[发明专利]一种基于平面拟合的无线定位测量方法与装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线定位测量方法与装置，尤其涉及一种基于平面拟合 的无线定位测量方法与装置。

背景技术

随着无线通讯技术的发展，特别是美国提出应急位置服务要求之后，无 线定位服务越来越受到业界的关注。

按照是否需要手机的参与分类，对于收集的定位技术主要分为两种类 型：需要手机上报信息的手机定位技术以及不需要手机上报信息的手机定位 技术。

前者，网络系统需要通过信令通知手机，而且需要手机主动上报有关测 量信息才可以确定手机的具体位置。如此，手机有办法了解其处于被定位状 态。并且，手机也可以在用户需要阻止被定位的前提下，通过不上报有关测 量信息和上报虚假测量信息的方法，使得自己的位置信息的隐私得到保护。

但是，对于后者，由于不需要手机的主动参与，手机无法确认其是否处 于被定位的状态，这对于手机位置的保护造成了一定的困难。这类方法的一 个典型就是基于小区号的定位方法。

按照定为参考信号分类，对于收集的定位技术主要分为3种类型：基于 手机小区号的定位、基于基站信号/手机信号的定位以及基于卫星导航系统的 定位。其中，基于手机小区号的定位方法精度较差；基于卫星导航系统的定 位方法需要额外的设备以及成本；基于基站信号/手机信号的定位方法基本不 需要添加额外设备而且具有中等的定位精度。

第三代(3G，3rd Generation)移动通信系统是目前世界上大多数国家 和地区都正在使用或者将会使用的移动通信系统。3GPP(3rd Generation Partnership Project)作为3G的标准组织，完成了所有有关的标准工作。

有关无线定位方面，3GPP组织采纳了各方面的意见，在其标准中采用 了全部三种定位模式：基于手机小区号的定位、基于基站信号/手机信号的定 位以及基于卫星导航系统的定位。

对于基于基站信号/手机信号的定位，采用了收集测量上报的方法。由手 机测量各个基站的信号到达时间，并且通过信令上报网络。而网络则完成计 算手机位置的功能。

以基于基站信号/手机信号到达时间的定位方法为例，介绍3G系统中的 定位过程。

传统基于基站信号/手机信号的定位原理如图1所示。系统至少具有三个 基站111～113和一部具有测量能力的手机12，基站与手机存在无线传播的 信号131～133，对应测量到的信号传播时间为t1～t3。由于无线电波的传播 速度为恒定的光速c，所以手机与对应基站的距离为d_i＝t_i×c(i＝1，2，...)。 以对应基站为圆心、di为半径画圆141～143，则所有得到的圆的交点位置 即为手机对应位置。手机上报其测量的基站信号的发射-接收时延给网络系 统，则网络就可以根据这些值计算得到手机的所在位置。

图2为传统的系统处理的信令流程：

1.核心网(CN)向服务无线网络控制器(SRNC)发送定位请求。

2.SRNC向手机(UE)发送基站间接收时延测量请求。

3.SRNC向UE发送手机接收-发射时间测量请求。

4.UE测量过程。

5.UE向SRNC上报基站间接收时延测量结果。

6.UE向SRNC上报手机接收-发射时间测量结果。

7.SRNC向基站(Node B)发送基站发射时延测量请求。

8.Node B测量过程。

9.Node B向SRNC上报基站发射时延测量结果。

10.SRNC位置计算过程。

11.SRNC向CN上报位置计算结果。

实际无线定位过程中，由于地球不是理想的球体，其表面有着起伏变化， 因此除了测量用户的平面信息之外，同时需要测量用户的高度。根据参数估 计的基本原理，需要至少3个基站(信号环回可以测量)/4个基站(信号环 回不可以测量)的测量信息，才可以获得用户的位置。具体位置估计算法在 上面的步骤10中进行。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供了一种基于平面拟合的无线定 位测量方法，可以在仅有2个基站的情况下获得无线定位测量结果。