WO2014085988A1

WO2014085988A1 - 一种定位的方法、设备及系统

Info

Publication number: WO2014085988A1
Application number: PCT/CN2012/085861
Authority: WO
Inventors: 张宏卓; 李颖哲
Original assignee: 华为技术有限公司
Priority date: 2012-12-04
Filing date: 2012-12-04
Publication date: 2014-06-12
Also published as: CN104081842A

Abstract

本发明实施例公开了一种定位的方法、设备及系统，涉及通信领域，根据用户设备UE的移动状态信息和所述UE的位置测量数据确定所述UE的修正位置，可以提高UE的定位精度。本发明实施例提供的方法包括：网络管理设备获取UE的移动状态信息以及所述UE的位置测量数据，其中，所述UE的移动状态信息用以指示所述UE为高速移动、中速移动或一般移动；所述网络管理设备根据所述UE的移动状态信息和所述UE的位置测量数据，得到所述UE的修正位置。本发明实施例可以提高获取的UE定位精度，进一步提高最小化路测的精度。

Description

一种定位的方法、设备及系统技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种定位的方法、设备及系统。

背景技术

最小化路测 ( Minimization of Drive Tests , 简称 MDT )是 UE根据网络配置信息向基站上报测量信息，基站根据 UE 上报的位置测量数据对 UE进行定位的技术。

UE 上报的位置测量数据一般会受到噪声影响而使定位结果产生误差，所以通常需要对 UE 的位置测量数据进行处理，以提高定位精度，比如对 UE的位置测量数据进行卡尔曼滤波。在卡尔曼滤波过程中， UE 运动的扰动方差 Q对于定位结果的精度增益具有非常重要的作用，现有技术中 Q—般根据经验各设定为一个常数。发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

现有 MDT测量中对 UE测量数据进行处理时， UE定位精度不高使得 MDT测量中所需 UE的位置信息不准确，提高了运营商网络优化的成本。

发明内容

本发明的实施例提供一种定位的方法、设备及系统，根据 UE的移动状态信息对 UE的位置测量数据进行处理，从而提高定位精度。

为达到上述目的，本发明实施例釆用的技术方案为，

第一方面，本发明实施例提供一种定位的方法，包括：

网络管理设备获取用户设备 UE的移动状态信息以及所述 UE的位置测量数据，其中，所述 UE的移动状态信息用以指示所述 UE为高速移动、中速移动或一般移动；所述网络管理设备根据所述 UE的移动状态信息和所述 UE的位置测量数据，得到所述 UE的修正位置。

在第一种可能的实现方式中，根据第一方面，所述网络管理设备获取所述 UE的移动状态信息，包括：

所述网络管理设备向所述 UE发送指示信息，所述指示信息用于指示所述 UE记录所述 UE的移动状态信息；

所述网络管理设备接收所述 UE发送的所述 UE的移动状态信息。第二方面，提供一种定位的方法，包括：

用户设备 UE获取所述 UE的移动状态信息；

所述 UE向网络管理设备发送所述 UE的移动状态信息，以使得所述网络管理设备根据所述 UE的移动状态信息和所述网络管理设备获取的所述 UE的位置测量数据得到所述 UE的修正位置；其中，所述 UE的移动状态信息用以指示所述 UE为高速移动、中速移动或一般移动。

在第一种的能的实现方式中，根据第二方面，所述用户设备 UE获取所述 UE的移动状态信息之前，该方法还包括：

所述 UE接收所述网络管理设备发送的指示信息，所述指示信息用于指示所述 UE记录所述 UE的移动状态信息。

第三方面，提供一种定位设备，包括：

获取单元，用于获取用户设备 UE的移动状态信息以及所述 UE的位置测量数据，以及将所述 UE的移动状态信息和所述 UE的位置测量数据传输给定位单元，其中，所述 UE的移动状态信息用以指示所述 UE为高速移动、中速移动或一般移动；

定位单元，用于从所述获取单元接收所述 UE的移动状态信息和所述 UE的测量数据，以及根据所述 UE的移动状态信息和所述 UE的位置测量数据，得到所述 UE的修正位置。

在第一种可能的实现方式中，根据第三方面，所述获取单元，包括：发送模块，用于向所述 UE发送指示信息，所述指示信息用于指示所述 UE记录所述 UE的移动状态信息；

接收模块，用于接收所述 UE的移动状态信息。

第四方面、提供一种用户设备 UE, 包括：获取单元，用于获取所述 UE的移动状态信息；

发送单元，用于向网络管理设备发送所述 UE的移动状态信息，以使得所述网络管理设备根据所述 UE的移动状态信息和所述网络管理设备获取的所述 UE的位置测量数据得到所述 UE的修正位置坐标；

其中，所述 UE的移动状态信息用以指示所述 UE为高速移动、中速移动或一般移动。

在第一种可能的实现方式中，根据第四方面，所述 UE还包括：接收单元，用于接收所述网络管理设备发送的指示信息，所述指示信息用于指示所述 UE记录所述 UE的移动状态信息。

第五方面，提供一种定位系统，包括：上述任一项所述的定位设备以及上述任一项所述的用户设备 UE。

本发明实施例提供的用于定位的方法、设备及系统，根据 UE的移动状态信息对 UE 的位置测量数据进行处理以提高定位精度，从而在 MDT 测量中能够获取 UE更加精确的位置信息，降低了运营商网络优化的成本。附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图 1为本发明实施例提供的一种定位方法流程示意图；

图 2为获取 UE的移动状态信息以及位置测量数据的流程示意图；图 3为卡尔曼滤波仿真结果图；

图 4为本发明实施例提供的另一种定位方法流程示意图；

图 5为本发明实施例提供的一种定位设备的结构示意图；

图 6为本发明实施例提供的另一种定位设备的结构图示意图；图 7为本发明实施例提供的另一种定位设备的装置结构示意图；图 8为本发明实施例提供的一种用户设备 UE的结构示意图；图 9为本发明实施例提供的另一种用户设备 UE的结构示意图；图 10为本发明实施例提供的一种定位系统的结构示意图。

