專利名稱：一種指紋定位誤差的評(píng)估方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種指紋定位誤差的評(píng)估方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著通信技術(shù)的發(fā)展，作為移動(dòng)通信和個(gè)人通信服務(wù)的一部分，位置服務(wù)變得越來(lái)越重要。指紋定位技術(shù)是位置服務(wù)中的一種常用技術(shù)，可以在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中基于移動(dòng)終端接收到的基站信號(hào)強(qiáng)度，確定移動(dòng)終端的位置。由于基站信號(hào)的多徑傳播對(duì)環(huán)境具有依賴性，對(duì)于每個(gè)位置而言，該位置上信道的多徑結(jié)構(gòu)是唯一的，移動(dòng)終端發(fā)射的無(wú)線電波經(jīng)過(guò)反射和折射，產(chǎn)生與周圍環(huán)境密切相關(guān)的特定模式的多徑信號(hào)，這樣的多徑特征可以作為該位置的“指紋”。指紋定位技術(shù)可以基于上述多徑特征，實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)終端的定位。通常情況下，指紋定位技術(shù)包括離線采樣和在線定位兩個(gè)階段。其中，在離線采樣階段，指紋定位系統(tǒng)獲取可見(jiàn)基站在各個(gè)指紋采樣點(diǎn)處的基站信號(hào)強(qiáng)度以及指紋采樣點(diǎn)的位置坐標(biāo)(包括經(jīng)度、緯度和高度等)等數(shù)據(jù)，生成相應(yīng)的指紋記錄，并將該指紋記錄存入指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中。此外，還可以在離線指紋采樣階段對(duì)指紋記錄進(jìn)行預(yù)處理，以提高定位性能。在線定位階段中，指紋定位系統(tǒng)基于預(yù)設(shè)規(guī)則或數(shù)理統(tǒng)計(jì)理論對(duì)移動(dòng)終端上報(bào)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中的指紋記錄之間的相似性進(jìn)行度量和匹配，優(yōu)選出與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)最接近的K個(gè)樣本指紋，并返回該K個(gè)優(yōu)選樣本指紋所在位置的均值作為移動(dòng)終端的位置。在上述指紋定位過(guò)程中，可見(jiàn)基站可以為蜂窩小區(qū)基站，也可以為WLAN APdireless Local Area Network Access Point，無(wú)線局域網(wǎng)接入點(diǎn))，且移動(dòng)終端需要具備相應(yīng)的通信能力。 例如，當(dāng)可見(jiàn)基站為WLAN AP的情況下，移動(dòng)終端需要具備WLAN通信能力。隨著位置業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，位置應(yīng)用對(duì)基礎(chǔ)定位能力的要求越來(lái)越高，位置能力正在向著開(kāi)放、智能的方向不斷發(fā)展。定位平臺(tái)不僅要具備開(kāi)放的高質(zhì)量的定位能力，而且還需要對(duì)自身的定位結(jié)果的質(zhì)量有著清晰的認(rèn)知，因此，定位平臺(tái)需要對(duì)定位誤差進(jìn)行評(píng)估，才能夠在多樣化的位置應(yīng)用需求、場(chǎng)景和環(huán)境條件下為用戶提供更加多樣化的區(qū)分位置服務(wù)?，F(xiàn)有的指紋定位技術(shù)中，為實(shí)現(xiàn)對(duì)定位誤差的估計(jì)，通常在采集和計(jì)算無(wú)線信號(hào)相關(guān)特性分析參數(shù)(如基站信號(hào)強(qiáng)度均值、方差，邊緣概率分布等)數(shù)據(jù)之后，以及在線定位階段之前增加一個(gè)訓(xùn)練階段。在訓(xùn)練階段中，通過(guò)使用帶有GPS(Global Positioning System，全球定位系統(tǒng))的移動(dòng)終端等方式實(shí)時(shí)記錄指紋定位過(guò)程中的終端實(shí)際位置、定位結(jié)果和相應(yīng)的定位誤差。針對(duì)上述記錄數(shù)據(jù)，可以利用基于統(tǒng)計(jì)分析、估計(jì)和學(xué)習(xí)理論的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)，訓(xùn)練得到通過(guò)信號(hào)參數(shù)求解定位誤差的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?。?jīng)過(guò)充足的離線訓(xùn)練學(xué)習(xí)之后，可以在局部相同空間區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)較高的誤差估計(jì)精度。在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過(guò)程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在如下問(wèn)題采用現(xiàn)有的定位誤差估計(jì)技術(shù)時(shí)，需要在離線采樣階段耗費(fèi)大量的計(jì)算處理開(kāi)銷來(lái)采集和測(cè)量范圍足夠廣、密度足夠大的指紋數(shù)據(jù)(包括無(wú)線基站信號(hào)強(qiáng)度和基于GPS位置的指紋定位誤差)，而且在線定位階段還需要具備相同的機(jī)器學(xué)習(xí)模型來(lái)實(shí)時(shí)估計(jì)定位誤差，使得現(xiàn)有技術(shù)不僅會(huì)受到預(yù)處理開(kāi)銷的影響而降低其通用性，而且還會(huì)因過(guò)大的處理開(kāi)銷和離線訓(xùn)練準(zhǔn)備而進(jìn)一步限制其在用戶終端上的實(shí)時(shí)性和可用性。