[发明专利]一种移动通信系统中的定位方法与移动终端、定位服务器

说明书

技术领域

本发明涉及移动通信技术，尤其涉及一种移动通信系统中的定位方法与移动终端、定位服务器。

背景技术

随着社会经济的高速发展，不仅人们的活动范围越来越大，频次和速度也越来越高，同时不确定性也愈来愈大。当人们来到陌生环境时，经常需要位置信息为其提供导航；当发生紧急情况时，援助人员也需要被援助人员的位置信息以迅速赶到现场进行援助。位置信息逐渐成为人们生活中越来越重要的信息。

卫星导航定位方式可以提供精度为10m左右的定位，虽然其精度较高，但目前的移动终端中一般不带有卫星导航模块，需要在移动终端中增加卫星导航模块才能够使用卫星导航定位。所以多数移动终端用户使用的定位方式为：通过移动通信系统进行网络定位，该方式仅使用用户持有的普通移动终端即可实现，不需要用户更换移动终端或者增加其它功能模块。

目前移动网络中应用的定位方式主要有四种：利用CELL-ID(小区识别码)定位、利用TOA(Time of Arrival，到达时间)定位、利用DTOA(DifferentialTime of Arrival，差分到达时间)定位和利用AOA(Angle of Arrival，到达角)定位，下面分别介绍这几种定位方式：

利用CELL-ID来进行定位的技术是目前最简单的定位技术，即通过获取目标移动终端所在的蜂窝小区的ID来确定其所在的位置，若小区为全向小区，则移动台的位置是以服务基站为中心，半径为小区覆盖半径的一个圆内；若小区分扇区，则可以进一步确定移动台处于某扇区覆盖的范围内，确定用户所在位置后将确定的位置发送给该用户。但这种定位方法的定位精度不高，定位范围与扇区覆盖相同，在城市基站密集区定位的半径可达到400米左右，在基站密度较低的郊区等地，定位精度非常低。并且，由于CDMA系统不需要设置密集的基站，市内小区半径一般在1-2km左右，此时使用CELL-ID定位方法的定位精度不会优于500m，这样的精度远远不能满足大部分用户的要求。

利用AOA定位的技术是由两个或更多基站通过测量接收信号的到达角度来估计移动用户的位置。如图1所示，接收机通过天线阵列测出电波的入射角，从而构成一根从接收机到发射机的径向连线，即测位线，移动台的二维位置坐标可通过两根测位线的交点获得。利用AOA定位需要在网络侧增加SA(SmartAntenna，智能天线)才可以实现。在障碍物较多的环境中，由于无线传输存在多径效应，则会导致误差增大，定位精度较低，尤其是当移动台距离基站较远时，基站定位角的微小偏差会导致测位线距离的较大误差。

利用TOA定位是一种基于反向链路的定位方法，如图2所示，通过测量移动台信号到达多个基站的传播时间来确定移动用户的位置。需要不少于三个的基站接收到移动台的信号，再利用三角定位算法计算出移动台的位置，这种方法要求接收信号的基站、移动台知道信号的开始传输时刻，并要求基站要有非常精确的时钟。但是利用TOA的定位技术对接收器的处理时延误差没有相应的克服办法，导致误差较大。

TDOA技术最早应用于雷达系统。如图3所示，这种定位方式通过检测各基站与移动终端间的信号传播时间差来确定移动终端的位置，移动终端位于以两个基站为焦点的双曲线方程上，确定移动终端的二维位置坐标需要建立至少两个双曲线方程，也就是说需要至少三个基站参与，而两个双曲线的交点即为移动终端的二维位置坐标。利用TDOA定位的方法不需要知道信号传播的具体时间，还可以消除或减少在所有接收机上由处理时延产生的共同误差，在通常情况下，定位精度高于TOA方法，但同样也受环境影响，在复杂地形下会产生极大误差，尤其是非视距(NLOS)产生的误差更是至今未能有效解决。

如图4所示，非视距是指需要通信的两点视线受阻，彼此看不到对方，电波只能以反射、折射方式传播。此时，基站接收到的移动终端时延时间信息τ或者信号入射角度θ均发生不可预测的改变，并非用户到基站间的直视情况的真实反映，所以基站根据这样的时间信息或角度信息而算出的用户位置将存在极大偏差，而且这种偏差在楼群越密集的城市地区更加严重，可高达上百米。如今NLOS误差以成为制约城市环境下对移动终端进行精确定位的瓶颈因素。

发明内容

本发明实施例提供一种移动通信系统中的定位方法与移动终端、定位服务器，用于实现移动通信系统中的定位。

一种移动通信系统中的定位方法，包括：

移动终端在用户启动定位服务后，获得一组实际信号时延值，该组实际信号时延值包括所述移动终端与每一个能够接收到导频信号的基站之间的实际信号时延值，以及每一个实际信号时延值对应的基站标识；