具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一方面，本发明实施例提供了一种定位方法，参见图 1 , 包括：

101 : 网络管理设备获取用户设备 UE 的移动状态信息以及所述 UE 的位置测量数据，其中，所述 UE的移动状态信息用以指示所述 UE为高速移动、中速移动或一般移动。

示例性的，网络管理设备获取 UE的移动状态信息，可以包括：网络管理设备向所述 UE发送指示信息，所述指示信息用于指示所述 UE记录所述 UE的移动状态信息；网络管理设备接收所述 UE的移动状态信息以及所述 UE的测量数据。所述 UE可以根据当前移动状态过程中的速度，确定当前所述 UE的移动状态信息，例如，高速移动指 UE的移动速度大于 80km/h, 中速移动指 UE 的移动速度为 30km/h~80km/h 之间（例如 60km/h ) , 一般移动指 UE的移动速度小于 30km/h。对于上述高速移动、中速移动和一般移动可以根据实际工程经验进行设定，这里不作限制。 UE 的移动状态信息可以由该 UE通过 logged MDT测量、记录并发送给网络管理设备。网络管理设备可以设置在基站上，也可以为独立的实体设备，本实施例以网络管理设备为独立的实体设备进行说明。示例性的，网络管理设备获取 UE的位置测量数据可以包括：直接从 UE 获取，例如， UE 记录该 UE 的原始测量数据，该原始数据用于确定 UE的位置测量数据， UE的原始测量数据根据所釆用的定位技术的不同而可能不同。例如釆用卫星定位技术时，该原始数据可以是 UE的姿态角或 UE到卫星的距离；釆用基站定位时，该原始数据可以是不同时刻 UE到基站的距离；釆用 MDT技术时，该原始数据可以是 MDT测量数据；釆取何种技术获取 UE的原始测量数据，在这里不作限制。在 UE记录该 UE 的原始测量数据并可以根据该原始测量数据获取位置测量数据，并经由基站将该位置测量数据发送给网络管理设备；或者 UE的位置测量数据通过其他网络实体间接获取，例如， UE记录该 UE 的原始测量数据，并将该原始测量数据发送给基站，使得基站根据该原始测量数据获取位置测量数据，并将该位置测量数据上报给网络管理设备；或者由该网络管理设备直接获取，例如， UE记录该 UE 的原始测量数据，并将该原始测量数据经基站发送给网络管理设备，网络管理设备根据该原始测量数据获取位置测量数据。

具体的，网络管理设备获取 UE的移动状态信息以及 UE的位置测量数据可以包括：网络管理设备经由基站获取 UE 的移动状态信息以及 UE 的原始测量数据，并根据该原始测量数据获取位置测量数据，相应的，网络管理设备向 UE发送指示信息，可以包括：网络管理设备经由基站向 UE发送 logged MDT配置消息，其中， logged MDT配置消息包括请求记录 UE的移动状态信息的指示。

示例性的，网络管理设备获取用户设备 UE的移动状态信息以及所述 UE的位置测量数据，可以包括：网络管理设备向基站发送跟踪会话激活消 , ；

基站根据跟踪会话激活消息选择 UE,并向 UE发送 logged MDT配置消息；

UE根据 logged MDT配置消息从 RRC连接态转化为 RRC空闲态后进行 logged MDT测量，并记录 UE的移动状态信息以及 UE的原始测量数据；

网络管理设备接收 UE经由基站发送的移动状态信息以及 UE的原始测量数据，并根据 UE的原始测量数据获取 UE的位置测量数据。

下面以一个具体示例对网络管理设备获取 UE的移动状态信 , 的移动状态信息以及 UE的位置测量数据的过程进行说明，参见图 2 , 可以包括：

201 : 网络管理系统向基站发送跟踪会话激活消息。示例性的，该跟踪会话消息可以包含 logged MDT , 以及 UE的移动状态信息以及位置测量数据需求的标识。

示例性的， UE的移动状态信息可以用来指示 UE的移动状态，例如， UE的移动状态可以包括高速移动、中速移动或者一般移动，可以根据 UE 实际的运动状态来划分 UE的移动状态，例如，根据步行或车载进行划分时，可以认为，高速移动指 UE的移动速度大于 80km/h, 中速移动指 UE 的移动速度为 30km/h~80km/h之间（例如 60km/h ) , —般移动指 UE的移动速度小于 30km/h。

202: 基站根据跟踪会话激活消息进行 UE选择。

示例性的，基站根据跟踪会话激活消息中的 UE的标识选择 UE。

203 :基站根据跟踪会话激活消息向选择的 UE发送 logged MDT配置信息。

示例性的 , logged MDT配置信息可以包含 logged MDT , 以及 UE的移动状态信息、原始测量数据需求的标识。

示例性的， logged MDT配置信息由基站在 RRC连接态下发给 UE, 其中，所述 logged MDT配置消息包括请求记录所述 UE的移动状态信息的指示。

204: UE由 RRC连接态转化为 RRC空闲态。

示例性的，当 UE接收到基站发送的 logged MDT配置信息时，由 RRC 连接态转化为 RRC空闲态，但是 UE不会将接收到的 logged MDT配置信息同时释放，而是继续保留，其中，所述 logged MDT配置消息包括请求记录所述 UE的移动状态信息的指示。

