一種移動(dòng)通信終端定位方法

鄭文宏

【摘要】 移動(dòng)終端定位可用于應(yīng)急、救援、尋人、增值業(yè)務(wù)等很多領(lǐng)域，具有廣闊的發(fā)展前景，目前已知的移動(dòng)終端定位技術(shù)有小區(qū)識(shí)別碼（Cell ID）的定位技術(shù)、手機(jī)A-GPS定位技術(shù)等；本文介紹了一種移動(dòng)通信終端定位方法，即通過移動(dòng)終端消息中的主服務(wù)小區(qū)的TA值（時(shí)間提前量）和距離間關(guān)系，再經(jīng)過本文介紹的算法，就可以比較精確的定位移動(dòng)通信終端。本技術(shù)的有益效果是，可以在不必改進(jìn)用戶終端的同時(shí)，也不需要擴(kuò)大移動(dòng)基站的建設(shè)，就能為目前流行的移動(dòng)系統(tǒng)（GSM、CDMA、WCDMA、TDSCDMA）用戶提供及時(shí)的、較高精度的定位服務(wù)。

【關(guān)鍵詞】 TA值（時(shí)間提前量） 移動(dòng)終端定位平臺(tái) TA與距離的精確換算表 基站的TA值換算的長度TA①

A mobile communication terminal positioning method

Abstract： ：mobile terminal positioning can be used for emergency and rescue、people search、many fields such as value-added services， has a broad prospects for development， are now known to mobile terminal positioning technology have community identification number （Cell ID） location technology， mobile phones， A - GPS positioning technology etc.In this paper， a mobile communication terminal positioning method， namely using the primary service in the mobile terminal news plot of TA values （Time Advance） and the relationship between distance， repass algorithm is introduced in this paper， can accurate positioning of mobile communication terminal. The beneficial effects of this technology is， without having to improve user terminals at the same time， also do not need to enlarge the construction of mobile base stations， for the current popularity of mobile system （GSM， CDMA， WCDMA， td-scdma） users to provide timely， the high precision positioning services.

Key words： TA value （Time Advance）， mobile terminal positioning platform， TA and distance precision conversion table，The length of the base station of the TA value conversion

一、引言

目前，公知的手機(jī)定位技術(shù)是小區(qū)識(shí)別碼（Cell ID）的定位技術(shù)和手機(jī)GPS定位技術(shù)，小區(qū)識(shí)別碼（Cell ID）的定位技術(shù)是根據(jù)為手機(jī)提供服務(wù)的小區(qū)確定手機(jī)的位置，其存在的問題是精度差；而手機(jī)GPS定位技術(shù)是手機(jī)通過自帶的GPS軟件也可以進(jìn)行定位，缺點(diǎn)是需要手機(jī)具有GPS定位功能、提取終端位置信息時(shí)GPS需打開、很多終端自帶防火墻等軟件禁止位置信息提取、GPS從打開到鎖定衛(wèi)星過程較慢等，并且GPS定位衛(wèi)星信號(hào)容易被建筑物遮擋，造成在高樓密集區(qū)等區(qū)域收不到所需的GPS衛(wèi)星信號(hào)就無法進(jìn)行定位。

為克服現(xiàn)有移動(dòng)通信中的GSM（全球移動(dòng)通信系統(tǒng)）、CDMA（碼分多址移動(dòng)通信）、TD-SCDMA（時(shí)分雙工技術(shù)的同步碼分多址系統(tǒng)）及WCDMA（寬帶碼分多址）等系統(tǒng)手機(jī)定位精度不高、手機(jī)普遍不具有GPS定位功能的不足，研制開發(fā)出一種用于移動(dòng)通信中手機(jī)定位精度高，并且無需進(jìn)行手機(jī)硬件和軟件的改動(dòng)，不增加手機(jī)成本的移動(dòng)通信終端定位方法是本領(lǐng)域當(dāng)前急需的任務(wù)。

二、基于TA值的移動(dòng)通信終端定位系統(tǒng)的建立

建立這一系統(tǒng)的目的是利用移動(dòng)終端通信信令中的TA值，經(jīng)過一定的算法，即可比較精確的定位出當(dāng)前移動(dòng)終端的位置，它提供一種無需對(duì)現(xiàn)有手機(jī)硬件和軟件進(jìn)行改動(dòng)、不增加手機(jī)成本，也不擴(kuò)大移動(dòng)基站的建設(shè)，就能提高移動(dòng)通信手機(jī)定位精度的移動(dòng)通信終端定位方法。

為了達(dá)到上述目的，本技術(shù)采用以下技術(shù)方案：一種移動(dòng)通信終端定位技術(shù)

包括以下步驟：

1、首先建立一個(gè)包含所有基站精確經(jīng)緯度信息、TA值（時(shí)間提前量）和距離的精確換算表的移動(dòng)終端定位平臺(tái)；

基站經(jīng)緯度的獲取方法：

1：工作人員到基站天線所在位置，通過GPS、移動(dòng)信號(hào)測試手機(jī)確定基站精確的經(jīng)緯度，作好記錄，所有基站經(jīng)緯度數(shù)據(jù)匯總形成基站經(jīng)緯度數(shù)據(jù)庫。

