[发明专利]基于MDT技术和RSRP测距的基站经纬度估计方法

权利要求书

1.一种基于MDT技术和RSRP测距的基站经纬度估计方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，收集基站下所有小区的MDT数据，MDT数据由用户设备UE上报得到，MDT数据包括经纬度、RSRP、TA，其中，RSRP表示参考信号接收强度，TA表示时间提前量；

步骤2，对于基站下的每一个小区，求解基站坐标估计值和用户设备UE到基站距离的估计值，具体步骤如下：

步骤2-1，筛选出TA＝0的MDT数据，对筛选得到的MDT数据的经纬度再进行3sigma的筛选；使用墨卡托投影变换将经纬度转换为平面坐标，并将坐标原点移至小区所有用户点坐标均值点；

步骤2-2，根据对数路径损耗模型，将求解发射功率和基站坐标的联合最大似然估计问题转换为WLS问题；

对数路径损耗模型为：

其中P_i表示s_i处的接收功率，s_i表示i个用户设备的坐标向量，P₀表示d₀处的参考信号接收强度，d₀表示参考距离，N表示共有N个用户点，γ表示路径损耗指数，表示信道环境差异导致的阴影效应，表示v是满足正态分布的随机变量，表示v_i的方差，x为基站坐标向量；

在发射功率未知的情况下，估计发射功率等价于估计P₀，因此P₀和x的联合最大似然估计为：

令y_i＝log₁₀||x-s_i||²-v_i/5γ，由对数路径损耗模型得因此最大似然估计转换成非线性WLS问题：

其中表示z_i的均值，表示z_i的方差；

当y_i服从高斯分布的时候：

其中是一个常量；

由于是x和u的非线性函数不容易获得，因此在噪声v_i的标准差落在4db～10db之间情况下，我们将其忽略并得到一个估计值代替

将非线性WLS问题转化为需要求解的WLS问题：

subject to||x||²＝ρ

其中υ＝1/u，是关于P₀的变量，ρ表示基站坐标向量x的模的平方，s_i为第i个用户设备的坐标向量，表示第i个用户设备的坐标向量的转置，||s_i||表示第i个用户设备的坐标向量的模；

步骤2-3，使用SR-LS方法求解需要求解的WLS问题，得到基站坐标估计值；

步骤2-4，求出该小区内所有用户设备UE到基站坐标估计值的距离，完成测距；由于步骤2-1中坐标原点被移至小区所有用户点坐标均值点，因此步骤2-3求得的解需加上小区所有用户点坐标的均值，得到该小区最终的基站坐标估计值；

步骤3，将每个小区的基站坐标估计值取平均作为初始迭代点，并结合基站下所有UE的坐标及步骤2-4得到的用户设备UE到基站坐标估计值的距离，使用Taylor定位方法求解得到基站坐标的最终解，并转换成经纬度，完成估计；

所述步骤2-3中使用SR-LS方法求解需要求解的WLS问题的方法：

步骤2-3-1，令y＝(x^T,υ,ρ)^T，

则需要求解的WLS问题的等价WLS问题为：

其中，y表示需要求解的未知向量，其中前两个元素是基站坐标向量x，第三个元素是关于P₀的未知量υ，第四个元素是基站坐标向量x的模的平方ρ，Γ表示由组成的对角权值矩阵，A表示根据需要求解的WLS问题得到的系数矩阵，b表示根据需要求解的WLS问题得到的常数向量；此外由于y的前两个元素构成的向量x的模的平方需要等于y的第四个元素ρ，所以y还需满足y^TDy+2f^Ty＝0；

步骤2-3-2，令

其中，表示y关于λ的函数，λ表示自变量，≡表示恒等于；

当且仅当λ满足λ∈I时，为等价WLS问题的全局最优解，I表示区间；

由于在区间I上单调递减，因此用二分法求得λ，继而求得的前两个分量即为基站坐标估计值；

所述步骤2-3-2中区间λ₁(D,A^TA)表示矩阵最大的特征值。