第二鄰小區(qū)；如果選擇3個傳輸時間差，則步驟b4進一步包括b43.按照標(biāo)準(zhǔn)差從小到大的順序選擇一個傳輸時間差作為第三傳輸時間差，使得所選的第三傳輸時間差對應(yīng)的鄰小區(qū)與參考小區(qū)、第一鄰小區(qū)構(gòu)成的三角形的第二最小內(nèi)角，以及所選的第三傳輸時間差對應(yīng)的鄰小區(qū)與參考小區(qū)、第二鄰小區(qū)構(gòu)成的三角形的第三最小內(nèi)角均大于預(yù)定的第二門限。
較佳地，步驟b42中，所述預(yù)定的第一門限的取值范圍為15～45度。
較佳地，步驟b43中，所述預(yù)定的第二門限的取值范圍為8～30度。
其中，所述步驟b42可以進一步包括刪除標(biāo)準(zhǔn)差大于第一傳輸時間差的標(biāo)準(zhǔn)差且小于第二傳輸時間差的標(biāo)準(zhǔn)差對應(yīng)的傳輸時間差；相應(yīng)地，步驟b43可以進一步包括將大于第二傳輸時間差的標(biāo)準(zhǔn)差的傳輸時間差按照標(biāo)準(zhǔn)差從小到大順序進行排序，然后執(zhí)行所述按照標(biāo)準(zhǔn)差從小到大的順序選擇一個傳輸時間差作為第三傳輸時間差。
本發(fā)明所提供的這種雙曲線定位方法，可以自動確定下發(fā)給移動臺和定位測量單元的定位測量請求中的定位鄰小區(qū)，不必事先規(guī)劃定位鄰小區(qū)，節(jié)約了為確定定位鄰小區(qū)而進行的大量網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、探察工作。另外，根據(jù)定位測量的綜合質(zhì)量和小區(qū)之間的幾何分布關(guān)系，對傳輸時間差進行選擇處理，可以有效地提高雙曲線定位方法的位置估計精度，并降低了位置估計計算的復(fù)雜度及計算資源的消耗。


圖1為移動臺定位中心協(xié)調(diào)定位測量的過程示意圖；圖2為本發(fā)明雙曲線定位方法的實現(xiàn)流程圖；圖3為移動臺定位中心進行傳輸時間差選擇的方法實現(xiàn)流程圖；圖4為本發(fā)明一實施例選擇3個最佳傳輸時間差的方法實現(xiàn)流程圖；圖5為本發(fā)明一實施例中的移動臺和相鄰基站的位置示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明再作進一步詳細(xì)的說明。
本發(fā)明的主要思想是通過設(shè)定鄰小區(qū)的選擇范圍，確定用于定位測量的鄰小區(qū)，然后進行定位測量，根據(jù)所獲得的定位測量結(jié)果，計算參考小區(qū)與各個鄰小區(qū)之間的傳輸時間差；根據(jù)測量質(zhì)量和小區(qū)幾何分布對獲得的傳輸時間差進行選擇，選擇定位測量結(jié)果符合預(yù)定測量質(zhì)量要求、且?guī)缀畏植挤项A(yù)定幾何效應(yīng)要求的參考小區(qū)與鄰小區(qū)之間的傳輸時間差；利用所選擇的傳輸時間差進行雙曲線定位計算。
圖2為本發(fā)明雙曲線定位方法的實現(xiàn)流程圖，包括以下步驟步驟201、確定用于測量的鄰小區(qū)，然后啟動定位測量過程，獲得定位測量結(jié)果，并根據(jù)所獲得的測量結(jié)果，計算參考小區(qū)與各個鄰小區(qū)之間的傳輸時間差。
其中，在移動臺定位中心進行定位測量之前，選擇下面的鄰小區(qū)作為移動臺定位中心下發(fā)的定位測量請求中的鄰小區(qū)以參考小區(qū)為中心的、半徑為二倍參考小區(qū)覆蓋半徑的圓范圍之內(nèi)的、與參考小區(qū)不屬于同一基站的所有同頻小區(qū)。這樣選擇上述鄰小區(qū)的原因在于一是可以自動選擇鄰小區(qū)，從而避免了前期復(fù)雜的定位網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃；二是可以使參考小區(qū)內(nèi)不同位置的各個移動臺，均能夠得到足夠多的鄰小區(qū)進行測量。
