專利名稱：估算小區(qū)基站位置的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于位置估算的方法，尤指ー種可依據(jù)全球定位衛(wèi)星信號和蜂巣式網(wǎng)絡(luò)信號來估算小區(qū)基站的位置以提供相關(guān)定位服務(wù)信息的方法。
背景技術(shù)：
近年來，隨著多樣化類型的以位置為基礎(chǔ)的服務(wù)(Location-based services, LBS)呈現(xiàn)高度性發(fā)展，無線定位技術(shù)受到相關(guān)領(lǐng)域的注意與重視。定位技術(shù)所需測量的訊號，可以是全球衛(wèi)星定位(GlcAal Positioning SyStem，GPS)訊號、無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的參考訊號、或是其它系統(tǒng)的輔助定位訊號。因訊號測量的內(nèi)容不同，而有不同的定位方式，目前相關(guān)領(lǐng)域中多祥化的定位技術(shù)被廣泛的提出。在以衛(wèi)星為基礎(chǔ)(satellite-based)的定位系統(tǒng)上，GPS是最為大眾所熟知并廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域的定位系統(tǒng)。GPS是透過布設(shè)于太空中的M顆衛(wèi)星全天候向地面?zhèn)魉投ㄎ挥嵦?，行動裝置僅需配置適當(dāng)?shù)慕邮赵O(shè)備即可在全球任一地點任何時間接收定位訊號并進行三維空間位置解算。GPS主要是針對室外環(huán)境提供經(jīng)緯度坐標(biāo)定位服務(wù)，定位精確度高，其位置信息只有約十公尺的誤差。然而，由于GPS衛(wèi)星所發(fā)射的定位訊號會受建筑物的遮蔽，因此，在室內(nèi)并無法使用這項技木。此外，在都市區(qū)的狹窄都市街道或天候條件差的情況下，GPS定位精確度會有相當(dāng)程度的降低。在以蜂巢式網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)(cellular network-based)的定位系統(tǒng)上，最基本的定位技術(shù)，是利用小區(qū)基站(cell tower)，即基站的細胞全局識別(Cell Global Identity, CGI)碼，實現(xiàn)ニ維空間位置解算。優(yōu)點為不需復(fù)雜位置解算量，在室內(nèi)亦能使用該項技木， 由于定位精確度直接取決于小區(qū)基站涵蓋的范圍，因此，都會區(qū)到郊區(qū)，其位置信息約從幾百公尺到幾十公里的誤差。另外，當(dāng)?shù)谌绞褂迷摱ㄎ患夹g(shù)以提供相關(guān)定位服務(wù)信息吋，其小區(qū)基站的真實位置信息不易從蜂巢通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)營運商取得，故有其應(yīng)用的瓶頸所在。

發(fā)明內(nèi)容
為能滿足行動裝置在不同環(huán)境中無縫(seamless)擷取以位置為基礎(chǔ)的服務(wù)，且解決小區(qū)基站定位技術(shù)的應(yīng)用瓶頸，本發(fā)明提出ー種小區(qū)基站位置估算的方法。本發(fā)明實例的位置估算方法是用于以衛(wèi)星和蜂巣式網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的混合性無線網(wǎng)絡(luò)。至少一行動訓(xùn)練裝置用于獲取復(fù)數(shù)個訓(xùn)練數(shù)據(jù)，ー訓(xùn)練數(shù)據(jù)包括一 GPS位置坐標(biāo)與復(fù)數(shù)個小區(qū)基站的CGI碼參數(shù)和信號強度值，該復(fù)數(shù)個小區(qū)基站包括一服務(wù)小區(qū)基站與至少一鄰居小區(qū)基站。一數(shù)據(jù)運算服務(wù)器用于執(zhí)行復(fù)數(shù)個訓(xùn)練數(shù)據(jù)的搜尋、融和(fusion)以及位置的估算，該位置是指小區(qū)基站的位置。一信號特征數(shù)據(jù)庫依據(jù)該數(shù)據(jù)運算服務(wù)器的融和數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)的更新或儲存，且記錄位置信息狀態(tài)。