專(zhuān)利名稱(chēng)：移動(dòng)臺(tái)定位方法、系統(tǒng)和定位計(jì)算單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)線移動(dòng)通信技術(shù)，具體涉及移動(dòng)臺(tái)定位方法和系統(tǒng)，以及一種定位
計(jì)算單元。
背景技術(shù)：
無(wú)線定位技術(shù)的研究始于20世紀(jì)60年代的自動(dòng)車(chē)輛定位系統(tǒng)，隨后該技術(shù)在公 共交通、出租車(chē)調(diào)度以及公安追蹤等范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用。近年來(lái)，移動(dòng)通信網(wǎng)中的定位服務(wù)需 求也快速增加，出現(xiàn)了多種適用于移動(dòng)通信網(wǎng)的無(wú)線定位技術(shù)。目前，移動(dòng)通信網(wǎng)中最常用的無(wú)線定位方法主要包括到達(dá)時(shí)間差(TDOA，Time Difference of Arrival)算法、到達(dá)時(shí)間(T0A，Time of Arrival)算法和接收信號(hào)強(qiáng)度指 不(RSSI, Received signal strength indication)算法。TDOA算法也稱(chēng)雙曲線定位方法，該方法是通過(guò)檢測(cè)移動(dòng)臺(tái)(MS)信號(hào)到達(dá)兩個(gè)基 站的時(shí)間差來(lái)確定MS的位置。所述時(shí)間差稱(chēng)為相對(duì)時(shí)延(relative delay)。圖1為現(xiàn)有 技術(shù)中TD0A定位方法示意圖。該示意圖以基于三個(gè)基站定位為例。如圖1所示，當(dāng)已知基站BSi和BS2與MS之間的距離差為R21 = r2-ri時(shí)，MS必定位 于以BSi和BS2為焦點(diǎn)、與BSi和基站的距離差恒為R21的雙曲線上。當(dāng)同時(shí)知道BSi和BS3 與MS之間的距離差為R31 = r3-ri時(shí)，可以得到另外一組以BSi和BS3為焦點(diǎn)，與和BS3 的距離差恒為R31的雙曲線。于是，兩組雙曲線的交點(diǎn)代表MS的位置估計(jì)。基于該原理，需 要建立兩個(gè)以上雙曲線方程，才能求解出MS的二維位置。設(shè)，MS的位置坐標(biāo)為O^y^MS所在小區(qū)的服務(wù)基站的坐標(biāo)為(Xl，yi)，鄰小區(qū)基 站BSi的坐標(biāo)為(Xi,yi) (i = 2,3...),則有如下關(guān)系
_7] , Ll(xo-x2)2+(y0-y2)2 -= 4( ！))2 j = R^其中，R21和R31可以通過(guò)R21 = cXt21^P R31 = cXt31得到，c為電磁波在空中的傳 播速度，而t21為BSi和BS2發(fā)出的信號(hào)到達(dá)MS的相對(duì)時(shí)延，t31為BSi和BS3發(fā)出的信號(hào)到 達(dá)MS的相對(duì)時(shí)延。當(dāng)獲得t21和t31后，就可以通過(guò)求解雙曲線方程組(1)可以得到MS的 估計(jì)位置(x0, y0)。從TDOA的求解過(guò)程可以看出，獲得t21和t31是求解MS位置的關(guān)鍵。在現(xiàn)有技術(shù) 中t21和t31是通過(guò)執(zhí)行掃描流程來(lái)確定的。圖2為現(xiàn)有技術(shù)中通過(guò)掃描流程確定t21和t31 的流程圖。如圖2所示，該流程包括以下步驟步驟201 當(dāng)MS觸發(fā)定位時(shí)，MS向服務(wù)基站發(fā)送掃描請(qǐng)求信令(SCN-REQ)。該掃 描請(qǐng)求中攜帶MS給出的推薦鄰基站的索引(Index)。如果是服務(wù)基站觸發(fā)定位，則不包括步驟201，直接執(zhí)行步驟202。步驟202 服務(wù)基站向MS返回掃描響應(yīng)信令(SCN-RSP)，該SCN-RSP信令中攜帶鄰 基站的前導(dǎo)序列索引(Preamble Index)，還包括掃描報(bào)告測(cè)量參數(shù)，該掃描報(bào)告測(cè)量參數(shù)例如掃描周期、掃描時(shí)長(zhǎng)等。由于MS在接入服務(wù)基站時(shí)就已經(jīng)獲得服務(wù)基站的前導(dǎo)序列索 弓丨，因此這里只需要發(fā)送鄰基站的前導(dǎo)序列索引。其中，服務(wù)基站向MS返回鄰基站的前導(dǎo)序列索引時(shí)，可以返回MS所推薦鄰基站的 前導(dǎo)序列索引，也可以不考慮MS的推薦，將MS當(dāng)前所有鄰基站的前導(dǎo)序列索引返回給MS， 由MS進(jìn)一步篩選定位所需的鄰基站。步驟203 :MS接收到SCN-RSP后，根據(jù)SCN-RSP中鄰基站的前導(dǎo)序列索引獲得前導(dǎo) 序列碼；根據(jù)掃描報(bào)告測(cè)量參數(shù)的指示，利用服務(wù)基站和鄰基站的前導(dǎo)序列碼掃描所接收 信號(hào)，繼而獲得t21和t31。MS還可以進(jìn)一步測(cè)量到各鄰基站到MS的信號(hào)強(qiáng)度，測(cè)得的信號(hào) 強(qiáng)度稱(chēng)為接收信號(hào)強(qiáng)度指示均值(RSSI mean)，簡(jiǎn)稱(chēng)RSSI。其中，根據(jù)前導(dǎo)序列碼掃描所接收信號(hào)以獲得t21和t31的過(guò)程為公知技術(shù)手段，不 詳細(xì)闡述。步驟204 :MS向服務(wù)基站發(fā)送掃描報(bào)告信令(SCN-REP)，該SCN-REP中攜帶MS計(jì) 算的t21和t31，還可以進(jìn)一步攜帶鄰基站RSSI。至此，完成了 t21和t31的確定過(guò)程。之后，服務(wù)基站只需要將t21和t31發(fā)送到相應(yīng)定位服務(wù)器(Location Server)，由 定位服務(wù)器求解雙曲線方程組(1)，即可得到MS的估計(jì)位置(X(l，y(l)，從而完成基于TD0A的 定位過(guò)程。下面介紹基于RSSI算法的定位方法。RSSI算法是通過(guò)接收到的信號(hào)強(qiáng)弱測(cè)定信 號(hào)點(diǎn)與接收點(diǎn)的距離的算法。在無(wú)遮擋情況下，可以得到無(wú)線信號(hào)傳播模型為P(d) = P (d0) "10 a lg(d/d0)(2)其中，d為信號(hào)點(diǎn)與測(cè)量點(diǎn)之間的距離，也是待求量。d0為預(yù)設(shè)的一個(gè)單位距離， P(d)為測(cè)量點(diǎn)接收自信號(hào)點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度(單位dBm)，P(dO)為單位信號(hào)強(qiáng)度，也是測(cè)量點(diǎn) 與信號(hào)點(diǎn)之間距離d0時(shí)的信號(hào)強(qiáng)度；a為信號(hào)強(qiáng)度隨距離變化的速率。在現(xiàn)有技術(shù)中可以采用信道測(cè)量報(bào)告流程來(lái)確定P(d)。具體來(lái)說(shuō)，服務(wù)基站向MS 發(fā)送信道測(cè)量報(bào)告請(qǐng)求(REP-REQ)，以請(qǐng)求MS測(cè)量服務(wù)基站到MS的RSSI。為了與上述鄰基 站RSSI區(qū)別，這里稱(chēng)為服務(wù)基站RSSI。MS接收到REP-REQ后測(cè)量服務(wù)基站RSSI。然后MS 向服務(wù)基站發(fā)送REP-RSP，以報(bào)告服務(wù)基站RSSI的測(cè)量結(jié)果。服務(wù)基站得到服務(wù)基站RSSI 后就可以將服務(wù)基站RSSI作為參數(shù)P(d)代入公式(2)求出MS與服務(wù)基站之間的距離。在實(shí)際中，由于很多環(huán)境中都存在遮擋，因此無(wú)線信號(hào)傳播模型存在很大誤差，考 慮反射和折射等因素的存在，式(2)被修正為