步驟202、對所獲得的傳輸時間差進行選擇處理?？梢愿鶕?jù)幾何效應(yīng)原理和標(biāo)準(zhǔn)差最小原則選擇傳輸時間差。具體過程如圖3所示，圖3內(nèi)容將在后面詳細(xì)描述。
步驟203、移動臺定位中心根據(jù)所選擇的傳輸時間差，進行雙曲線定位計算，獲得移動臺的位置估計結(jié)果。
在步驟202中，移動臺定位中心進行傳輸時間差選擇的過程如圖3所示，具體包括以下步驟步驟301計算參考小區(qū)與各個鄰小區(qū)之間的傳輸時間差的標(biāo)準(zhǔn)差。
傳輸時間差的標(biāo)準(zhǔn)差可以通過移動臺觀測時間差和網(wǎng)絡(luò)觀測時間差的標(biāo)準(zhǔn)差以及網(wǎng)絡(luò)觀測時間差的標(biāo)準(zhǔn)差漂移率來獲得。傳輸時間差的標(biāo)準(zhǔn)差綜合反映了移動臺、定位測量單元對同一參考小區(qū)、鄰小區(qū)組獲得的定位測量結(jié)果的質(zhì)量，它是本發(fā)明進行傳輸時間差選擇的依據(jù)之一。
其中，參考小區(qū)與各個鄰小區(qū)之間的傳輸時間差及其標(biāo)準(zhǔn)差的計算方法與現(xiàn)有技術(shù)的計算方法是相同的，具體計算過程為第一步計算UE測量時刻的參考小區(qū)與鄰小區(qū)之間的相對時間差及其標(biāo)準(zhǔn)差。相對時間差是指同一觀測時刻，各個小區(qū)的公共導(dǎo)頻信道信號幀頭之間的偏差。由于WCDMA是不同步系統(tǒng)，各個小區(qū)的幀頭是非同步的，因此需要考慮各個小區(qū)的公共導(dǎo)頻信道信號幀頭之間的偏差。具體計算公式如下RTDue＝RTDlmu+DeltaSFN*RTDlmuDriftRate，RTDueQuality＝RTDlmuQuality+DeltaSFN*RTDlmuDriftRateQuality。
其中，當(dāng)(SFNue-SFNlmu)＜-2048時，DeltaSFN＝((SFNue-SFNlmu)+4096)*0.01；當(dāng)(SFNue-SFNlmu)＞2048時，DeltaSFN＝((SFNue-SFNlmu)-4096)*0.01；當(dāng)-2048＜＝(SFNue-SFNlmu)＜＝2048時，DeltaSFN＝(SFNue-SFNlmu)*0.01。
其中，上述各個參數(shù)的含義如表1所示


表1第二步計算參考小區(qū)與鄰小區(qū)之間的傳輸時間差及其標(biāo)準(zhǔn)差。具體計算公式如下OTDOA＝OTDOAue-RTDue，OtdoaQuality＝OTDOAueQuality+RTDueQuality。
其中，上述各個參數(shù)的含義如表2所示

表2經(jīng)過上述運算，最終可以得到兩個值OTDOA以及OtdoaQuality，即參考小區(qū)與鄰小區(qū)之間的傳輸時間差及其標(biāo)準(zhǔn)差。
參考小區(qū)與每個鄰小區(qū)之間，都需要經(jīng)過上述運算，才能得到參考小區(qū)與各個鄰小區(qū)之間的傳輸時間差及其標(biāo)準(zhǔn)差。傳輸時間差的標(biāo)準(zhǔn)差的單位是碼片。標(biāo)準(zhǔn)差越小，表明測量誤差越小，測量質(zhì)量越好。
步驟302移動臺定位中心選擇標(biāo)準(zhǔn)差小于預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)差門限T的傳輸時間差。
這里的選擇只是初步選擇，其目的是消除大噪聲的影響。由于在UE的測量中，如果某個鄰小區(qū)的信號很弱，噪聲很容易導(dǎo)致3個碼片以上的較大誤差。因此，這里所述的標(biāo)準(zhǔn)差門限T的取值范圍為3～4個碼片。
