CN1112832C - 移动终端自行定位的方法 - Google Patents

Abstract

一种移动终端自行定位的方法：各基站(BSS)广播各基站和临近基站的基站代码、经纬度和CO载波的等效发射功率值(Pi)，所述等效发射功率值(Pi)是指基站的CO载波的发射功率与天线增益之和减去合路器及馈线损耗。移动终端利用测到的各基站的基站代码、经纬度和CO载波的等效发射功率值(Pi)以及接收到的各基站发射的CO载波的功率值(Li)，根据无线信道传输模型，便可计算出移动终端距各基站的距离，从而确定移动终端的位置。

Description

移动终端自行定位的方法

本发明属于移动通讯领域，更具体地说是一种移动终端(手机、车载台等)自行定位的方法。

随着移动通讯的发展，使用移动通讯工具者越来越多，移动终端使用者在不少情况下需要确定自己所处的位置，如移动终端使用者到了不熟悉的地方，当发生紧急情况时希望能知道自己所处的位置，以便告知他人。移动终端定位技术可以确定某一时间移动体的位置和运动的方向以及运动速度。移动终端位置的确定应用于车载台上进行车辆调度；应用于手机用户确定手机用户的地理位置或者帮助移动网络优化，通过手机位置的确定可以由网络帮助手机用户查找附近的旅馆或商店等建筑的位置。现在通用的车载台定位通常采用GPS辅助定位，利用在各个车载台上加装GPS接收设备然后和地面固定的GPS接收网络一起来确定车载台的地理位置。目前，尚未见到任何公开的关于在移动通信系统中对移动终端进行定位的技术资料。

本发明的目的是提供一种移动终端自行定位的方法，根据本发明中的方法，移动终端的使用者可以随时确定自己所在的位置。

本发明的目的是这样实现的：各基站BSS广播各基站和临近基站的基站代码、经纬度和C0载波的等效发射功率值Pi，所述等效发射功率值Pi是指基站的C0载波的发射功率与天线增益之和减去合路器和馈线损耗。移动终端利用测到的各基站的基站代码、经纬度和C0载波的等效发射功率值Pi以及接收到的各基站发射的C0载波的功率值Li，根据无线信道传输模型，采用平方误差最小的方法，便可计算出移动终端距各基站的距离，从而确定移动终端的位置。

利用本发明中的方法，收敛速度较快，精度较高，可以随时对移动终端进行定位。

下面结合附图对本发明进行详细描述。

图1是本发明中移动终端自行定位的原理图。

在图1中，Bi(i＝1、2、...n，)表示与移动终端最近的几个基站，n一般取3至8，在本发明的一个实施例中，取n＝4；(Xi，Yi)表示各基站的经纬度，A表示移动终端所处的位置，Ri表示根据无线信道传输模型计算出的移动终端到各基站的距离。各基站BSS利用CBCH信道广播各基站和临近基站的基站代码、经纬度和C0载波的等效发射功率值Pi，移动终端收到上述信息并存储于移动终端内。移动终端处于某一位置时，可以接收到最近的几个基站发出的C0载波的接收功率值Li，根据无线信道传输模型，利用下述公式可以计算出移动终端与各基站的距离Ri：

                     LogRi＝a(Pi-Li)+b式中a、b为常数，其取值范围为0.01＜a＜1和-10＜b＜-1，在具体实施例中，取a＝0.026，b＝-3.49。

如果Ri是移动终端距各基站的精确距离，则图1中的四个圆应交于一点，但由于无线传播条件的不稳定性，即使移动终端的位置是固定的，它测出的Ri也有起伏，在一般情况下，四个圆并不相交，所以无法用解方程的方法求出移动终端的位置。

本发明采用了平方误差最小法来解决此问题，即利用移动终端与各基站的实际距离与根据测出的距离Ri之间的差值的平方最小时，认为此时测出的位置即是移动终端的位置。平方误差公式为：