此外，由于不同環(huán)境下信號(hào)參數(shù)與定位誤差之間的模型關(guān)系并不相同，因此，現(xiàn)有的定位誤差估計(jì)技術(shù)的精確性無(wú)法得到保證。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種指紋定位誤差的評(píng)估方法和系統(tǒng)，以提高定位誤差估計(jì)的精確性，為此，本發(fā)明實(shí)施例采用如下技術(shù)方案一種指紋定位誤差的評(píng)估方法，指紋定位系統(tǒng)設(shè)置有各個(gè)指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差預(yù)估值，所述指紋聚類包含多個(gè)基站信號(hào)強(qiáng)度相似的指紋采樣點(diǎn)，該方法包括指紋定位系統(tǒng)接收用戶設(shè)備上報(bào)的用戶實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，根據(jù)所述用戶實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的指紋采樣點(diǎn)的信息確定所述用戶設(shè)備的定位結(jié)果；所述指紋定位系統(tǒng)查詢所述定位結(jié)果對(duì)應(yīng)的指紋聚類，將查詢到的指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差預(yù)估值作為所述用戶設(shè)備的指紋定位誤差。一種指紋定位系統(tǒng)，包括存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)各個(gè)指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差預(yù)估值，所述指紋聚類包含多個(gè)基站信號(hào)強(qiáng)度相似的指紋采樣點(diǎn)；接收模塊，用于接收用戶設(shè)備上報(bào)的用戶實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)；確定模塊，用于根據(jù)所述用戶實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的指紋采樣點(diǎn)的信息確定所述用戶設(shè)備的定位結(jié)果；查詢模塊，用于查詢所述定位結(jié)果對(duì)應(yīng)的指紋聚類，將查詢到的指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差預(yù)估值作為所述用戶設(shè)備的指紋定位誤差。本發(fā)明的上述實(shí)施例在指紋定位系統(tǒng)設(shè)置各個(gè)指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差預(yù)估值， 根據(jù)定位結(jié)果查詢對(duì)應(yīng)的指紋聚類，將查詢到的指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差預(yù)估值作為指紋定位誤差，能夠降低存儲(chǔ)開(kāi)銷和運(yùn)算開(kāi)銷，提高了指紋定位誤差的估計(jì)速度和精度，增強(qiáng)了指紋定位誤差的估計(jì)方法的通用性、實(shí)時(shí)性和可用性。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例中的指紋定位誤差的評(píng)估方法流程圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例中的設(shè)置定位誤差預(yù)估值的方法流程圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例中的公共可見(jiàn)基站的信號(hào)強(qiáng)度的的正態(tài)分布函數(shù)的重疊部分示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例中的指紋定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，對(duì)于特定范圍的物理空間區(qū)域內(nèi)的終端而言，其所接收到的同一基站的基站信號(hào)強(qiáng)度值落在一定數(shù)值區(qū)間內(nèi)的概率大于某一門限值。例如，在室外的一片空地或室內(nèi)的一個(gè)房間內(nèi)，終端接收到的同一基站的基站信號(hào)強(qiáng)度以大于某一門限值(如90%)的概率落在相同的數(shù)值區(qū)間(如[-58dB,-52dB])內(nèi)，因而，在上述空間區(qū)域內(nèi)， 不同物理位置處采集到的指紋具有非常近似的基站信號(hào)強(qiáng)度特性，最優(yōu)指紋和次優(yōu)指紋之間的區(qū)分度較低。當(dāng)在上述空間區(qū)域內(nèi)進(jìn)行在線定位時(shí)，系統(tǒng)搜索并篩選出該空間區(qū)域中的次優(yōu)指紋的概率較高，導(dǎo)致屬于同一信號(hào)近似性空間區(qū)域內(nèi)的在線定位結(jié)果具有相同等級(jí)的誤差。進(jìn)一步地，隨著信號(hào)近似性空間區(qū)域的擴(kuò)大，該空間所包含的指紋采樣點(diǎn)的數(shù)量也隨之增多，指紋采樣點(diǎn)的分布覆蓋范圍也隨之?dāng)U大，因此，在線定位過(guò)程中搜索并匹配得到次優(yōu)指紋的概率隨之增大，次優(yōu)指紋與最優(yōu)指紋之間的誤差距離也隨之增大?；谏鲜龇治觯景l(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案中，在離線采樣階段，指紋定位系統(tǒng)根據(jù)可見(jiàn)基站的基站信號(hào)強(qiáng)度，將具有相同信號(hào)近似性的空間區(qū)域中的指紋采樣點(diǎn)劃分到多個(gè)指紋聚類，并依據(jù)劃分得到的各指紋聚類中的指紋采樣點(diǎn)之間的物理距離，對(duì)各指紋聚類所屬指紋的定位誤差進(jìn)行預(yù)估和存儲(chǔ)。