步驟303對于同屬一個基站的多個鄰小區(qū)的傳輸時間差，移動臺定位中心選擇保留標(biāo)準(zhǔn)差最小的傳輸時間差，刪除其中標(biāo)準(zhǔn)差不是最小的傳輸時間差。
上述步驟302和303的執(zhí)行順序不是固定的，也可以先執(zhí)行步驟303，再執(zhí)行步驟302，得到的選擇結(jié)果與順序執(zhí)行步驟302、303的選擇結(jié)果是相同的。
步驟304移動臺定位中心根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)差最小原則以及小區(qū)幾何分布情況，從上面步驟所選擇的傳輸時間差中選擇2或3個最佳的傳輸時間差。
一般選擇2或3個最優(yōu)的傳輸時間差就可以獲得比較精確的定位結(jié)果了。雖然從理論上，選擇多個傳輸時間差可以得到更精確的定位結(jié)果，但實際上，如果再選擇測量誤差比較大的傳輸時間差，使雙曲線之間最后的交匯區(qū)域可能會變大，這樣反而會惡化定位結(jié)果。
在步驟304中，移動臺定位中心選擇3個最佳傳輸時間差的方法如圖4所示，具體包括以下步驟步驟401移動臺定位中心按照標(biāo)準(zhǔn)差從小到大順序?qū)鬏敃r間差進行排序。
步驟402移動臺定位中心選擇排序后的第一個傳輸時間差為第一個傳輸時間差，并記錄對應(yīng)的鄰小區(qū)為鄰小區(qū)F。
步驟403移動臺定位中心計算下一個傳輸時間差對應(yīng)的鄰小區(qū)與參考小區(qū)、鄰小區(qū)F構(gòu)成的三角形的最小內(nèi)角ANG1。
步驟404判斷最小內(nèi)角ANG1是否小于預(yù)定的第一門限A1，如果是，則執(zhí)行步驟405；否則執(zhí)行步驟406。
根據(jù)GDOP原理，如果幾個基站之間的幾何關(guān)系不好，會極大的增加定位誤差，因此基站之間的角度越大越好，最好是成等邊三角形的形式。基于上述原因，所述的第一門限A1的取值范圍為15～45度。一般選擇20～30度，比如25度效果較好。
步驟405從傳輸時間差排序結(jié)果中刪除該傳輸時間差，并返回步驟403。
步驟406移動臺定位中心選擇該傳輸時間差為第二個傳輸時間差，并記錄對應(yīng)的鄰小區(qū)為鄰小區(qū)S。
步驟407計算下一個傳輸時間差對應(yīng)的鄰小區(qū)與參考小區(qū)、鄰小區(qū)F構(gòu)成的三角形的最小內(nèi)角ANG2，以及與參考小區(qū)、鄰小區(qū)S構(gòu)成的三角形的最小內(nèi)角ANG3。
步驟408判斷最小內(nèi)角ANG2和最小內(nèi)角ANG3是否小于預(yù)定的第二門限A2，如果是，則執(zhí)行步驟409；否則執(zhí)行步驟410。
其中，所述的第二門限A2的取值范圍為8～30度。一般選擇10～20度，比如15度效果較好。
步驟409從傳輸時間差排序結(jié)果中刪除該傳輸時間差，并返回步驟407。
步驟410移動臺定位中心選擇該傳輸時間差為第三個傳輸時間差。
上述過程是選擇三個傳輸時間差進行定位計算，可以利用其中的步驟401～406選擇兩個傳輸時間差進行定位計算。
下面舉一個具體的例子來說明本發(fā)明。
本實施例中，測試環(huán)境是郊區(qū)，參與測試的基站共有6個，每個基站均配置3個120度定向小區(qū)?；続、B、C、D、E、F之間的位置關(guān)系如圖5所示，UE接入基站A中的某個小區(qū)。因此，移動臺定位中心以移動臺所接入的基站A中的小區(qū)為參考小區(qū)。
首先，根據(jù)以下條件確定定位測量請求中的定位鄰小區(qū)以參考小區(qū)為中心的、半徑為二倍參考小區(qū)覆蓋半徑的圓范圍之內(nèi)的、與參考小區(qū)不屬于同一基站的所有同頻小區(qū)。定位鄰小區(qū)的確定結(jié)果為基站B中有兩個鄰小區(qū)、基站C、基站D、基站E、基站F中各有一個鄰小區(qū)與UE接入基站A中的小區(qū)為同頻小區(qū)，所以，選擇上述小區(qū)為本次定位的鄰小區(qū)。
