專利名稱：混合定位方法及其定位系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通訊技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種混合定位方法及其定位系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展和數(shù)據(jù)處理能力的提高，基于位置的服務(wù)成為最具發(fā)展?jié)摿Φ囊苿踊ヂ?lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)之一。無論在室內(nèi)還是室外(進(jìn)一步包括市區(qū)、郊區(qū)和農(nóng)村)環(huán)境下，快速準(zhǔn)確地獲得移動終端的位置信息和提供位置服務(wù)的需求變得日益迫切。通信和定位兩大系統(tǒng)正在相互融合、相互促進(jìn)。利用無線通信和參數(shù)測量確定移動終端位置，而定位信息又可以用來支持位置業(yè)務(wù)和優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)管理，提高位置服務(wù)質(zhì)量和網(wǎng)絡(luò)性能。目前的定位技術(shù)主要可以分為三類(1)基于網(wǎng)絡(luò)的定位技術(shù)，如基于Cell-ID和時間提前量(TA)的方法、上行鏈路信號到達(dá)時間(TOA)方法、上行鏈路信號到達(dá)時間差(TDOA)方法以及上行鏈路信號到達(dá)角度 (AOA)方法，這些解決方案需要對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)做部分改進(jìn)，但卻可以兼容現(xiàn)有移動終端；(2)基于移動臺的定位方法，用于GSM中的下行鏈路增強觀測時差定位方法 (E-OTD)、用于WCDMA下行鏈路空閑周期觀測到達(dá)時間差方法(0TD0A-IPDL)等；(3)衛(wèi)星定位系統(tǒng)，以GPS、GL0NASS、GALILE0、BEID0U、QMS等為代表，移動臺和網(wǎng)絡(luò)側(cè)集成了衛(wèi)星定位的輔助設(shè)備。下面分別介紹幾種目前常用的定位技術(shù)(1)基于CELL ID的定位技術(shù)CELL ID由位置識別碼LAI和小區(qū)識別碼CI構(gòu)成，是一種只有一個基站信號的情況下對MS進(jìn)行定位的方法。在網(wǎng)絡(luò)中，BSC會在MS的位置更新、呼叫處理、短消息傳送以及切換等過程中將用戶所在基站扇區(qū)的CELL ID傳送給MSC，根據(jù)當(dāng)前移動臺所連接的蜂窩基站的位置來確定MS的位置。這種方法實現(xiàn)簡單，終端側(cè)不需要做任何硬件和軟件的修改，網(wǎng)絡(luò)側(cè)也不需要增加新的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，就可以對MS進(jìn)行定位。但定位精度不高，取決于蜂窩小區(qū)的半徑，在基站密集的城市區(qū)域，定位精度可達(dá)400m，但在基站密度較低的郊區(qū)，定位精度非常低，因此此定位技術(shù)只能提供對定位精度要求不高的定位業(yè)務(wù)。(2)基于AOA的定位技術(shù)基于信號入射角度的定位方法。由兩個或更多基站通過測量接收信號的到達(dá)角度來估計移動臺的位置。接收機通過天線陣列測出電波的入射角，從而構(gòu)成一根從接收機到發(fā)射機的徑向連線，即側(cè)位線，移動臺的坐標(biāo)可通過兩根側(cè)位線的交點獲得。這種方法為了測量電波的入射角度，接收機必須配備方向性強的天線陣列，或者安裝智能天線。在障礙物較多的環(huán)境中，由于存在多徑效應(yīng)，誤差增大，定位精度較低，尤其當(dāng)MS離基站較遠(yuǎn)時，基站定位角度的微小偏差都會導(dǎo)致側(cè)位線距離的較大誤差。還有當(dāng)移動臺位于兩個基站連接的直線上時，將無法鎖定移動臺的位置。(3)基于TOA的定位技術(shù)
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基于電波傳播時間的定位方法，同時也是三基站定位方法，需要同時有三個位置已知的基站合作才能進(jìn)行定位。移動臺測量基站的下行導(dǎo)頻信號的到達(dá)時間，然后乘以電磁波傳播的速度(一般以光速計算)，即得到MS到基站的距離，建立方程組得到移動臺的位置。此方法距離的計算完全依賴于時間，所以對系統(tǒng)的時間同步要求很高，一般很小的時間誤差都會放大很多倍，因此單純的TOA實際應(yīng)用中很少。(4)基于TDOA的定位技術(shù)通過檢測移動臺信號到達(dá)兩個基站的時間差來確定移動臺的位置，移動臺必定位于兩個基站為焦點的雙曲線方程上，確定移動臺的位置坐標(biāo)需要建立兩個以上雙曲線方程，也就是說至少需要三個以上的基站接收到移動臺信號，而兩個雙曲線的焦點即為移動臺的位置坐標(biāo)。此方法不但不要求知道信號傳播的具體時間，還可以消除或減少在接收機上由于信道產(chǎn)生的共同誤差，在通常情況下，定位精度高于Τ0Α。