(nW xWAF nW < C八力=尸⑷)—10 lg("/c/。)--(3)其中，nW為測(cè)量點(diǎn)與信號(hào)點(diǎn)之間障礙物的數(shù)量；C為使衰減因子變化的障礙物數(shù) 量的臨界值；WAF為障礙物的衰減因子。下面介紹T0A算法。T0A算法是通過(guò)計(jì)算MS與基站之間的往返時(shí)延來(lái)估算MS與 基站之間距離的方法。T0A算法是通過(guò)執(zhí)行測(cè)距流程實(shí)現(xiàn)的。圖3示出了通過(guò)執(zhí)行測(cè)距流 程實(shí)現(xiàn)T0A算法的流程圖。如圖3所示，該流程包括以下步驟步驟301 服務(wù)基站在MS測(cè)距信號(hào)請(qǐng)求(RNG-REQ)觸發(fā)或自身主動(dòng)觸發(fā)情況下， 向MS發(fā)送測(cè)距信號(hào)響應(yīng)信令(RNG-RSP)，該RNG-RSP攜帶交匯時(shí)間(Rendezvous_time)、正 交序列例如 CDMA 碼(CDMA_code)和傳輸機(jī)會(huì)偏移(Transmission_opportunity_offset)。發(fā)送RNG-RSP后，服務(wù)基站開(kāi)始計(jì)時(shí)。步驟302 :MS接收到RNG-RSP后，開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)計(jì)時(shí)達(dá)到交匯時(shí)間士傳輸機(jī)會(huì)偏移 時(shí)，利用正交序列例如CDMA碼(CDMA_code)向服務(wù)基站發(fā)送上行探測(cè)信號(hào)(Ranging)。步驟303 服務(wù)基站接收到Ranging時(shí)，停止計(jì)時(shí)，當(dāng)前計(jì)時(shí)值記為T(mén)BS，寫(xiě)入服務(wù)基 站與MS之間的往返時(shí)延RTD = Tbs-Tb，Tms采用交匯時(shí)間。至此，完成了 RTD的確定流程。之后，服務(wù)基站將RTD發(fā)送給定位服務(wù)器，定位服 務(wù)器采用如下公式(4)計(jì)算MS到服務(wù)基站的距離d'd' = cXRTD/2 ；(4)其中，c為電磁波在空中的傳播速度。上述測(cè)距流程是周期性執(zhí)行的，在執(zhí)行過(guò)程中服務(wù)基站還會(huì)在步驟301發(fā)送的 RNG-REQ攜帶定時(shí)提前參數(shù)(timing advance), timingadvance = RTD/2，它是服務(wù)基站根 據(jù)之前獲得RTD除以2得到的。從以上描述的TD0A算法、T0A和RSSI算法可見(jiàn)，T0A和RSSI算法需要知道信號(hào)傳 播的具體時(shí)間，因此收到信道產(chǎn)生的共同誤差的影響，定位精度不夠高。而TD0A算法不要 求知道信號(hào)傳播的具體時(shí)間，只需要知道信號(hào)傳播時(shí)間差，因此可以消除或減少接收機(jī)上 由于信道產(chǎn)生的共同誤差，在通常情況下，其定位精度高于T0A和RSSI算法。但由于功率 控制造成離服務(wù)基站附近的移動(dòng)臺(tái)發(fā)射功率小，使得相鄰基站接收到的功率非常小，從而 造成比較大的測(cè)量誤差，這就是著名的聽(tīng)力問(wèn)題(hearability)。可見(jiàn)，現(xiàn)有的TD0A算法定 位精度還有待進(jìn)一步提高。圖12為3小區(qū)TD0A定位誤差仿真結(jié)果示意圖。從圖12可以看出，采用TD0A 算法進(jìn)行定位產(chǎn)生的定位誤差不能滿(mǎn)足美國(guó)通信委員會(huì)(FCC)頒布的E911服務(wù)規(guī)范的 要求。E911服務(wù)規(guī)范要求在一個(gè)小區(qū)內(nèi)，誤差為100m時(shí)，累計(jì)分布函數(shù)(cumulative distribution function, CDF) % 67% ；誤差為 300m 時(shí)，CDF 為 95%。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供了 一種移動(dòng)臺(tái)定位方法，能夠提高定位精度。該方法包括A、采用到達(dá)時(shí)間差TD0A算法估計(jì)移動(dòng)臺(tái)MS的位置，利用估計(jì)的MS的位置計(jì)算MS 與其服務(wù)基站之間的距離d ；采用到達(dá)時(shí)間T0A算法或接收信號(hào)強(qiáng)度指示RSSI算法估計(jì)MS 與其服務(wù)基站之間的距離d’ ；B、判斷距離d與距離d’的差值是否在預(yù)設(shè)范圍之內(nèi)；如果是，則將采用TD0A算法 估計(jì)的MS的位置確定為MS的定位結(jié)果；否則，利用TD0A算法確定的所述MS與其服務(wù)基站 之間的角度和所述距離d’，重新計(jì)算MS的位置并作為MS的定位結(jié)果。較佳地，所述預(yù)設(shè)范圍為[-n，n]，n為一預(yù)設(shè)閾值；n的取值范圍為 0. 03XDstoS ^ n彡0. 5XDst。s;其中，D—表示基站之間的距離。較佳地，所述n = 0. 15XDstoS。或者，較佳地，所述預(yù)設(shè)范圍為[-n，n]，n為一預(yù)設(shè)閾值；n的取值范圍為 o. 05XRcell彡n彡Rcell ；其中，Rcell表示小區(qū)半徑。較佳地，所述n = 0. 26XRcell。
當(dāng)MS處于連接狀態(tài)時(shí)，所述步驟A包括Al、服務(wù)基站向MS發(fā)送定位響應(yīng)信令，該定位響應(yīng)信令被設(shè)置為指示MS使用混合 定位方法，并指示在混合定位方法下MS所需測(cè)量的定位參數(shù)，和獲取這些定位參數(shù)所需的 相關(guān)測(cè)量參數(shù)，還指示MS是否發(fā)送上行探測(cè)信號(hào)Ranging ；所述MS所需測(cè)量的定位參數(shù)包括TDOA算法所需的相對(duì)時(shí)延，或者服務(wù)基站的 RSSI，或者服務(wù)基站和MS之間的往返時(shí)延RTD ；A2、MS根據(jù)定位響應(yīng)信令指示的相關(guān)測(cè)量參數(shù)，獲取定位參數(shù)測(cè)量結(jié)果；并將獲 取的定位參數(shù)測(cè)量結(jié)果攜帶在定位報(bào)告信令中發(fā)送給服務(wù)基站；A3、MS在定位響應(yīng)信令指示需要發(fā)送Ranging時(shí)，向服務(wù)基站發(fā)送Ranging ；A4、服務(wù)基站在接收到定位報(bào)告信令時(shí)，將定位報(bào)告信令中的定位參數(shù)測(cè)量結(jié)果 發(fā)送給定位計(jì)算單元；在接收到Ranging時(shí)計(jì)算RTD，將計(jì)算得到的RTD單獨(dú)或與所述定位 參數(shù)測(cè)量結(jié)果一起發(fā)送給定位計(jì)算單元；A4、定位計(jì)算單元根據(jù)所接收的定位參數(shù)測(cè)量結(jié)果計(jì)算所述距離d和距離d’ ’然 后，所述定位計(jì)算單元執(zhí)行所述步驟B?