[发明专利]一种基于LTE信令数据的指纹定位方法

说明书

本发明属于计算机应用技术领域，提供一种基于LTE信令数据的指纹定位方法，该方法使用LTE信令数据中的TA和RSRP值建立指纹库，然后利用基于HMM的地图匹配方法进行地图匹配，确定目标位置，实现对移动目标的定位，具体步骤为：信令数据预处理；建立指纹库；利用支持向量机，训练在不同基站下RSRP的统计模型；位置匹配。本发明的有益效果为：1)利用通信运营商已有的通信基站和网络设施，初期投资小；2)只要在手机信号覆盖区域均可实现对信令数据的采集，覆盖范围广3)手机定位技术能够提取提供丰富的数据源，保证采集数据的质量和精度。

技术领域

本发明属于计算机应用技术领域，涉及一种基于LTE信令数据的指纹定位方法。

背景技术

近年来，随着我国国民经济的快速发展，手机用户数量也随之高速增长，基于位置服务的需求也越来越强烈，利用移动终端进行地理定位是近年来移动通信应用发展的新方向。移动定位服务是利用移动设备的便携性和流动性的特点，配合移动信令数据，确定移动终端用户所在的地理位置(经纬度坐标等)，从而提供用户所需的位置信息，并根据用户所在的位置提供相关地理信息服务。

目前根据移动数据定位，已经开发出了许多延伸应用。比如，利用移动数据定位可进行人流量分析、网络故障诊断、热点检测等等。以智能终端为平台，基于移动网络的定位因为其能够以纯软件的方式实现，定位系统成本低等特点，近年来成为普适计算和位置感知领域的一个研究热点。移动基站的高覆盖率为保证精确的无线定位技术实现提供了可能。

现阶段，基于室外移动网络数据定位的方法大致分三种类型：基于RSSI方法，基于AoA方法和TOA方法，基于指纹方法。基于RSSI的方法需要在多个基站所在的位置测量来自目标的RSSI值，然后利用电磁信号衰减模型和三角几何原理去定位目标。这种方法的缺点是由于多径效应和所在环境中的各种障碍物的影响，信号损失模型的参数并不总是保持不变。通常情况下模型中的参数都是根据环境的变化而变化的，所以这种方法在实际应用中效果很差。基于AoA和ToA的定位方法是首先获取目标发出的信号到达基站天线的角度和时间然后利用三角几何原理估计出目标的位置。基于AoA和ToA定位的缺点是需要相对较复杂的硬件支持，并且通常情况下信号传播的路径都会有建筑物，由于障碍物的存在造成信号的反射、折射等情况。因此，最后到达的信号的方向并不是直传路径的方向，这会对定位精度造成影响。基于指纹的方法主要分为两个阶段即离线阶段和在线阶段。离线阶段是选择要定位的区域，然后选择位置并且收集该位置附近的基站的信号强度。在线阶段是使用当前观测到的信号强度和离线阶段收集的信息进行比较得到目标位置。

目前，使用指纹的定位方法所能达到的定位精度最高并且成本低廉。基于指纹的定位方法核心是指纹库的建立和定位匹配算法两个方面。室外指纹定位方法在实际应用中也有许多问题亟待解决，比如，如何选取恰当的指纹建立指纹库，如何降低算法复杂度提高响应速度，如何提高定位精度等等，这些都是指纹定位技术走进应用所必须面临和解决的问题。经过对现有技术的文献检索发现，现阶段的指纹定位方法建立指纹库时都需要来自多个基站的移动数据信息，如果每次只能获得一个基站的移动数据信息，定位精度会受到较大影响，定位精度得不到保证会直接影响用户的体验。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种基于LTE信令数据的指纹定位方法，该方法通过使用LTE信令数据对移动车辆进行定位，每次只需获得一个基站的信令数据。方法仅使用LTE信令数据中的TA和RSRP值建立指纹库，然后利用基于HMM的地图匹配方法进行地图匹配，确定目标位置，实现对移动目标的定位。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种基于LTE信令数据的指纹定位方法，包括以下步骤：

第一步，信令数据预处理