在線定位階段中，指紋定位系統(tǒng)根據(jù)用戶設(shè)備上報(bào)的用戶實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)確定用戶設(shè)備的定位結(jié)果，進(jìn)而確定該定位結(jié)果對(duì)應(yīng)的指紋聚類，將該指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差預(yù)估值作為用戶設(shè)備的指紋定位誤差。下面將結(jié)合本發(fā)明中的附圖，對(duì)本發(fā)明中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。如圖1所示，為本發(fā)明實(shí)施例中的指紋定位誤差的評(píng)估方法流程圖，指紋定位系統(tǒng)設(shè)置有各個(gè)指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差預(yù)估值，該指紋聚類包含多個(gè)基站信號(hào)強(qiáng)度相似的指紋采樣點(diǎn)，可以是由多個(gè)指紋采樣點(diǎn)構(gòu)成的集合。指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)有多個(gè)指紋采樣點(diǎn)的信息，該信息包括指紋采樣點(diǎn)的位置、可見(jiàn)基站的基站標(biāo)識(shí)和基站信號(hào)強(qiáng)度等。上述評(píng)估流程包括以下步驟步驟101，指紋定位系統(tǒng)接收用戶設(shè)備上報(bào)的用戶實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，根據(jù)該用戶實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的指紋采樣點(diǎn)的信息確定用戶設(shè)備的定位結(jié)果。其中，用戶實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為用戶設(shè)備測(cè)量到的可見(jiàn)基站的基站標(biāo)識(shí)和基站信號(hào)強(qiáng)度， 該基站標(biāo)識(shí)可以為蜂窩基站的Cell ID (小區(qū)標(biāo)識(shí))或者WLAN AP的MAC (MediaAccess Control，媒體訪問(wèn)控制)地址。指紋定位系統(tǒng)計(jì)算用戶實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與各個(gè)指紋采樣點(diǎn)的基站信號(hào)強(qiáng)度之間的相似度，可以將相似度最高的指紋采樣點(diǎn)作為最優(yōu)指紋，將該最優(yōu)指紋的位置作為用戶設(shè)備的定位結(jié)果。指紋定位系統(tǒng)也可以根據(jù)計(jì)算得到的相似度匹配出優(yōu)選指紋集合，將優(yōu)選指紋集合包含的多個(gè)指紋采樣點(diǎn)的坐標(biāo)的加權(quán)平均值作為用戶設(shè)備的定位結(jié)果。步驟102，指紋定位系統(tǒng)查詢定位結(jié)果對(duì)應(yīng)的指紋聚類，將查詢到的指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差預(yù)估值作為用戶設(shè)備的指紋定位誤差。具體地，由于指紋定位系統(tǒng)設(shè)置有各個(gè)指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差預(yù)估值，指紋定位系統(tǒng)可以查詢定位結(jié)果所屬的指紋聚類，將該指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差估計(jì)值作為用戶設(shè)備的指紋定位誤差；也可以查詢定位結(jié)果對(duì)應(yīng)的最優(yōu)指紋所屬的指紋聚類，將該指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差估計(jì)值作為用戶設(shè)備的指紋定位誤差。在上述實(shí)施例中的各個(gè)指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差預(yù)估值通過(guò)以下方式存儲(chǔ)到指
7紋定位系統(tǒng)中指紋定位系統(tǒng)根據(jù)指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中的指紋采樣點(diǎn)的基站信號(hào)強(qiáng)度，劃分指紋聚類；指紋定位系統(tǒng)根據(jù)指紋聚類中的多個(gè)指紋采樣點(diǎn)之間的物理距離，計(jì)算各個(gè)指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差預(yù)估值，并存儲(chǔ)計(jì)算得到的定位誤差估計(jì)值。具體地，如圖2所示，為本發(fā)明實(shí)施例中的設(shè)置定位誤差預(yù)估值的方法流程圖，包括以下步驟步驟201，指紋定位系統(tǒng)判斷指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中的指紋采樣點(diǎn)的數(shù)量是否大于預(yù)設(shè)閾值，如果是，則執(zhí)行步驟202 ；否則，執(zhí)行步驟204。步驟202，指紋定位系統(tǒng)將多個(gè)物理位置相近的指紋采樣點(diǎn)劃分到同一指紋聚類。具體地，當(dāng)指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中的指紋采樣點(diǎn)的數(shù)量大于預(yù)設(shè)閾值(例如，5000)時(shí)，指紋定位系統(tǒng)可以通過(guò)最近鄰居聚類的方法，將物理位置最近的若干個(gè)指紋采樣點(diǎn)劃分到同一指紋聚類，完成對(duì)指紋聚類的初始化，并記錄各個(gè)指紋聚類之間的相鄰關(guān)系。