但由于功率控制造成離服務(wù)基站近的移動臺發(fā)射功率小，使得相鄰基站接收到的功率非常小，造成比較大的測量誤差，即相鄰基站的SNR太小帶來的測量誤差。目前針對這種情況已有了一些解決辦法，例如在特定呼叫時將移動臺的發(fā)射功率瞬間調(diào)到最大，可以提供定位精度，但會對網(wǎng)絡(luò)容量有一定程度的影響。(5)基于E-OTD的定位技術(shù)是從測量時間差發(fā)展而來的，OTD指測量所得的時間量，E-OTD指測量的方式。對于同步網(wǎng)，手機測量幾個BTS信號的相對到達(dá)時間；對于非同步網(wǎng)，信號同時還需要被一個位置已知的LMU接收。確定了 BTS到手機的信號傳輸時間，則可確定BTS與手機之間的幾何距離，然后根據(jù)此距離進(jìn)行計算，最終確定手機的位置。需要測量的三個時間量有0TD即手機得到網(wǎng)絡(luò)上不同BTS發(fā)來脈沖的時間間隔； RTD即網(wǎng)絡(luò)中兩個BTS的相對同步時間差；GTD幾何時間差，即幾何距離不等，導(dǎo)致手機接收到兩個不同BTS發(fā)來的脈沖存在時間差。上述參數(shù)之間的關(guān)系為OTD = RTD+GTD。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)同步，則BTS在同一時刻發(fā)送，RTD不需要計算，此時RTD = 0。(6)基于AFLT的定位技術(shù)是一種基于前向鏈路的定位方法，在定位操作時，手機同時監(jiān)聽多個基站(至少三個)的導(dǎo)頻信息，利用碼片時延來確定手機到附近基站的距離，最后用三角定位法算出用戶的位置。此種定位技術(shù)只適用于CDMA網(wǎng)絡(luò)，需要在網(wǎng)絡(luò)中增加新的實體，包括PDE(位置定位實體)和MPC(移動定位中心)。PDE獲得導(dǎo)頻信息的方式主要有兩種(1)按照IS-801 協(xié)議定義的方式傳送給MSC，再由MSC傳送給PDE，這種方式需要移動臺新增支持此協(xié)議的功能。(2)利用CDMA接口的消息，將用于定位的參數(shù)傳送給MSC，再由MSC傳送給PDE，這種方式不需要移動臺支持IS-801協(xié)議，但需要在CDMA接口上支持這些參數(shù)的傳輸。定位算法可以放在移動臺端或者網(wǎng)絡(luò)側(cè)，在城市基站密集區(qū)域，定位精度相對高。(7)基于AGPS的定位技術(shù)目前比較實用的GPS定位技術(shù)是網(wǎng)絡(luò)輔助的GPS定位。即定位時，網(wǎng)絡(luò)通過跟蹤 GPS衛(wèi)星信號，解調(diào)出GPS導(dǎo)航信號，并將這些信息傳送給移動臺，移動臺利用這些信息可以快速的搜索到有效的衛(wèi)星，接收到衛(wèi)星信號后，計算移動臺位置的工作可以由移動臺或者網(wǎng)絡(luò)實體完成。此定位技術(shù)，優(yōu)點是定位精度比較高，可以提供定位精度要求較高的業(yè)務(wù)。其缺點是需要移動臺內(nèi)置GPS天線和GPS芯片等模塊，并且需要支持IS-801協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)側(cè)需要增加PDE和MPC，定位精度受所處環(huán)境的影響比較大，在可見GPS衛(wèi)星數(shù)量較少時，定位精度將降低，甚至無法完成定位。由上面介紹可知，現(xiàn)有的定位技術(shù)在具體實施過程中，都存在一定的利弊。有鑒于此，在一個系統(tǒng)綜合了上述定位技術(shù)中的兩種或者多種，從而快速、準(zhǔn)確地獲取移動位置信息的定位技術(shù)及其定位系統(tǒng)已經(jīng)成為當(dāng)前的研究熱點。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明的目的在于提供一種混合定位方法及其定位系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)的定位系統(tǒng)只能采用一種定位技術(shù)，定位方式單一、不能兼容所有環(huán)境的問題。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取了以下技術(shù)方案一種混合定位方法，基于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)，其中，所述方法包括用戶終端發(fā)起的定位和網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)起的定位過程，其中，所述用戶終端發(fā)起的定位過程進(jìn)一步包括以下步驟Si、用戶終端發(fā)起定位請求，通過TCP/IP與PDE建立連接，并上報用戶終端當(dāng)前接收到的無線網(wǎng)絡(luò)信息；S2、PDE根據(jù)所述用戶終端上報的信息，確定相應(yīng)的預(yù)定定位方法，完成用戶終端位置的初步運算，得到預(yù)定位置信息；S3、PDE啟用AGPS方式，通過網(wǎng)絡(luò)把GPS星歷信息和預(yù)定位置信息發(fā)送給用戶終端，輔助用戶終端進(jìn)行GPS定位計算；S4、用戶終端根據(jù)PDE下發(fā)的AGPS輔助信息進(jìn)行測量，并把測量結(jié)果和無線網(wǎng)絡(luò)信息返回給PDE;S5、PDE根據(jù)終端上報的測量結(jié)果和無線網(wǎng)絡(luò)信息，再次確定二次定位方法，完成用戶終端位置的再次運算，得到二次位置信息；S6、PDE比較預(yù)定位置信息和二次位置信息，選擇水平誤差最小的定位結(jié)果，確定為最終位置信息，并返回給用戶終端和MPC，完成對用戶終端的定位。