；蛘?，當(dāng)MS處于連接狀態(tài)時(shí)；所述步驟A包括Al、服務(wù)基站向所述MS發(fā)送定位響應(yīng)信令，該定位響應(yīng)信令被設(shè)置為指示MS使用 混合定位方法，并指示在混合定位方法下MS所需測(cè)量的定位參數(shù)，和獲取這些定位參數(shù)所 需的相關(guān)測(cè)量參數(shù)，還指示MS是否發(fā)送Ranging ；所述MS所需測(cè)量的定位參數(shù)包括TDOA算法所需的相對(duì)時(shí)延，或者服務(wù)基站的 RSSI，或者服務(wù)基站和MS之間的RTD ；A2、MS根據(jù)定位響應(yīng)信令指示的相關(guān)測(cè)量參數(shù)，獲取定位參數(shù)測(cè)量結(jié)果；A3、MS在定位響應(yīng)信令指示需要發(fā)送Ranging時(shí)，向服務(wù)基站發(fā)送Ranging ；A4、MS中的定位計(jì)算單元根據(jù)MS獲取的定位參數(shù)測(cè)量結(jié)果計(jì)算所述距離d和距 離d’ ；然后，所述定位計(jì)算單元執(zhí)行所述步驟B。其中，當(dāng)服務(wù)基站觸發(fā)定位時(shí)，所述服務(wù)基站主動(dòng)執(zhí)行所述步驟Al ；在MS觸發(fā)定 位時(shí)，所述服務(wù)基站在接收到MS發(fā)來(lái)的定位請(qǐng)求信令時(shí)，執(zhí)行所述步驟Al，作為對(duì)定位請(qǐng) 求信令的響應(yīng)；所述定位請(qǐng)求信令包括定位方法類(lèi)型指示單元；該定位方法類(lèi)型指示單元 被設(shè)置為指示所述服務(wù)基站使用混合定位方法。在所述MS處于空閑狀態(tài)時(shí)，所述步驟A包括Al 服務(wù)基站廣播攜帶動(dòng)作代碼指示單元和定位方法類(lèi)型指示單元的尋呼廣播信 令；所述定位服務(wù)指示單元指示當(dāng)前再接入的目的是提供定位服務(wù)，所述定位方法類(lèi)型指 示單元指示使用混合定位方法；A2、MS在接收到所述尋呼廣播信令后，通過(guò)與服務(wù)基站的信令交互完成重接入；A3、MS根據(jù)服務(wù)基站所發(fā)送的定位響應(yīng)信令的指示，或者根據(jù)預(yù)先設(shè)置，確定所需 測(cè)量的定位參數(shù)并確定是否發(fā)送Ranging ；所述定位響應(yīng)信令指示在混合定位方法下MS所需測(cè)量的定位參數(shù)，和獲取這些定位參數(shù)所需的相關(guān)測(cè)量參數(shù)，還指示MS是否發(fā)送Ranging ；所述MS所需測(cè)量的定位參數(shù)包括TDOA算法所需的相對(duì)時(shí)延，或者服務(wù)基站的 RSSI，或者服務(wù)基站和MS之間的RTD ；A4、MS獲取定位參數(shù)測(cè)量結(jié)果，并攜帶在定位報(bào)告信令中發(fā)送給服務(wù)基站；A5、MS在確定需要發(fā)送Ranging時(shí)，向服務(wù)基站發(fā)送Ranging ；A6、服務(wù)基站在接收到定位報(bào)告信令時(shí)，將定位報(bào)告信令中的定位參數(shù)測(cè)量結(jié)果 發(fā)送給定位計(jì)算單元；在接收到Ranging時(shí)計(jì)算RTD，將計(jì)算得到的RTD單獨(dú)或與所述定位 參數(shù)測(cè)量結(jié)果一起發(fā)送給定位計(jì)算單元；A7、定位計(jì)算單元根據(jù)所接收的定位參數(shù)測(cè)量結(jié)果計(jì)算所述距離d和距離d’ ’然 后，所述定位計(jì)算單元執(zhí)行所述步驟B?；蛘?，在所述MS處于空閑狀態(tài)時(shí)，所述步驟A包括Al 服務(wù)基站廣播攜帶動(dòng)作代碼指示單元和定位方法類(lèi)型指示單元的尋呼廣播信 令；所述定位服務(wù)指示單元指示當(dāng)前再接入的目的是提供定位服務(wù)，所述定位方法類(lèi)型指 示單元指示使用混合定位方法；A2、MS在接收到所述尋呼廣播信令后，通過(guò)與服務(wù)基站的信令交互完成重接入；A3、MS根據(jù)服務(wù)基站所發(fā)送的定位響應(yīng)信令的指示，或者根據(jù)預(yù)先設(shè)置，確定所需 測(cè)量的定位參數(shù)并確定是否發(fā)送Ranging ；所述定位響應(yīng)信令指示在混合定位方法下MS所需測(cè)量的定位參數(shù)，和獲取這些 定位參數(shù)所需的相關(guān)測(cè)量參數(shù)，還指示MS是否發(fā)送Ranging;所述MS所需測(cè)量的定位參數(shù)包括TDOA算法所需的相對(duì)時(shí)延，或者服務(wù)基站的 RSSI，或者服務(wù)基站和MS之間的RTD ；A4、MS獲取定位參數(shù)測(cè)量結(jié)果；A5、MS在定位響應(yīng)信令指示需要發(fā)送Ranging時(shí)，向服務(wù)基站發(fā)送Ranging ；A6、MS中的定位計(jì)算單元MS獲取的定位參數(shù)測(cè)量結(jié)果計(jì)算所述距離d和距離d’ ； 然后，所述定位計(jì)算單元執(zhí)行所述步驟B。較佳地，所述MS所需測(cè)量的定位參數(shù)進(jìn)一步包括鄰基站RSSI或載干噪比CINR。其中，所述定位響應(yīng)信令包括報(bào)告參數(shù)指示單元、掃描信號(hào)類(lèi)型指示單元、交匯時(shí) 間指示單元、正交序列指示單元、傳輸機(jī)會(huì)偏移指示單元和掃描序列碼索引指示單元；當(dāng)在MS連接狀態(tài)下觸發(fā)定位操作時(shí)，該定位響應(yīng)信令還包括定位方法類(lèi)型指示 單元；所述定位方法類(lèi)型指示單元被設(shè)置為指示使用混合定位方法；所述報(bào)告參數(shù)指示單元，用于指示MS需要通過(guò)定位報(bào)告信令反饋的定位參數(shù)；所述掃描信號(hào)類(lèi)型指示單元，用于指示MS利用何種類(lèi)型的序列碼掃描所接收信 號(hào)以獲得相對(duì)時(shí)延和RSSI，以及指示MS是否發(fā)送Ranging ；所述交匯時(shí)間指示單元、正交序列指示單元、傳輸機(jī)會(huì)偏移指示單元為發(fā)送 Ranging的相關(guān)參數(shù)；所述掃描序列碼索引指示單元，用于指示測(cè)量相對(duì)時(shí)延和RSSI所需的序列碼的 索引。