移動臺定位中心以移動臺所接入的基站A中的小區(qū)為參考小區(qū)，通過定位測量，獲得移動臺上報的移動臺觀測時間差測量結(jié)果和定位測量單元上報的網(wǎng)絡(luò)觀測時間差測量結(jié)果。結(jié)合上述測量結(jié)果，移動臺定位中心計算得到傳輸時間差及其標(biāo)準(zhǔn)差，包括基站B中有兩個鄰小區(qū)的傳輸時間差、基站C、基站D、基站E、基站F中各有一個鄰小區(qū)的傳輸時間差及其標(biāo)準(zhǔn)差。在下面的移動臺位置計算過程中，選擇3個傳輸時間差，并且所作的判斷或選擇都是依據(jù)實際的測試、計算結(jié)果進行的。
移動臺定位中心根據(jù)計算得到的傳輸時間差的標(biāo)準(zhǔn)差，判斷上述傳輸時間差的標(biāo)準(zhǔn)差是否小于預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)差門限。通過判斷，移動臺定位中心發(fā)現(xiàn)基站F中的傳輸時間差的標(biāo)準(zhǔn)差大于預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)差門限，所以，刪除該傳輸時間差。
隨后，移動臺定位中心判斷是否有同屬一個基站的多個鄰小區(qū)的傳輸時間差，并保留其中標(biāo)準(zhǔn)差最小的傳輸時間差。所以，移動臺定位中心保留基站B中標(biāo)準(zhǔn)差最小的傳輸時間差。此時，基站B、基站C、基站D、基站E中都只有一個鄰小區(qū)的傳輸時間差。
移動臺定位中心根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)差從小到大的順序，對上述傳輸時間差進行排序，排序的結(jié)果為基站B、基站C、基站E、基站D。
根據(jù)上述排序結(jié)果，移動臺定位中心選擇基站B中的鄰小區(qū)的傳輸時間差為第一個傳輸時間差。
然后，移動臺定位中心選擇基站C中的鄰小區(qū)的傳輸時間差，并判斷三角形ABC的最小內(nèi)角是否大于預(yù)定第一門限，計算結(jié)果是該最小內(nèi)角大于預(yù)定第一門限，所以，移動臺定位中心選擇基站C中的鄰小區(qū)的傳輸時間差作為第二個傳輸時間差。
接著，移動臺定位中心選擇基站E中的鄰小區(qū)的傳輸時間差，并判斷三角形ABE以及三角形ACE的最小內(nèi)角是否均大于預(yù)定第二門限，計算結(jié)果是三角形ACE的最小內(nèi)角小于預(yù)定第二門限，所以，移動臺定位中心刪除基站E的鄰小區(qū)的傳輸時間差。
移動臺定位中心接著選擇基站D中的鄰小區(qū)的傳輸時間差，并判斷三角形ABD以及三角形ACD的最小內(nèi)角是否均大于預(yù)定第二門限，計算結(jié)果是這兩個最小內(nèi)角均大于預(yù)定第二門限，所以，移動臺定位中心選擇基站D中的鄰小區(qū)的傳輸時間差作為第三個傳輸時間差。
通過上述選擇處理之后，移動臺定位中心根據(jù)基站A中的參考小區(qū)與基站B、基站C、基站D中定位鄰小區(qū)之間的傳輸時間差，進行雙曲線位置估計，得到移動臺的位置估計結(jié)果。
表3為利用本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)進行位置估計的實際場測實驗結(jié)果。其中，67％定位精度是指在所有的測試結(jié)果中，定位誤差最小的67％部分中最大的定位誤差。95％定位精度是指在所有的測試結(jié)果中，定位誤差最小的95％部分中最大的定位誤差。在WCDMA系統(tǒng)中，一般采用上述兩個比值來反映移動臺定位算法的精度好壞。從表3可以看出，本發(fā)明所采取的方法從統(tǒng)計意義上，大大提高了移動臺的定位精度。