205: UE根据 logged MDT配置信息进行 logged MDT测量并记录 UE 的移动状态信息以及原始测量数据。

示例性的， UE在 RRC空闲态进行 logged MDT测量。

示例性的， UE可以通过与服务于该 UE的小区之间的信息交互获取移动状态信息。例如：服务于该 UE 的小区将参数 _ff (高速移动时的临界重选次数）、 1 CR—M (一般移动时的临界重选次数）、 L J- CR max (重选次数的时间段）通过系统信息广播发送给 UE, 在空闲态 UE统计在一段时间 7 CR_R max内小区重选次数 N, UE通过比较 N跟 V CR—H _ff、 CR _M的大小来确定 UE的移动状态信息，例如：如果 N≥ N_{CR H} UE移动状态信息为高速移动；如果 N_{CR ff} > ≥ NCR M ^ 则 UE移动状态信息为中速移动；如果 N TV^ M , 则 UE移动状态信息为一般移动。 206: UE由 RRC空闲态转为 RRC连接态。

示例性的， RRC连接建立过程为： UE首先可以向基站侧发送 RRC 连接态建立请求消息；在接收到基站侧向 UE发送的 RRC连接态建立消息后由 RRC空闲态转为 RRC连接态。

207: UE向基站发送 logged MDT 日志可用指示。

示例性的， logged MDT 日志可用指示可以包含在 RRC连接态建立完成消息中发送给基站。

208: 基站向 UE发送 UE信息需求消息。

209: UE 向基站发送包含 UE 的移动状态信息以及原始测量数据的 logged MDT 日志。

210: 基站保存 UE发送的包含 UE的移动状态信息以及原始测量数据的 logged MDT 日志。

211 : 基站向网络管理设备发送包含 UE 的移动状态信息以及原始测量数据的 logged MDT 日志。

212: 网络管理设备接收包含 UE 的移动状态信息以及原始测量数据的 logged MDT 日志，并根据原始测量数据获取位置测量数据。

上述示例仅表示一种利用 logged MDT获取 UE的移动状态信息以及测量数据的一种方法，当然也可以选用其他任何可以实现的方法，本实施例对此不进行限定。

102: 所述网络管理设备根据所述 UE的移动状态信息和所述 UE的位置测量数据，得到所述 UE的修正位置。因为 UE获取原始测量数据时一般会受到噪声干扰，根据原始测量数据直接获取的位置测量数据进行定位存在一定误差，因此需要根据 UE的移动状态对位置测量数据进行处理以提高定位精度。利用 UE的移动状态对位置测量数据进行处理的定位方法有特征库匹配定位、根据到达角度定位、基于小区标识定位和利用卡尔曼滤波定位，下面以卡尔曼滤波定位为例进行具体详细的说明。卡尔曼滤波是一种高效率的递归滤波器（自回归滤波器），它能够从一组有限的、对物体位置的、包含噪声的观察序列预测出物体的坐标位置及速度，即只要获知上一时刻的最优估计值以及当前时刻的测量值就可以计算出当前时刻的最优估计值，因此不需要大量记录观测的历史信息。

卡尔曼滤波假设系统方程为：

X(k) = F-X(k-\) + - U(k) + W(k)

系统测量方程为：

z(k) = n-x(k)+v(k) 是时刻系统状态，是时刻对系统的控制量， ²(^)是时刻的测量值； F, B, H是系统参数； W(k , W是系统噪声和测量噪声，例如，对 UE的定位结果进行卡尔曼滤波时， W可以表示为运动的扰动方差 2, W可以表示为坐标测量精度方差^?。根据上一时刻的最优估计值以及当前时刻的测量值计算当前时刻的最优估计值可以通过下述步骤实现：

1 ) 建立上一时刻最优估计值与当前时刻的预测值之间的方程： X(k\k-\) = F-X(k-\\k-\) + -U(k).

其中， ^-il^- 1)为上一时刻最优估计值， ^l ¹)为当前时刻的预测值：

2) 更新的系统协方差 ^ρ ΐπ)_:

P(k\k-\) = F-P(k-\\k-\)-F'+Q .

3) 计算卡尔曼增益（KalmanGain) ：

K_g(k)= 聊- 'H'

n-P(k\k-\)-w+R .

4) 计算当前时刻的最优化估计值^^

5) 更新当前时刻最优化估计值 ^l 的协方差⁷⁵^^), 其中 I为单位阵：

P(k\k) = [l-Kg(k)-1i]-P(k\k-l) 在对 UE的定位结果进行卡尔曼滤波过程中， Q和 R的配置对于经卡尔曼滤波后的定位结果的精度增益具有非常重要的作用，根据 UE的移动状态信息动态配置扰动方差 Q可以提高定位精度。

示例性的，根据 UE的移动状态信息对 UE的位置测量数据进行卡尔曼滤波，得到 UE的修正位置坐标（在此处， UE的修正位置坐标即为每个时刻 UE位置的最优估计值，根据上一时刻的最优估计值可以得到当前时刻的最优估计值），可以包括：

( 1 ) 确定 UE 时刻至时刻的系统方程及测量系统方程；示例性的，可以建立如下系统方程：

v_y(k)

，其中，为 UE的预测位置坐标在 x方向上矢量分量、为 UE的预测位置坐标在 y方向上矢量分量， ^为 UE的速度在 X方向上的矢量分量、为 UE的速度在 y方向上的矢量分量， t为系统方程更新时间间隔， a为 I 时刻 UE的加速度， a_x为加速度 a在 X方向上的矢量分量、 a_y为加速度 a 在 y方向上的矢量分量。示例性的，在这里加速度 a可以看作对系统的噪声扰动量，并且假设在和时刻之间，该加速度 a保持不变，即在时间内 UE的加速度 a恒定；

示例性的，可以建立如下测量系统方程：

其中，为 k时刻 UE的测量位置坐标在 x方向上的矢量分量、为 k 时刻 UE的测量位置坐标在 y方向上的矢量分量， φ、为 k时刻的直接测量误差，测量位置坐标（即位置测量数据）通过 UE的原始测量数据获得。