所述序列索引指示單元進(jìn)一步包括前導(dǎo)序列索引指示單元和參考序列索引指示 單元；所述參考序列的發(fā)送時(shí)間和占用的資源由基站確定。所述定位響應(yīng)信令進(jìn)一步包括基站類(lèi)型指示單元，用于指示各鄰基站的類(lèi)型。其中，所述定位報(bào)告信令包括報(bào)告參數(shù)指示單元、服務(wù)基站RSSI指示單元、相對(duì) 時(shí)延指示單元、RTD指示單元和鄰基站選擇輔助參數(shù)指示單元；所述報(bào)告參數(shù)指示單元，用于指示定位報(bào)告信令所報(bào)告的定位參數(shù)；所述服務(wù)基站RSSI指示單元，用于記載所報(bào)告的服務(wù)基站RSSI的值；所述相對(duì)時(shí)延指示單元，用于記載所報(bào)告的各相對(duì)時(shí)延的值；所述RTD指示單元，用于記載所報(bào)告的RTD的值；所述鄰基站選擇輔助參數(shù)指示單元，用于記載所報(bào)告的鄰基站選擇輔助參數(shù)的值。其中，采用TOA算法估計(jì)距離d’時(shí)，所述步驟A包括通過(guò)執(zhí)行掃描流程，獲取TDOA算法所需的相對(duì)時(shí)延，并發(fā)送給定位計(jì)算單元；通過(guò)執(zhí)行測(cè)距流程，獲取所述MS和所述服務(wù)基站之間的往返時(shí)延RTD，并發(fā)送給 所述定位計(jì)算單元；所述定位計(jì)算單元根據(jù)所述相對(duì)時(shí)延計(jì)算所述MS與所述服務(wù)基站之間的距離d， 并根據(jù)所述RTD計(jì)算所述MS與所述服務(wù)基站之間的距離d’ ；然后，所述定位計(jì)算單元執(zhí)行 所述步驟B。其中，采用RSSI算法估計(jì)距離d’時(shí)，所述步驟A包括通過(guò)執(zhí)行掃描流程，獲取TDOA算法所需的相對(duì)時(shí)延，并發(fā)送給定位計(jì)算單元；通過(guò)執(zhí)行信道測(cè)量報(bào)告流程，獲取所述服務(wù)基站到所述MS的RSSI，并發(fā)送給定位 計(jì)算單元；所述定位計(jì)算單元根據(jù)所述相對(duì)時(shí)延計(jì)算所述MS與所述服務(wù)基站之間的距離d， 并根據(jù)所述RSSI計(jì)算所述MS與所述服務(wù)基站之間的距離d’ ；然后，所述定位計(jì)算單元執(zhí) 行所述步驟B。本發(fā)明還提供了一種移動(dòng)臺(tái)定位系統(tǒng)，能夠提高定位精度。該系統(tǒng)包括MS、多個(gè)基站和定位服務(wù)單元；所述MS和所述服務(wù)基站二者之間進(jìn)行信令交互，獲取TDOA算法所需的定位參數(shù) 測(cè)量結(jié)果以及TOA算法或RSSI算法所需的定位參數(shù)測(cè)量結(jié)果，將獲取的定位參數(shù)測(cè)量結(jié)果 發(fā)送給定位計(jì)算單元；所述定位計(jì)算單元，用于接收所述定位參數(shù)測(cè)量結(jié)果，采用TDOA算法的定位參數(shù) 測(cè)量結(jié)果估計(jì)MS的位置，利用估計(jì)的MS的位置計(jì)算所述MS與其服務(wù)基站之間的距離d ； 采用TOA算法或RSSI算法的定位參數(shù)測(cè)量結(jié)果估計(jì)MS與其服務(wù)基站之間的距離d’ ；判斷 距離d與距離d’的差值是否在預(yù)設(shè)范圍之內(nèi)；如果是，則將采用TDOA算法估計(jì)的MS的位 置確定為MS的定位結(jié)果；否則，利用TDOA算法確定的所述MS與其服務(wù)基站之間的角度和 所述距離d’，重新計(jì)算MS的位置并作為MS的定位結(jié)果。其中，所述服務(wù)基站包括響應(yīng)單元，用于向所述MS發(fā)送定位響應(yīng)信令，該定位響 應(yīng)信令指示在混合定位方法下MS所需測(cè)量的定位參數(shù)，和獲取這些定位參數(shù)所需的相關(guān) 測(cè)量參數(shù)，還指示MS是否發(fā)送Ranging ；
所述MS所需測(cè)量的定位參數(shù)包括TDOA算法所需的相對(duì)時(shí)延，或者服務(wù)基站的 RSSI，或者服務(wù)基站和MS之間的RTD。當(dāng)服務(wù)基站觸發(fā)定位時(shí)，所述響應(yīng)單元主動(dòng)執(zhí)行其自身操作；當(dāng)MS觸發(fā)定位時(shí)，所述響應(yīng)單元在接收到來(lái)自MS的定位請(qǐng)求信令時(shí)，執(zhí)行其自身 操作，作為對(duì)MS的定位請(qǐng)求信令的響應(yīng)。較佳地，所述服務(wù)基站進(jìn)一步包括定位報(bào)告信令處理單元，用于在接收到來(lái)自MS 的定位報(bào)告信令時(shí)，將定位報(bào)告信令中的定位參數(shù)測(cè)量結(jié)果發(fā)送給定位計(jì)算單元；在接收 到Ranging時(shí)計(jì)算RTD，將計(jì)算得到的RTD單獨(dú)或與所述定位參數(shù)測(cè)量結(jié)果一起發(fā)送給定位
計(jì)算單元。其中，所述MS包括定位響應(yīng)信令處理單元，用于在接收到來(lái)自服務(wù)基站的定位報(bào) 告信令時(shí)，根據(jù)定位響應(yīng)信令指示的相關(guān)測(cè)量參數(shù)，獲取定位參數(shù)測(cè)量結(jié)果；然后，將獲取 的定位參數(shù)測(cè)量結(jié)果攜帶在定位報(bào)告信令中發(fā)送給服務(wù)基站，或者將獲取的定位參數(shù)測(cè)量 結(jié)果發(fā)送給設(shè)置于所在MS中的定位計(jì)算單元；定位響應(yīng)信令處理單元還在所述定位響應(yīng)信令指示需要發(fā)送Ranging時(shí)，向服務(wù) 基站發(fā)送Ranging。較佳地，所述服務(wù)基站進(jìn)一步包括尋呼單元，用于廣播攜帶動(dòng)作代碼指示單元和 定位方法類(lèi)型指示單元的尋呼廣播信令；所述定位服務(wù)指示單元指示當(dāng)前再接入的目的是 提供定位服務(wù)，所述定位方法類(lèi)型指示單元指示使用混合定位方法；所述MS中的定位響應(yīng)信令處理單元進(jìn)一步用于，當(dāng)所述尋呼廣播信令觸發(fā)所在 MS重接入網(wǎng)絡(luò)后，根據(jù)服務(wù)基站所發(fā)送的定位響應(yīng)信令的指示，或者根據(jù)預(yù)先設(shè)置，確定所 需測(cè)量的定位參數(shù)并確定是否發(fā)送Ranging。本發(fā)明還提供了 一種定位計(jì)算單元，能夠提高定位精度。該定位計(jì)算單元包括估計(jì)模塊和計(jì)算模塊；所述估計(jì)模塊，用于接收來(lái)自外部的TDOA算法所需的定位參數(shù)測(cè)量結(jié)果以及TOA 算法或RSSI算法所需的定位參數(shù)測(cè)量結(jié)果；采用TDOA算法的定位參數(shù)測(cè)量結(jié)果估計(jì)MS的 位置，利用估計(jì)的MS的位置計(jì)算所述MS與其服務(wù)基站之間的距離d ；采用TOA算法或RSSI 算法的定位參數(shù)測(cè)量結(jié)果估計(jì)所述MS與其服務(wù)基站之間的距離d’ ；將估計(jì)的距離d和距 離d’發(fā)送給計(jì)算模塊；所述計(jì)算模塊，用于判斷距離d與距離d’的差值是否在預(yù)設(shè)范圍之內(nèi)；如果是，則 將采用TDOA算法估計(jì)的MS的位置確定為MS的定位結(jié)果；否則，利用TDOA算法確定的所述 MS與所述服務(wù)基站之間的角度和所述距離d’，重新計(jì)算MS的位置并作為MS的定位結(jié)果。較佳地，所述計(jì)算模塊使用的所述預(yù)設(shè)范圍為[-n，η], η為一預(yù)設(shè)閾值；n的 取值范圍為0. 03 X Dstos ^ η ^ 0. 5 X Dstos ；其中，Dstos表示基站之間的距離。較佳地，所述計(jì)算模塊使用的所述預(yù)設(shè)范圍為[-0. 15XDst。s，0. 15XDstoJ。較佳地，所述計(jì)算模塊使用的所述預(yù)設(shè)范圍為[-n，η], η為一預(yù)設(shè)閾值；n的 取值范圍為0. 05XRcell ^ η ^ Rcell ；其中，Rrell表示小區(qū)半徑。較佳地，所述計(jì)算模塊使用的所述預(yù)設(shè)范圍為[-0. 26XRcell, 0. 26XRcell]。該定位計(jì)算單元設(shè)置在MS中，或設(shè)置在基站中，或設(shè)置在網(wǎng)絡(luò)側(cè)的定位服務(wù)器 中。