表3由上述分析可以看出，由于本發(fā)明所選擇的用于位置估計的傳輸時間差均具有較好的綜合質(zhì)量，并且所選的傳輸時間差對應(yīng)的鄰小區(qū)與參考小區(qū)之間的幾何分布合理，所以，能夠輸出較好的位置估計結(jié)果。另外，由于參與位置估計的傳輸時間差最多只有3個，所以，位置估計算法的時間和空間計算復(fù)雜度將大大降低。
總之，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種雙曲線定位方法，其特征在于，該方法包括以下步驟a.根據(jù)參考小區(qū)的信號覆蓋范圍，確定用于定位測量的鄰小區(qū)，進行定位測量，并根據(jù)所獲得的定位測量結(jié)果，計算參考小區(qū)與所確定的每個鄰小區(qū)之間的傳輸時間差；b.根據(jù)所獲得的定位測量結(jié)果以及參考小區(qū)與所確定的各個鄰小區(qū)之間的幾何分布關(guān)系，對計算得到的傳輸時間差進行選擇，選擇定位測量結(jié)果符合預(yù)定測量質(zhì)量要求、且?guī)缀畏植挤项A(yù)定幾何效應(yīng)要求的參考小區(qū)與鄰小區(qū)之間的傳輸時間差；c.利用所選擇的傳輸時間差進行雙曲線定位計算，得到定位結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟a中，所述確定用于定位測量的鄰小區(qū)的方法為選擇以參考小區(qū)為中心、半徑為二倍參考小區(qū)覆蓋半徑的圓的范圍之內(nèi)的、且與參考小區(qū)不屬于同一基站的所有同頻小區(qū)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟b包括b1.計算參考小區(qū)與所確定的各個鄰小區(qū)之間的傳輸時間差的標(biāo)準(zhǔn)差；b2.選擇標(biāo)準(zhǔn)差小于預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)差門限的傳輸時間差；b3.判斷所選的傳輸時間差是否包含參考小區(qū)與同一基站中不同鄰小區(qū)之間的傳輸時間差，如果是，則保留所包含的參考小區(qū)與同一個基站中不同鄰小區(qū)之間的多個傳輸時間差中標(biāo)準(zhǔn)差最小的傳輸時間差，刪除所述參考小區(qū)與同一基站中不同鄰小區(qū)之間的多個傳輸時間差中標(biāo)準(zhǔn)差不是最小的傳輸時間差，然后執(zhí)行步驟b4，否則直接執(zhí)行步驟b4；b4.根據(jù)當(dāng)前所選的傳輸時間差的標(biāo)準(zhǔn)差以及小區(qū)之間的幾何分布關(guān)系，從當(dāng)前所選的傳輸時間差中選擇2或3個傳輸時間差。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟b包括b1.計算參考小區(qū)與所確定的各個鄰小區(qū)之間的傳輸時間差的標(biāo)準(zhǔn)差；b2.判斷所述傳輸時間差中是否包含參考小區(qū)與同一基站中不同鄰小區(qū)之間的傳輸時間差，如果是，則保留所包含的參考小區(qū)與同一基站中不同鄰小區(qū)之間的多個傳輸時間差中標(biāo)準(zhǔn)差最小的傳輸時間差，刪除所述參考小區(qū)與同一基站中不同鄰小區(qū)之間的多個傳輸時間差中標(biāo)準(zhǔn)差不是最小的傳輸時間差，然后繼續(xù)執(zhí)行步驟b3，否則直接執(zhí)行步驟b3；b3.選擇當(dāng)前傳輸時間差中標(biāo)準(zhǔn)差小于預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)差門限的傳輸時間差；b4.