[发明专利]宏基站条件下利用场强和差分指纹的手机定位系统和方法

权利要求书

1.一种在宏基站条件下利用场强和差分指纹的手机定位系统，该系统包括位置测量单元(LMU)和位置确定单元(PDU)，同时包括手机和基站；其特征在于，

位置测量单元(LMU)包括电源、射频、中频、基带处理单元，完成对手机及基站信号的检测和信息解调，完成手机上行信号的二次捕获，同时完成和PDU的通信；

位置确定单元(PDU)完成对目标手机的位置解算，接收LMU的信息，并对LMU发送相应的指令进行LMU的监测和管理；在LMU上传指纹缺失的情况下，PDU自动调整LMU中用于捕获手机上行信号的码的长度，发起LMU对目标手机信号的二次捕获；PDU根据LMU发送的定位参数信息，结合场强指纹库和差分指纹库进行指纹定位：

所述LMU和PDU之间根据实际情况采用有线或者无线的通信方式；

定位包括以下步骤：

步骤1，服务基站选择和信息获取：LMU先进行基站信息的获取，并根据基站信息进行LMU参数配置，LMU定位参数的获取；

步骤2，目标手机身份信息捕获：利用哑呼方式获取手机的身份信息；

步骤3，利用不同位置测量单元(LMU)设备监听目标手机上行身份信息和基站下行指令信息(TMSI和RSSI)，获取手机的上行信号强度；

步骤4，手机身份识别：终端管控设备将上行专用控制信道获取的目标手机身份信息与哑呼获取的目标手机身份信息进行比较，判断两者的目标身份信息是否一致；

步骤5，当目标手机身份信息和PDU确定的目标手机身份信息一致后，PDU控制LMU捕获手机上行信息，汇总收到的各个LMU的信号强度，得到当前时刻当前位置用户的差分指纹；若不一致，则丢弃；

步骤6，位置确定单元(PDU)收集控制区域内所有LMU上传的指纹信息

步骤6.1，如果PDU检测到所有LMU都成功上传指纹数据，那么PDU进入步骤7进行位置解算；

步骤6.2，如果PDU发现存在LMU指纹缺失，说明存在LMU没有成功捕获到手机上行信号，PDU主动调整LMU中用于捕获手机上行信号的码长度，发起LMU对手机上行信号的二次捕获，二次捕获中，LMU中用于和手机上行信号做相关运算的码长增加，提高对目标手机信号的捕获概率；

步骤7：指纹定位：PDU位置解算，PDU根据LMU发送的定位参数信息，结合场强指纹库和差分指纹库进行指纹定位：

首先对在线定位阶段采集到的终端的RSSI值进行均值滤波处理，去除信号中奇异点和跳变点，然后将滤波后的数据结合场强指纹库和差分指纹库，利用加权K临近算法对用户终端进行指纹定位。

2.根据权利要求1所述的在宏基站条件下利用场强和差分指纹的手机定位系统，其特征在于：所述步骤7的将滤波后的数据利用加权K临近算法(WKNN)进行定位时，定义测试点与参考点之间的欧式距离为

式中S_ij是第j个参考点处接收的第i个LMU中的RSSI值，S_i是经过修正过后的第i个LMU的RSSI值，i＝1,2,L,m，j＝1,2,L,n，m是LMU个数，n是参考点的数目；

WKNN定位算法是选取K(K>1)个最小欧式距离对应的坐标，每个坐标根据欧式距离大小给予权值，欧式距离越小权值越大，计算公式如下

式中(x_t,y_t)是t时刻指纹定位结果；ε为一个极小量，防止出现分母为0的情况；为测试点到第i参考点欧氏距离的倒数，测试点到K个参考点欧氏距离倒数之和。