专利名称：一种在cdma中基于测量报告实现定位的方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种在CDMA中基于测量报告实现定位的方法及系统。
背景技术：
MR (Measurement Report)称为测量报告,协议中规定在通话过程中周期发送或者事件触发上报，包含了网上所有用户所处地理位置的无线环境信息。用MR数据来做网络优化能最接近真实无线环境的数据反映、最贴近用户感知的数据。与传统的路测DT相比，定位后测量报告的位置信息不如路测准确，但由于测量报告可以取到所有用户任意时间段的信息，其海量统计特征是路测所无法比拟的。
基于MR的网络优化分析是利用现网手机用户的实时状态，基于快速真实的海量手机测量报告，直接采集手机用户前反向链路数据，在实际话务模型下进行优化，能够及时发现覆盖问题、邻区多配漏配问题、直观全面地了解话务密度、前反向质量和干扰状况。对测量报告做位置定位，是把所有的终端位置在地图上打点渲染，并用不同颜色的变化体现评估指标的好坏程度。
基于码分多址CDMA技术中的情况，现有的移动终端定位方法很多，但还没有有效的实现基于MR的定位实现方法。发明内容
本发明基于现有定位技术的不足，提供了一种在在CDMA中基于测量报告实现定位的方法及系统，可以更高效率的满足终端定位。
本发明提供了一种在CDMA中基于测量报告实现定位的方法，包括如下步骤
获取CDMA产品中的上报信息中的小区编号CELLID，确定小区覆盖范围；
在测量报告MR跟踪中获得移动终端上报分支的信号到达时间Τ0Α，根据TOA计算移动终端与基站的距尚;
根据确定的小区覆盖范围和移动终端与基站的距离进行定位分析。
所述根据确定的小区覆盖范围和移动终端与基站的距离进行定位分析中包括
判断上报分支的路数情况，根据判断的上报分支的路数情况进行定位分析。
所述根据确定的小区覆盖范围和移动终端与基站的距离进行定位分析包括
当判断仅有一路分支上报TOA时，结合TOA与扇区方向信息，使用信号到达角度 AOA与TOA相结合的定位分析方法，分析出终端的位置。
所述根据确定的小区覆盖范围和移动终端与基站的距离进行定位分析包括
当判断有两路分支上报的TOA时，使用TOA定位分析法，通过两圆交点算法分析出终端的位置。
所述根据确定的小区覆盖范围和移动终端与基站的距离进行定位分析包括
当判断有三路以上的分支上报TOA时，通过分支TOA与参考频道TOA差值构造两路分支的信号到达时间差TD0A，使用双曲线法分析出终端的位置。相应的，本发明实施例还提供了一种在CDMA中基于测量报告实现定位的系统，包括小区编号获取模块，用于获取CDMA产品中的上报信息中的小区编号CELLID，确定小区覆盖范围；信号到达时间获取模块，用于在测量报告MR跟踪中获得移动终端上报分支的信号到达时间Τ0Α，根据TOA计算移动终端与基站的距离；定位分析模块，用于根据确定的小区覆盖范围和移动终端与基站的距离进行定位分析。所述定位分析模块中包括
上报分支分析单元，用于判断上报分支的路数情况，根据判断的上报分支的路数情况进行定位分析。所述定位模块包括第一分支结果获取单元，用于从上报分支分析单元中获取判断的结果，如果获取的结果为一路分析上报TOA时，唤醒第一分析定位处理单元进行处理；第一分析定位处理单元，用于结合TOA与扇区方向信息，使用信号到达角度AOA与TOA相结合的定位分析方法，分析出终端的位置。所述定位模块包括第二分支结果获取单元，用于从上报分支分析单元中获取判断的结果，如果获取的结果为两路分析上报TOA时，唤醒第二分析定位处理单元进行处理；第二分析定位处理单元，用于使用TOA定位分析法，通过两圆交点算法分析出终端的位置。