Cell-id定位方法和裝置製造方法

2023-10-25 13:23:22 2

Cell-id定位方法和裝置製造方法
【專利摘要】一種CELL-ID定位方法和裝置，通過將定位區域劃分為各個子區域，建立狀態轉移矩陣和觀察概率矩陣，然後根據選擇的初始狀態向量和狀態轉移矩陣確定定位時刻的狀態向量，根據獲取的移動臺接收到的基站信息和觀察概率矩陣確定定位時刻的觀測向量，最後根據定位時刻的狀態向量和觀測向量確定定位時刻移動臺的位置。本發明對基站的數量無限制，不存在非視距、多路徑幹擾等問題，不需要對移動臺或者現有通信系統進行改進；定位精度較高；建立的資料庫受環境變化影響較小，並且隨著用戶數據的增多精度不斷提高。
【專利說明】CELL-ID定位方法和裝置

【技術領域】
[0001] 本發明涉及移動通信【技術領域】，特別是涉及一種CELL-ID定位方法和裝置。

【背景技術】
[0002] 目前，移動通信網絡中移動臺的定位技術越來越引起人們的注意，基於位置服務 的應用如雨後春筍般發展，並滲入到人們的日常生活中，如智能交通系統、緊急呼叫服務、 公共安全服務等，同時，如果知道移動臺的位置信息，就能為網絡規劃、網絡質量評估、無線 資源管理等應用提供必要的信息，為運營商提供強有力的支撐。
[0003] 現有的高精度定位算法大多是基於時間測量參數，利用通信網絡中的基站和移動 臺之間傳播的無線電信號的特徵參數，通常要求接收到三個或三個以上基站的信號才能進 行定位，對參數要求較為苛刻，且實際環境尤其是城市、城市近郊中的無線電波傳播環境非 常複雜，存在非視距傳播、多徑效應等，這些都導致定位誤差較大、定位精度低，為了保證 基站的定位精度，需要增加新的硬體或對現有系統進行改進來測量這些特徵參數；現有的 CELL-ID (小區識別碼）定位方法根據移動臺所處的小區標示號ID (identification)來確定 移動臺的位置，定位精度取決於小區的大小，基站覆蓋不密集的情況下定位精度較差；基於 指紋庫的定位技術的難點是指紋庫的建立，需要人為進行路測，易受環境變化、天線接收方 向的改變等影響，導致定位精度不準。


【發明內容】

[0004] 基於此，有必要針對上述問題，提供一種定位精度較高的CELL-ID定位方法和裝 置。
[0005] 一種CELL-ID定位方法，包括步驟：
[0006] 將定位區域劃分為各個子區域；
[0007] 建立狀態轉移矩陣和觀察概率矩陣，所述狀態轉移矩陣的元素表示移動臺從一個 子區域轉移到另一個子區域的概率，所述觀察概率矩陣的元素表示移動臺位於其中一個子 區域時接收到其中一個基站的概率；
[0008] 獲取移動臺接收到的基站信息，選擇所述狀態轉移矩陣的初始狀態向量；
[0009] 根據所述初始狀態向量和所述狀態轉移矩陣確定定位時刻的狀態向量；
[0010] 根據獲取的基站信息和所述觀察概率矩陣確定定位時刻的觀測向量；
[0011] 根據定位時刻的狀態向量和觀測向量確定移動臺位於各個子區域的概率，概率最 大的區域即為定位時刻移動臺的位置。
[0012] 一種CELL-ID定位裝置，包括：
[0013] 定位區域劃分模塊，用於將定位區域劃分為各個子區域；
[0014] 矩陣建立模塊，用於建立狀態轉移矩陣和觀察概率矩陣，所述狀態轉移矩陣的元 素表示移動臺從一個子區域轉移到另一個子區域的概率，所述觀察概率矩陣的元素表示移 動臺位於其中一個子區域時接收到其中一個基站的概率；
[0015] 基站獲取模塊，用於獲取移動臺接收到的基站信息；
[0016] 狀態向量確定模塊，用於選擇所述狀態轉移矩陣的初始狀態向量，根據所述初始 狀態向量和所述狀態轉移矩陣確定定位時刻的狀態向量；
[0017] 觀測向量確定模塊，用於根據獲取的基站信息和所述觀察概率矩陣確定定位時刻 的觀測向量；
[0018] 位置確定模塊，用於根據定位時刻的狀態向量和觀測向量確定移動臺位於各個子 區域的概率，概率最大的區域即為定位時刻移動臺的位置。
[0019] 本發明CELL-ID定位方法和裝置，與現有技術相互比較時，具有以下優點：
[0020] 1、本發明對基站的數量無限制，只要通信系統檢測到移動臺接受到的基站信息即 可進行定位；定位只需利用基站信息，不存在非視距、多路徑幹擾等問題；不需要對移動臺 或者現有通信系統進行改進，節省了物力等；
[0021] 2、本發明同時利用了主服務基站和相鄰基站的信息，不同於現有技術中CELL-ID 僅利用主服務基站的信息進行定位，定位精度較高；
[0022] 3、本發明建立的資料庫受環境變化影響較小，並且隨著用戶數據的增多精度不斷 提1?。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023] 圖1為本發明方法實施例的流程示意圖；
[0024] 圖2為本發明裝置實施例一的結構示意圖；
[0025] 圖3為本發明裝置實施例二的結構示意圖。