指紋定位系統(tǒng)也可以將物理距離在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的多個(gè)指紋采樣點(diǎn)劃分到同一指紋聚類。步驟203，指紋定位系統(tǒng)根據(jù)各個(gè)指紋聚類之間的基站信號(hào)強(qiáng)度相似度和/或物理位置，對(duì)多個(gè)指紋聚類進(jìn)行合并。其中，兩個(gè)指紋聚類之間的基站信號(hào)強(qiáng)度相似度的計(jì)算可以通過(guò)比較兩個(gè)指紋聚類之間的基站信號(hào)強(qiáng)度的分布來(lái)實(shí)現(xiàn)。指紋定位系統(tǒng)可以隨機(jī)選取一個(gè)指紋聚類，計(jì)算選取出的指紋聚類與其相鄰的指紋聚類之間的基站信號(hào)強(qiáng)度相似度，當(dāng)該基站信號(hào)強(qiáng)度相似度大于度量閾值時(shí)，將上述兩個(gè)指紋聚類進(jìn)行合并。類似地，指紋定位系統(tǒng)可以對(duì)所有指紋聚類重復(fù)上述操作，直至剩余的所有指紋聚類無(wú)法繼續(xù)合并為止。具體地，指紋定位系統(tǒng)可以針對(duì)每任意兩個(gè)指紋聚類，執(zhí)行以下步驟比較兩個(gè)指紋聚類中的所有指紋采樣點(diǎn)的可見(jiàn)基站，得到該兩個(gè)指紋聚類中的所有指紋采樣點(diǎn)的可見(jiàn)基站的合集，該合集中的基站即為公共可見(jiàn)基站。公共可見(jiàn)基站的數(shù)量可以為一個(gè)，也可以為多個(gè)。對(duì)于每個(gè)確定出的公共可見(jiàn)基站，指紋定位系統(tǒng)可以針對(duì)上述兩個(gè)指紋聚類，計(jì)算該公共可見(jiàn)基站的信號(hào)強(qiáng)度的分布參數(shù)(包括均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差)，并根據(jù)該分布參數(shù)回歸該信號(hào)強(qiáng)度的正態(tài)分布函數(shù)，并利用交叉點(diǎn)分段積分的方法計(jì)算兩個(gè)指紋聚類對(duì)應(yīng)該公共可見(jiàn)基站的信號(hào)強(qiáng)度的的正態(tài)分布函數(shù)的重疊部分的面積，如圖3所示。指紋定位系統(tǒng)可以根據(jù)上述正態(tài)分布函數(shù)的重疊部分的面積得到兩個(gè)指紋聚類之間的基站信號(hào)強(qiáng)度相似度。當(dāng)兩個(gè)指紋聚類之間的公共可見(jiàn)基站的數(shù)量為一個(gè)時(shí)，指紋定位系統(tǒng)可以將上述計(jì)算得到的正態(tài)分布函數(shù)的重疊部分的面積作為兩個(gè)指紋聚類之間的基站信號(hào)強(qiáng)度相似度；當(dāng)兩個(gè)指紋聚類之間的公共可見(jiàn)基站為多個(gè)時(shí)，指紋定位系統(tǒng)可以按照上述步驟分別計(jì)算出多個(gè)公共可見(jiàn)基站對(duì)應(yīng)的重疊部分的面積，并將計(jì)算得到的多個(gè)重疊部分的面積的平均值作為兩個(gè)指紋聚類之間的基站信號(hào)強(qiáng)度相似度。當(dāng)基站信號(hào)強(qiáng)度相似度大于預(yù)設(shè)的度量閾值時(shí)，指紋定位系統(tǒng)對(duì)上述兩個(gè)指紋聚類進(jìn)行合并。在上述合并指紋聚類的過(guò)程中，過(guò)高的度量閾值會(huì)使得指紋聚類所包含的指紋采樣點(diǎn)的數(shù)量急劇下降以及指紋聚類的數(shù)量大幅增多，增加了指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差預(yù)估值錯(cuò)誤較大的發(fā)生概率；相反，過(guò)低的度量閾值會(huì)使得指紋聚類所包含的指紋采樣點(diǎn)的數(shù)量急劇增多以及指紋聚類的數(shù)量大幅下降，導(dǎo)致指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差預(yù)估值的區(qū)分能力下降。為確定合適的度量閾值，可以對(duì)不同度量閾值情況下指紋定位誤差的評(píng)估性能進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試過(guò)程中，在0. 3到0. 7的范圍內(nèi)對(duì)度量閾值進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整間隔為0. 05。經(jīng)過(guò)比較分析，本發(fā)明實(shí)施例中的度量閾值在0. 3到0. 7的范圍內(nèi)；優(yōu)選地，可以選定0. 55作為度量閾值，可以使得用戶設(shè)備的實(shí)際位置和定位位置屬于同一個(gè)指紋聚類的概率為92%。由于指紋采樣點(diǎn)的分布具有不均衡性，經(jīng)過(guò)上述合并處理后的指紋聚類中可能依然存在僅包含一個(gè)指紋采樣點(diǎn)的指紋聚類，指紋定位系統(tǒng)可以確定與該指紋聚類的物理位置最近似的鄰居指紋聚類，直接對(duì)上述兩個(gè)指紋聚類進(jìn)行合并，而無(wú)需判斷兩個(gè)指紋聚類之間的基站信號(hào)強(qiáng)度相似度是否大于預(yù)設(shè)的度量閾值。需要說(shuō)明的是，執(zhí)行完本步驟后，繼續(xù)執(zhí)行步驟205。步驟204，指紋定位系統(tǒng)將每個(gè)指紋采樣點(diǎn)作為一個(gè)指紋聚類，根據(jù)各個(gè)指紋聚類之間的基站信號(hào)強(qiáng)度相似度和/或物理位置，對(duì)多個(gè)指紋聚類進(jìn)行合并。具體地，當(dāng)指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中的指紋采樣點(diǎn)的數(shù)量不大于預(yù)設(shè)閾值(例如，5000)時(shí)， 指紋定位系統(tǒng)可以將每個(gè)指紋采樣點(diǎn)作為一個(gè)指紋聚，并按照與步驟203類似的方法對(duì)多個(gè)指紋聚類進(jìn)行合并。