根據(jù)以上技術(shù)方案可見(jiàn)，應(yīng)用本發(fā)明將TDOA算法和T0A/RSSI算法結(jié)合，當(dāng)采用 TDOA算法得到的距離與采用T0A/RSSI算法得到的距離之差不在預(yù)設(shè)范圍之內(nèi)時(shí)，說(shuō)明采 用TDOA算法獲得的定位結(jié)果可靠性不高，此時(shí)采用T0A/RSSI算法得到的距離與TDOA算法 得到的角度重新估計(jì)MS的位置，從而提高了定位精度。本發(fā)明可以采用現(xiàn)有的掃描流程和測(cè)距流程完成混合定位方法，在這種情況下， MS和服務(wù)基站之間可以采用現(xiàn)有流程完成定位參數(shù)的獲取，然后將定位參數(shù)交給定位計(jì)算 單元，而定位計(jì)算單元采用本發(fā)明的混合算法即可實(shí)現(xiàn)混合定位，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單。但是現(xiàn)有的掃描流程和測(cè)距流程都不是專(zhuān)門(mén)為定位設(shè)計(jì)的流程，因此掃描流程和 測(cè)距流程中包括很多與定位不相關(guān)的字段，從而增加了傳輸開(kāi)銷(xiāo)，為此，本發(fā)明提供了一套 專(zhuān)門(mén)用于定位的信令，包括定位請(qǐng)求信令、定位響應(yīng)信令和定位報(bào)告信令，這些信令中不包 含與定位無(wú)關(guān)的信息，從而減少了信令傳輸開(kāi)銷(xiāo)。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中TDOA定位方法示意圖。
圖2為現(xiàn)有技術(shù)中通過(guò)掃描流程確定相對(duì)時(shí)延的流程圖。
圖3為現(xiàn)有技術(shù)中通過(guò)執(zhí)行信道測(cè)量報(bào)告流程確定RTD的流程圖。
圖4為本發(fā)明中移動(dòng)臺(tái)定位方法的示例性流程圖。
圖5為本發(fā)明實(shí)施例中基于3基站進(jìn)行混合定位的示意圖。
圖6為本發(fā)明實(shí)施例一中混合定位的流程圖。
圖7為本發(fā)明實(shí)施例二中混合定位的流程圖。
圖8為本發(fā)明實(shí)施例三中混合定位的流程圖。
圖9為本發(fā)明實(shí)施例四中混合定位的流程圖。
圖10為本發(fā)明實(shí)施例中MS空閑狀態(tài)下的定位流程。
圖11為本發(fā)明實(shí)施例中移動(dòng)臺(tái)定位系統(tǒng)的示意圖。
圖12為現(xiàn)有技術(shù)中基于3基站進(jìn)行TDOA定位的誤差仿真圖。
圖13為本發(fā)明基于3基站進(jìn)行TDOA定位和混合定位的誤差仿真圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖并舉實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。本發(fā)明為一種移動(dòng)臺(tái)的混合定位方法，其基本思想為采用TDOA算法估計(jì)MS的位 置，利用估計(jì)的MS的位置計(jì)算MS與其服務(wù)基站之間的距離，記為d ；采用TOA算法或RSSI 算法估計(jì)MS與服務(wù)基站之間的距離，記為d’ ；判斷d與距離d’的差值是否在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)；如果是，則認(rèn)為采用TDOA算法得到的 MS的位置相對(duì)準(zhǔn)確，將采用TDOA算法估計(jì)的MS的位置確定為MS的定位結(jié)果；否則，認(rèn)為 采用TDOA算法得到的MS與基站之間的距離不可用，但MS與基站之間的角度仍可用，此時(shí)， 利用TDOA算法確定的MS與服務(wù)基站之間的角度，以及根據(jù)TOA算法得到的MS與服務(wù)基站 之間的距離d’，重新計(jì)算MS的位置，并作為MS的定位結(jié)果。其中，d與d’之差的預(yù)設(shè)范圍可以采用預(yù)設(shè)閾值η表示，則預(yù)設(shè)范圍為[-η， + η]。閾值η通?？梢赃x擇取小于1/2基站間距離。
通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)，確定閾值η的一種較佳取值范圍為0. 03 X Dstos ^ n ^ 0.5 X Dstos;其中，Dst。s表示基站之間的距離。在這種情況下，η的優(yōu)選取值為0. 15XDst。s。閾值η的另一種較佳取值范圍為0. 05 X Rcell ^ n ^ Rcell ；其中，Reell表示小區(qū)半徑。在這種情況下，η的優(yōu)選取值為0. 26 X Rcell。圖4示出了基于以上基本思想的移動(dòng)臺(tái)定位方法的示例性流程圖，如圖4所示，該 方法包括以下步驟步驟401 測(cè)量信號(hào)在MS和服務(wù)基站之間的傳遞時(shí)間與信號(hào)在MS和各鄰小區(qū)之 間的傳遞時(shí)間之差，即相對(duì)時(shí)延。在TDOA算法中，采用至少n個(gè)基站實(shí)施定位，n為大于或等于3的整數(shù)。n個(gè)基站 中，其中一個(gè)是服務(wù)基站，另外n-Ι個(gè)是鄰基站。設(shè)服務(wù)基站為BS1，鄰基站為BS2. . . BSnjP 么本步驟測(cè)量的相對(duì)時(shí)延為t21. . . tnl。以圖5示出了基于3個(gè)基站進(jìn)行混合定位的情況為例，如圖5所示，假設(shè)BS1為MS 的服務(wù)基站，BS2和BS3為選定的用于定位的鄰基站，A點(diǎn)為MS的真實(shí)位置，那么本步驟401 中，MS采用TDOA算法測(cè)量BS1和BS2到MS的相對(duì)時(shí)延t21，以及BS1和BS3到MS的相對(duì)時(shí)
延 t31。步驟402 根據(jù)TDOA算法，利用測(cè)量的相對(duì)時(shí)延估計(jì)MS的位置，根據(jù)MS的位置計(jì) 算MS與服務(wù)基站之間的距離d。以圖5示出的情況為例，本步驟中，將測(cè)量的上述相對(duì)時(shí)延t21和t31代入公式(1)， 得到MS的估計(jì)位置(x0, y0)，然后再根據(jù)MS的位置(x0, y0)和服務(wù)基站的BS1位置(X1J1)， 計(jì)算MS與服務(wù)基站之間的距離d。在實(shí)際中，如果采用3個(gè)以上基站定位，則根據(jù)MS與鄰基站之間信號(hào)的RSSI或載 干噪比(CINR)對(duì)鄰基站進(jìn)行排序，找到信號(hào)質(zhì)量較好的2個(gè)鄰基站，采用這2個(gè)鄰基站對(duì) 應(yīng)的相對(duì)時(shí)延，代入公式(1)，得到MS的估計(jì)位置(X(l，y0)繼而獲得MS與服務(wù)基站之間的 距離d。步驟403 采用RSSI算法或TOA算法估計(jì)MS與服務(wù)基站之間的距離d，。需要說(shuō)明的是，步驟401 402是TDOA算法，步驟403是TOA或RSSI算法，這兩 類(lèi)算法的計(jì)算操作不區(qū)分先后順序。步驟404 計(jì)算d與d’之間差值的絕對(duì)值Δ d，Δ d = | d_d’ |。步驟405:判斷Ad是否小于或等于預(yù)設(shè)的閾值η，如果是，則執(zhí)行步驟406，否 則，執(zhí)行步驟407和408。步驟406 確定采用TDOA算法估計(jì)的MS的位置在誤差范圍內(nèi)，采用TDOA算法估 計(jì)的MS的位置作為定位結(jié)果。本流程結(jié)束。步驟407 確定采用TDOA算法估計(jì)的MS的位置在誤差范圍外，根據(jù)TDOA算法估 計(jì)的MS位置計(jì)算MS與服務(wù)基站之間的角度θ
