[发明专利]一种蜂窝网络定位方法及蜂窝网络定位装置

说明书

技术领域

本发明涉及移动通信技术，尤其涉及一种蜂窝网络定位方法及蜂窝网络定位装置。

背景技术

随着无线通信技术的发展，近年来无线定位技术受到人们的广泛关注，无论是在军事还是民用领域都已获得了广泛的应用。

定位过程是先获得一定的定位参数，如：多个AOA(Angle of Arrival，到达角度)或TOA(Time of Arrival，到达时间)或TDOA(Time Differenceof Arrival，电波到达时间差)或场强值，由这些参数就可以构成一组关于待定位移动单元位置的方位线或圆周或双曲线方程组，再通过求解这些方程组而获得待定移动单元的位置信息。在已有蜂窝网络定位的研究成果中，电波到达时间差方法由于对移动单元改动少且无需移动单元与基站严格时间同步，因而是一种理想的定位方法。

由于对应的定位方程组大多由非线性方程构成，求解较为复杂。在现有技术中已经提出多种不同计算复杂性和精度的算法，如具有解析表达式解的算法：Fang，Chan，Friendlander，SX，SI等；以及递归算法：泰勒级数展开法，分类征服法等。这些方法均属于静态定位。由于待定位的移动单元的位置很可能是连续变化的，所以采用这些方法定位精度不高。

NLOS(Non Light of Sight，非视距)误差是影响定位精度的重要因素，在传统的定位算法中，如Chan，Fang，Taylor级数展开等算法都没有考虑NLOS误差的影响，当测量值中包含较大的NLOS误差时，这些方法的定位精度将大大降低，达不到FCC(Federal Communications Commission，美国联邦通信认证)的E-911要求。现有技术中能够降低NLOS误差影响的方法是一部定位法，即在传统定位算法中加以改进，改善其对NLOS的鲁棒性，如残差加权算法等，这类方法通过对冗余定位结果进行加权或取舍处理来减少NLOS的影响，需要至少3个基站参与定位，但必须存在LOS(Lightof Sight，视距)基站来保证定位精度，这样的要求在实际中不易实现。

发明内容

本发明提供了一种蜂窝网络定位的方法及其系统，其能提高蜂窝网络定位的精度。

本发明的技术方案为：一种蜂窝网络定位方法，包括步骤：

步骤一、建立待定位移动单元与第一定位基站和第二定位基站的无线通信连接；

步骤二、检测所述待定位移动单元发射的定位信号到所述第一定位基站和所述待定位移动单元的服务基站的第一时间差，及所述定位信号到所述第二定位基站和所述服务基站的第二时间差；

步骤三、对所述第一时间差和第二时间差进行卡尔曼滤波，得到第一估计值和第二估计值；

步骤四、根据预先存储的第一定位基站、第二定位基站、服务基站的位置信息及所述第一估计值和第二估计值计算所述待定位移动单元的位置坐标。

一种蜂窝网络定位装置，包括：

通信模块，用于建立待定位移动单元与第一定位基站和第二定位基站的无线通信连接；

检测模块，与所述通信模块连接，在所述待定位移动单元与第一定位基站和第二定位基站的无线通信连接后，用于检测所述待定位移动单元发射的定位信号到所述第一定位基站和所述待定位移动单元的服务基站的第一时间差，及所述定位信号到所述第二定位基站和所述服务基站的第二时间差；

滤波模块，与所述检测模块连接，对所述检测模块检测到的所述第一时间差和第二时间差进行卡尔曼滤波，得到第一估计值和第二估计值；

计算模块，与所述滤波模块连接，用于根据预先存储的第一定位基站、第二定位基站、服务基站的位置信息及所述第一估计值和第二估计值计算所述待定位移动单元的位置坐标。

本发明的蜂窝网络定位方法及其装置，在检测到第一时间差和第二时间差后，对所述第一时间差和第二时间差分别进行卡尔曼滤波，可以消除NLOS误差的随机性和正向偏差的影响，提高了蜂窝网络定位的精度。且本发明不需要很多基站参与定位，只需两个定位基站和一个服务基站即可完成定位，而且也不须LOS基站来保证蜂窝网络定位的精度，实际中比较容易实现。

附图说明

图1是本发明蜂窝网络定位方法的流程图；

图2是本发明蜂窝网络定位装置在一实施例中的结构原理框图；

图3是本发明蜂窝网络定位装置在一实施例中的结构原理框图；

图4是本发明蜂窝网络定位装置在一实施例中的结构原理框图。

具体实施方式