( 2 ) 根据 UE在时刻至时刻的系统方程及 UE的移动状态信息获取运动的扰动方差 Q; 例如，根据步骤（ 1 ) 中提供的 UE在时刻至时刻的系统方程可以计算出 UE的运动的扰动方差 Q, 如下，

其中， ^σ。为加速度 a 的标准差，根据在实际测量中的经验，最小化

MDT测量的车载和步行的加速度 a变化范围在 0~6m/ 之间。 ^σ。可以根据

UE的移动状态信息设置。例如，根据地形地貌的不同，加速度 a的标准差 ^σ。的可以进行如下配置：当 UE的移动状态为高速移动（约 80kmph以上）时， ^σ。配置为 4~5m/ ; 当 UE的移动状态为中速移动（约 30km/h~80km/h之间，例如 60km/h 左右）时， ^σ。配置为 2~3m/ 当 UE的移动状态为一般移动（约 30kmph以下）时， ^σ。配置为 0~1 m/ 。

( 3 ) 至少居所述 UE 在 -1时刻至时刻的系统方程、测量系统方程及运动的扰动方差 Q得到所述 UE的修正位置坐标。

示例性的，根据步骤（ 1 ) 、（2 ) 可以确定上述卡尔曼滤波步骤 1 ) - 步骤 5 ) 中的各个实际变量分别为：

其中， ^σ "为直接测量误差 η的标准差，在实际工程中可以根据 UE运动轨迹的曲率将其配置为一个固定的经验值。

将以上变量代入上述卡尔曼滤波的步骤 1 ) -步骤 5 ) 中可以得到 UE 的爹正位置坐标。根据 UE的移动状态信息动态配置运动的扰动方差 Q可以提高定位精度。

参见图 3 , 为 UE在不同移动状态信息下的卡尔曼滤波的仿真结果，其中横轴为 ^σ。，纵轴为修正位置坐标与测量位置坐标之间的误差，其中，测量位置坐标通过 UE的测量数据获得。如图 3Α所示，为 UE的移动速度为 100km/h时获得的卡尔曼滤波的仿真结果，此时 UE为高速移动， ^σ。配置为 5m/ 左右时误差最小；如图 3B所示，为 UE的移动速度为 60km/h 时获得的卡尔曼滤波的仿真结果，此时 UE为中速移动， ^σ。配置为 2-3m/ 时误差最小；如图 3C所示，为 UE的移动速度为 10km/h时获得的卡尔曼滤波的仿真结果，此时 UE为一般移动， ^σ。配置为 0-lm/ 时误差最小。由图 3可知，根据 UE的移动状态信息确定的加速度标准差。来动态配置运动的扰动方差 Q , 可以使卡尔曼滤波的误差最小，从而提高 UE的定位精度。

本发明实施例提供用于定位的方法，根据 UE的移动状态信息对 UE 的位置测量数据进行处理以提高定位精度，可以提高 MDT测量中所需 UE 的位置信息的精度，降低了运营商网络优化的成本。例如根据 UE的移动状态信息来动态配置卡尔曼滤波参数，提高了定位精度，克服了现有技术在在对测量数据进行卡尔曼滤波时 ,根据经验将运动的扰动方差 Q设定为常数，而不能使经卡尔曼滤波后的定位结果的精度增益最大，甚至还会出现负增益的缺陷。

参见图 4 , 为本发明实施例提供的另一种定位方法的示意图，如图所示，可以包括以下步骤：

401 : 用户设备 UE获取所述 UE的移动状态信息；

402: 所述 UE向网络管理设备发送所述 UE的移动状态信息，以使得所述网络管理设备根据所述 UE的移动状态信息和所述网络管理设备获取的所述 UE的位置测量数据得到所述 UE的修正位置；

示例性的，在步骤 401之前，该方法还可以包括：接收所述网络管理设备发送的指示信息，所述指示信息用于指示所述 UE记录所述 UE的移动状态信息。

本发明实施例提供的用于定位的方法，通过向网络管理设备发送 UE 的移动状态信息，使得网络管理设备根据 UE的移动状态信息对 UE的位置测量数据进行处理以提高定位精度，可以提高 MDT测量中所需 UE的位置信息的定位精度从而降低了运营商网络优化的成本。例如根据 UE的移动状态信息来动态配置卡尔曼滤波参数，提高了定位精度，克服了现有技术在在对测量数据进行卡尔曼滤波时，根据经验将运动的扰动方差 Q设定为常数，而不能使经卡尔曼滤波后的定位结果的精度增益最大，甚至还会出现负增益的缺陷。本发明实施例进一步给出了实现上述方法实施例中各步骤及方法的装置实施例，本发明实施例可应用于各种通信系统中的基站或者 UE。

参见图 5 , 为本发明实施例提供的一种定位设备的结构图，该定位设备包括：获取单元 501 , 处理单元 502 , 其中，获取单元 501 , 用于获取用户设备 UE的移动状态信息以及所述 UE 的位置测量数据，以及将所述 UE的移动状态信息和所述 UE的位置测量数据传输给定位单元 502 , 其中，所述 UE的移动状态信息用以指示所述 UE为高速移动、中速移动或一般移动。

示例性的，获取单元 501获取 UE的移动状态信息，可以包括：定位设备向所述 UE发送指示信息，所述指示信息用于指示所述 UE记录所述 UE的移动状态信息；获取单元 501接收所述 UE的移动状态信息以及所述 UE的测量数据。定位设备可以设置在基站上，也可以为独立的实体设备，本实施例以定位设备为独立的实体设备进行说明。