權(quán)利要求
1.一種移動(dòng)臺(tái)定位方法，其特征在于，該方法包括A、采用到達(dá)時(shí)間差TDOA算法估計(jì)移動(dòng)臺(tái)MS的位置，利用估計(jì)的MS的位置計(jì)算MS與 其服務(wù)基站之間的距離d ；采用到達(dá)時(shí)間TOA算法或接收信號(hào)強(qiáng)度指示RSSI算法估計(jì)MS與 其服務(wù)基站之間的距離d’ ；B、判斷距離d與距離d’的差值是否在預(yù)設(shè)范圍之內(nèi)；如果是，則將采用TDOA算法估計(jì) 的MS的位置確定為MS的定位結(jié)果；否則，利用TDOA算法確定的所述MS與其服務(wù)基站之間 的角度和所述距離d’，重新計(jì)算MS的位置并作為MS的定位結(jié)果。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)范圍為[_η，η],η為一預(yù)設(shè)閾 值；η的取值范圍為0. 03 XDstos ^ n ^ 0. 5 XDstos ；其中，Dst。s表示基站之間的距離。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述η=0. 15XDst。s。
4.如權(quán)利要求ι所述的方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)范圍為[-n，n],n為一預(yù)設(shè)閾 值；η的取值范圍為0. 05XRcell彡η彡Rcell ；其中，Rcell表示小區(qū)半徑。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述η=0.26XRrell。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，當(dāng)MS處于連接狀態(tài)時(shí)， 所述步驟A包括Al、服務(wù)基站向MS發(fā)送定位響應(yīng)信令，該定位響應(yīng)信令被設(shè)置為指示MS使用混合定位 方法，并指示在混合定位方法下MS所需測(cè)量的定位參數(shù)，和獲取這些定位參數(shù)所需的相關(guān) 測(cè)量參數(shù)，還指示MS是否發(fā)送上行探測(cè)信號(hào)Ranging ；所述MS所需測(cè)量的定位參數(shù)包括TD0A算法所需的相對(duì)時(shí)延，或者服務(wù)基站的RSSI， 或者服務(wù)基站和MS之間的往返時(shí)延RTD ；A2、MS根據(jù)定位響應(yīng)信令指示的相關(guān)測(cè)量參數(shù)，獲取定位參數(shù)測(cè)量結(jié)果；并將獲取的 定位參數(shù)測(cè)量結(jié)果攜帶在定位報(bào)告信令中發(fā)送給服務(wù)基站；A3、MS在定位響應(yīng)信令指示需要發(fā)送Ranging時(shí)，向服務(wù)基站發(fā)送Ranging ； A4、服務(wù)基站在接收到定位報(bào)告信令時(shí)，將定位報(bào)告信令中的定位參數(shù)測(cè)量結(jié)果發(fā)送 給定位計(jì)算單元；在接收到Ranging時(shí)計(jì)算RTD，將計(jì)算得到的RTD單獨(dú)或與所述定位參數(shù) 測(cè)量結(jié)果一起發(fā)送給定位計(jì)算單元；A5、定位計(jì)算單元根據(jù)所接收的定位參數(shù)測(cè)量結(jié)果計(jì)算所述距離d和距離d’ ；然后，所 述定位計(jì)算單元執(zhí)行所述步驟B。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，當(dāng)MS處于連接狀態(tài)時(shí)； 所述步驟A包括Al、服務(wù)基站向所述MS發(fā)送定位響應(yīng)信令，該定位響應(yīng)信令被設(shè)置為指示MS使用混合 定位方法，并指示在混合定位方法下MS所需測(cè)量的定位參數(shù)，和獲取這些定位參數(shù)所需的 相關(guān)測(cè)量參數(shù)，還指示MS是否發(fā)送Ranging ；所述MS所需測(cè)量的定位參數(shù)包括TD0A算法所需的相對(duì)時(shí)延，或者服務(wù)基站的RSSI， 或者服務(wù)基站和MS之間的RTD ；A2、MS根據(jù)定位響應(yīng)信令指示的相關(guān)測(cè)量參數(shù)，獲取定位參數(shù)測(cè)量結(jié)果； A3、MS在定位響應(yīng)信令指示需要發(fā)送Ranging時(shí)，向服務(wù)基站發(fā)送Ranging ； A4、MS中的定位計(jì)算單元根據(jù)MS獲取的定位參數(shù)測(cè)量結(jié)果計(jì)算所述距離d和距離d’ ； 然后，所述定位計(jì)算單元執(zhí)行所述步驟B。
8.如權(quán)利要求6或7所述的方法，其特征在于，當(dāng)服務(wù)基站觸發(fā)定位時(shí)，所述服務(wù)基站 主動(dòng)執(zhí)行所述步驟Al ；在MS觸發(fā)定位時(shí)，所述服務(wù)基站在接收到MS發(fā)來(lái)的定位請(qǐng)求信令時(shí)，執(zhí)行所述步驟 Al，作為對(duì)定位請(qǐng)求信令的響應(yīng)；所述定位請(qǐng)求信令包括定位方法類(lèi)型指示單元；該定位 方法類(lèi)型指示單元被設(shè)置為指示所述服務(wù)基站使用混合定位方法。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述MS處于空閑狀態(tài)時(shí)， 所述步驟A包括Al 服務(wù)基站廣播攜帶動(dòng)作代碼指示單元和定位方法類(lèi)型指示單元的尋呼廣播信令； 所述定位服務(wù)指示單元指示當(dāng)前再接入的目的是提供定位服務(wù)，所述定位方法類(lèi)型指示單 元指示使用混合定位方法；A2、MS在接收到所述尋呼廣播信令后，通過(guò)與服務(wù)基站的信令交互完成重接入； A3、MS根據(jù)服務(wù)基站所發(fā)送的定位響應(yīng)信令的指示，或者根據(jù)預(yù)先設(shè)置，確定所需測(cè)量 的定位參數(shù)并確定是否發(fā)送Ranging ；所述定位響應(yīng)信令指示在混合定位方法下MS所需測(cè)量的定位參數(shù)，和獲取這些定位 參數(shù)所需的相關(guān)測(cè)量參數(shù)，還指示MS是否發(fā)送Ranging;所述MS所需測(cè)量的定位參數(shù)包括TD0A算法所需的相對(duì)時(shí)延，或者服務(wù)基站的RSSI， 或者服務(wù)基站和MS之間的RTD ；A4、MS獲取定位參數(shù)測(cè)量結(jié)果，并攜帶在定位報(bào)告信令中發(fā)送給服務(wù)基站； A5、MS在確定需要發(fā)送Ranging時(shí)，向服務(wù)基站發(fā)送Ranging ； A6、服務(wù)基站在接收到定位報(bào)告信令時(shí)，將定位報(bào)告信令中的定位參數(shù)測(cè)量結(jié)果發(fā)送 給定位計(jì)算單元；在接收到Ranging時(shí)計(jì)算RTD，將計(jì)算得到的RTD單獨(dú)或與所述定位參數(shù) 測(cè)量結(jié)果一起發(fā)送給定位計(jì)算單元；A7、定位計(jì)算單元根據(jù)所接收的定位參數(shù)測(cè)量結(jié)果計(jì)算所述距離d和距離d’ ；然后，所 述定位計(jì)算單元執(zhí)行所述步驟B。