本發(fā)明實例的位置估算方法是根據(jù)該信號特征數(shù)據(jù)庫的同一 CGI碼參數(shù)的復(fù)數(shù)個服務(wù)類別訓(xùn)練數(shù)據(jù)的復(fù)數(shù)個GPS位置坐標(biāo)定義一第一參考坐標(biāo)，基于該第一參考坐標(biāo)將該復(fù)數(shù)個服務(wù)類別訓(xùn)練數(shù)據(jù)劃分復(fù)數(shù)個群集(cluster)。根據(jù)該信號特征數(shù)據(jù)庫的同一CGI碼參數(shù)的復(fù)數(shù)個服務(wù)類別訓(xùn)練數(shù)據(jù)的復(fù)數(shù)個信號強的值定義ー第一參考信號強速值、 一第二參考信號強度值以及一第三參考信號強度值，基于該第一參考信號強度值對每一群 集計算ー相近(proximity)值，自該復(fù)數(shù)個群集選擇一具有高相近值的群集，并基于第二 參考信號強度值使用該群集的復(fù)數(shù)個服務(wù)類別訓(xùn)練數(shù)據(jù)的復(fù)數(shù)個GPS位置坐標(biāo)與該復(fù)數(shù) 個信號強度值來計算ー第一位置信息，基于該第三參考信號強度值來判斷小區(qū)基站位置的 一第一方位信息。本發(fā)明實例的位置估算方法是根據(jù)該信號特征數(shù)據(jù)庫的同一 CGI碼參數(shù)的復(fù)數(shù) 個鄰居類別訓(xùn)練數(shù)據(jù)的復(fù)數(shù)個GPS位置坐標(biāo)定義一第二參考坐標(biāo)，基于該第二參考坐標(biāo)將 該復(fù)數(shù)個鄰居類別訓(xùn)練數(shù)據(jù)劃分復(fù)數(shù)個群集。根據(jù)該信號特征數(shù)據(jù)庫的同一 CGI碼參數(shù)的 復(fù)數(shù)個鄰居類別訓(xùn)練數(shù)據(jù)的復(fù)數(shù)個信號強度值定義一第四參考信號強度值、一第五參考信 號強度值以及一第六參考信號強度值，基于該第四參考信號強度值對每一群集計算ー相近 值，自該復(fù)數(shù)個群集選擇一具有高相近值的群集，并基于第五參考信號強度值使用該群集 的復(fù)數(shù)個鄰居類別訓(xùn)練數(shù)據(jù)的復(fù)數(shù)個GPS位置坐標(biāo)與該復(fù)數(shù)個信號強度值來計算ー第二 位置信息，基于該第六參考信號強度值來判斷小區(qū)基站位置的一第二方位信息。本發(fā)明實例的位置估算方法是結(jié)合該第一方位信息、該第二方位信息、該第一位 置信息以及該第二位置信息，使用一方法來確定該小區(qū)基站的位置。本發(fā)明上述的方法是純軟件架構(gòu)，可以透過程序代碼布設(shè)于實體機器中。當(dāng)機器 加載程序代碼且執(zhí)行吋，機器成為用以實行本發(fā)明之裝置。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
來進ー步說明本發(fā)明。

圖1所示為本發(fā)明實施例以衛(wèi)星和蜂巣式網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)之ー簡化架構(gòu)示意圖；圖2所示為本發(fā)明實施例中位置估算的數(shù)據(jù)訓(xùn)練架構(gòu)示意圖；圖3所示為本發(fā)明實施例中位置估算的數(shù)據(jù)訓(xùn)練架構(gòu)流程示意圖；圖4所示為依據(jù)本發(fā)明實施例的位置估算的ー經(jīng)度緯度標(biāo)繪圖；圖5所示為ー藉由該復(fù)數(shù)個服務(wù)類別訓(xùn)練數(shù)據(jù)進行位置估算的架構(gòu)流程示意圖；圖6所示為ー藉由該復(fù)數(shù)個鄰居類別訓(xùn)練數(shù)據(jù)進行位置估算的架構(gòu)流程示意圖；圖7所示為本發(fā)明實施例的位置估算方法的位置決定的架構(gòu)流程示意圖。主要組件符號說明101、102、103GPS 衛(wèi)星 104、105、106小區(qū)基站107行動訓(xùn)練裝置108數(shù)據(jù)運算服務(wù)器109信號特征數(shù)據(jù)庫201接收單元202資料緩存單元203數(shù)據(jù)分類単元204數(shù)據(jù)加密単元205備分?jǐn)?shù)據(jù)庫206蜂巢無線網(wǎng)絡(luò)207數(shù)據(jù)解密単元208數(shù)據(jù)融和単元209位置解算單元401第一參考坐標(biāo)402第一位置信息403第二參考坐標(biāo)404第二位置信息
405301 311601 606
估算的小區(qū)基站位置步驟步驟
701 710
501 506
驟驟步步
