Cell-id定位方法和裝置制造方法
【專利摘要】一種CELL-ID定位方法和裝置，通過將定位區(qū)域劃分為各個子區(qū)域，建立狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣和觀察概率矩陣，然后根據(jù)選擇的初始狀態(tài)向量和狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣確定定位時刻的狀態(tài)向量，根據(jù)獲取的移動臺接收到的基站信息和觀察概率矩陣確定定位時刻的觀測向量，最后根據(jù)定位時刻的狀態(tài)向量和觀測向量確定定位時刻移動臺的位置。本發(fā)明對基站的數(shù)量無限制，不存在非視距、多路徑干擾等問題，不需要對移動臺或者現(xiàn)有通信系統(tǒng)進行改進；定位精度較高；建立的數(shù)據(jù)庫受環(huán)境變化影響較小，并且隨著用戶數(shù)據(jù)的增多精度不斷提高。
【專利說明】CELL-ID定位方法和裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及移動通信【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種CELL-ID定位方法和裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，移動通信網(wǎng)絡(luò)中移動臺的定位技術(shù)越來越引起人們的注意，基于位置服務(wù) 的應(yīng)用如雨后春筍般發(fā)展，并滲入到人們的日常生活中，如智能交通系統(tǒng)、緊急呼叫服務(wù)、 公共安全服務(wù)等，同時，如果知道移動臺的位置信息，就能為網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量評估、無線 資源管理等應(yīng)用提供必要的信息，為運營商提供強有力的支撐。
[0003] 現(xiàn)有的高精度定位算法大多是基于時間測量參數(shù)，利用通信網(wǎng)絡(luò)中的基站和移動 臺之間傳播的無線電信號的特征參數(shù)，通常要求接收到三個或三個以上基站的信號才能進 行定位，對參數(shù)要求較為苛刻，且實際環(huán)境尤其是城市、城市近郊中的無線電波傳播環(huán)境非 常復雜，存在非視距傳播、多徑效應(yīng)等，這些都導致定位誤差較大、定位精度低，為了保證 基站的定位精度，需要增加新的硬件或?qū)ΜF(xiàn)有系統(tǒng)進行改進來測量這些特征參數(shù)；現(xiàn)有的 CELL-ID (小區(qū)識別碼）定位方法根據(jù)移動臺所處的小區(qū)標示號ID (identification)來確定 移動臺的位置，定位精度取決于小區(qū)的大小，基站覆蓋不密集的情況下定位精度較差；基于 指紋庫的定位技術(shù)的難點是指紋庫的建立，需要人為進行路測，易受環(huán)境變化、天線接收方 向的改變等影響，導致定位精度不準。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 基于此，有必要針對上述問題，提供一種定位精度較高的CELL-ID定位方法和裝 置。
[0005] 一種CELL-ID定位方法，包括步驟：
[0006] 將定位區(qū)域劃分為各個子區(qū)域；
[0007] 建立狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣和觀察概率矩陣，所述狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣的元素表示移動臺從一個 子區(qū)域轉(zhuǎn)移到另一個子區(qū)域的概率，所述觀察概率矩陣的元素表示移動臺位于其中一個子 區(qū)域時接收到其中一個基站的概率；
[0008] 獲取移動臺接收到的基站信息，選擇所述狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣的初始狀態(tài)向量；
[0009] 根據(jù)所述初始狀態(tài)向量和所述狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣確定定位時刻的狀態(tài)向量；
[0010] 根據(jù)獲取的基站信息和所述觀察概率矩陣確定定位時刻的觀測向量；
[0011] 根據(jù)定位時刻的狀態(tài)向量和觀測向量確定移動臺位于各個子區(qū)域的概率，概率最 大的區(qū)域即為定位時刻移動臺的位置。
[0012] 一種CELL-ID定位裝置，包括：
[0013] 定位區(qū)域劃分模塊，用于將定位區(qū)域劃分為各個子區(qū)域；
[0014] 矩陣建立模塊，用于建立狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣和觀察概率矩陣，所述狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣的元 素表示移動臺從一個子區(qū)域轉(zhuǎn)移到另一個子區(qū)域的概率，所述觀察概率矩陣的元素表示移 動臺位于其中一個子區(qū)域時接收到其中一個基站的概率；