              E＝∑[(X-Xi)²+(Y-Yi)²-Ri²]²当平方误差E为小于一定值时，此时的(X，Y)即可认为是移动终端的经纬度，即移动终端的位置。

确定(X，Y)的具体方法和步骤如下：

1、取(X，Y)的初始值为：

            X₀＝(∑Xi)/n

            Y₀＝(∑Yi)/n

2、用下面的公式求X，Y的变化量

        dX＝-c*∑{[(X-Xi)²+(Y-Yi)²-Ri²]*(X-Xi)}

            dY＝-c*∑{[(X-Xi)²+(Y-Yi)²-Ri²]*(Y-Yi)}其中，c为常数，可取0.001。

3、用迭代法求变化量

            X_k+1＝X_k+dX；Y_k+1＝Y_k+dY；

4、计算dE＝E(X_k+1，Y_k+1)-E(X_k，Y_k)，如果dE小于一定的精度值M时，输出(X，Y)，即输出移动终端的所在位置的经纬度，否则跳转到2。根据精度要求不同，精度值M可取0.000001＜M＜0.01，在具体实施例中，取M＜0.01，如取M＝0.001。

Claims (9)

1、移动终端自行定位的方法，其特征在于，包括以下骤：(1)各基站Bi，i＝1，2，....n广播各基站和临近基站的基站代码、经纬度(Xi，Yi)和C0载波的等效发射功率值Pi，所述等效发射功率值Pi是指基站的C0载波的发射功率与天线增益之和减去合路器和馈线损耗；(2)移动终端测到各基站广播的基站代码、经纬度和C0载波的等效发射功率值Pi并存储于移动终端内；(3)移动终端接收到各基站发射的C0载波的接收功率值Li，根据无线信道传输模型，按下述公式计算出移动终端距各基站的距离Ri：

          LogRi＝a(Pi-Li)+b    a、b为常数；(4)取(X，Y)的初始值为：X₀＝(∑Xi)/n    Y₀＝(∑Yi)/n；(5)取X、Y的变化量

dX＝-c*∑{[(X-Xi)²+(Y-Yi)²-Ri²]*(X-Xi)}

dY＝-c*∑{[(X-Xi)²+(Y-Yi)²-Ri²]*(Y-Yi)}

其中，c为常数；(6)用迭代法求变化量

           X_k+1＝X_k+dX；Y_k+1＝Y_k+dY；(7)根据平方误差公式E＝∑[(X-Xi)²+(Y-Yi)²-Ri²]²计算

         dE＝E(X_k+1，Y_k+1)-E(X_k，Y_k)；(8)若dE小于精度值M时，输出(X，Y)，即移动终端显示所在位置的经纬度，否则跳转到(5)。

2、权利要求1所述的移动终端自行定位的方法，其特征在于：所述各基站Bi，i＝1，2，...n中的基站数n为：3≤n≤8。

3、权利要求2所述的移动终端自行定位的方法，其特征在于：取基站数n＝4。

4、权利要求1所述的移动终端自行定位的方法，其特征在于：所述各基站Bi，i＝1，2，...n广播各基站和临近基站的基站代码、经纬度和C0载波的等效发射功率值Pi是通过CBCH信道广播的。

5、权利要求1所述的移动终端自行定位的方法，其特征在于：所述公式               LogRi＝a(Pi-Li)+b中的a、b的取值范围为

                   0.01＜a＜1和-10＜b＜-1。

6、权利要求5所述的移动终端自行定位的方法，其特征在于：所述常a、b为

             a＝0.026    b＝-3.49。

7、权利要求5所述的移动终端自行定位的方法，其特征在于：所述取X、Y的变化量的公式

            dX＝-c*∑{[(X-Xi)²+(Y-Yi)²-Ri²]*(X-Xi)}

            dY＝-c*∑{[(X-Xi)²+(Y-Yi)²-Ri²]*(Y-Yi)中的常数c＝0.001。

8、权利要求1所述的移动终端自行定位的方法，其特征在于：所述dE小于精度值M中精度值M的取值范围为

                  0.000001＜M＜0.01。

9、权利要求7所述的移动终端自行定位的方法，其特征在于：所述精度值M＝0.001。