所述的混合定位方法，其中，所述網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)起的定位過程進(jìn)一步包括以下步驟Yl、網(wǎng)絡(luò)側(cè)向MPC發(fā)送對MS的定位請求；Y2、MPC收到定位請求后，判定MS是否為本地用戶，如果是則執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)側(cè)側(cè)發(fā)起的定位請求，否則將該定位請求轉(zhuǎn)發(fā)給被叫MS歸屬的MPC ；Y3、MPC向HLR確認(rèn)MS是否為授權(quán)允許其位置信息可以被查詢，如果是，則執(zhí)行 W，否則終止定位請求；Y4、HLR向MPC發(fā)送一個定位響應(yīng)的回應(yīng)信息，所述回應(yīng)信息包括了所述MS所在基站的網(wǎng)絡(luò)號，MPC地址信息；Y5、MPC收到定位回應(yīng)信息后，確認(rèn)該請求的優(yōu)先級處于被處理級別，向所述MS所在基站發(fā)送一個定位請求ISP0SREQ信號，獲取該基站的網(wǎng)絡(luò)射頻信息以及小區(qū)信號編號；
Y6、當(dāng)所述基站收到攜帶正確響應(yīng)碼的ISP0SREQ信號后，會為目標(biāo)的MS分配一個載波信道，用于定位；Y7、MPC獲取目標(biāo)MS的協(xié)作定位能力和載波信道，并發(fā)送到PDE ；Y8、PDE完成位置計算、然后向目標(biāo)MS發(fā)送一個定位完成的回復(fù)，并通知所述基站定位已經(jīng)完成；Y9、PDE將計算所得的目標(biāo)MS的定位信息發(fā)送給MPC ；Y10, MPC向發(fā)起請求的網(wǎng)絡(luò)側(cè)返回目標(biāo)MS的位置信息。所述的混合定位方法，其中，所述步驟S2中預(yù)定定位方法為BS-region、混合 Cell-ID, AFLT,Cell-ID中的一種；所述步驟S5中二次定位方法為Cel 1_ID、AGPS、AFLT中的一種。所述的混合定位方法，其中，在步驟Y8中，當(dāng)完成位置計算后，服務(wù)基站將釋放請求的載波信道，PDE也同時釋放所有的資源。一種混合定位系統(tǒng)，其中，采用權(quán)利要求1所述的混合定位方法，所述混合定位系統(tǒng)包括移動臺(MQ、基站收發(fā)臺(BTS)、基站控制器(BSC)、分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(PDSN)Ji 置定位實體(PDE)、應(yīng)用服務(wù)器(AQ和移動定位中心(MPC)。所述MS通過BTS和BSC、PDE 進(jìn)行通信，所述PDE與PDSN互連，且所述PDE與AS、MPC和BSC進(jìn)行通信。所述的混合定位系統(tǒng)，其中，BSC與PDE之間的通信遵循ss7指令集，PDE與MS之間的通信遵循IS-801數(shù)據(jù)突發(fā)序列規(guī)范。所述的混合定位系統(tǒng)，其中，所述移動臺(MQ進(jìn)一步包括GPS接收模塊，用于通過網(wǎng)絡(luò)輔助GPS定位；基站輔助定位模塊，用于當(dāng)MS處于沒有衛(wèi)星信號的區(qū)域時，基站輔助定位模塊結(jié)合當(dāng)前基站信號實現(xiàn)定位功能，所述GPS接收模塊與基站輔助定位模塊相連。本發(fā)明提供的混合定位方法及其定位系統(tǒng)，所述混合定位系統(tǒng)包括移動臺 (MS)、基站收發(fā)臺(BTS)、基站控制器(BSC)、分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(PDSN)、位置定位實體 (PDE)、應(yīng)用服務(wù)器(AS)和移動定位中心(MPC)。所述MS通過BTS和BSC、PDE進(jìn)行通信， 所述PDE與PDSN互連，且所述PDE與AS、MPC和BSC進(jìn)行通信。本發(fā)明的混合定位方法及其定位系統(tǒng)基于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)，提供了一種在移動臺(MS)和位置定位實體(PDE)之間進(jìn)行信令交互，從而達(dá)到定位目的的一種方案，該方案根據(jù)(MQ所處環(huán)境本身，采用不同的定位方法，從而快速、準(zhǔn)確地獲取移動臺(MQ的位置信息。