示例性的，获取单元 501获取 UE的位置测量数据可以包括：直接从 UE 获取，例如， UE 记录该 UE 的原始测量数据，该原始数据用于确定 UE的位置测量数据。在 UE记录该 UE的原始测量数据并可以根据该原始测量数据获取位置测量数据，并经由基站将该位置测量数据发送给网络管理设备；或者 UE的位置测量数据通过其他网络实体间接获取，例如， UE 记录该 UE的原始测量数据，并将该原始测量数据发送给基站，使得基站根据该原始测量数据获取位置测量数据，并将该位置测量数据上报给网络管理设备；或者由该网络管理设备直接获取，例如， UE记录该 UE 的原始测量数据，并将该原始测量数据经基站发送给网络管理设备，网络管理设备根据该原始测量数据获取位置测量数据。

进一步的，参见图 6 , 所述获取单元 501可以包括：

发送模块 5011 , 用于向所述 UE发送指示信息，所述指示信息用于指示所述 UE记录所述 UE的移动状态信息；示例性的，发送模块 5011可以具体用于，经由基站向 UE发送 logged MDT配置消息，其中， logged MDT配置消息包括请求记录 UE的移动状态信息的指示。

接收模块 5012 , 用于接收所述 UE发送的所述 UE的移动状态信息。定位单元 502 , 用于从所述获取单元 501接收所述 UE的移动状态信息和所述 UE的位置测量数据，以及根据所述 UE的移动状态信息和所述 UE的位置测量数据得到所述 UE的修正位置。因为 UE获取原始测量数据时一般会受到噪声干扰，根据原始测量数据直接获取的位置测量数据进行定位存在一定误差，因此需要根据 UE的移动状态对位置测量数据进行处理以提高定位精度。利用 UE的移动状态对位置测量数据进行处理的定位方法有特征库匹配定位、根据到达角度定位、基于小区标识定位和利用卡尔曼滤波定位，下面以卡尔曼滤波定位为例进行具体详细的说明。卡尔曼滤波是一种高效率的递归滤波器（自回归滤波器），它能够从一组有限的、对物体位置的、包含噪声的观察序列预测出物体的坐标位置及速度，即只要获知上一时刻的最优估计值以及当前时刻的测量值就可以计算出当前时刻的最优估计值，因此不需要大量记录观测的历史信息。

卡尔曼滤波假设系统方程为：

X(k) = F-X(k-\) + - U(k) + W(k)

系统测量方程为：

z(k) = n-x(k)+v(k) 是时刻系统状态，是时刻对系统的控制量， ²(^)是时刻的测量值； F, B, H是系统参数； W(k , W是系统噪声和测量噪声，例如，对 UE的定位结果进行卡尔曼滤波时， W可以表示为运动的扰动方差 2, W可以表示为坐标测量精度方差^?。则根据上一时刻的最优估计值以及当前时刻的测量值计算当前时刻的最优估计值可以通过下述步骤实现：

2) 更新的系统协方差 ^ρ ΐπ)_:

P(k\k-\) = F-P(k-\\k-\)-F'+Q .

3 ) 计算卡尔曼增益（KalmanGain) ：

K_g(k)= 聊- 'H'

n-P(k\k-\)-w+R .

4) 计算当前时刻的最优化估计值^^

X(k\k) = X(k\k-l) + Kg(k)-[Z(k)-1i-X(k\k-l)].

5) 更新当前时刻最优化估计值 ^l 的协方差⁷⁵^^), 其中 I为单位阵： P(k\k) = [l-Kg(k)-1i]-P(k\k-\) 在对 UE的定位结果进行卡尔曼滤波过程中， Q和 R的配置对于经卡尔曼滤波后的定位结果的精度增益具有非常重要的作用，根据 UE的移动状态信息动态配置扰动方差 Q可以提高定位精度。

示例性的，定位单元 502根据 UE的移动状态信息对 UE的位置测量数据进行卡尔曼滤波，得到 UE 的修正位置坐标（在此处， UE的修正位置坐标即为每个时刻 UE位置的最优估计值，根据上一时刻的最优估计值可以得到当前时刻的最优估计值）。

进一步地，参见图 6, 定位单元 502可以包括：

确定模块 5021：用于确定 UE k-l时刻至 k时刻的系统方程及测量系统方程；

示例性的，可以建立如下系统方程：

v_y(k)

示例性的，可以建立如下测量系统方程：

其中，为 k时刻 UE的测量位置坐标在 X方向上的矢量分量、为 k 时刻 UE的测量位置坐标在 y方向上的矢量分量 , n(J()为 k时刻的直接测量误差，测量位置坐标（即位置测量数据）通过 UE的原始测量数据获得。第一获取模块 5022 : 用于根据 UE在时刻至时刻的系统方程及 UE的移动状态信息获取运动的扰动方差 Q ;

例如，根据根据确定模块 5021提供的 UE在 -1时刻至时刻的系统方程可以计算出 UE的运动的扰动方差 Q , 如下，

其中， ^σ。为加速度 a 的标准差，根据在实际测量中的经验，最小化 MDT测量的车载和步行的加速度 a变化范围在 0~6m/ 之间。 ^σ。可以根据

UE的移动状态信息设置。例如，根据地形地貌的不同，加速度 a的标准差 ^σ。的可以进行如下配置：当 UE的移动状态为高速移动（约 80kmph以上）时， ^σ。配置为 4~5m/ ; 当 UE的移动状态为中速移动（约 30km/h~80km/h之间，例如 60km/h 左右）时， ^σ。配置为 2~3m/ y² ; 当 UE的移动状态为一般移动（约 30km/h以下）时， ^σ。配置为 0~ l m/ 。第二获取模块 5023：用于至少根据所述 UE在 -1时刻至时刻的系统方程、测量系统方程及运动的扰动方差 Q得到所述 UE的修正位置坐标。