根據(jù)當(dāng)前所選的傳輸時間差的標(biāo)準(zhǔn)差以及小區(qū)之間的幾何分布關(guān)系，從當(dāng)前所選的傳輸時間差中選擇2或3個傳輸時間差。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)差門限的取值范圍為3～4個碼片。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述步驟b4包括b41.選擇標(biāo)準(zhǔn)差最小的傳輸時間差作為第一傳輸時間差，第一傳輸時間差對應(yīng)的鄰小區(qū)為第一鄰小區(qū)；b42.按照標(biāo)準(zhǔn)差從小到大的順序選擇一個傳輸時間差作為第二傳輸時間差，使得所選的第二傳輸時間差對應(yīng)的鄰小區(qū)與參考小區(qū)、第一鄰小區(qū)構(gòu)成的三角形的第一最小內(nèi)角大于預(yù)定的第一門限，第二傳輸時間差對應(yīng)的鄰小區(qū)為第二鄰小區(qū)；如果選擇3個傳輸時間差，則步驟b4進一步包括b43.按照標(biāo)準(zhǔn)差從小到大的順序選擇一個傳輸時間差作為第三傳輸時間差，使得所選的第三傳輸時間差對應(yīng)的鄰小區(qū)與參考小區(qū)、第一鄰小區(qū)構(gòu)成的三角形的第二最小內(nèi)角，以及所選的第三傳輸時間差對應(yīng)的鄰小區(qū)與參考小區(qū)、第二鄰小區(qū)構(gòu)成的三角形的第三最小內(nèi)角均大于預(yù)定的第二門限。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，步驟b42中，所述預(yù)定的第一門限的取值范圍為15～45度。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，步驟b43中，所述預(yù)定的第二門限的取值范圍為8～30度。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述步驟b42進一步包括刪除標(biāo)準(zhǔn)差大于第一傳輸時間差的標(biāo)準(zhǔn)差且小于第二傳輸時間差的標(biāo)準(zhǔn)差對應(yīng)的傳輸時間差；相應(yīng)地，步驟b43進一步包括將大于第二傳輸時間差的標(biāo)準(zhǔn)差的傳輸時間差按照標(biāo)準(zhǔn)差從小到大順序進行排序，然后執(zhí)行所述按照標(biāo)準(zhǔn)差從小到大的順序選擇一個傳輸時間差作為第三傳輸時間差。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種雙曲線定位方法，該方法包括a.根據(jù)參考小區(qū)的信號覆蓋范圍，確定用于定位測量的鄰小區(qū)，進行定位測量，并根據(jù)所獲得的定位測量結(jié)果，計算參考小區(qū)與所確定的各個鄰小區(qū)之間的傳輸時間差；b.根據(jù)定位測量結(jié)果以及參考小區(qū)與所確定的各個鄰小區(qū)之間的幾何分布關(guān)系，對得到的傳輸時間差進行選擇，選擇定位測量結(jié)果符合預(yù)定測量質(zhì)量要求、且?guī)缀畏植挤项A(yù)定幾何效應(yīng)要求的參考小區(qū)與鄰小區(qū)之間的傳輸時間差；c.利用所選擇的傳輸時間差進行雙曲線定位計算，得到定位結(jié)果。本發(fā)明提供的雙曲線定位方法無需事先規(guī)劃定位鄰小區(qū)，可以有效地提高雙曲線定位方法的位置估計精度，降低位置估計計算的復(fù)雜度和計算資源的消耗。
文檔編號H04W64/00GK1756421SQ20041007934
公開日2006年4月5日 申請日期2004年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月30日
發(fā)明者徐斌 申請人:華為技術(shù)有限公司