圖1是本發(fā)明的混合定位方法的用戶終端發(fā)起的定位過程的流程圖。圖2是本發(fā)明的混合定位方法的網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)起的定位過程的流程3是本發(fā)明的PDE包括的7種不同的位置計算方法的示意圖。圖4是本發(fā)明的混合定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施例方式本發(fā)明提供了一種混合定位方法及其定位系統(tǒng)。為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及
7效果更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實例對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明的混合定位方法是綜合了現(xiàn)有定位技術(shù)中的兩種或者多種方法在一個系統(tǒng)中，比如在TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)中，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)本身具體的技術(shù)優(yōu)勢，可以用AOA和TOA進(jìn)行單基站定位。目前比較主流的混合定位技術(shù)就是CDMA系統(tǒng)采用的GPS和AFLT混合定位方式， 可簡稱為網(wǎng)絡(luò)輔助混合定位。它結(jié)合了基于網(wǎng)絡(luò)的非GPS定位技術(shù)和基于GPS的網(wǎng)絡(luò)輔助定位技術(shù)的優(yōu)點，在野外，可以利用GPS定位提供高精度的位置信息，同時網(wǎng)絡(luò)側(cè)可以提供輔助信息來縮短定位時間和提高定位精度。在城市，可以利用基站密集的優(yōu)勢，提供基于基站的信號，或者GPS和基站信號混合的定位方式，實現(xiàn)在復(fù)雜環(huán)境下的精確定位。如果同時利用智能化算法可以獲取更佳的定位效果。例如，當(dāng)移動臺只能接收到兩個基站的信號時， 通常無法定位移動臺，但是網(wǎng)絡(luò)可以根據(jù)過去移動臺的方向和速度，結(jié)合基站信號來唯一確定移動臺的位置，而且還可以利用來自無線網(wǎng)絡(luò)的一些重要信息加快處理進(jìn)程，縮短衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集的時間。所述的方法包括用戶終端發(fā)起的定位和網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)起的定位過程。請參閱圖1，圖1 是本發(fā)明的混合定位方法的用戶終端發(fā)起的定位過程的流程圖。如圖所示，所述用戶終端發(fā)起的定位過程以下步驟Si、用戶終端發(fā)起定位請求，通過TCP/IP與PDE建立連接，并上報用戶終端當(dāng)前接收到的無線網(wǎng)絡(luò)信息；S2、PDE根據(jù)所述用戶終端上報的信息，確定相應(yīng)的預(yù)定定位方法，完成用戶終端位置的初步運算，得到預(yù)定位置信息；S3、PDE啟用AGPS方式，通過網(wǎng)絡(luò)把GPS星歷信息和預(yù)定位置信息發(fā)送給用戶終端，輔助用戶終端進(jìn)行GPS定位計算；S4、用戶終端根據(jù)PDE下發(fā)的AGPS輔助信息進(jìn)行測量，并把測量結(jié)果和無線網(wǎng)絡(luò)信息返回給PDE;S5、PDE根據(jù)終端上報的測量結(jié)果和無線網(wǎng)絡(luò)信息，再次確定二次定位方法，完成用戶終端位置的再次運算，得到二次位置信息；S6、PDE比較預(yù)定位置信息和二次位置信息，選擇水平誤差最小的定位結(jié)果，確定為最終位置信息，并返回給用戶終端和MPC，完成對用戶終端的定位。下面分別針對上述步驟進(jìn)行具體說明關(guān)于步驟Si、用戶終端發(fā)起定位請求，通過TCP/IP與PDE建立連接，并上報用戶終端當(dāng)前接收到的無線網(wǎng)絡(luò)信息。其中，用戶終端為用戶使用的移動終端MS(Mobile Mation)，與固定通信終端最大的區(qū)別是移動終端MS具有不確定性。因此，對移動用戶來說，最需要的信息就是位置信息，特別是出現(xiàn)緊急情況時更需要知道用戶確切的位置。在本發(fā)明實施例中，用戶請求確定所使用的MS的位置，則所述MS通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)與PDE建立連接，PDE (Position Deltermining Entity)為位置定位實體。步驟S2、PDE根據(jù)所述用戶終端上報的信息，確定相應(yīng)的預(yù)定定位方法，完成用戶終端位置的初步運算，得到預(yù)定位置信息。在本發(fā)明實施例中，PDE根據(jù)用戶終端上報的信息進(jìn)行BS尋找，找到當(dāng)前服務(wù)基站，再對上報的鄰區(qū)PN序列表進(jìn)行PN尋找，根據(jù)PN查找結(jié)果，決定選擇計算方法(從AFLT、混合cell ID、cell ID, BS region中選擇)，完成用戶位置的初步運算，確定用戶所在區(qū)域的范圍。步驟S3、PDE啟用AGPS方式，通過網(wǎng)絡(luò)把GPS星歷信息和預(yù)定位置信息發(fā)送給用戶終端，輔助用戶終端進(jìn)行GPS定位計算。