所述定位模块包括第三分支结果获取单元，用于从上报分支分析单元中获取判断的结果，如果获取的结果为三路以上的分支上报TOA时，唤醒第三分析定位处理单元进行处理；第三分析定位处理单元，用于使用TOA定位分析法，通过两圆交点算法分析出终端的位置。通过实施本发明实施例，本发明主要基于终端上报参考小区或邻小区ID确定终端大致范围，基于参考导频及激活级分支上报的时间延迟确定终端与已知位置小区的距离。根据上报消息不同分支数目，选择结合AOA，TOA, TDOA等信号参数定位方法，从而最终确定终端位置。本定位方法计算响应速度快，可以获得50米至300米的定位精度，此精度高于场强定位精度，高于基于特征匹配定位精度。
图1为本发明实施例提供的根据TOA定位估计MS位置示意图；图2为本发明实施例提供的根据TDOA定位估计MS位置示意图；图3为本发明实施例提供的根据AOA定位估计MS位置示意图；图4为本发明实施例提供的在CDMA中基于测量报告实现定位的方法流程图；图5为本发明实施例提供的在CDMA中基于测量报告实现定位的方法具体流程
图6为本发明实施例提供的双圆包含情形的示例图7为本发明实施例提供的双圆相离情形的示例图8为本发明实施例提供的双圆相切情形的不例图9为本发明实施例提供的双圆相交情形的示例图10为本发明实施例提供的双圆相交情形的另一不例图11为本发明实施例提供的有效分支大于等于三情形的示意图12为本发明实施例提供的在CDMA中基于测量报告实现定位的系统结构示意图13为本发明实施例提供的定位分析模块结构示意图。
具体实施方式
下面结合本发明的实施例来详细说明基于微型文字显示的无线终端示意图。
无线定位就是在有效的无线覆盖范围内给移动用户提供自身位置的实时信息。本质上都是利用无线信号的特征变化，如传播时间、时间差、信号场强、相位或入射角等，通过其一定的几何原理计算目标位置。
根据信号的传输时延估计结果对移动终端进行定位，至少需要三个基站。利用信号到达的角度进行定位，至少需要两个基站。若同时利用传输时延和角度进行定位，则仅需要一个基站即可。由于受移动通信信道噪声，多径传播或非视距等因素的影响，蜂窝无线电定位系统很难达到较高定位精度，定位覆盖范围也受到蜂窝移动通信系统场强覆盖范围的限制。在多径传输的情况下，利用基站对移动终端进行位置估计包含了信号 方向及时间延时的变化较缓慢，衰落仅影响信号的强度。也就是说角度和时间延时参数是相对稳定的。
a.起源蜂窝小区C00(Cell Of Origin)定位技术
起源蜂窝小区定位技术是根据移动台所处的小区标识号ID来确定用户的位置。 移动台在当前小区注册后，在系统的数据库中就会有相对应的小区ID号。只要系统能够把该小区基站设置的中心位置(在当地地图中的位置)和小区的覆盖半径广播给小区范围内的所有移动台，这些移动台就能知道自己处在什么地方，查询数据库即可获取位置信息。 该定位方案的优点是无需对网络和手机进行修改，响应时间短。但它的定位精度取决于小区的半径。
b.抵达时间 TOA(Time Of Arrival)定位技术
图1据TOA定位估计MS位置，如果移动台MS和基站BS处于可视的范围内，则其间的距离Cli为Cli = CAti ;其中c为光速，Ati为无线电信号在MS和BSi之间的传播时延。
当移动台MS至少与三个BS的传播时延已知时，就可计算出MS的位置(见图1)。 当移动台MS与BS间不处于直视范围，则对MS位置的估计会产生误差，即图中的圆弧不能相交于一点。如此可米用MS位置与TOA圆弧间的距离为均方误差最小的方法。如果有多于3个的TOA测量结果，则精度可以提高。
c.抵达时间差异 TDOA(Time Difference OfArrival)定位技术
