一种提高市区环境下蜂窝移动台定位精度的方法和装置制造方法及图纸

一种提高市区环境下蜂窝移动台定位精度的方法和装置，方法为：若有定位请求，首先利用扇区信息、到达时间和到达时间差确定移动台的大致位置；然后启动邻近辅助定位装置的定位导频的发射，在辅助定位导频发射的条件下，再次进行到达时间差的测量；移动台测量结束后，关闭辅助定位装置的定位发射；请求辅助定位装置上报ＮＬＯＳ识别结果；利用移动台对辅助导频信号的测量和ＮＬＯＳ识别结果进行移动台位置估计，获得更为精确的移动台位置。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种提高市区环境下蜂窝移动台定位精度的方法和装置。美国联邦通信委员会(FCC)根据实际应用的需要，要求蜂窝移动通信系统具有对移动台定位进行定位的能力，并明确规定了在利用移动台辅助测量的情况下，定位误差小于50米的概率大于67％，定位误差小于100米的概率大于95％。目前正在讨论的第三代移动通信系统根据FCC的规定，对移动台定位制定了专门的技术标准25.305和25.395，在25.395中明确规定第三代移动台应具有定位所需要的辅助测量能力，并且，为了保证测量的性能，25.305规定了一种特有的IPDL(下行链路空闲时段)模式。但是，由于在市区环境下普遍存在的NLOS(非可视径)传播路径，这就使市区环境下TDOA(到达时间差)的测量具有很大的NLOS误差，从而难以在市区环境下保证FCC要求的定位精度。在市区环境条件下，移动台和基站之间普遍存在着NLOS传播路径，如附图说明图1所示的非可视径103，105，106，这是造成移动台定位误差的最主要的因素，这种NLOS传播路径带来的移动台定位误差可达几百米乃至几千米，而且难以消除。目前，降低NLOS误差的思路主要有两种1)对存在NLOS的城区进行密集的测量，得到大量的关于信道多径(幅度测量是对应单一径的特殊情况)分布的先验数据，以此先验数据为基础对移动台的位置进行修正。这种通过遍历性测量得到先验数据库来提高市区环境条件下移动台定位精度的方法的缺点是测量工作量巨大，而且一旦市区环境发生变化(如建筑物的增加或减少)都要导致数据库的失效，为了保证数据库能够适应市区环境的变化，需要经常进行大量的测量工作。2)在存在NLOS的城区加入若干定位参照点(如转发器)，根据参照点的信号特征来修正移动台的NLOS误差。美国专利US5926133公开了一种提高市区环境条件下移动台定位精度的方法，参见图2，该方法的基本思路是在特定街区201组成的区域内设置一些转发器作为一种提高移动台定位精度的辅助装置202。辅助装置202(转发器)提高定位精度的基本原理是移动台204发射的信号和其附近的转发器202(多个)转发的信号将经相似的传播路径然后被基站接收，对每一个转发器都可以得到两个位置，一个是根据转发器发射信号进行测量(如TDOA)并进行位置估计得到的位置，这个位置含有NLOS误差；另一个位置是预先测定的准确位置。并可以通过和真实位置比较得到NLOS误差的大小。利用和待定位移动台相邻的多个转发器的NLOS误差可以构成一个NLOS误差矢量，以NLOS误差矢量为依据就可以对移动台的NLOS误差进行矫正。该专利所述方法的工作过程是首先确定移动台204的粗略位置，然后启动该位置周围的转发器工作，利用转发器转发的信号确定转发器的粗略位置，然后利用转发器的粗略位置构造NLOS误差矢量，利用NLOS误差矢量对移动台的粗略位置进行修正，得到移动台204的准确位置。该方法的特点是不需要移动台的任何配合，适用的场合是利用上行链路进行移动台定位，并由于加入转发器可以适应市区环境的变化。但是，为了保正NLOS误差的矫正精度，必须保证转发器的配置具有足够高的密度，这就会导致建网费用的大幅度增加；此外，第三代移动通信系统中要求按照IPDL模式对下行链路测量TDOA来确定移动台位置，美国专利US5926133所述方法和装置的体系结构无法应用到第三代移动通信中的IPDL模式中。本专利技术的目的在于提供一种可以有效地提高市区环境条件下蜂窝移动台定位精度的方法和装置，从而改进NLOS城区的信号传播环境，使得市区的NLOS传播路径出现的概率接近于郊区。