【具體實施方式】
[0026] 下面結合附圖對本發明CELL-ID定位方法的【具體實施方式】做詳細描述。
[0027] 如圖1所示，一種CELL-ID定位方法，包括步驟：
[0028] S110、將定位區域劃分為各個子區域；
[0029] 為了較好的建立狀態轉移矩陣和觀察概率矩陣，可以將定位區域劃分為Μ個網 格，Μ>1，並依次進行編號；
[0030] S120、建立狀態轉移矩陣和觀察概率矩陣，所述狀態轉移矩陣的元素表示移動臺 從一個子區域轉移到另一個子區域的概率，所述觀察概率矩陣的元素表示移動臺位於其中 一個子區域時接收到其中一個基站的概率；
[0031] 狀態轉移矩陣Α可以定義為[ay，一般用統計的方法獲得，狀態即移動臺在某一 時刻處於某一個子區域內，a#表示移動臺從j子區域移動到1子區域的概率；
[0032] 觀察概率矩陣B可以定義為[bd，觀察概率矩陣是指觀察變量與狀態變量的映射 關係，其中觀察變量Y為基站，狀態變量為網格，表示移動臺位於第j子區域時接收到第 i個基站的概率；
[0033] S130、獲取移動臺接收到的基站信息，選擇所述狀態轉移矩陣的初始狀態向量；
[0034] 通信系統基本上每隔480毫秒就能夠獲取一次移動臺的信息，從該信息中可以獲 取移動臺接收到的基站ID等；定義狀態向量X e {ei，e2，…，eM}，Xk = &表示在k時刻移 動臺位於第j個子區域，初始狀態向量名P可以取隨機值，即初始狀態可以位於定位區域 中的任何一個子區域內；
[0035] S140、根據所述初始狀態向量和所述狀態轉移矩陣確定定位時刻的狀態向量；
[0036] 可以根據遞推公式：.