2：CDMA（碼分多址移動(dòng)通信）、TD-SCDMA（時(shí)分雙工技術(shù)的同步碼分多址系統(tǒng)）這兩個(gè)系統(tǒng)基站自帶GPS，可以通過BSC（基站控制器）、RNC（無線網(wǎng)絡(luò)控制器）的電腦終端獲取。

建立TA值（時(shí)間提前量）和距離的精確換算表：

工作人員利用測試手機(jī)，測距儀等工具，在基站附近按遠(yuǎn)近分別選點(diǎn)測試離基站的距離、測試手機(jī)中的TA值，在進(jìn)行海量測試后，可以建立TA值（時(shí)間提前量）和距離間關(guān)系數(shù)據(jù)庫，通過加權(quán)平均、正態(tài)分布方法做出TA值（時(shí)間提前量）和距離的精確換算表。

2、獲取移動(dòng)終端信號(hào)強(qiáng)度的主、次強(qiáng)、次次強(qiáng)基站服務(wù)小區(qū)TA值

1.終端發(fā)起定位請(qǐng)求時(shí)，獲取終端消息中的主服務(wù)小區(qū)（基站A）的TA值（時(shí)間提前量）；

TA值（時(shí)間提前量）的獲取：

移動(dòng)終端定位平臺(tái)通過與各移動(dòng)通信系統(tǒng)（GSM、CDMA、TD-SCDMA、WCDMA）的通訊接口，發(fā)出提取需定位服務(wù)終端的TA指令，各移動(dòng)通信系統(tǒng)（GSM、CDMA、TD-SCDMA、WCDMA）可以在各自的OMC（操作維護(hù)中心）、MSC（移動(dòng)交換中心）、BSC（基站控制器）中跟蹤到需定位服務(wù)終端的主基站A服務(wù)小區(qū)所發(fā)出包含TA的信道，并提取TA值發(fā)給移動(dòng)終端定位平臺(tái)。

2.終端定位平臺(tái)對(duì)終端發(fā)起強(qiáng)制切換至次強(qiáng)基站B服務(wù)小區(qū)消息，獲取終端消息中的次強(qiáng)基站B服務(wù)小區(qū)的TA值（時(shí)間提前量）；

強(qiáng)制切換至次強(qiáng)基站B服務(wù)小區(qū)的目的是將終端的主基站A服務(wù)小區(qū)變更為次強(qiáng)基站B服務(wù)小區(qū)，此時(shí)次強(qiáng)基站B服務(wù)小區(qū)與終端間建立起了業(yè)務(wù)信道（TCH）等信道，內(nèi)含TA值，移動(dòng)終端定位平臺(tái)就可以通過各移動(dòng)通信系統(tǒng)（GSM、CDMA、TD-SCDMA、WCDMA）的通訊接口提取到TA值。

3.反復(fù)第2步驟獲取次強(qiáng)、次次強(qiáng)、次次次強(qiáng)等多個(gè)基站服務(wù)小區(qū)的TA值（時(shí)間提前量）；

3、通過獲取的多個(gè)基站服務(wù)小區(qū)TA值定位終端位置

當(dāng)定位平臺(tái)獲得至少A、B和C的3個(gè)以上TA值（時(shí)間提前量）后，根據(jù)已建立的基站位置信息、TA值（時(shí)間提前量）與距離的對(duì)應(yīng)關(guān)系，以基站為圓點(diǎn)，以不同基站A、B和C的TA值換算的長度為半徑為圓，以A、B和C的三個(gè)圓的相交區(qū)域面積，利用三圓相交算法得到終端定位位置。

其方法可用圖示說明，當(dāng)手機(jī)終端發(fā)起定位服務(wù)請(qǐng)求后，終端定位平臺(tái)在獲取終端消息中的主基站服務(wù)小區(qū)的TA后；對(duì)終端發(fā)起強(qiáng)制切換至次強(qiáng)基站小區(qū)消息，獲取終端消息中的次強(qiáng)基站服務(wù)小區(qū)的TA值；以此類推獲取次次強(qiáng)等多個(gè)小區(qū)的TA值；當(dāng)獲得至少3個(gè)以上的基站服務(wù)小區(qū)的TA值時(shí)，根據(jù)已建立的基站位置信息、TA與距離的精確換算表，以基站為圓點(diǎn)、以不同基站的TA值換算的長度（TA①、TA②、 TA ③、TA ④、TA⑤。。。。）為半徑畫圓，三個(gè)圓的重合區(qū)域就是終端所在位置，如下圖中的重合區(qū)域。

三、結(jié)束語

本文提出了一種新的移動(dòng)終端定位方法，其有別于目前已知的通過小區(qū)識(shí)別碼（Cell ID）的定位技術(shù)和A-GPS等定位技術(shù)，其定位精度比小區(qū)識(shí)別碼（Cell ID）的定位技術(shù)要高、但低于通過終端的GPS定位技術(shù)，其特點(diǎn)是移動(dòng)終端的定位成本較低、不受移動(dòng)通信終端硬件和軟件設(shè)置影響、定位時(shí)間較短等。

本技術(shù)的有益效果是，可以在不必改進(jìn)用戶終端的同時(shí)，也不需要擴(kuò)大移動(dòng)基站的建設(shè)，就能為目前流行的移動(dòng)系統(tǒng)（GSM、CDMA、WCDMA、TD-SCDMA）用戶提供及時(shí)的、較高精度的定位服務(wù)。