[0015] 基站獲取模塊，用于獲取移動臺接收到的基站信息；
[0016] 狀態(tài)向量確定模塊，用于選擇所述狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣的初始狀態(tài)向量，根據(jù)所述初始 狀態(tài)向量和所述狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣確定定位時刻的狀態(tài)向量；
[0017] 觀測向量確定模塊，用于根據(jù)獲取的基站信息和所述觀察概率矩陣確定定位時刻 的觀測向量；
[0018] 位置確定模塊，用于根據(jù)定位時刻的狀態(tài)向量和觀測向量確定移動臺位于各個子 區(qū)域的概率，概率最大的區(qū)域即為定位時刻移動臺的位置。
[0019] 本發(fā)明CELL-ID定位方法和裝置，與現(xiàn)有技術(shù)相互比較時，具有以下優(yōu)點：
[0020] 1、本發(fā)明對基站的數(shù)量無限制，只要通信系統(tǒng)檢測到移動臺接受到的基站信息即 可進行定位；定位只需利用基站信息，不存在非視距、多路徑干擾等問題；不需要對移動臺 或者現(xiàn)有通信系統(tǒng)進行改進，節(jié)省了物力等；
[0021] 2、本發(fā)明同時利用了主服務(wù)基站和相鄰基站的信息，不同于現(xiàn)有技術(shù)中CELL-ID 僅利用主服務(wù)基站的信息進行定位，定位精度較高；
[0022] 3、本發(fā)明建立的數(shù)據(jù)庫受環(huán)境變化影響較小，并且隨著用戶數(shù)據(jù)的增多精度不斷 提1?。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023] 圖1為本發(fā)明方法實施例的流程示意圖；
[0024] 圖2為本發(fā)明裝置實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025] 圖3為本發(fā)明裝置實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0026] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明CELL-ID定位方法的【具體實施方式】做詳細描述。
[0027] 如圖1所示，一種CELL-ID定位方法，包括步驟：
[0028] S110、將定位區(qū)域劃分為各個子區(qū)域；
[0029] 為了較好的建立狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣和觀察概率矩陣，可以將定位區(qū)域劃分為Μ個網(wǎng) 格，Μ>1，并依次進行編號；
[0030] S120、建立狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣和觀察概率矩陣，所述狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣的元素表示移動臺 從一個子區(qū)域轉(zhuǎn)移到另一個子區(qū)域的概率，所述觀察概率矩陣的元素表示移動臺位于其中 一個子區(qū)域時接收到其中一個基站的概率；
[0031] 狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣Α可以定義為[ay，一般用統(tǒng)計的方法獲得，狀態(tài)即移動臺在某一 時刻處于某一個子區(qū)域內(nèi)，a#表示移動臺從j子區(qū)域移動到1子區(qū)域的概率；
[0032] 觀察概率矩陣B可以定義為[bd，觀察概率矩陣是指觀察變量與狀態(tài)變量的映射 關(guān)系，其中觀察變量Y為基站，狀態(tài)變量為網(wǎng)格，表示移動臺位于第j子區(qū)域時接收到第 i個基站的概率；
[0033] S130、獲取移動臺接收到的基站信息，選擇所述狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣的初始狀態(tài)向量；
[0034] 通信系統(tǒng)基本上每隔480毫秒就能夠獲取一次移動臺的信息，從該信息中可以獲 取移動臺接收到的基站ID等；定義狀態(tài)向量X e {ei，e2，…，eM}，Xk = &表示在k時刻移 動臺位于第j個子區(qū)域，初始狀態(tài)向量名P可以取隨機值，即初始狀態(tài)可以位于定位區(qū)域 中的任何一個子區(qū)域內(nèi)；
[0035] S140、根據(jù)所述初始狀態(tài)向量和所述狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣確定定位時刻的狀態(tài)向量；
[0036] 可以根據(jù)遞推公式：.

