[发明专利]用于组进化终端的地理定位的方法和系统

说明书

本发明涉及用于在无线通信系统(60)的终端(70)的面板当中估计感兴趣的终端(70i)的地理位置的方法，包括：‑针对所述面板的每个终端确定(52)时间签名，该时间签名包括在预定的观察时段期间针对所述终端测量的值，‑计算(54)该面板的终端的时间签名之间的相似度值，针对两个终端计算的相似度值代表所述终端在所述观察时段期间被一起移动或已经位于相同位置的概率，‑根据相似度值将面板的不同终端划分(56)成不同的组，‑根据感兴趣的终端所属的组中的至少一个其他终端的可用地理定位数据来估计(44)感兴趣的终端的地理位置。

技术领域

本发明属于地理定位领域。特别地，本发明涉及用于对无线通信系统的终端进行地理定位的方法和系统。本发明可以特别好地应用于具有成组移动倾向的“物联网”(或IoT)类型的智能对象的地理定位。

现有技术

在过去的几年中，无线通信系统的日益使用已经自然地引起了基于对象的地理位置的服务业的发展，并且例如已经用于导航辅助、交通管理、跟踪商品交付等。

诸如GPS(“全球定位系统”)的卫星定位系统是最著名的地理定位技术之一。这些系统基于接收器终端对由专用卫星发射的无线电信号的使用。通过卫星的地理定位特别地精确，但是其具有若干缺点，特别地具有以下缺点：由于将GPS接收器集成在对象中而引起的成本和电力消耗，以及对象中的GPS接收器在封闭区域中的性能不足。

存在用于基于与终端所连接的接入网的基站进行交换的信号来对终端进行地理定位的其他技术。在诸如GSM(全球移动通信系统)的蜂窝网络中，已知将终端的位置估计为当前与终端相关联的基站的位置。然而，由于基站的覆盖区域可以在半径上达到几千米或者甚至几十千米，因此该方法具有中等的地理定位精度。

其他方法涉及通过计算终端与基站之间交换的信号的到达时间、传播角度或者频率差来估计终端与若干基站之间间隔的距离。然而，这些不同的方法都具有需要特定硬件和软件的缺点。实际上，它们通常需要终端和/或充当观察点的不同基站的同步。此外，他们对被称为多径的现象(同一无线电信号由于在遇到的障碍物上的反射、折射和衍射现象而通过多条路径传播)特别地敏感。

其他地理定位方法基于终端与基站之间交换的信号的接收信号强度指示(Received Signal Strength Indicator,RSSI)水平。这些方法特别好地适于蜂窝网络类型(例如GSM)的无线通信系统，对于该无线通信系统，由于RSSI信息由通信系统本身使用，因此RSSI信息是直接可用的。这些方法基于以下事实：无线电信号在大气中衰减，并且因此由接收器接收到的信号的RSSI水平根据接收器与信号的发射器之间间隔的距离而不同。因此，可以通过根据由基站测量的RSSI水平对终端与围绕该终端的不同基站之间间隔的距离进行估计、由三边测量来确定终端的地理位置。这样的用于基于RSSI水平由三边测量进行地理定位的方法的缺点是缺乏精度，这是由于以下事实引起的：影响信号的衰减的多个参数(障碍物、无线电干扰、终端的位置和移动等)使基于RSSI水平定义距离的函数非常复杂。

因此，已经开发了基于RSSI水平的新的地理定位方法。这些新方法基于机器学习技术。具体地，这涉及在校准阶段期间建立与已知的地理位置相关联的数据库以及与针对在系统的基站的集合的已知位置处的终端而测量的所有RSSI水平相对应的无线电签名。然后，在搜索阶段期间，将对于位于未知位置处的终端所观察到的无线电签名与数据库的所有签名进行比较，以便基于与最相似的签名相对应的位置来估计终端的位置。

为了执行校准阶段，已知将装置放置在穿过要覆盖的地理区域的车队中的车上，该装置适于在不同的点处精确地提供通信系统的基站的地理位置和RSSI水平(该阶段被称为“沿街扫描(war-driving)”)。就精度而言，点的数目越多，地理定位方法的性能越好，但是校准阶段越长且越昂贵。