示例性的，根据确定模块 5021、第一获取模块 5022可以确定上述卡尔曼滤波步骤 1 ) -步骤 5 ) 中的各个实际变量分别为：

参见图 3 , 为 UE在不同移动状态下的卡尔曼滤波的仿真结果，其中横轴为 ^σ。，纵轴为修正位置坐标与测量位置坐标之间的误差，其中，测量位置坐标通过 UE的测量数据获得。如图 3Α所示，为 UE的移动速度为 100km/h时获得的卡尔曼滤波的仿真结果，此时 UE为高速移动， ^σ。配置为 5m/ 左右时误差最小；如图 3B所示，为 UE的移动速度为 60km/h时获得的卡尔曼滤波的仿真结果，此时 UE为中速移动， ^σ。配置为 2-3m/ 时误差最小；如图 3C所示，为 UE的移动速度为 10km/h时获得的卡尔曼滤波的仿真结果，此时 UE为一般移动， ^σ。配置为 0-lm/ 时误差最小。由图 3可知，根据 UE的移动状态确定的加速度标准差 ^σ。来动态配置运动的扰动方差 Q , 可以使卡尔曼滤波的误差最小，从而提高 UE的定位精度。

本发明实施例提供的定位设备，根据 UE的移动状态信息对 UE的测量数据进行处理以提高定位精度，使得 MDT测量中所需 UE的位置信息更加精确，降低了运营商网络规划的成本。例如在卡尔曼滤波中，网络管理设备根据 UE的移动状态信息配置运动的扰动方差 Q并对 UE的测量数据进行卡尔曼滤波，进而使得基于卡尔曼滤波技术的 UE定位精度增益最大化。克服了现有技术中根据卡尔曼滤波时，根据经验将运动的扰动方差 Q设定为常数，而不能使经卡尔曼滤波后的定位结果的精度增益最大，甚至还会出现负增益的缺陷。在硬件实现上，以上发送模块可以为发射机或收发机，以上接收模块可以为接收机或收发机，且该发送模块和接收模块可以集成在一起构成收发单元，对应于硬件实现为收发机；以上获取单元和定位单元可以以硬件形式内嵌于或独立于定位设备的处理器中，也可以以软件形式存储于定位设备的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作，该处理器可以为中央处理单元（CPU )、微处理器、单片机等。参考图 7 , 为本发明实施例提供的一种定位设备的结构示意图，如图 7所示，该定位设备包括：发射机 701、接收机 702、存储器 703 以及分别与发射机 701、接收机 702和存储器 703连接的处理器 704。当然，定位设备还可以包括输入输出装置等通用部件，本发明实施例在此不再任何限制。

其中，存储器 703 中存储一组程序代码，处理器 704用于调用存储器

703中的程序代码，用于执行以下操作：获取用户设备 UE的移动状态信息以及所述 UE的位置测量数据，其中，所述 UE的移动状态信息用以指示所述 UE为高速移动、中速移动或一般移动；根据所述 UE的移动状态信息和所述 UE的位置测量数据得到所述 UE的修正位置。

发射机 701用于向所述 UE发送指示信息，所述指示信息用于指示所述 UE记录所述 UE的移动状态信息；示例性的，发射机 701 可以具体用于，经由基站向 UE发送 logged MDT配置消息，其中， logged MDT配置消息包括请求记录 UE的移动状态信息的指示。

接收机 702 , 用于接收所述 UE发送的所述 UE的移动状态信息。示例性的，获取 UE 的移动状态信息，可以包括：定位设备向所述 UE发送指示信息，所述指示信息用于指示所述 UE记录所述 UE的移动状态信息；获取单元 501接收所述 UE的移动状态信息以及所述 UE的测量数据。定位设备可以设置在基站上，也可以为独立的实体设备，本实施例以定位设备为独立的实体设备进行说明。

示例性的，获取 UE的位置测量数据可以包括：直接从 UE获取，例如， UE记录该 UE的原始测量数据，该原始数据用于确定 UE的位置测量数据。在 UE记录该 UE的原始测量数据并可以根据该原始测量数据获取位置测量数据，并经由基站将该位置测量数据发送给网络管理设备；或者 UE的位置测量数据通过其他网络实体间接获取，例如， UE记录该 UE的原始测量数据，并将该原始测量数据发送给基站，使得基站根据该原始测量数据获取位置测量数据，并将该位置测量数据上报给网络管理设备；或者由该网络管理设备直接获取，例如， UE记录该 UE 的原始测量数据，并将该原始测量数据经基站发送给网络管理设备，网络管理设备根据该原始测量数据获取位置测量数据。

因为 UE获取原始测量数据时一般会受到噪声干扰，根据原始测量数据直接获取的位置测量数据进行定位存在一定误差，因此需要根据 UE的移动状态对位置测量数据进行处理以提高定位精度。利用 UE的移动状态对位置测量数据进行处理的定位方法有特征库匹配定位、根据到达角度定位、基于小区标识定位和利用卡尔曼滤波定位，下面以卡尔曼滤波定位为例进行具体详细的说明。卡尔曼滤波是一种高效率的递归滤波器（自回归滤波器），它能够从一组有限的、对物体位置的、包含噪声的观察序列预测出物体的坐标位置及速度，即只要获知上一时刻的最优估计值以及当前时刻的测量值就可以计算出当前时刻的最优估计值，因此不需要大量记录观测的历史信息。

卡尔曼滤波假设系统方程为：

X(k) = F - X(k - \) + - U(k) + W(k)

系统测量方程为：

z(k) = n- x(k)+v(k) 是时刻系统状态，是时刻对系统的控制量， ²(^)是时刻的测量值； F , B , H是系统参数； , W是系统噪声和测量噪声，例如，对 UE的定位结果进行卡尔曼滤波时， W可以表示为运动的扰动方差 2, W可以表示为坐标测量精度方差^?。则根据上一时刻的最优估计值以及当前时刻的测量值计算当前时刻的最优估计值可以通过下述步骤实现：

2) 更新的系统协方差 ^ρ ΐπ)_:

P(k\k-\) = F-P(k-\\k-\)-F'+Q .