步驟205，指紋定位系統(tǒng)根據(jù)指紋聚類中的多個(gè)指紋采樣點(diǎn)之間的物理距離，計(jì)算各個(gè)指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差預(yù)估值，并存儲(chǔ)計(jì)算得到的定位誤差估計(jì)值。具體地，指紋定位系統(tǒng)劃分得到的每個(gè)指紋聚類代表一個(gè)物理空間區(qū)域，該空間區(qū)域的形狀和大小取決于該區(qū)域中的指紋采樣點(diǎn)的數(shù)量以及各個(gè)指紋采樣點(diǎn)的位置分布情況。指紋聚類包含的所有指紋采樣點(diǎn)的基站信號(hào)特征之間的相似性，高于該指紋聚類中的指紋采樣點(diǎn)與其他指紋聚類中的指紋采樣點(diǎn)的基站信號(hào)特征之間的相似性。含有N個(gè)指紋采樣點(diǎn)的指紋聚類可以表示為Ci = {pi}，i = 1，2· · · N指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差預(yù)估值的大小也取決于指紋聚類的空間區(qū)域的大小，可以定義為指紋聚類中的任意兩個(gè)指紋采樣點(diǎn)之間的物理距離的平均值，并描述如下E = mean {d(pi, p2)}, i ^ j ；i, j = 1,2. . . N........................[1]其中，E為定位誤差預(yù)估值，d(pl，p2)為指紋聚類中的兩個(gè)指紋采樣點(diǎn)pl，p2之間的物理距離。本發(fā)明的實(shí)施例包括以下優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)樵谥讣y定位系統(tǒng)設(shè)置各個(gè)指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差預(yù)估值，根據(jù)定位結(jié)果查詢對(duì)應(yīng)的指紋聚類，將查詢到的指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差預(yù)估值作為指紋定位誤差，能夠降低存儲(chǔ)開(kāi)銷和運(yùn)算開(kāi)銷，提高了指紋定位誤差的估計(jì)速度和精度，增強(qiáng)了指紋定位誤差的估計(jì)方法的通用性、實(shí)時(shí)性和可用性。當(dāng)然，實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施例的任一產(chǎn)品并不一定需要同時(shí)達(dá)到以上所述的所有優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)上述實(shí)施方式中提供的指紋定位誤差的評(píng)估方法，本發(fā)明實(shí)施例還提供了應(yīng)用上述指紋定位誤差的評(píng)估方法的系統(tǒng)。如圖4所示，為本發(fā)明實(shí)施例中的指紋定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，包括存儲(chǔ)模塊410，用于存儲(chǔ)各個(gè)指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差預(yù)估值。其中，指紋聚類包含多個(gè)基站信號(hào)強(qiáng)度相似的指紋采樣點(diǎn)。接收模塊420，用于接收用戶設(shè)備上報(bào)的用戶實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。確定模塊430，用于根據(jù)接收模塊420接收到的用戶實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的指紋采樣點(diǎn)的信息確定用戶設(shè)備的定位結(jié)果。查詢模塊440，用于查詢確定模塊430確定的定位結(jié)果對(duì)應(yīng)的指紋聚類，將查詢到的指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差預(yù)估值作為用戶設(shè)備的指紋定位誤差。
具體地，上述查詢模塊440，具體用于查詢定位結(jié)果所屬的指紋聚類或者定位結(jié)果對(duì)應(yīng)的最優(yōu)指紋所屬的指紋聚類。優(yōu)選地，上述指紋定位系統(tǒng)可進(jìn)一步包括劃分模塊450，用于根據(jù)指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中的指紋采樣點(diǎn)的基站信號(hào)強(qiáng)度，劃分指紋聚類。具體地，上述劃分模塊450，具體用于在指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中的指紋采樣點(diǎn)的數(shù)量大于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，將多個(gè)物理位置相近的指紋采樣點(diǎn)劃分到同一指紋聚類；在指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中的指紋采樣點(diǎn)的數(shù)量不大于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，將每個(gè)指紋采樣點(diǎn)作為一個(gè)指紋聚類。計(jì)算模塊460，用于根據(jù)指紋聚類中的多個(gè)指紋采樣點(diǎn)之間的物理距離，計(jì)算各個(gè)指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差預(yù)估值。其中，指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差預(yù)估值為指紋聚類中的任意兩個(gè)指紋采樣點(diǎn)之間的物理距離的平均值。上述指紋定位系統(tǒng)還可進(jìn)一步包括合并模塊470，用于根據(jù)各個(gè)指紋聚類之間的基站信號(hào)強(qiáng)度相似度和/或物理位置，對(duì)多個(gè)指紋聚類進(jìn)行合并。