[发明专利]移动通信网络中的基于位置测量样本的群定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种移动通信网络中的定位技术，确切地说，涉及一种移动通信网络中利用多个移动终端的位置测量样本进行精确群定位的方法，属于移动通信技术领域。

背景技术

随着移动通信的迅速发展，移动通信系统中开展的移动定位业务也越来越受到众多用户的关注和应用。现在，常用的移动定位方法有下述三种：

(1)基于时间测量，即到达时间TOA(Time Of Arrival)或到达时间差TDOA(Time Difference Of Arrival)的定位方法：通过检测无线电波从基站发射到移动终端接收的传播时间，计算出两者距离，再通过某种方法计算出移动终端的估计位置。其定位精度取决于通信系统的定时精度，且各个基站之间必须严格同步，以确保通信系统本身的定时误差不会对定位结果造成明显影响。例如，申请号为200780051228.1的中国专利申请就介绍一种在TOA或TDOA模式中采用被动定位目标的方法实施网格化(细分)定位区域所在的空间块的具体过程，再经过迭代分析，形成该网络的块集。每次迭代时，都要将相关的每个块细分成更小的相同子块，从而增大精确度来界定所属定位区域。

(2)基于信号到达角度AOA(Angle Of Arrival)的定位方法：先通过基站接收天线阵列检测出移动台发射电波的AOA，用于构成一条从基站到移动台的径向连线，即方位线；再利用多个基站提供的各个AOA测量数值，可以画出多条方位线，其交点就是移动台的估计位置。其优点是两个基站就能够实现定位；但是，基站要有接收天线阵列，其精度受到信道的影响较大，且在建筑物密集区域定位困难，在GSM网络中无法实现。

(3)AGPS定位方法：是一种综合移动通信网络的基站信息和GPS信息对移动台进行定位的技术。该方法是：移动台利用通信网络提供的GPS辅助信息接收GPS原始信号，再对GPS原始信号进行解调获得GPS伪距信息，移动通信网络根据伪距信息和其它定位设备的辅助信息完成对GPS信息的处理，进而估算该移动台的位置。为了满足该方法的定位要求，至少要接收4颗卫星的信号，但在市区的密集高楼之间、在建筑物内部、或者只能见到少于4颗卫星的任何地区，GPS系统通常不起作用，这样就无法实行精确定位。而且，该方法要求终端具有GPS接收模块，定位成本高。

上述三种传统定位方法都是针对一个特定的终端，其定位计算也只有一个终端参与。如何充分利用网络中的众多移动终端的测量数据，既能够提高定位精度，又可在通用移动通信网络下比较快捷、便利地实现多个移动终端的群定位；然而，国内外有关这方面的报道至今仍是空白。因此，这个课题也就成为业内科技人员关注的焦点。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种移动通信网络中的基于位置测量样本的群定位方法，本发明能够充分利用网络中众多终端的测量数据，提高定位精度，又能比较快捷、便利地同时解决移动通信网络下的多个移动终端的群定位。

为了达到上述发明目的，本发明提供了一种移动通信网络中的基于位置测量样本的群定位方法，是基于网络测量进行的定位方法；其特征在于：待测移动终端先向基站发送导频信号，基站从接收信号中获得每个移动终端的信号到达时间TOA(Time Of Arrival)、信号接收功率W，并由这两个测量数据和该待测移动终端所在位置的平面坐标(x，y)组成测量数据向量(TOA，W，(x，y))；各个基站根据其接收到的每个移动终端的测量数据向量结合空间位置码本和位置测量样本库的相关数据，分别计算出每个移动终端的定位位置后，再由每个基站将该定位位置信息分别发送给相应的移动终端。

本发明群定位方法的主要创新关键技术有下述四点：

一是本发明提出基于聚类的空间位置码本和位置测量样本库中的终端数据向量的初始化方法，再利用实时更新的位置测量样本库中的数据向量来更新空间位置码本，采用聚类的方法可有效地适应实际通信中的小区内，通信热点的不均匀分布的现状，也充分利用了小区中各个移动终端的测量信息。

二是不同于传统定位方法，本发明是一种基于和积算法的有效实现多个终端的群定位方法：本发明采用了网络中的多个移动终端的测量数据，通过相互迭代更新，充分利用网络中各个移动终端的测量信息，既能够一次定位计算就能够得到多个终端的定位估计位置，完成群定位；还明显提高了各个终端的定位精度。

三是本发明提出基于欧式距离的小区空间位置码本搜索方法，有效合并了空间位置码本中的信号达到时间TOA和接收信号功率W信息，减少计算工作量。