3) 计算卡尔曼增益（KalmanGain) ：

K_g(k)= 聊- 'H'

n-P(k\k-\)-w+R .

4) 计算当前时刻的最优化估计值^^

X(k\k) = X(k\k-l) + Kg(k)-[Z(k)-1i-X(k\k-l)].

5 ) 更新当前时刻最优化估计值 ^l 的协方差⁷⁵^^), 其中 I为单位阵：

其中，为 UE的预测位置坐标在 x方向上矢量分量、为 UE的预测位置坐标在 y方向上矢量分量， ^为 UE的速度在 X方向上的矢量分量、为 UE的速度在 y方向上的矢量分量， t为系统方程更新时间间隔， a为 I 时刻 UE的加速度， a_x为加速度 a在 X方向上的矢量分量、 a_y为加速度 a 在 y方向上的矢量分量。示例性的，在这里加速度 a可以看作对系统的噪声扰动量，并且假设在和时刻之间，该加速度 a保持不变，即在时间内 UE的加速度 a恒定；

示例性的，可以建立如下测量系统方程：

UE的移动状态信息设置。例如，根据地形地貌的不同，加速度 a的标准差 ^σ。的可以进行如下配置：当 UE的移动状态为高速移动（约 80kmph以上）时， ^σ。配置为 4~5m/ ; 当 UE的移动状态为中速移动（约 30km/h~80km/h之间，例如 60km/h 左右）时， ^σ。配置为 2~3m/ ; 当 UE的移动状态为一般移动（约 30kmph以下）时， ^σ。配置为 0~1 m/ 。

(3) 至少居所述 UE 在 -1时刻至时刻的系统方程、测量系统方程及运动的扰动方差 Q得到所述 UE的修正位置坐标。

示例性的，根据步骤（ 1) 、（2) 可以确定上述卡尔曼滤波步骤 1 ) - 步骤 5) 中的各个实际变量分别为：

— 1 0 t 0—

sAk)， s ~_y(k) 0 1 0 t

X(k) = Z(k) = F =

0 0 1 0 1 0 0 0

H =

v_y(k) 0 0 0 1 0 1 0 0

R

σ_α ² 0 σ. 其中， ^σ "为直接测量误差 η的标准差，在实际工程中可以根据 UE运动轨迹的曲率将其配置为一个固定的经验值。

将以上变量代入上述卡尔曼滤波的步骤 1) -步骤 5) 中可以得到 UE 的爹正位置坐标。根据 UE的移动状态信息动态配置运动的扰动方差 Q可以提高定位精度。

需要说明的是，图 5-图 7所示的定位设备可以实现以上方法实施例所提供的任一种方法。本发明提供的定位设备，根据 UE的移动状态信息对 UE的测量数据进行处理以提高定位精度，使得 MDT测量中所需 UE的位置信息更加精确，从而降低了运营商网络优化的成本。例如在卡尔曼滤波中，网络管理设备根据 UE的移动状态信息配置运动的扰动方差 Q并对 UE的测量数据进行卡尔曼滤波，进而使得基于直接测量数据和卡尔曼滤波技术的 UE定位精度增益最大化。克服了现有技术中根据卡尔曼滤波时，根据经验将运动的扰动方差 Q设定为常数，而不能使经卡尔曼滤波后的定位结果的精度增益最大，甚至还会出现负增益的缺陷。

参见图 8 , 为本发明实施例提供的一种用户设备 UE的结构示意图，该 UE用于实现图 4所示的定位方法，该用户设备 UE包括：

获取单元 801 , 用于获取所述 UE的移动状态信息；

发送单元 802 , 用于向网络管理设备发送所述 UE的移动状态信息，以使得所述网络管理设备根据所述 UE的移动状态信息和所述网络管理设备获取的所述 UE的位置测量数据得到所述 UE的修正位置坐标；

其中，所述 UE的移动状态信息用以指示所述 UE为高速移动、中速移动或一般移动。进一步地，该 UE还可以包括: 接收单元 803 , 用于接收所述网络管理设备发送的指示信息，所述指示信息用于指示所述 UE记录所述 UE的移动状态信息。本发明实施例提供的用户设备 UE, 通过向网络管理设备发送 UE的移动状态信息以及所述 UE的测量数据，以使得网络管理设备根据 UE的移动状态信息对 UE的测量数据进行处理以提高定位精度，使得 MDT测量中所需 UE的位置信息更加精确，从而降低了运营商网络优化的成本。例如在卡尔曼滤波中，网络管理设备根据 UE的移动状态信息配置运动的扰动方差 Q并对 UE的测量数据进行卡尔曼滤波，进而使得基于直接测量数据和卡尔曼滤波技术的 UE定位精度增益最大化。克服了现有技术中根据卡尔曼滤波时，根据经验将运动的扰动方差 Q设定为常数，而不能使经卡尔曼滤波后的定位结果的精度增益最大，甚至还会出现负增益的缺陷。

在硬件实现上，以上发送单元可以为发送器，以上接收单元可以为接收器，且该发送器和接收器可以集成在一起构成收发器；以上获取单元可以以硬件形式内嵌于或独立于用户设备 UE 的处理器中，也可以以软件形式存储于用户设备 UE 的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作，该处理器可以为中央处理单元（CPU )、微处理器、单片机等。

参考图 9 , 为本发明实施例提供的一种用户设备 UE的结构示意图，如图所示，该用户设备 UE 包括：发送器 901、接收器 902、存储器 903 以及分别与发送器 901、接收器 902和存储器 903连接的处理器 904。当然，用户设备 UE还可以包括输入输出装置等通用部件，本发明实施例在此不再任何限制。其中，存储器 903 中存储一组程序代码，处理器 904用于调用存储器