图2据TDOA定位估计MS位置，本方法是基于收到不同基站BS的信号的时差。如果MS收到相邻BS1和BS2的信号的时间差为Λ t，如果这时MS与BS处于可视范围内，则MS的位置在一条双曲线上(见图2)。drd2 = CAt，其中Ci1 Sms到BS1的距离，d2SMS到BS2的距离，C为光速，采用三个不同的基站可以测到两个TD0A(到达时差)，移动站位于两个TDOA决定的双曲线的交点上。与TOA法相似，TDOA法的定位方法可以采用移动站MS到双曲线距离均方误差最小的算法，条件是有两个以上的TDOA值可以用来计算。TDOA法与TOA法比较优点之一是当计算TDOA值时，计算误差对所有的基站是相同的且其和为零，这些误差包括公共的多径时延和同步误差。该定位技术降低了对时间的同步要求。在误差环境下性能相对优越，在蜂窝通信系统的定位技术中备受关注。d.角度到达 AOA (Angle Of Arrival)定位技术图3据AOA定位估计MS位置，该技术根据信号到达的角度，确定移动台相对于基站的角度关系，只要测量一个移动台距两个基站的信号到达角度，就可以确定出移动台的 位置(见图3)。信号到达角度测量需要定向天线，缺点是需要复杂的天线，易出现定位盲本发明实施例中基于MR的定位方法。目前CDMA产品中上报信息中有CELLIDJi应工参表基本可以确定小区覆盖范围。在MR跟踪或CHR跟踪中能够获得手机上报分支的Τ0Α，根据TOA可以计算手机到基站的距离，可以用于定位分析。当仅有一路分支上报TOA时，结合TOA与扇区方向信息，使用AOA与TOA结合的定位法，给出终端的位置。当有两路分支上报的TOA时，使用TOA定位法，解双圆交点求终端位置。AOA配合取最优解。鉴于TDOA定位方法优于由于TOA定位方法，当上报的TOA大于等于三个时，通过分支TOA与参考导频TOA差值构造两路分支的TD0A，使用双曲线法可以唯一确定终端的位置。具体的，图4示出了本发明实施例中的在CDMA中基于测量报告实现定位的方法流程图，包括如下步骤S401 :获取CDMA产品中的上报信息中的小区编号CELLID，确定小区覆盖范围；S402:在测量报告MR跟踪中获得移动终端上报分支的信号到达时间Τ0Α，根据TOA计算移动终端与基站的距离；S403:根据确定的小区覆盖范围和移动终端与基站的距离进行定位分析。具体的，图5示出了本发明实施例子中的在CDMA中基于测量报告实现定位的方法具体流程图，包括如下步骤S501 :获取CDMA产品中的上报信息中的小区编号CELLID，确定小区覆盖范围；S502 :在测量报告MR跟踪中获得移动终端上报分支的信号到达时间Τ0Α，根据TOA计算移动终端与基站的距离；S503 :判断上报分支的路数情况；后续主要根据判断的上报分支的路数情况进行定位分析，其主要在S504至S506中有所体现。S504 :当判断仅有一路分支上报TOA时，结合TOA与扇区方向信息，使用信号到达角度AOA与TOA相结合的定位分析方法，分析出终端的位置。选取参考导频TOA对应的小区作为参考小区，通过TOA值确定终端与参考小区间距离 R=c* TOA0
如果是全向站，利用参考小区位置与终端与参考小区的距离信息选择一点作为定位结果。
如果是定向站，根据扇区方向角、张角及TOA距离，做一个圆弧，终端位置随机分布在此圆弧上。
参考小区经纬度(Lat。，Long。)，设在直角坐标系中，参考小区位置为坐标原点 (0，0)，终端与参考小区距离为R，终端的实际坐标(x，y)，则x2+y2 = R2。
如果是全向站，随机取满足x2+y2 = R2式的(x，y)，将坐标转换为经纬度形式即可获得终端的定位结果。
如果是定向站，设扇区方向角为α，张角为β，随机取满足x2+y2 = R2式的(x，y)， 其中
权利要求
1.一种在CDMA中基于测量报告实现定位的方法，其特征在于，包括如下步骤获取CDMA产品中的上报信息中的小区编号CELLID，确定小区覆盖范围；在测量报告MR跟踪中获得移动终端上报分支的信号到达时间Τ0Α，根据TOA计算移动终端与基站的距离；根据确定的小区覆盖范围和移动终端与基站的距离进行定位分析。