所述AGPS為輔助全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，普通的GPS 系統(tǒng)是由GPS衛(wèi)星和GPS接受器組成.與普通的GPS不同，A-GPS在系統(tǒng)中還有一個輔助服務(wù)器.在A-GPS網(wǎng)絡(luò)中，由于受到接收器工作功率和地理位置的影響而不能獲得理想的定位效果，接受器往往與有著較高功率的輔助服務(wù)器通信并接入網(wǎng)絡(luò)。雖然與蜂窩系統(tǒng)的覆蓋范圍有關(guān)，但由于A-GPS接收器與輔助服務(wù)器間的任務(wù)共享，所以A-GPS往往比普通的 GPS系統(tǒng)處理速度更快，有更高的效率。接著來說，步驟S4和S5，用戶終端根據(jù)PDE下發(fā)的AGPS輔助信息進(jìn)行測量，并把測量結(jié)果和無線網(wǎng)絡(luò)信息返回給PDE ；然后，PDE根據(jù)終端上報的測量結(jié)果和無線網(wǎng)絡(luò)信息，再次確定二次定位方法，完成用戶終端位置的再次運算，得到二次位置信息。其中，二次定位方法是由PDE終端根據(jù)測量結(jié)果和無線網(wǎng)絡(luò)信息等確定的，其包括:AGPS定位方法、 AGPS+AFLT混合定位方法、AFLT定位方法、Cell-ID定位方法等等舉例來說，可以采用如下規(guī)則如果可見衛(wèi)星數(shù)等于或者多于3顆，采用AGPS定位技術(shù)；如果可見衛(wèi)星數(shù)少于3顆， 同時有多個地面基站信號覆蓋時，采用AGPS與AFLT混合定位；如果無可見衛(wèi)星信號，只有數(shù)個無線網(wǎng)絡(luò)基站信號覆蓋時，僅采用AFLT定位技術(shù)；如果僅有1個無線網(wǎng)絡(luò)基站信號覆蓋時，采用cell ID定位。當(dāng)然了，在具體操作過程中，隨著技術(shù)的發(fā)展，也可以采用其他制定方式，在這里就保證一一描述了。所述步驟S6、PDE比較預(yù)定位置信息和二次位置信息，選擇水平誤差最小的定位結(jié)果，確定為最終位置信息，并返回給用戶終端和MPC，完成對用戶終端的定位。因為在實際操作過程中，可能二次位置信息和預(yù)定位置信息相比，其定位的準(zhǔn)確程度存在一定誤差， 故PDE比較兩次定位結(jié)果，選擇其中水平誤差最小的定位結(jié)果，確定為最終位置信息，然后返回給用戶終端和MPC，完成定位。從用戶終端發(fā)起的定位來看，本發(fā)明的混合定位方法主要包括3種定位模式 MS-based、MS-assisted 禾口 MS stand-alone0其中，所述MS-based方式下的定位終端采用AGPS定位方式，即由位置定位實體 PDE根據(jù)終端上報的無線網(wǎng)絡(luò)信息，先進(jìn)行預(yù)定位，得到終端當(dāng)前的位置范圍，再根據(jù)廣域參考網(wǎng)WARN收集到的衛(wèi)星信息發(fā)給終端，加快終端搜索速度，由終端側(cè)對搜索結(jié)果進(jìn)行計算。其影響因素包括預(yù)定位的計算結(jié)果、廣域參考網(wǎng)搜集的信息、終端定位芯片的質(zhì)量和手機天線的加工質(zhì)量。所述MS-assisted方式下的定位終端采用AGPS定位方式，與MS-based方式基本一樣，但由于MS-assisted方式下的GPS定位計算由位置定位實體PDE完成，所以PDE根據(jù)預(yù)定位結(jié)果，給終端返回的信息是衛(wèi)星編碼和多普勒頻移數(shù)據(jù)，終端根據(jù)PDE提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行測量后返回給平臺進(jìn)行GPS位置計算。其影響因素包括預(yù)定位的計算結(jié)果、廣域參考網(wǎng)收集的信息和無線環(huán)境，由于衛(wèi)星搜索和位置計算均由平臺側(cè)根據(jù)終端的預(yù)定位結(jié)果計算完成，精度不如MS-based方式和移動臺獨立定位模式，但終端側(cè)的芯片要求較低。其基本流程移動終端(以手機為例說明)發(fā)起定位任務(wù)，向PDE請求獲得輔助定位信息(低精度搜索)，同時向PDE發(fā)送手機基本信息以及導(dǎo)頻參數(shù)信息；PDE向手機反饋請求的輔助定位信息；然后手機又向PDE請求靈敏度輔助定位信息(高精度搜索)；PDE向手機反饋靈敏度輔助定位信息；手機向PDE發(fā)送GPS偽距信息，導(dǎo)頻信息，時間差等信息，同時向PDE請求定位結(jié)果；PDE向手機反饋定位結(jié)果；手機再一次向PDE發(fā)送手機信息(同時置上任務(wù)結(jié)束標(biāo)記)。所述MS stand-alone這種定位方式與上述兩種定位模式均不相同，處于此模式下的手機在定位流程中無需從服務(wù)器端獲取任何服務(wù)信息，手機主動搜索當(dāng)前天空中可見的衛(wèi)星，根據(jù)時間戳分別計算到可見衛(wèi)星的距離，綜合計算得到當(dāng)前的經(jīng)緯度和高度數(shù)據(jù)。其影響因素包括終端定位芯片的質(zhì)量和手機天線的加工質(zhì)量。