基于MDS的终端RSRP差异补偿的定位方法技术

本发明专利技术提供一种提高定位精度的基于MDS的终端RSRP差异补偿的定位方法，属于LTE定位技术领域。所述定位方法包括：步骤一：从LTE基站中获取采样点，进行预处理；步骤二：基于MDS，根据预处理后的采样点，获取终端之间的信号强度RSRP差异；步骤三：在离线阶段，补偿步骤二获取的终端之间的信号强度RSRP差异，建立Radio Map数据库；步骤四：在在线阶段，补偿步骤二获取的终端之间的信号强度RSRP差异，进行定位，获得待定位终端的位置。本发明专利技术采用MDS方法计算得到各LTE终端接收RSRP的差异，分别在离线阶段和在线阶段补偿终端差异，从而消除由于LTE终端不同而造成的RSRP差异，提高定位精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种终端RSRP差异补偿的定位方法，具体涉及室外LTE指纹定位技术和多维尺度分析方法，属于LTE定位

技术介绍
随着智能手机的普及，基于位置的服务在发挥着越来越重要的作用，定位与导航相关技术越来越受到人们的重视。GNSS(Global Navigation Satellite System)作为一种最广泛使用的室外定位技术，虽然能够达到很高的定位精度，但是其对障碍物遮挡、天气的变化等较敏感，在密集城区中，GNSS的定位精度较差甚至由于遮挡严重而无法定位。随着第四代移动通信技术的普及，城区及大部分乡村已经实现了LTE全覆盖，故基于LTE的定位系统成为室外定位研究的热点，并逐渐得到更多的关注。基于LTE的室外定位系统主要分为两类：基于测距的定位方法和基于位置指纹的定位方法。基于测距的定位通过TOA(Time of Arrival，到达时间)、AOA(Angle of Attack，仰角)、TDOA(Time Difference of Arrival，到达时间差)等方法计算移动终端与三个基站的距离，然后进行三角定位得到定位结果，基于测距的定位方法对于时间同步、建筑物密集城区的非视距(Non Line of Sight，NLOS)等较敏感。而基于位置指纹的定位方法是将在线信号特征与数据库中的参考点信号特征进行匹配定位，数据库是基于真实采集的数据建立的，完全保留了实际信号传播环境的特征，例如障碍物遮挡、非视距传播等，即基于位置指纹的定位方法较适用于室外复杂的环境，故基于LTE的位置指纹定位系统成为了室外定位的首选。基于LTE的位置指纹定位方法通过RSRP((Reference Signal Receiving Power，参考信号的接受功率)特征与数据库进行匹配定位。该定位系统包括以下两个阶段：建立Radio Map数据库(信号覆盖图数据库)的离线阶段，以及在线的指纹匹配与定位阶段。离线阶段通过LTE基站获取大量LTE用户的采样点，对采样点进行合并、平均得到Radio Map，Radio Map是由参考点(Reference Point，RP)组成。参考点包含两部分信息，分别是参考点的物理位置和在该位置上接收到来自LTE网络中各个接入点(Access Point,AP)的RSRP值。在线阶段，计算Radio Map中的参考点RSRP与在线RSRP之间的信号空间欧氏距离，采用NN(Nearest Neighbor，邻近)或kNN(k-Nearest Neighbor，k最近邻)分类算法得到定位结果。由于市面上的LTE终端产品种类繁多，不同种终端内部的信号接收天线增益不同，所以接收信号强度有较大差别，如果不对接收信号强度进行处理而直接以此为基础建立Radio Map或定位，必然会对定位精度产生影响。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供一种提高定位精度的基于MDS的终端RSRP差异补偿的定位方法。本专利技术的基于MDS的终端RSRP差异补偿的定位方法，所述定位方法包括如下步骤：步骤一：从LTE基站中获取采样点，进行预处理；步骤二：基于MDS，根据预处理后的采样点，获取终端之间的信号强度RSRP差异；步骤三：在离线阶段，补偿步骤二获取的终端之间的信号强度RSRP差异，建立Radio Map数据库；步骤四：在在线阶段，补偿步骤二获取的终端之间的信号强度RSRP差异，进行定位，获得待定位终端的位置。优选的是，所述步骤一为：从LTE基站中获取采样点并预处理，获得终端的经纬度、终端的国际移动用户识别码IMSI、服务小区的全球小区识别码CGI0、服务小区的信号强度RSRP0、各邻小区全球小区识别码CGIi和各邻小区的信号强度RSRPi，i＝1,2,…I，I为邻小区的数量。优选的是，所述步骤二包括：步骤二一：从步骤一获取的采样点中筛选国际移动用户识别码IMSI不同而经纬度相同的采样点，即：获取来自同一位置不同终端上的采样点，计算所有位置重叠的不同终端的信号强度RSRP差异的欧氏距离；步骤二二：根据步骤二一计算得到的所有位置重叠的不同终端的信号强度RSRP差异的欧氏距离，构造信号强度RSRP差异欧氏距离矩阵；步骤二三：对步骤二二中得到的信号强度RSRP差异欧氏距离矩阵进行双中心变换，获得双中心变换矩阵；步骤二四：对步骤二三获得的双中心变换矩阵进行特征值分解，获得终端之间的信号强度RSRP差异。优选的是，所述步骤二一中，位置重叠的不同终端的信号强度RSRP差异的欧氏距离为：dij＝||Δi-Δj||2；dij表示终端i和终端j之间的信号强度RSRP差异的欧氏距离，Δi和Δj分别为终端i和终端j的信号强度RSRP差异，||·||2为矩阵的L2范数；记矩阵Ω＝[Δ1 Δ2 … ΔN]T，N表示不同终端的数量，i和j分别为1至N中的任意两个正整数；所述步骤二二中的信号强度RSRP差异欧氏距离矩阵D∈RN×N：记矩阵Ψ＝[Δ12 Δ22 … ΔN2]T，则： D = Ψ 1 N T + 1 N Ψ T - 2 ΩΩ T ]]>其中，IN为N阶单位阵，1N＝[1 1 … 1]T；所述步骤二三中，双中心变换矩阵Br： B r = - 1 2 JDJ T ]]>其中，J为中心化矩阵，所述步骤二四中，对矩阵Br分解：Br＝VΛVT其中：Λ＝diag{λ1 λ2 … λk本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于MDS的终端RSRP差异补偿的定位方法，其特征在于，所述定位方法包括如下步骤：步骤一：从LTE基站中获取采样点，进行预处理；步骤二：基于MDS，根据预处理后的采样点，获取终端之间的信号强度RSRP差异；步骤三：在离线阶段，补偿步骤二获取的终端之间的信号强度RSRP差异，建立RadioMap数据库；步骤四：在在线阶段，补偿步骤二获取的终端之间的信号强度RSRP差异，进行定位，获得待定位终端的位置。