具體地，上述合并模塊470，具體用于針對(duì)每任意兩個(gè)指紋聚類，執(zhí)行以下步驟 確定兩個(gè)指紋聚類中的所有指紋采樣點(diǎn)的公共可見(jiàn)基站；針對(duì)上述兩個(gè)指紋聚類，計(jì)算公共可見(jiàn)基站的信號(hào)強(qiáng)度的分布參數(shù)，并根據(jù)該分布參數(shù)回歸該信號(hào)強(qiáng)度的正態(tài)分布函數(shù)； 計(jì)算兩個(gè)指紋聚類對(duì)應(yīng)的上述公共可見(jiàn)基站的信號(hào)強(qiáng)度的正態(tài)分布函數(shù)的重疊部分的面積，根據(jù)該重疊部分的面積得到上述兩個(gè)指紋聚類之間的基站信號(hào)強(qiáng)度相似度，當(dāng)基站信號(hào)強(qiáng)度相似度大于預(yù)設(shè)的度量閾值時(shí)，對(duì)上述兩個(gè)指紋聚類進(jìn)行合并。其中，度量閾值可以在0. 3到0. 7的范圍內(nèi)；優(yōu)選地，度量閾值可以為0. 55。當(dāng)兩個(gè)指紋聚類之間的公共可見(jiàn)基站的數(shù)量為一個(gè)時(shí)，上述合并模塊470可以將上述計(jì)算得到的正態(tài)分布函數(shù)的重疊部分的面積作為兩個(gè)指紋聚類之間的基站信號(hào)強(qiáng)度相似度；當(dāng)兩個(gè)指紋聚類之間的公共可見(jiàn)基站為多個(gè)時(shí)，上述合并模塊470可以按照上述步驟分別計(jì)算出多個(gè)公共可見(jiàn)基站對(duì)應(yīng)的重疊部分的面積，并將計(jì)算得到的多個(gè)重疊部分的面積的平均值作為兩個(gè)指紋聚類之間的基站信號(hào)強(qiáng)度相似度。上述合并模塊470還可以在劃分得到的指紋聚類僅包含一個(gè)指紋采樣點(diǎn)時(shí)，確定與該指紋聚類物理位置最近似的鄰居指紋聚類，對(duì)上述指紋聚類和鄰居指紋聚類進(jìn)行合并。本發(fā)明的實(shí)施例包括以下優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)樵谥讣y定位系統(tǒng)設(shè)置各個(gè)指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差預(yù)估值，根據(jù)定位結(jié)果查詢對(duì)應(yīng)的指紋聚類，將查詢到的指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差預(yù)估值作為指紋定位誤差，能夠降低存儲(chǔ)開(kāi)銷和運(yùn)算開(kāi)銷，提高了指紋定位誤差的估計(jì)速度和精度，增強(qiáng)了指紋定位誤差的估計(jì)方法的通用性、實(shí)時(shí)性和可用性。當(dāng)然，實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施例的任一產(chǎn)品并不一定需要同時(shí)達(dá)到以上所述的所有優(yōu)點(diǎn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解實(shí)施例中的系統(tǒng)中的模塊可以按照實(shí)施例描述進(jìn)行分布于實(shí)施例的系統(tǒng)中，也可以進(jìn)行相應(yīng)變化位于不同于本實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)中。上述實(shí)施例的模塊可以合并為一個(gè)模塊，也可以進(jìn)一步拆分成多個(gè)子模塊。通過(guò)以上的實(shí)施方式的描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到本發(fā)明可借助軟件加必需的通用硬件平臺(tái)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，當(dāng)然也可以通過(guò)硬件，但很多情況下前者是更佳的實(shí)施方式?；谶@樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說(shuō)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來(lái)，該計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺(tái)終端設(shè)備(可以是手機(jī)，個(gè)人計(jì)算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例所述的方法。 以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種指紋定位誤差的評(píng)估方法，其特征在于，指紋定位系統(tǒng)設(shè)置有各個(gè)指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差預(yù)估值，所述指紋聚類包含多個(gè)基站信號(hào)強(qiáng)度相似的指紋采樣點(diǎn)，該方法包括指紋定位系統(tǒng)接收用戶設(shè)備上報(bào)的用戶實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，根據(jù)所述用戶實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的指紋采樣點(diǎn)的信息確定所述用戶設(shè)備的定位結(jié)果；所述指紋定位系統(tǒng)查詢所述定位結(jié)果對(duì)應(yīng)的指紋聚類，將查詢到的指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差預(yù)估值作為所述用戶設(shè)備的指紋定位誤差。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述定位結(jié)果對(duì)應(yīng)的指紋聚類包括 所述定位結(jié)果所屬的指紋聚類或者所述定位結(jié)果對(duì)應(yīng)的最優(yōu)指紋所屬的指紋聚類。