为了实现上述目的，本专利技术所提供的一种提高市区环境下蜂窝移动台定位精度的方法，包括下列步骤1)判断是否有同步测量请求若是，则启动辅助定位装置的同步测量管理，包括开启和关闭实时时间差测量导频的发射；若否，则进入下一步骤；2)判断是否有定位请求若是，则利用基站的到达时间、到达时间差和扇区信息确定待定位移动台的大致位置；若否，则重复上述过程；3)根据移动台的大致位置，确定启动或关闭邻近辅助定位装置的定位导频的发射；4)在开启辅助定位导频发射的条件下，再次进行到达时间差的测量，然后判断待定位移动台测量是否结束若是，则关闭辅助定位装置的定位导频发射；若否，则循环该判断；5)根据待定位移动台的信道码进行多径搜索、处理和进行非可视路径识别，并请求辅助定位装置上报非可视路径识别结果；6)利用移动台对辅助导频信号的测量和非可视路径识别结果进行移动台位置估计，获得更为精确的移动台位置。在上述的提高市区环境下蜂窝移动台定位精度的方法中，辅助定位导频发射和实时时间差测量导频发射均采用短时工作方式。在上述的提高市区环境下蜂窝移动台定位精度的方法中，辅助定位导频发射和实时时间差测量导频发射采取了相互独立的发射模式。为了实现上述目的，本专利技术所需的辅助定位装置，它包括空中接口收发天线、与空中接口收发天线相连的收发单元B和与收发单元B相连的信道处理单元B，它还包括面向定位测量单元的天线，开启和关闭实时时间差测量导频的发射；面向移动台的收发天线，开启和关闭辅助定位导频的发射；收发单元A，通过第一馈线、第二馈线分别和面向定位测量单元的天线、面向移动台的收发天线相连，它由发射单元和接收单元两部分组成，其中，发射单元通过对称的电路结构独立地向所述的面向定位测量单元的天线和面向移动台的收发天线输出射频信号，由信道处理单元A控制输出射频信号的时刻、射频信号的调制方式；接收单元由射频滤波器、下变频器、多径接收机组成，该接收单元受信道处理单元A的控制同时提供最大比合并输出和多径分布输出；信道处理单元A，主要包括解调/解码单元、辅助定位导频或实时时间差测量导频码字产生单元、辅助定位导频发射控制单元、实时时间差测量导频发射控制单元组成；可视路径识别单元，根据可视路径和非可视路径在多径分布特点上的不同进行区分；管理单元，负责和基站控制器间的通信以及对可视路径识别单元、信道处理单元A和信道处理单元B的控制。在上述的辅助定位装置中，第一馈线和第二馈线长度近似。采用了上述的技术解决方案，也即从改变电波传播环境的角度，加入辅助定位装置来提高移动台的定位精度，使得市区环境的NLOS出现概率和郊区接近。此外，在辅助定位装置中加入NLOS识别技术，通过NLOS矫正来进一步提高市区环境下的定位精度，提高了市区移动台定位的精度；辅助装置还采取了间断发射模式，降低辅助定位装置发射的导频对小区容量的影响；辅助定位导频发射通道和实时时间差(RTD)测量导频发射通道采用对称结构(包括电路结构上的对称，天线馈线近似相等)和独立的双天线结构，保证了RTD测量的准确性和系统布置的灵活性；辅助定位导频发射通道采用的全向天线和RTD测量导频发射通道采用的定向天线相结合，既保证了大的辅助定位导频具有大的覆盖面积，又减少了RTD测量过程中对正常通信的干扰。本专利技术和美国专利US5926133所公开的技术相比较，本专利技术适用于第三代移动通信要求的IPDL定位模式，而且为了覆盖同等面积的市区，采用本专利技术所需要的辅助定位装置数量远少于US5926133所需要的转发器数量，从而可以大幅度降低系统造价。下面结合实施例及附图对本专利技术作进一步的说明。图1移动台辅本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高市区环境下蜂窝移动台定位精度的方法，包括下列步骤： １）判断是否有同步测量请求：若是，则启动辅助定位装置的同步测量管理，包括开启和关闭实时时间差测量导频的发射；若否，则进入下一步骤； ２）判断是否有定位请求：若是，则利用基站的到达时间、到达时间差和扇区信息确定待定位移动台的大致位置；若否，则重复上述过程； ３）根据移动台的大致位置，确定启动或关闭邻近辅助定位装置的定位导频的发射； ４）在开启辅助定位导频发射的条件下，再次进行到达时间差的测量，然后判断待定位移动台测量是否结束：若是，则关闭辅助定位装置的定位导频发射；若否，则循环该判断； ５）根据待定位移动台的信道码进行多径搜索、处理和进行非可视路径识别，并请求辅助定位装置上报非可视路径识别结果； ６）利用移动台对辅助导频信号的测量和非可视路径识别结果进行移动台位置估计，获得更为精确的移动台位置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刁心玺，李刚，段为明，吴疆，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]