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述MS處于空閑狀態(tài)時(shí)， 所述步驟A包括Al 服務(wù)基站廣播攜帶動(dòng)作代碼指示單元和定位方法類(lèi)型指示單元的尋呼廣播信令； 所述定位服務(wù)指示單元指示當(dāng)前再接入的目的是提供定位服務(wù)，所述定位方法類(lèi)型指示單 元指示使用混合定位方法；A2、MS在接收到所述尋呼廣播信令后，通過(guò)與服務(wù)基站的信令交互完成重接入； A3、MS根據(jù)服務(wù)基站所發(fā)送的定位響應(yīng)信令的指示，或者根據(jù)預(yù)先設(shè)置，確定所需測(cè)量 的定位參數(shù)并確定是否發(fā)送Ranging ；所述定位響應(yīng)信令指示在混合定位方法下MS所需測(cè)量的定位參數(shù)，和獲取這些定位 參數(shù)所需的相關(guān)測(cè)量參數(shù)，還指示MS是否發(fā)送Ranging ；所述MS所需測(cè)量的定位參數(shù)包括TD0A算法所需的相對(duì)時(shí)延，或者服務(wù)基站的RSSI， 或者服務(wù)基站和MS之間的RTD ； A4、MS獲取定位參數(shù)測(cè)量結(jié)果；A5、MS在定位響應(yīng)信令指示需要發(fā)送Ranging時(shí)，向服務(wù)基站發(fā)送Ranging ；A6、MS中的定位計(jì)算單元MS獲取的定位參數(shù)測(cè)量結(jié)果計(jì)算所述距離d和距離d’ ；然后，所述定位計(jì)算單元執(zhí)行所述步驟B。
11.如權(quán)利要求6-7和9-10任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述MS所需測(cè)量的定 位參數(shù)進(jìn)一步包括鄰基站RSSI或載干噪比CINR。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述定位響應(yīng)信令包括報(bào)告參數(shù)指示單 元、掃描信號(hào)類(lèi)型指示單元、交匯時(shí)間指示單元、正交序列指示單元、傳輸機(jī)會(huì)偏移指示單 元和掃描序列碼索引指示單元；當(dāng)在MS連接狀態(tài)下觸發(fā)定位操作時(shí)，該定位響應(yīng)信令還包括定位方法類(lèi)型指示單元； 所述定位方法類(lèi)型指示單元被設(shè)置為指示使用混合定位方法； 所述報(bào)告參數(shù)指示單元，用于指示MS需要通過(guò)定位報(bào)告信令反饋的定位參數(shù)； 所述掃描信號(hào)類(lèi)型指示單元，用于指示MS利用何種類(lèi)型的序列碼掃描所接收信號(hào)以 獲得相對(duì)時(shí)延和RSSI，以及指示MS是否發(fā)送Ranging ；所述交匯時(shí)間指示單元、正交序列指示單元、傳輸機(jī)會(huì)偏移指示單元為發(fā)送Ranging 的相關(guān)參數(shù)；所述掃描序列碼索引指示單元，用于指示測(cè)量相對(duì)時(shí)延和RSSI所需的序列碼的索引。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述序列索引指示單元進(jìn)一步包括前導(dǎo) 序列索引指示單元和參考序列索引指示單元；所述參考序列的發(fā)送時(shí)間和占用的資源由基 站確定。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述定位響應(yīng)信令進(jìn)一步包括基站類(lèi)型 指示單元，用于指示各鄰基站的類(lèi)型。
15.如權(quán)利要求6至10任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述定位報(bào)告信令包括報(bào)告 參數(shù)指示單元、服務(wù)基站RSSI指示單元、相對(duì)時(shí)延指示單元、RTD指示單元和鄰基站選擇輔 助參數(shù)指示單元；所述報(bào)告參數(shù)指示單元，用于指示定位報(bào)告信令所報(bào)告的定位參數(shù)； 所述服務(wù)基站RSSI指示單元，用于記載所報(bào)告的服務(wù)基站RSSI的值； 所述相對(duì)時(shí)延指示單元，用于記載所報(bào)告的各相對(duì)時(shí)延的值； 所述RTD指示單元，用于記載所報(bào)告的RTD的值；所述鄰基站選擇輔助參數(shù)指示單元，用于記載所報(bào)告的鄰基站選擇輔助參數(shù)的值。
16.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，采用TOA算法估計(jì)距離d’時(shí)，所述步驟A 包括通過(guò)執(zhí)行掃描流程，獲取TDOA算法所需的相對(duì)時(shí)延，并發(fā)送給定位計(jì)算單元； 通過(guò)執(zhí)行測(cè)距流程，獲取所述MS和所述服務(wù)基站之間的往返時(shí)延RTD，并發(fā)送給所述 定位計(jì)算單元；所述定位計(jì)算單元根據(jù)所述相對(duì)時(shí)延計(jì)算所述MS與所述服務(wù)基站之間的距離d，并根 據(jù)所述RTD計(jì)算所述MS與所述服務(wù)基站之間的距離d’ ；然后，所述定位計(jì)算單元執(zhí)行所述 步驟B。
17.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，采用RSSI算法估計(jì)距離d’時(shí)，所述步驟A 包括通過(guò)執(zhí)行掃描流程，獲取TDOA算法所需的相對(duì)時(shí)延，并發(fā)送給定位計(jì)算單元； 通過(guò)執(zhí)行信道測(cè)量報(bào)告流程，獲取所述服務(wù)基站到所述MS的RSSI，并發(fā)送給定位計(jì)算單元；所述定位計(jì)算單元根據(jù)所述相對(duì)時(shí)延計(jì)算所述MS與所述服務(wù)基站之間的距離d，并根 據(jù)所述RSSI計(jì)算所述MS與所述服務(wù)基站之間的距離d’ ；然后，所述定位計(jì)算單元執(zhí)行所 述步驟B。
18.—種移動(dòng)臺(tái)定位系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括MS、多個(gè)基站和定位服務(wù)單元；所述MS和所述服務(wù)基站二者之間進(jìn)行信令交互，獲取TDOA算法所需的定位參數(shù)測(cè)量結(jié)果以及TOA算法或RSSI算法所需的定位參數(shù)測(cè)量結(jié)果，將獲取的定位參數(shù)測(cè)量結(jié)果發(fā)送 給定位計(jì)算單元；所述定位計(jì)算單元，用于接收所述定位參數(shù)測(cè)量結(jié)果，采用TDOA算法的定位參數(shù)測(cè)量 結(jié)果估計(jì)MS的位置，利用估計(jì)的MS的位置計(jì)算所述MS與其服務(wù)基站之間的距離d ；采用 TOA算法或RSSI算法的定位參數(shù)測(cè)量結(jié)果估計(jì)MS與其服務(wù)基站之間的距離d’ ；判斷距離 d與距離d’的差值是否在預(yù)設(shè)范圍之內(nèi)；如果是，則將采用TDOA算法估計(jì)的MS的位置確 定為MS的定位結(jié)果；否則，利用TDOA算法確定的所述MS與其服務(wù)基站之間的角度和所述 距離d’，重新計(jì)算MS的位置并作為MS的定位結(jié)果。