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，各個(gè)指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差預(yù)估值通過(guò)以下方式存儲(chǔ)到指紋定位系統(tǒng)中所述指紋定位系統(tǒng)根據(jù)指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中的指紋采樣點(diǎn)的基站信號(hào)強(qiáng)度，劃分指紋聚類； 所述指紋定位系統(tǒng)根據(jù)指紋聚類中的多個(gè)指紋采樣點(diǎn)之間的物理距離，計(jì)算各個(gè)指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差預(yù)估值，并存儲(chǔ)計(jì)算得到的定位誤差估計(jì)值。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差預(yù)估值為所述指紋聚類中的任意兩個(gè)指紋采樣點(diǎn)之間的物理距離的平均值。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述指紋定位系統(tǒng)根據(jù)指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中的指紋采樣點(diǎn)的基站信號(hào)強(qiáng)度，劃分指紋聚類，具體為當(dāng)所述指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中的指紋采樣點(diǎn)的數(shù)量大于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，所述指紋定位系統(tǒng)將多個(gè)物理位置相近的指紋采樣點(diǎn)劃分到同一指紋聚類。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述指紋定位系統(tǒng)根據(jù)指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中的指紋采樣點(diǎn)的基站信號(hào)強(qiáng)度，劃分指紋聚類之后，還包括所述指紋定位系統(tǒng)根據(jù)各個(gè)指紋聚類之間的基站信號(hào)強(qiáng)度相似度和/或物理位置，對(duì)多個(gè)指紋聚類進(jìn)行合并。
7.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述指紋定位系統(tǒng)根據(jù)指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中的指紋采樣點(diǎn)的基站信號(hào)強(qiáng)度，劃分指紋聚類，具體為當(dāng)所述指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中的指紋采樣點(diǎn)的數(shù)量不大于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，所述指紋定位系統(tǒng)將每個(gè)指紋采樣點(diǎn)作為一個(gè)指紋聚類；所述指紋定位系統(tǒng)根據(jù)指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中的指紋采樣點(diǎn)的基站信號(hào)強(qiáng)度，劃分指紋聚類之后，還包括所述指紋定位系統(tǒng)根據(jù)各個(gè)指紋聚類之間的基站信號(hào)強(qiáng)度相似度和/或物理位置，對(duì)多個(gè)指紋聚類進(jìn)行合并。
8.如權(quán)利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述指紋定位系統(tǒng)根據(jù)各個(gè)指紋聚類之間的基站信號(hào)強(qiáng)度相似度，對(duì)多個(gè)指紋聚類進(jìn)行合并，包括所述指紋定位系統(tǒng)針對(duì)每任意兩個(gè)指紋聚類，執(zhí)行以下步驟 所述指紋定位系統(tǒng)確定兩個(gè)指紋聚類中的所有指紋采樣點(diǎn)的公共可見(jiàn)基站； 所述指紋定位系統(tǒng)針對(duì)所述兩個(gè)指紋聚類，計(jì)算所述公共可見(jiàn)基站的信號(hào)強(qiáng)度的分布參數(shù)，并根據(jù)所述分布參數(shù)回歸所述信號(hào)強(qiáng)度的正態(tài)分布函數(shù)；所述指紋定位系統(tǒng)計(jì)算所述兩個(gè)指紋聚類對(duì)應(yīng)的所述公共可見(jiàn)基站的信號(hào)強(qiáng)度的正態(tài)分布函數(shù)的重疊部分的面積，根據(jù)所述重疊部分的面積得到所述兩個(gè)指紋聚類之間的基站信號(hào)強(qiáng)度相似度；當(dāng)所述基站信號(hào)強(qiáng)度相似度大于預(yù)設(shè)的度量閾值時(shí)，所述指紋定位系統(tǒng)對(duì)所述兩個(gè)指紋聚類進(jìn)行合并。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述度量閾值在0.3到0. 7的范圍內(nèi)。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述度量閾值為0.55。
11.如權(quán)利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述指紋定位系統(tǒng)根據(jù)各個(gè)指紋聚類的物理位置，對(duì)多個(gè)指紋聚類進(jìn)行合并，包括當(dāng)劃分得到的指紋聚類僅包含一個(gè)指紋采樣點(diǎn)時(shí)，所述指紋定位系統(tǒng)確定與所述指紋聚類物理位置最近似的鄰居指紋聚類，對(duì)所述指紋聚類和所述鄰居指紋聚類進(jìn)行合并。