此時的手機設(shè)備與傳統(tǒng)GPS定位接收器相同，其不利點也同樣在于受衛(wèi)星信號限制明顯及首次啟動時間過長等。一般來說MS stand-alone模式只配置與中高端市場產(chǎn)品，其中最重要的原因是MS stand-alone 模式需要手機設(shè)備可以支持GPS與CDMA同步工作，而這個功能需要手機從硬件設(shè)計上的支持，必須為GPSS和CDMA預(yù)留兩條獨立的射頻信號通道。綜上所述，MS-based和MS-assisted屬于輔助全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)AGPS的定位方式，及由網(wǎng)絡(luò)側(cè)提供衛(wèi)星的星歷數(shù)據(jù)或者衛(wèi)星信息，簡化終端搜索衛(wèi)星的過程，提供終端進(jìn)行GPS定位的速度。另外，如圖2所示，其為網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)起的定位過程的流程圖。如圖所示，所述定位過程包括以下步驟Yl、網(wǎng)絡(luò)側(cè)向MPC (MobiIe Position Center移動定位中心)發(fā)送對MS的定位請求；Y2、MPC收到定位請求后，判定MS是否為本地用戶，如果是則執(zhí)行TO，否則將該定位請求轉(zhuǎn)發(fā)給被叫MS歸屬的MPC ；Y3、MPC向HLR確認(rèn)MS是否為授權(quán)允許其位置信息可以被查詢，如果是，則執(zhí)行 W，否則終止定位請求；Y4、HLR向MPC發(fā)送一個定位響應(yīng)的回應(yīng)信息，所述回應(yīng)信息包括了所述MS所在基站的網(wǎng)絡(luò)號，MPC地址信息；Y5、MPC收到定位回應(yīng)信息后，確認(rèn)該請求的優(yōu)先級處于被處理級別，向所述MS所在基站發(fā)送一個定位請求ISP0SREQ信號，獲取該基站的網(wǎng)絡(luò)射頻信息以及小區(qū)信號編號；Y6、當(dāng)所述基站收到攜帶正確響應(yīng)碼的ISP0SREQ信號后，會為目標(biāo)的MS分配一個載波信道，用于定位；Y7、MPC獲取目標(biāo)MS的協(xié)作定位能力和載波信道，并發(fā)送到PDE ；Y8、PDE完成位置計算、然后向目標(biāo)MS發(fā)送一個定位完成的回復(fù)，并通知所述基站定位已經(jīng)完成；Y9、PDE將計算所得的目標(biāo)MS的定位信息發(fā)送給MPC ；Y10, MPC向發(fā)起請求的網(wǎng)絡(luò)側(cè)返回目標(biāo)MS的位置信息。其中，在步驟Y8中，當(dāng)完成位置計算后，服務(wù)基站將釋放請求的載波信道，PDE也同時釋放所有的資源。另外，PDE的位置計算方法包括7種不同的位置計算方法，每種方法得出的精度不同，要求的環(huán)境和條件也不同，在定位過程中，PDE根據(jù)終端能搜索到的衛(wèi)星信號和無線網(wǎng)絡(luò)信號質(zhì)量綜合選取合適的計算方式。所述7種定位方法及其簡要說明、適用場景分別如圖3的表格所示。綜上所述，本發(fā)明的混合定位方法包括了多種定位方法，在室內(nèi)和室外不同的場景下，采用的定位方法不同，定位精度會有所區(qū)別。要提高混合定位方法的定位精度，重點在于維護(hù)定位平臺基站歷書BSA數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性，確保現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)中在用的扇區(qū)信息都按照格式要求錄入到系統(tǒng)中，并定期優(yōu)化基站數(shù)據(jù)庫中的關(guān)鍵字段。本發(fā)明還提供了一種混合定位系統(tǒng)，如圖4所示，其包括移動臺(MQ 100、基站收發(fā)臺(BTQ 200、基站控制器(BSC) 300、分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(PDSN) 400、位置定位實體 (PDE) 500、應(yīng)用服務(wù)器(AS)600和移動定位中心(MPC) 700 所述MS100通過BTS200和 BSC300、PDE500 進(jìn)行通信，所述 PDE500 與 PDSN400 互連，且所述 PDE500 與 AS600、MPC700 和BSC300進(jìn)行通信。具體說來，移動通信系統(tǒng)主要由移動臺MS、基站子系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)組成，基站收發(fā)臺(BTS)和基站控制器(BSC)構(gòu)成了基站子系統(tǒng)。一個完整的BTS包括無線發(fā)射/接收設(shè)備、天線和所有無線接口特有的信號處理部分。BTS可看作一個無線調(diào)制解調(diào)器，負(fù)責(zé)移動信號的接收和發(fā)送處理。一般情況下在某個區(qū)域內(nèi)，多個子基站和收發(fā)臺相互組成一個蜂窩狀的網(wǎng)絡(luò)，通過控制收發(fā)臺與收發(fā)臺之間的信號相互傳送和接收，來達(dá)到移動通信信號的傳送。