903中的程序代码，用于执行以下操作：获取所述 UE的移动状态信息；

发送器 901 , 用于向网络管理设备发送所述 UE的移动状态信息，以使得所述网络管理设备根据所述 UE的移动状态信息和所述网络管理设备获取的所述 UE的位置测量数据得到所述 UE的修正位置坐标；其中，所述 UE的移动状态信息用以指示所述 UE为高速移动、中速移动或一般移动。

接收器 902 , 用于接收所述网络管理设备发送的指示信息，所述指示信息用于指示所述 UE记录所述 UE的移动状态信息。本发明实施例提供的用户设备 UE, 通过向网络管理设备发送 UE的移动状态信息以及所述 UE的测量数据，以使得网络管理设备根据 UE的移动状态信息对 UE的测量数据进行处理以提高定位精度，使得 MDT测量中所需 UE的位置信息更加精确，从而降低了运营商网络优化的成本。例如在卡尔曼滤波中，网络管理设备根据 UE的移动状态信息配置运动的扰动方差 Q并对 UE的测量数据进行卡尔曼滤波，进而使得基于直接测量数据和卡尔曼滤波技术的 UE定位精度增益最大化。克服了现有技术中根据卡尔曼滤波时，根据经验将运动的扰动方差 Q设定为常数，而不能使经卡尔曼滤波后的定位结果的精度增益最大，甚至还会出现负增益的缺陷。

本发明实施例提供一种定位的系统，参见图 10 , 包括：定位设备和用户设备 UE, 其中，

定位设备，用于获取用户设备 UE的移动状态信息以及所述 UE的位置测量数据，其中，所述 UE的移动状态信息用以指示所述 UE为高速移动、中速移动或一般移动；所述网络管理设备根据所述 UE的移动状态信息和所述 UE的位置测量数据，得到所述 UE的修正位置。

用户设备 UE , 用于向网络管理设备发送 UE的移动状态信息。

进一步的，所述定位系统还可以包括：基站，用于接收所述网络管理设备发送的指示信息，所述指示信息用于指示所述 UE记录所述 UE的移动状态信息，以及转发所述 UE发送的所述 UE的移动状态信息。

示例性的，获取用户设备 UE的移动状态信息以及所述 UE的位置测量数据的过程可以参见上述实施例，此处不再赘述。

因为 UE获取原始测量数据时一般会受到噪声干扰，根据原始测量数据直接获取的位置测量数据进行定位存在一定误差，因此需要根据 UE的移动状态对位置测量数据进行处理以提高定位精度。利用 UE的移动状态对位置测量数据进行处理的定位方法有特征库匹配定位、根据到达角度定位、基于小区标识定位和利用卡尔曼滤波定位。通常对 UE定位结果应用卡尔曼滤波，以减小噪声的影响，提高定位精度。

根据 UE的移动状态信息配置运动的扰动方差 Q并对 UE的测量数据进行卡尔曼滤波的具体过程同方法实施例，此处不再赘述。

本发明实施例提供的定位系统，根据 UE的移动状态信息对 UE的测量数据进行处理以提高定位精度，使得 MDT测量中所需 UE的位置信息更加精确，从而降低了运营商网络优化的成本。例如在卡尔曼滤波中，网络管理设备根据 UE的移动状态信息配置运动的扰动方差 Q并对 UE的测量数据进行卡尔曼滤波，进而使得基于直接测量数据和卡尔曼滤波技术的 UE 定位精度增益最大化。克服了现有技术中根据卡尔曼滤波时，根据经验将运动的扰动方差 Q设定为常数，而不能使经卡尔曼滤波后的定位结果的精度增益最大，甚至还会出现负增益的缺陷。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括： ROM、 RAM, 磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims

权利要求书

1、一种定位的方法，其特征在于，包括：

2、根据权利要求 1所述的定位的方法，其特征在于，所述网络管理设备获取所述 UE的移动状态信息，包括：

所述网络管理设备接收所述 UE发送的所述 UE的移动状态信息。

3、一种定位的方法，其特征在于，包括：

用户设备 UE获取所述 UE的移动状态信息；

所述 UE向网络管理设备发送所述 UE的移动状态信息，以使得所述网络管理设备根据所述 UE 的移动状态信息和所述网络管理设备获取的所述 UE的位置测量数据得到所述 UE的修正位置；

4、根据权利要求 3所述的定位的方法，其特征在于，所述用户设备 UE获取所述 UE的移动状态信息之前，所述方法还包括：

5、一种定位设备，其特征在于，包括：

定位单元，用于从所述获取单元接收所述 UE 的移动状态信息和所述 UE的测量数据，以及根据所述 UE的移动状态信息和所述 UE的位置测量数据得到所述 UE的修正位置。

6、根据权利要求 5所述的定位设备，其特征在于，所述获取单元，包括：发送模块，用于向所述 UE 发送指示信息，所述指示信息用于指示所述 UE记录所述 UE的移动状态信息；

接收模块，用于接收所述 UE发送的所述 UE的移动状态信息。

7、一种用户设备 UE, 其特征在于，包括：

获取单元，用于获取所述 UE的移动状态信息；

发送单元，用于向网络管理设备发送所述 UE 的移动状态信息，以使得所述网络管理设备根据所述 UE 的移动状态信息和所述网络管理设备获取的所述 UE的位置测量数据得到所述 UE的修正位置坐标；

8、根据权利要求 7所述的用户设备 UE, 其特征在于，所述 UE还包括：

接收单元，用于接收所述网络管理设备发送的指示信息，所述指示信息用于指示所述 UE记录所述 UE的移动状态信息。

9、一种定位系统，其特征在于，包括：权利要求 5或 6所述的定位设备以及权利要求 7或 8所述的用户设备 UE。