12.一種指紋定位系統(tǒng)，其特征在于，包括存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)各個(gè)指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差預(yù)估值，所述指紋聚類包含多個(gè)基站信號(hào)強(qiáng)度相似的指紋采樣點(diǎn)；接收模塊，用于接收用戶設(shè)備上報(bào)的用戶實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)；確定模塊，用于根據(jù)所述用戶實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的指紋采樣點(diǎn)的信息確定所述用戶設(shè)備的定位結(jié)果；查詢模塊，用于查詢所述定位結(jié)果對(duì)應(yīng)的指紋聚類，將查詢到的指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差預(yù)估值作為所述用戶設(shè)備的指紋定位誤差。
13.如權(quán)利要求12所述的指紋定位系統(tǒng)，其特征在于，所述查詢模塊，具體用于查詢所述定位結(jié)果所屬的指紋聚類或者所述定位結(jié)果對(duì)應(yīng)的最優(yōu)指紋所屬的指紋聚類。
14.如權(quán)利要求12所述的指紋定位系統(tǒng)，其特征在于，還包括劃分模塊，用于根據(jù)指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中的指紋采樣點(diǎn)的基站信號(hào)強(qiáng)度，劃分指紋聚類；計(jì)算模塊，用于根據(jù)指紋聚類中的多個(gè)指紋采樣點(diǎn)之間的物理距離，計(jì)算各個(gè)指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差預(yù)估值。
15.如權(quán)利要求14所述的指紋定位系統(tǒng)，其特征在于，所述劃分模塊，具體用于在所述指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中的指紋采樣點(diǎn)的數(shù)量大于預(yù)設(shè)閾值時(shí)， 將多個(gè)物理位置相近的指紋采樣點(diǎn)劃分到同一指紋聚類。
16.如權(quán)利要求15所述的指紋定位系統(tǒng)，其特征在于，還包括合并模塊，用于根據(jù)各個(gè)指紋聚類之間的基站信號(hào)強(qiáng)度相似度和/或物理位置，對(duì)多個(gè)指紋聚類進(jìn)行合并。
17.如權(quán)利要求14所述的指紋定位系統(tǒng)，其特征在于，還包括合并模塊；所述劃分模塊，具體用于在所述指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中的指紋采樣點(diǎn)的數(shù)量不大于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，將每個(gè)指紋采樣點(diǎn)作為一個(gè)指紋聚類；所述合并模塊，用于根據(jù)各個(gè)指紋聚類之間的基站信號(hào)強(qiáng)度相似度和/或物理位置， 對(duì)多個(gè)指紋聚類進(jìn)行合并。
18.如權(quán)利要求16或17所述的指紋定位系統(tǒng)，其特征在于，所述合并模塊，具體用于針對(duì)每任意兩個(gè)指紋聚類，執(zhí)行以下步驟確定兩個(gè)指紋聚類中的所有指紋采樣點(diǎn)的公共可見(jiàn)基站；針對(duì)所述兩個(gè)指紋聚類，計(jì)算所述公共可見(jiàn)基站的信號(hào)強(qiáng)度的分布參數(shù)，并根據(jù)所述分布參數(shù)回歸所述信號(hào)強(qiáng)度的正態(tài)分布函數(shù)；計(jì)算所述兩個(gè)指紋聚類對(duì)應(yīng)的所述公共可見(jiàn)基站的信號(hào)強(qiáng)度的正態(tài)分布函數(shù)的重疊部分的面積，根據(jù)所述重疊部分的面積得到所述兩個(gè)指紋聚類之間的基站信號(hào)強(qiáng)度相似度，當(dāng)所述基站信號(hào)強(qiáng)度相似度大于預(yù)設(shè)的度量閾值時(shí)，對(duì)所述兩個(gè)指紋聚類進(jìn)行合并。
19.如權(quán)利要求16或17所述的指紋定位系統(tǒng)，其特征在于，所述合并模塊，具體用于在劃分得到的指紋聚類僅包含一個(gè)指紋采樣點(diǎn)時(shí)，確定與所述指紋聚類物理位置最近似的鄰居指紋聚類，對(duì)所述指紋聚類和所述鄰居指紋聚類進(jìn)行合并。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種指紋定位誤差的評(píng)估方法和系統(tǒng)，指紋定位系統(tǒng)設(shè)置有各個(gè)指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差預(yù)估值，所述指紋聚類包含多個(gè)基站信號(hào)強(qiáng)度相似的指紋采樣點(diǎn)，該方法包括指紋定位系統(tǒng)接收用戶設(shè)備上報(bào)的用戶實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，根據(jù)所述用戶實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的指紋采樣點(diǎn)的信息確定所述用戶設(shè)備的定位結(jié)果；所述指紋定位系統(tǒng)查詢所述定位結(jié)果對(duì)應(yīng)的指紋聚類，將查詢到的指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差預(yù)估值作為所述用戶設(shè)備的指紋定位誤差。通過(guò)使用本發(fā)明，提高了指紋定位誤差的估計(jì)速度和精度，增強(qiáng)了指紋定位誤差的估計(jì)方法的通用性、實(shí)時(shí)性和可用性。
文檔編號(hào)H04W64/00GK102480784SQ20101056417
公開(kāi)日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2010年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月24日
發(fā)明者溫亮生, 賀贏, 閻嘯天 申請(qǐng)人:中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)公司