[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

说明书

一种宏基站条件下利用场强和差分指纹定位的手机定位系统及方法，该方法首先利用哑呼方式获取手机的身份信息，然后利用不同位置测量单元(LMU)设备监听手机上行信息和基站下行指令信息，获取手机的上行信号强度，位置确定单元(PDU)通过控制不同的LMU，对不同LMU采集到的指纹信息进行汇总，得到当前时刻当前位置用户的位置指纹向量，再结合之前建立的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。同时如果PDU检测到LMU上传的指纹数据不完整，还可以自动调整LMU中用于做捕获的相关码长度，然后发起LMU对目标手机信号进行二次捕获，通过这种机制提高手机信号的捕获概率。采用这种定位系统和方法，定位精度在20m以内的概率可以达到67%。另外，整个系统能够保持静默无干扰，降低被侦查的概率。

技术领域

本发明涉及信号处理技术，移动通信技术，无线定位技术领域，适用于宏蜂窝环境下的手机定位系统。

背景技术

沙漠、山区、农村、沿海等空旷环境下，移动通信系统采用宏基站方式，使用基于CELL-ID的定位方法的定位精度在1公里以上不能满足应用的要求，因此需要开展在宏蜂窝环境下的手机定位系统研制。传统的基于伪基站和逐步逼近的方式需要投入大量的人力物力并且隐蔽性差，因此需要设计出一种新的宏基站环境下的定位系统，既可以提供精度在20米以内实时性强的定位功能，同时满足工程应用的实际要求，尤其是反恐维稳、应急救援、人员搜救等应用需求。

由于系统对手机定位前需要完成对基站信息的捕获以及对手机与基站交互信令的捕获，因此设计的系统既要接收手机的信号也要接收基站的信息。为保证系统的完备性，希望系统对手机和基站不产生任何干扰，要求设计的系统仅仅接收信号不发送信号具有静默特性。为了简化人员布置，希望定位现场不需要人员值守，增加系统的隐蔽性和反侦察能力，因此设计的系统需保证容易部署，容易定位，同时实现信息的远程传输和调度管理。

目前广泛应用的蜂窝网无线定位系统主要分为以下几类:

1.基于移动台的定位系统

这类系统也称为移动台自定位系统或者前向链路定位系统，采用的是基于移动台的定位方案。其定位过程是由移动台根据接收到的多个已知位置发射机发射信号携带的某种与移动台位置有关的特征信息(如场强、传播时间、时间差等)确定其与发射机之间的几何位置关系，再由集成在移动台中的PCF根据相关定位算法计算出移动台的位置估计值。

2.基于网络的定位系统

这类系统也称为远距离定位系统或者反向链路定位系统，采用的是基于网络的定位方案。其定位过程是由多个固定位置接收机同时检测移动台发射的信号，将各接收信号携带的某种与移动台位置相关的特征信息发送到网络中的MLC进行处理，由集成在MLC中的PCF根据相关定位算法计算出移动台的位置估计值。

3.网络辅助定位系统

这类系统也属于移动台自定位系统，采用的是基于移动台的定位方案，其定位过程是由网络中多个固定位置接收机同时检测移动台发射的信号，将各接收信号携带的某种与移动台位置相关的特征信息由空中接口传送回移动台，由集成在移动台中的PCF根据相关定位算法计算出移动台的位置估计值。

4.移动台辅助定位系统

这类系统采用也是基于网络的定位方案，其定位过程是由移动台检测网络中多个固定位置发射机同时发射的信号，将各接收信号携带的某种与移动台位置有关的特征信息由空中接口传送回网络，由集成在网络MLC中的PCF根据相关的定位算法计算出移动台的位置估计值。

5.GPS辅助定位系统

这类系统采用的是GPS定位方案,由集成在移动台上的GPS接收机和网络中的GPS辅助设备,利用GPS系统实现对移动台的自定位。然而,在移动台内部集成GPS接收机存在体积偏大、能耗过大、GPS接收机首次定位时间长、成本较高等问题。