[发明专利]一种基于AOA的切换位置定位方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及移动通信领域，尤其涉及一种基于信号到达角度（Angle Of Arrival，AOA）的切换位置定位方法及装置。

背景技术

在时分同步码分多址（Time Division-Synchronous Code Division on Multiple Access，TD-SCDMA）移动通信网络的网络优化工作中，有一些切换专题分析需要用到切换位置地理定位。典型的切换专题分析有：通过切换带位置来分析小区的真实覆盖范围；定位发生乒乓切换的地理位置。

如果切换位置的定位精度较差，便不能了解详细的地理位置，网络问题只能定位到小区级别，将给网络优化定位问题带来不便。反之，如果能进一步确定具体的地理位置，网优人员可综合考虑该位置的地理环境、建筑物情况等情况进行网络优化问题定位。因此如何在任何地域环境都能获得高精度的切换位置成为了相关研究的核心问题。

目前在通用移动通信系统（Universal Mobile Telecommunications System，UMTS）中主要的定位方法有两种：

（1）到达时间差定位法（Observed Time Difference of Arrival，OTDOA）

在UMTS系统中，OTDOA方法主要依据测量报告（Measurement Report，MR）中的“观察时间差异（SFN-SFN observed time difference type2）”的测量结果，来估计用户的所在位置。如果将这些测量结果结合实际路测以及网络规划结果，可以更有效地估计用户的所在位置。这种方法的测量精度主要取决于可测量小区的数目、测量周期、测量精度以及位置估计算法。

在TD-SCDMA系统中，OTDOA方法是通过用户设备（User Equipment，UE）来检测“SFN-SFN Observed Time Difference”的测量结果，得到两个基站信号到达的时间差，从而确定UE的位置。图1示出了采用OTDOA方法进行定位的场景，由于UE位于以两个基站为焦点的双曲线上，两条双曲线的交点即为UE的二维位置坐标，故OTDOA方法又称为双曲线定位方法。由于确定UE的位置需要建立两个以上的双曲线方程，因此，OTDOA方法要求必须同时有三个以上的基站参与定位参数的测量。

（2）小区标识（Cell ID）+AOA+时间提前（Timing Advance，TA）

Cell ID定位方法是基于小区覆盖的定位方法，采用已知的服务小区地理信息来估计目标UE的位置。该服务小区信息可以由呼叫、位置区更新、小区更新、UTRAN注册区（UTRAN Registration Area，URA）更新或者路由区更新得到。在Cell ID定位方法的基础上再结合其他定位方法，能够获得对目标UE更精确的定位。

Cell ID+AOA+TA定位方法实际上是针对TD-SCDMA系统设计出来的。其原理是：基站通过智能天线得到UE发射信号的AOA，即UE处于以Node B为起点的射线上，且该射线从正北方向逆时针旋转的角度为AOA；根据UE上报的定时提前（Tadv），减去基站上报的接收定时偏差（RxTD），再乘以光速除以2，可以获得UE同Node B之间的距离；所以UE就处于以NODEB为圆心、以上述计算出的距离为半径的圆周上，如图2所述。无线网络控制器（Radio Network Controller，RNC）根据以上的信息，再配合Cell ID定位信息以及Node B的地理位置信息，就可以计算出UE的位置。

但在实际应用中上述定位方法都各自存在着如下的不足：

OTDOA方法要求终端同时测量至少三个基站的信号到达的时间差，并通过建立至少三个的双曲线方程计算出UE的位置，但在实际应用中获取数据较困难、计算方法复杂，且该方法受环境、基站GPS间同步偏差、同频干扰的影响较大。从实际网络测试来看，OTDOA方法很难达到理论的精度，且实现的复杂度较高。

Cell ID+TA+AOA定位方法的精度主要取决于智能天线的方位角分辨精度，TA的时间分辩精度以及无线传播环境。协议中支持的TA的最好精度为1/8chip，折合距离误差为29.29米，协议中支持的方位角最好精度为1度。但在TD-SCDMA现网中的测试发现，由于TD-SCDMA终端成熟度较落后，TD-SCDMA终端测量上报的TA值精准度较差，因此，在TD-SCDMA网络中Cell ID+TA+AOA在工程上无法得到实际应用。

发明内容