【權利要求】
1. 一種CELL-ID定位方法，其特徵在於，包括步驟： 將定位區域劃分為各個子區域； 建立狀態轉移矩陣和觀察概率矩陣，所述狀態轉移矩陣的元素表示移動臺從一個子區 域轉移到另一個子區域的概率，所述觀察概率矩陣的元素表示移動臺位於其中一個子區域 時接收到其中一個基站的概率； 獲取移動臺接收到的基站信息，選擇所述狀態轉移矩陣的初始狀態向量； 根據所述初始狀態向量和所述狀態轉移矩陣確定定位時刻的狀態向量； 根據獲取的基站信息和所述觀察概率矩陣確定定位時刻的觀測向量； 根據定位時刻的狀態向量和觀測向量確定移動臺位於各個子區域的概率，概率最大的 區域即為定位時刻移動臺的位置。
2. 根據權利要求1所述的CELL-ID定位方法，其特徵在於，根據初始狀態向量和狀態轉 移矩陣確定定位時刻的狀態向量的步驟包括： 根據遞推公式：
確定k時刻的狀態向量，其中表示k-Ι時刻 的狀態向量，Ατ表示所述狀態轉移矩陣的轉置矩陣，k > 1。
3. 根據權利要求1所述的CELL-ID定位方法，其特徵在於，根據獲取的基站信息和所述 觀察概率矩陣確定定位時刻的觀測向量的步驟包括： 根據公式：
j = 1，2, "·Μ確定定位時刻移動臺位於j子區域的觀 測向量的元素，其中N表示定位區域內接收到的總基站數，Μ表示劃分的子區域數；當移動 臺位於j子區域接收到的基站為i時，^/(?) = ?，否則，^/(?) = 1-?，其中bu表示移動 臺位於第j子區域時接收到第i個基站的概率。
4. 根據權利要求1所述的CELL-ID定位方法，其特徵在於，根據定位時刻的狀態向量和 觀測向量確定移動臺位於各個子區域概率的步驟包括： 根據公式：Xk|k = Yk' OXkh確定移動臺位於各個子區域概率，其中Yk'為定位時刻的 觀測向量，Xk|irf為定位時刻的狀態向量，Θ表示點乘。
5. 根據權利要求1至4任意一項所述的CELL-ID定位方法，其特徵在於，將定位區域 劃分為各個子區域的步驟之後，建立狀態轉移矩陣和觀察概率矩陣的步驟之前，還包括步 驟： 將所述各個子區域依次進行編號。
6. -種CELL-ID定位裝置，其特徵在於，包括： 定位區域劃分模塊，用於將定位區域劃分為各個子區域； 矩陣建立模塊，用於建立狀態轉移矩陣和觀察概率矩陣，所述狀態轉移矩陣的元素表 示移動臺從一個子區域轉移到另一個子區域的概率，所述觀察概率矩陣的元素表示移動臺 位於其中一個子區域時接收到其中一個基站的概率； 基站獲取1?塊，用於獲取移動臺接收到的基站彳目息； 狀態向量確定模塊，用於選擇所述狀態轉移矩陣的初始狀態向量，根據所述初始狀態 向量和所述狀態轉移矩陣確定定位時刻的狀態向量； 觀測向量確定模塊，用於根據獲取的基站信息和所述觀察概率矩陣確定定位時刻的觀 測向量； 位置確定模塊，用於根據定位時刻的狀態向量和觀測向量確定移動臺位於各個子區域 的概率，概率最大的區域即為定位時刻移動臺的位置。
7. 根據權利要求6所述的CELL-ID定位裝置，其特徵在於，所述狀態向量確定模塊根據 遞推公式：
確定k時刻的狀態向量，其中；^_1M表示k-Ι時刻的狀態向 量，Ατ表示所述狀態轉移矩陣的轉置矩陣，k > 1。
8. 根據權利要求6所述的CELL-ID定位裝置，其特徵在於，所述觀測向量確定模塊根 據公式：
j = 1，2, "·Μ確定定位時刻移動臺位於j子區域的觀測向量 的元素，其中N表示定位區域內接收到的總基站數，Μ表示劃分的子區域數；當移動臺位於 j子區域接收到的基站為i時，
，其中表示移動臺位於 第j子區域時接收到第i個基站的概率。
9. 根據權利要求6所述的CELL-ID定位裝置，其特徵在於，所述位置確定模塊根據公 式：Xk|k = Yk' OXkiH確定移動臺位於各個子區域的概率，其中Yk'為定位時刻的觀測向量， Xk|H為定位時亥1J的狀態向量，Θ表示點乘。
10. 根據權利要求6至9任意一項所述的CELL-ID定位裝置，其特徵在於，還包括位於 所述定位區域劃分模塊和所述矩陣建立模塊的編號模塊，用於將所述各個子區域依次進行 編號。
【文檔編號】H04W64/00GK104053233SQ201410277147
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年6月19日 優先權日:2014年6月19日
【發明者】杜翠鳳, 陸蕊, 蔣超, 吳靖 申請人:廣州傑賽科技股份有限公司