[发明专利]TDD模式下基于中继站的移动终端定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线移动通信技术领域，特别涉及TDD模式下基于中继站 的移动终端定位方法。

背景技术

无线定位技术的研究始于20世纪60年代的自动车辆定位系统，随后该 技术在公共交通、出租车调度以及公安追踪等范围内广泛应用。后来，随 着人们对基于位置的信息服务的需求增多，无线定位技术得到更多研究者 的关注，全球定位系统(GPS)的出现更使得无线定位技术产生了质的飞 跃，定位精度得到大幅度的提高，可达到10m以内。虽然直接利用GPS可 以达到一种较为理想的定位效果，但是他需要专门的接收设备，对大多数 用户来说并不是很方便。近年来，随着蜂窝移动系统的普及，定位技术开 始用于蜂窝系统设计、切换、服务区确定、交通监控等方面。目前，无 线定位可分为卫星无线定位和地面无线定位，卫星定位利用GPS，GLONASS 以及我国的北斗双星等卫星系统实现移动目标的三维定位；地面无线定位 则通过测量无线电波的传播时间、信号场强、相位、入射角度等参数实现 移动目标的二维定位。蜂窝无线定位属于地面无线定位系统。现有的蜂 窝移动通信网中的无线定位系统按移动通信结构分为基于移动通信网络 的无线定位、基于移动台的无线定位、混合定位等。近年来，随着移动用 户的快速增加，对位置服务的需求也大大增加，在蜂窝系统中，基于位置 的服务有很多种类，如公共安全、基于位置的记费服务、跟踪服务增强呼 叫的路由选择服务等。当前的蜂窝无线定位系统中，为了避免对移动终端 增加额外开销，多采用的是基于网络的定位方案，由多个基站同时接收检 测移动台发出的信号，根据测量到的参数由网络对移动台进行定位估计。 移动终端往往是普通手机，这就需要对基站安装监测设备，测量移动台发 出的信号参数，再通过适当的算法估计出移动台的大致位置，而信号的传 播很大程度上取决于移动通信信道特性，使定位精度受到很大的影响。

现有的蜂窝移动通信网中的最常用的无线定位方法是TDOA(Time Difference of Arrival)。传统的TDOA定位方法示意图如图1所示。TDOA 是一种基于反向链路的定位方法，通过检测移动台信号到达两个基站的时 间差来确定移动台的位置，移动台必定位于以两个基站为焦点的双曲线方 程上，确定移动台的二维位置坐标需要建立两个以上双曲线方程，也就是 说需要至少三个以上的基站接收到移动台信号，而两个双曲线的交点即为 移动台的二维位置坐标。TDOA方法不要求知道信号传播的具体时间，还 可以消除或减少在所有接收机上由于信道产生的共同误差，在通常情况 下，定位精度高于TOA方法。但由于功率控制造成离服务基站近的移动台 发射功率小，使得相邻基站接受到的功率非常小，造成比较大的测量误差， 即相邻基站接受到的功率非常小，造成比较大的测量误差，即相邻基站的 SNR太小带来的测量误差。

发明内容

本发明的目的是提供一种中继站辅助基站的定位方法。

为实现上述目的，一种基于中继站定位移动台的方法，包括步骤：

移动终端向基站发送定位请求；

基站通知移动终端发送测距信号的资源；

基站通知一个或多个中继站接收移动终端发送的测距信号；

基站计算移动终端到基站的到达角α₁和中继站计算移动终端到中继 站的到达角α₂；

移动终端将移动终端与基站之间的信号传输时间t₁和移动终端与中 继站之间的信号传输时间t₂发送给基站；

中继站将移动终端到中继站的到达角α₂发送给基站；

基站根据到达角α₁、α₂和信号传输时间t₁、t₂得到移动终端的位置。

本发明的方法可以提高单基站定位精度，减少了采用多基站定位时， 基站之间通信带来的开销同时避免由于相邻基站接受到的功率非常小而 造成的测量误差。

附图说明

图1是传统的TDOA定位方法示意图；

图2是单中继站协同基站的定位方式；

图3是RTD算法示意图；

图4是单中继站协同基站的定位方式的信号流图；

图5是多中继站协同基站的定位方式示意图；

图6是多中继站协同基站的定位方式的信号流图；