這一系統(tǒng)架構(gòu)使用網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)突發(fā)消息(data brust messaging)作為IS-801和 J-STD-036消息的傳輸機制。BSC與PDE之間的通信遵循ss7指令集，PDE與MS之間的通信遵循IS-801數(shù)據(jù)突發(fā)序列規(guī)范。該體系的設(shè)計重點放在了上層應(yīng)用程序，由于各個運營商的網(wǎng)絡(luò)布局和特性上存在差異性，兼容這些網(wǎng)絡(luò)個體間的差異成為用戶平面的設(shè)計目標(biāo)，有了這套架構(gòu)的支持，同樣的應(yīng)用程序就有可能在各個網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)運行。既然要把應(yīng)用和無線網(wǎng)絡(luò)剝離開來，那么選擇TCP/IP代替數(shù)據(jù)突發(fā)消息(data brust messaging)作為定位信息的載體，目前所有的應(yīng)用程序除了 E911服務(wù)簇外基本上所有的用戶平面架構(gòu)上的LBS應(yīng)用程序都是基于 TCP/IP封裝IS-801消息的。LBS應(yīng)用程序包括了 WAP、JAVA、BREff等支持AGPS的解決方案，這主要取決于MS本身的操作系統(tǒng)支持什么平臺，通常他們之間并不互斥。進(jìn)一步地，所述MPC之間基于TCP/IP協(xié)議連接，所述MPC與位置業(yè)務(wù)提供商(CP) 設(shè)備之間通過TCP/IP協(xié)議相連，所述PDE通過TCP/IP協(xié)議與MPC相連。另外，所述MS配置有GPS接收機，可以先通過網(wǎng)絡(luò)輔助GPS定位，在MS無法接收到GPS衛(wèi)星信號的地方可以采用AFLT等技術(shù)進(jìn)行定位，從而提高定位精度，擴大定位范圍，并縮短定位時間。另外，本發(fā)明的移動臺(MS)，其進(jìn)一步包括GPS接收模塊，用于通過網(wǎng)絡(luò)輔助GPS定位；基站輔助定位模塊，用于當(dāng)MS處于沒有衛(wèi)星信號的區(qū)域時，基站輔助定位模塊結(jié)合當(dāng)前基站信號實現(xiàn)定位功能。所述GPS接收模塊與基站輔助定位模塊相連。本發(fā)明提供的混合定位方法及其定位系統(tǒng)，所述混合定位系統(tǒng)包括移動臺 (MS)、基站收發(fā)臺(BTS)、基站控制器(BSC)、分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(PDSN)、位置定位實體 (PDE)、應(yīng)用服務(wù)器(AS)和移動定位中心(MPC)。所述MS通過BTS和BSC、PDE進(jìn)行通信， 所述PDE與PDSN互連，且所述PDE與AS、MPC和BSC進(jìn)行通信。本發(fā)明的混合定位方法及其定位系統(tǒng)基于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)，提供了一種在移動臺(MS)和位置定位實體(PDE)之間進(jìn)行信令交互，從而達(dá)到定位目的的一種方案，該方案根據(jù)(MQ所處環(huán)境本身，采用不同的定位方法，從而快速、準(zhǔn)確地獲取移動臺(MQ的位置信息?？梢岳斫獾氖牵瑢Ρ绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，而所有這些改變或替換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種混合定位方法，基于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，所述方法包括用戶終端發(fā)起的定位和網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)起的定位過程，其中，所述用戶終端發(fā)起的定位過程進(jìn)一步包括以下步驟51、用戶終端發(fā)起定位請求，通過TCP/IP與PDE建立連接，并上報用戶終端當(dāng)前接收到的無線網(wǎng)絡(luò)信息；52、PDE根據(jù)所述用戶終端上報的信息，確定相應(yīng)的預(yù)定定位方法，完成用戶終端位置的初步運算，得到預(yù)定位置信息；53、PDE啟用AGPS方式，通過網(wǎng)絡(luò)把GPS星歷信息和預(yù)定位置信息發(fā)送給用戶終端，輔助用戶終端進(jìn)行GPS定位計算；54、用戶終端根據(jù)PDE下發(fā)的AGPS輔助信息進(jìn)行測量，并把測量結(jié)果和無線網(wǎng)絡(luò)信息返回給PDE ；55、PDE根據(jù)終端上報的測量結(jié)果和無線網(wǎng)絡(luò)信息，再次確定二次定位方法，完成用戶終端位置的再次運算，得到二次位置信息；56、PDE比較預(yù)定位置信息和二次位置信息，選擇水平誤差最小的定位結(jié)果，確定為最終位置信息，并返回給用戶終端和MPC，完成對用戶終端的定位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合定位方法，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)起的定位過程進(jìn)一步包括以下步驟Yl、網(wǎng)絡(luò)側(cè)向MPC發(fā)送對MS的定位請求；Y2、MPC收到定位請求后，判定MS是否為本地用戶，如果是則執(zhí)行TO，否則將該定位請求轉(zhuǎn)發(fā)給被叫MS歸屬的MPC ；Y3、MPC向HLR確認(rèn)MS是否為授權(quán)允許其位置信息可以被查詢，如果是，則執(zhí)行W，否則終止定位請求；Y4、HLR向MPC發(fā)送一個定位響應(yīng)的回應(yīng)信息，所述回應(yīng)信息包括了所述MS所在基站的網(wǎng)絡(luò)號，MPC地址信息；Y5、MPC收到定位回應(yīng)信息后，確認(rèn)該請求的優(yōu)先級處于被處理級別，向所述MS所在基站發(fā)送一個定位請求ISP0SREQ信號，獲取該基站的網(wǎng)絡(luò)射頻信息以及小區(qū)信號編號；Y6、當(dāng)所述基站收到攜帶正確響應(yīng)碼的ISP0SREQ信號后，會為目標(biāo)的MS分配一個載波信道，用于定位；Y7、MPC獲取目標(biāo)MS的協(xié)作定位能力和載波信道，并發(fā)送到PDE ；Y8、PDE完成位置計算、然后向目標(biāo)MS發(fā)送一個定位完成的回復(fù)，并通知所述基站定位已經(jīng)完成；Y9、PDE將計算所得的目標(biāo)MS的定位信息發(fā)送給MPC ；Y10, MPC向發(fā)起請求的網(wǎng)絡(luò)側(cè)返回目標(biāo)MS的位置信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合定位方法，其特征在于，所述步驟S2中預(yù)定定位方法為BS-region、混合Cell-ID、AFLT、Cell-ID中的一種；所述步驟S5中二次定位方法為 Cell-ID、AGPS、AFLT 中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的混合定位方法，其特征在于，在步驟Y8中，當(dāng)完成位置計算后，服務(wù)基站將釋放請求的載波信道，PDE也同時釋放所有的資源。
5.一種混合定位系統(tǒng)，其特征在于，采用權(quán)利要求1所述的混合定位方法，所述混合定位系統(tǒng)包括移動臺(MQ、基站收發(fā)臺(BTS)、基站控制器(BSC)、分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點 (PDSN)、位置定位實體(PDE)、應(yīng)用服務(wù)器(AS)和移動定位中心(MPC)。所述MS通過BTS 和BSC、PDE進(jìn)行通信，所述PDE與PDSN互連，且所述PDE與AS、MPC和BSC進(jìn)行通信。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的混合定位系統(tǒng)，其特征在于，BSC與PDE之間的通信遵循ss7 指令集，PDE與MS之間的通信遵循IS-801數(shù)據(jù)突發(fā)序列規(guī)范。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的混合定位系統(tǒng)，其特征在于，所述移動臺(MQ進(jìn)一步包括 GPS接收模塊，用于通過網(wǎng)絡(luò)輔助GPS定位；基站輔助定位模塊，用于當(dāng)MS處于沒有衛(wèi)星信號的區(qū)域時，基站輔助定位模塊結(jié)合當(dāng)前基站信號實現(xiàn)定位功能，所述GPS接收模塊與基站輔助定位模塊相連。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種混合定位方法及其定位系統(tǒng)，所述混合定位系統(tǒng)包括移動臺(MS)、基站收發(fā)臺(BTS)、基站控制器(BSC)、分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(PDSN)、位置定位實體(PDE)、應(yīng)用服務(wù)器(AS)和移動定位中心(MPC)。所述MS通過BTS和BSC、PDE進(jìn)行通信，所述PDE與PDSN互連，且所述PDE與AS、MPC和BSC進(jìn)行通信。本發(fā)明的混合定位方法及其定位系統(tǒng)基于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)，提供了一種在移動臺(MS)和位置定位實體(PDE)之間進(jìn)行信令交互，從而達(dá)到定位目的的一種方案，該方案根據(jù)(MS)所處環(huán)境本身，采用不同的定位方法，從而快速、準(zhǔn)確地獲取移動臺(MS)的位置信息。
文檔編號H04W64/00GK102355726SQ201110305399
公開日2012年2月15日 申請日期2011年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月9日
發(fā)明者劉志翔, 吳楷龍 申請人:江蘇省萊科信息技術(shù)有限公司