【技术特征摘要】
1.一种基于MDS的终端RSRP差异补偿的定位方法，其特征在于，所述定位方法包括如下步骤：步骤一：从LTE基站中获取采样点，进行预处理；步骤二：基于MDS，根据预处理后的采样点，获取终端之间的信号强度RSRP差异；步骤三：在离线阶段，补偿步骤二获取的终端之间的信号强度RSRP差异，建立RadioMap数据库；步骤四：在在线阶段，补偿步骤二获取的终端之间的信号强度RSRP差异，进行定位，获得待定位终端的位置。2.根据权利要求1所述的基于MDS的终端RSRP差异补偿的定位方法，其特征在于，所述步骤一为：从LTE基站中获取采样点并预处理，获得终端的经纬度、终端的国际移动用户识别码IMSI、服务小区的全球小区识别码CGI0、服务小区的信号强度RSRP0、各邻小区全球小区识别码CGIi和各邻小区的信号强度RSRPi，i＝1,2,…I，I为邻小区的数量。3.根据权利要求2所述的基于MDS的终端RSRP差异补偿的定位方法，其特征在于，所述步骤二包括：步骤二一：从步骤一获取的采样点中筛选国际移动用户识别码IMSI不同而经纬度相同的采样点，即：获取来自同一位置不同终端上的采样点，计算所有位置重叠的不同终端的信号强度RSRP差异的欧氏距离；步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：马琳，金宁迪，徐玉滨，汤乐奇，张立晔，林英男，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23