19.如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述服務(wù)基站包括響應(yīng)單元，用于向所述 MS發(fā)送定位響應(yīng)信令，該定位響應(yīng)信令指示在混合定位方法下MS所需測(cè)量的定位參數(shù)，和 獲取這些定位參數(shù)所需的相關(guān)測(cè)量參數(shù)，還指示MS是否發(fā)送Ranging ；所述MS所需測(cè)量的定位參數(shù)包括TD0A算法所需的相對(duì)時(shí)延，或者服務(wù)基站的RSSI， 或者服務(wù)基站和MS之間的RTD。
20.如權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)服務(wù)基站觸發(fā)定位時(shí)，所述響應(yīng)單元主 動(dòng)執(zhí)行其自身操作；當(dāng)MS觸發(fā)定位時(shí)，所述響應(yīng)單元在接收到來(lái)自MS的定位請(qǐng)求信令時(shí)，執(zhí)行其自身操 作，作為對(duì)MS的定位請(qǐng)求信令的響應(yīng)。
21.如權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述服務(wù)基站進(jìn)一步包括定位報(bào)告信令 處理單元，用于在接收到來(lái)自MS的定位報(bào)告信令時(shí)，將定位報(bào)告信令中的定位參數(shù)測(cè)量結(jié) 果發(fā)送給定位計(jì)算單元；在接收到Ranging時(shí)計(jì)算RTD，將計(jì)算得到的RTD單獨(dú)或與所述定 位參數(shù)測(cè)量結(jié)果一起發(fā)送給定位計(jì)算單元。
22.如權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述MS包括定位響應(yīng)信令處理單元，用于 在接收到來(lái)自服務(wù)基站的定位報(bào)告信令時(shí)，根據(jù)定位響應(yīng)信令指示的相關(guān)測(cè)量參數(shù)，獲取 定位參數(shù)測(cè)量結(jié)果；然后，將獲取的定位參數(shù)測(cè)量結(jié)果攜帶在定位報(bào)告信令中發(fā)送給服務(wù) 基站，或者將獲取的定位參數(shù)測(cè)量結(jié)果發(fā)送給設(shè)置于所在MS中的定位計(jì)算單元；定位響應(yīng)信令處理單元還在所述定位響應(yīng)信令指示需要發(fā)送Ranging時(shí)，向服務(wù)基站 發(fā)送 Ranging。
23.如權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述服務(wù)基站進(jìn)一步包括尋呼單元，用于 廣播攜帶動(dòng)作代碼指示單元和定位方法類(lèi)型指示單元的尋呼廣播信令；所述定位服務(wù)指示 單元指示當(dāng)前再接入的目的是提供定位服務(wù)，所述定位方法類(lèi)型指示單元指示使用混合定 位方法；所述MS中的定位響應(yīng)信令處理單元進(jìn)一步用于，當(dāng)所述尋呼廣播信令觸發(fā)所在MS重 接入網(wǎng)絡(luò)后，根據(jù)服務(wù)基站所發(fā)送的定位響應(yīng)信令的指示，或者根據(jù)預(yù)先設(shè)置，確定所需測(cè)量的定位參數(shù)并確定是否發(fā)送Ranging。
24.一種定位計(jì)算單元，其特征在于，該定位計(jì)算單元包括估計(jì)模塊和計(jì)算模塊；所述估計(jì)模塊，用于接收來(lái)自外部的TDOA算法所需的定位參數(shù)測(cè)量結(jié)果以及TOA算法 或RSSI算法所需的定位參數(shù)測(cè)量結(jié)果；采用TDOA算法的定位參數(shù)測(cè)量結(jié)果估計(jì)MS的位 置，利用估計(jì)的MS的位置計(jì)算所述MS與其服務(wù)基站之間的距離d ；采用TOA算法或RSSI算 法的定位參數(shù)測(cè)量結(jié)果估計(jì)所述MS與其服務(wù)基站之間的距離d’ ；將估計(jì)的距離d和距離 d’發(fā)送給計(jì)算模塊；所述計(jì)算模塊，用于判斷距離d與距離d’的差值是否在預(yù)設(shè)范圍之內(nèi)；如果是，則將采 用TDOA算法估計(jì)的MS的位置確定為MS的定位結(jié)果；否則，利用TDOA算法確定的所述MS 與所述服務(wù)基站之間的角度和所述距離d’，重新計(jì)算MS的位置并作為MS的定位結(jié)果。
25.如權(quán)利要求24所述的定位計(jì)算單元，其特征在于，所述計(jì)算模塊使用的所述預(yù)設(shè) 范圍為[_n，η], η為一預(yù)設(shè)閾值；n的取值范圍為o. 03XDst。s≤η≤ο. 5XDst。s ；其中， Dstos表示基站之間的距離。
26.如權(quán)利要求24所述的定位計(jì)算單元，其特征在于，所述計(jì)算模塊使用的所述預(yù)設(shè) 范圍為["O. 15XDstos, 0. 15XDstos]。
27.如權(quán)利要求24所述的定位計(jì)算單元，其特征在于，所述計(jì)算模塊使用的所述預(yù)設(shè) 范圍為[_n，η], η為一預(yù)設(shè)閾值；n的取值范圍為0.05χRrell≤η≤R。ell ；其中，Rrell 表示小區(qū)半徑。
28.如權(quán)利要24所述的定位計(jì)算單元，其特征在于，所述計(jì)算模塊使用的所述預(yù)設(shè)范 圍為[-0. 26XRcell, 0. 26XRcell]。
29.如權(quán)利要24所述的定位計(jì)算單元，其特征在于，該定位計(jì)算單元設(shè)置在MS中，或設(shè) 置在基站中，或設(shè)置在網(wǎng)絡(luò)側(cè)的定位服務(wù)器中。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種移動(dòng)臺(tái)定位方法，該方法將TDOA算法和TOA/RSSI算法結(jié)合，當(dāng)采用TDOA算法得到的距離與采用TOA/RSSI算法得到的距離之差不在預(yù)設(shè)范圍之內(nèi)時(shí)，說(shuō)明采用TDOA算法獲得的定位結(jié)果可靠性不高，此時(shí)采用TOA/RSSI算法得到的距離與TDOA算法得到的角度重新估計(jì)MS的位置，從而提高了定位精度。本發(fā)明還公開(kāi)了一種移動(dòng)臺(tái)定位系統(tǒng)和一種定位計(jì)算單元，都能夠提高定位精度。
文檔編號(hào)H04W64/00GK101998628SQ20091016645
公開(kāi)日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2009年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月19日
發(fā)明者周雷, 許方敏, 鄭旭峰, 金相憲 申請(qǐng)人:北京三星通信技術(shù)研究有限公司;三星電子株式會(huì)社