一種移動通信終端定位方法

鄭文宏

【摘要】 移動終端定位可用于應急、救援、尋人、增值業(yè)務等很多領(lǐng)域，具有廣闊的發(fā)展前景，目前已知的移動終端定位技術(shù)有小區(qū)識別碼（Cell ID）的定位技術(shù)、手機A-GPS定位技術(shù)等；本文介紹了一種移動通信終端定位方法，即通過移動終端消息中的主服務小區(qū)的TA值（時間提前量）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通信終端。本技術(shù)的有益效果是，可以在不必改進用戶終端的同時，也不需要擴大移動基站的建設(shè)，就能為目前流行的移動系統(tǒng)（GSM、CDMA、WCDMA、TDSCDMA）用戶提供及時的、較高精度的定位服務。

【關(guān)鍵詞】 TA值（時間提前量） 移動終端定位平臺 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，公知的手機定位技術(shù)是小區(qū)識別碼（Cell ID）的定位技術(shù)和手機GPS定位技術(shù)，小區(qū)識別碼（Cell ID）的定位技術(shù)是根據(jù)為手機提供服務的小區(qū)確定手機的位置，其存在的問題是精度差；而手機GPS定位技術(shù)是手機通過自帶的GPS軟件也可以進行定位，缺點是需要手機具有GPS定位功能、提取終端位置信息時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)星信號就無法進行定位。

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

二、基于TA值的移動通信終端定位系統(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前移動終端的位置，它提供一種無需對現(xiàn)有手機硬件和軟件進行改動、不增加手機成本，也不擴大移動基站的建設(shè)，就能提高移動通信手機定位精度的移動通信終端定位方法。

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

包括以下步驟：

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

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、移動信號測試手機確定基站精確的經(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（碼分多址移動通信）、TD-SCDMA（時分雙工技術(shù)的同步碼分多址系統(tǒng)）這兩個系統(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（時間提前量）和距離的精確換算表：

工作人員利用測試手機，測距儀等工具，在基站附近按遠近分別選點測試離基站的距離、測試手機中的TA值，在進行海量測試后，可以建立TA值（時間提前量）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（時間提前量）和距離的精確換算表。

2、獲取移動終端信號強度的主、次強、次次強基站服務小區(qū)TA值

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

TA值（時間提前量）的獲?。?/p>

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

2.終端定位平臺對終端發(fā)起強制切換至次強基站B服務小區(qū)消息，獲取終端消息中的次強基站B服務小區(qū)的TA值（時間提前量）；

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

3.反復第2步驟獲取次強、次次強、次次次強等多個基站服務小區(qū)的TA值（時間提前量）；

3、通過獲取的多個基站服務小區(qū)TA值定位終端位置

當定位平臺獲得至少A、B和C的3個以上TA值（時間提前量）后，根據(jù)已建立的基站位置信息、TA值（時間提前量）與距離的對應關(guān)系，以基站為圓點，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，當手機終端發(fā)起定位服務請求后，終端定位平臺在獲取終端消息中的主基站服務小區(qū)的TA后；對終端發(fā)起強制切換至次強基站小區(qū)消息，獲取終端消息中的次強基站服務小區(qū)的TA值；以此類推獲取次次強等多個小區(qū)的TA值；當獲得至少3個以上的基站服務小區(qū)的TA值時，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、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終端定位方法，其有別于目前已知的通過小區(qū)識別碼（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)，其特點是移動終端的定位成本較低、不受移動通信終端硬件和軟件設(shè)置影響、定位時間較短等。

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