【權(quán)利要求】
1. 一種CELL-ID定位方法，其特征在于，包括步驟： 將定位區(qū)域劃分為各個子區(qū)域； 建立狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣和觀察概率矩陣，所述狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣的元素表示移動臺從一個子區(qū) 域轉(zhuǎn)移到另一個子區(qū)域的概率，所述觀察概率矩陣的元素表示移動臺位于其中一個子區(qū)域 時接收到其中一個基站的概率； 獲取移動臺接收到的基站信息，選擇所述狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣的初始狀態(tài)向量； 根據(jù)所述初始狀態(tài)向量和所述狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣確定定位時刻的狀態(tài)向量； 根據(jù)獲取的基站信息和所述觀察概率矩陣確定定位時刻的觀測向量； 根據(jù)定位時刻的狀態(tài)向量和觀測向量確定移動臺位于各個子區(qū)域的概率，概率最大的 區(qū)域即為定位時刻移動臺的位置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的CELL-ID定位方法，其特征在于，根據(jù)初始狀態(tài)向量和狀態(tài)轉(zhuǎn) 移矩陣確定定位時刻的狀態(tài)向量的步驟包括： 根據(jù)遞推公式：
確定k時刻的狀態(tài)向量，其中表示k-Ι時刻 的狀態(tài)向量，Ατ表示所述狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣的轉(zhuǎn)置矩陣，k > 1。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的CELL-ID定位方法，其特征在于，根據(jù)獲取的基站信息和所述 觀察概率矩陣確定定位時刻的觀測向量的步驟包括： 根據(jù)公式：
j = 1，2, "·Μ確定定位時刻移動臺位于j子區(qū)域的觀 測向量的元素，其中N表示定位區(qū)域內(nèi)接收到的總基站數(shù)，Μ表示劃分的子區(qū)域數(shù)；當移動 臺位于j子區(qū)域接收到的基站為i時，^/(?) = ?，否則，^/(?) = 1-?，其中bu表示移動 臺位于第j子區(qū)域時接收到第i個基站的概率。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的CELL-ID定位方法，其特征在于，根據(jù)定位時刻的狀態(tài)向量和 觀測向量確定移動臺位于各個子區(qū)域概率的步驟包括： 根據(jù)公式：Xk|k = Yk' OXkh確定移動臺位于各個子區(qū)域概率，其中Yk'為定位時刻的 觀測向量，Xk|irf為定位時刻的狀態(tài)向量，Θ表示點乘。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4任意一項所述的CELL-ID定位方法，其特征在于，將定位區(qū)域 劃分為各個子區(qū)域的步驟之后，建立狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣和觀察概率矩陣的步驟之前，還包括步 驟： 將所述各個子區(qū)域依次進行編號。
6. -種CELL-ID定位裝置，其特征在于，包括： 定位區(qū)域劃分模塊，用于將定位區(qū)域劃分為各個子區(qū)域； 矩陣建立模塊，用于建立狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣和觀察概率矩陣，所述狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣的元素表 示移動臺從一個子區(qū)域轉(zhuǎn)移到另一個子區(qū)域的概率，所述觀察概率矩陣的元素表示移動臺 位于其中一個子區(qū)域時接收到其中一個基站的概率； 基站獲取1?塊，用于獲取移動臺接收到的基站彳目息； 狀態(tài)向量確定模塊，用于選擇所述狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣的初始狀態(tài)向量，根據(jù)所述初始狀態(tài) 向量和所述狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣確定定位時刻的狀態(tài)向量； 觀測向量確定模塊，用于根據(jù)獲取的基站信息和所述觀察概率矩陣確定定位時刻的觀 測向量； 位置確定模塊，用于根據(jù)定位時刻的狀態(tài)向量和觀測向量確定移動臺位于各個子區(qū)域 的概率，概率最大的區(qū)域即為定位時刻移動臺的位置。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的CELL-ID定位裝置，其特征在于，所述狀態(tài)向量確定模塊根據(jù) 遞推公式：
確定k時刻的狀態(tài)向量，其中；^_1M表示k-Ι時刻的狀態(tài)向 量，Ατ表示所述狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣的轉(zhuǎn)置矩陣，k > 1。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的CELL-ID定位裝置，其特征在于，所述觀測向量確定模塊根 據(jù)公式：
j = 1，2, "·Μ確定定位時刻移動臺位于j子區(qū)域的觀測向量 的元素，其中N表示定位區(qū)域內(nèi)接收到的總基站數(shù)，Μ表示劃分的子區(qū)域數(shù)；當移動臺位于 j子區(qū)域接收到的基站為i時，
，其中表示移動臺位于 第j子區(qū)域時接收到第i個基站的概率。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的CELL-ID定位裝置，其特征在于，所述位置確定模塊根據(jù)公 式：Xk|k = Yk' OXkiH確定移動臺位于各個子區(qū)域的概率，其中Yk'為定位時刻的觀測向量， Xk|H為定位時亥1J的狀態(tài)向量，Θ表示點乘。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6至9任意一項所述的CELL-ID定位裝置，其特征在于，還包括位于 所述定位區(qū)域劃分模塊和所述矩陣建立模塊的編號模塊，用于將所述各個子區(qū)域依次進行 編號。
【文檔編號】H04W64/00GK104053233SQ201410277147
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月19日
【發(fā)明者】杜翠鳳, 陸蕊, 蔣超, 吳靖 申請人:廣州杰賽科技股份有限公司