2.如权利要求1所述的在CDMA中基于测量报告实现定位的方法，其特征在于，所述根据确定的小区覆盖范围和移动终端与基站的距离进行定位分析中包括判断上报分支的路数情况，根据判断的上报分支的路数情况进行定位分析。
3.如权利要求2所述的在CDMA中基于测量报告实现定位的方法，其特征在于，所述根据确定的小区覆盖范围和移动终端与基站的距离进行定位分析包括当判断仅有一路分支上报TOA时，结合TOA与扇区方向信息，使用信号到达角度AOA与 TOA相结合的定位分析方法，分析出终端的位置。
4.如权利要求2所述的在CDMA中基于测量报告实现定位的方法，其特征在于，所述根据确定的小区覆盖范围和移动终端与基站的距离进行定位分析包括当判断有两路分支上报的TOA时，使用TOA定位分析法，通过两圆交点算法分析出终端的位置。
5.如权利要求2所述的在CDMA中基于测量报告实现定位的方法，其特征在于，所述根据确定的小区覆盖范围和移动终端与基站的距离进行定位分析包括当判断有三路以上的分支上报TOA时，通过分支TOA与参考频道TOA差值构造两路分支的信号到达时间差TD0A，使用双曲线法分析出终端的位置。
6.一种在CDMA中基于测量报告实现定位的系统,其特征在于,包括小区编号获取模块，用于获取CDMA产品中的上报信息中的小区编号CELLID，确定小区覆盖范围；信号到达时间获取模块，用于在测量报告MR跟踪中获得移动终端上报分支的信号到达时间Τ0Α，根据TOA计算移动终端与基站的距离；定位分析模块，用于根据确定的小区覆盖范围和移动终端与基站的距离进行定位分析。
7.如权利要求6所述的在CDMA中基于测量报告实现定位的系统，其特征在于，所述定位分析模块中包括上报分支分析单元，用于判断上报分支的路数情况，根据判断的上报分支的路数情况进行定位分析。
8.如权利要求7所述的在CDMA中基于测量报告实现定位的系统，其特征在于，所述定位模块包括第一分支结果获取单元，用于从上报分支分析单元中获取判断的结果，如果获取的结果为一路分析上报TOA时，唤醒第一分析定位处理单元进行处理；第一分析定位处理单元，用于结合TOA与扇区方向信息，使用信号到达角度AOA与TOA 相结合的定位分析方法，分析出终端的位置。
9.如权利要求7所述的在CDMA中基于测量报告实现定位的系统，其特征在于，所述定位模块包括第二分支结果获取单元，用于从上报分支分析单元中获取判断的结果，如果获取的结果为两路分析上报TOA时，唤醒第二分析定位处理单元进行处理；第二分析定位处理单元，用于使用TOA定位分析法，通过两圆交点算法分析出终端的位置。
10.如权利要求7所述的在CDMA中基于测量报告实现定位的系统，其特征在于，所述定位模块包括第三分支结果获取单元，用于从上报分支分析单元中获取判断的结果，如果获取的结果为三路以上的分支上报TOA时，唤醒第三分析定位处理单元进行处理；第三分析定位处理单元，用于使用TOA定位分析法，通过两圆交点算法分析出终端的位置。
全文摘要
本发明公开了一种在CDMA中基于测量报告实现定位的方法及系统，该方法包括如下步骤获取CDMA产品中的上报信息中的小区编号CELLID，确定小区覆盖范围；在测量报告MR跟踪中获得移动终端上报分支的信号到达时间TOA，根据TOA计算移动终端与基站的距离；根据确定的小区覆盖范围和移动终端与基站的距离进行定位分析。通过实施本发明，本定位方法计算响应速度快，此精度高于场强定位精度，高于基于特征匹配定位精度。
文档编号H04W64/00GK103002502SQ20121051247
公开日2013年3月27日 申请日期2012年12月4日 优先权日2012年12月4日
发明者徐志强, 刘丽华 申请人:广州瀚信通信科技股份有限公司