具體實施例方式為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進ー步闡述本發(fā)明。圖1所示為本發(fā)明實施例以衛(wèi)星和蜂巣式網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的簡化架構(gòu)示意圖，包括復(fù)數(shù)個GPS衛(wèi)星(101，102，103)、復(fù)數(shù)個小區(qū)基站(104，105，106)、一行動訓(xùn)練裝置107如智能型手機或個人數(shù)字助理(PDA)、一數(shù)據(jù)運算服務(wù)器108以及一信號特征數(shù)據(jù)庫109。該數(shù)據(jù)運算服務(wù)器108與該信號特征數(shù)據(jù)庫109是架設(shè)于云端。該復(fù)數(shù)個GPS衛(wèi)星全天候向地面?zhèn)魉投ㄎ恍盘?。每ー小區(qū)基站具有一公共控制頻道(common control channel，CCH)，其可以持續(xù)在蜂巢網(wǎng)絡(luò)中廣播其信號來提供一唯一 CGI碼參數(shù)。需注意的是，該GPS衛(wèi)星及該小區(qū)基站的數(shù)目并不限于圖1所示的數(shù)目，在不悖離本發(fā)明精神的前提下，在不同實施例中，該數(shù)目可以有所變化。圖2所示為本發(fā)明實施例中位置估算的數(shù)據(jù)訓(xùn)練架構(gòu)示意圖，一行動訓(xùn)練裝置 107配備ー接收單元201、一數(shù)據(jù)緩存単元202、一數(shù)據(jù)分類単元203、一數(shù)據(jù)加密単元204 和ー備分?jǐn)?shù)據(jù)庫205。該數(shù)據(jù)運算服務(wù)器108為由ー數(shù)據(jù)解密単元207、ー數(shù)據(jù)融和単元 208和一位置解算單元209所組成。該行動訓(xùn)練裝置107透過ー蜂巢無線網(wǎng)絡(luò)206與該數(shù)據(jù)運算服務(wù)器108進行鏈接。當(dāng)該行動訓(xùn)練裝置107進入該混合性網(wǎng)絡(luò)的戶外目標(biāo)區(qū)域吋，透過該行動訓(xùn)練裝置107的接收單元201可獲取復(fù)數(shù)個訓(xùn)練數(shù)據(jù)。ー訓(xùn)練數(shù)據(jù)包括如下1. 一 GPS位置坐標(biāo)。其工作原理大致如下該行動訓(xùn)練裝置107的接收單元201 內(nèi)的G PS接收器(未顯示)，檢測到至少四個GPS衛(wèi)星信號的存在狀態(tài)，ー GPS衛(wèi)星的信號測量一到達時間(Time of Arrival, ToA)值，依據(jù)至少四個ToA值來計算出該行動訓(xùn)練裝置107的GPS位置坐標(biāo)。2.復(fù)數(shù)個小區(qū)基站的CGI碼參數(shù)及信號強度值。該行動訓(xùn)練裝置107的接收單元 201檢測到復(fù)數(shù)個小區(qū)基站(如圖1中所示的104、105及106)信號的存在狀態(tài)，ー小區(qū)基站訊號可析取ー CGI碼參數(shù)以及測量一信號強度值。該復(fù)數(shù)個小區(qū)基站包括一服務(wù)小區(qū)基站(如圖1中所示的104)與至少ー鄰居小區(qū)基站(如圖1中所示的105、106)。如熟悉GPS技術(shù)人員所知，通常該GPS位置坐標(biāo)以每一秒更新一次，因此，信號檢測的時間卷標(biāo)(time stamp)設(shè)為一秒?；谠摃r間卷標(biāo)，透過行動訓(xùn)練裝置10単元201可獲取該GPS位置坐標(biāo)一次以及可析取復(fù)數(shù)個小區(qū)基站CGI碼參數(shù)和測量復(fù)數(shù)個小區(qū)基站信號強度值二次。該行動訓(xùn)練裝置107的數(shù)據(jù)緩存単元202儲存該接收單元201所獲取到、 所析取到和所測量到的復(fù)數(shù)個訓(xùn)練數(shù)據(jù)，且以批次方式將儲存的該等訓(xùn)練數(shù)據(jù)傳送至該數(shù)據(jù)分類単元203。傳送ー批次數(shù)據(jù)的間隔時間卷標(biāo)設(shè)為三十秒。需注意的是，在本發(fā)明實施例中，設(shè)定的該時間標(biāo)簽和該次數(shù)并不限于上述的數(shù)目，在不悖離本發(fā)明精神的前提下，在不同實施例中，該數(shù)目可以有所變化。在該行動訓(xùn)練裝置107的該數(shù)據(jù)分類單元203接收到復(fù)數(shù)個訓(xùn)練數(shù)據(jù)之后，執(zhí)行數(shù)據(jù)的類別區(qū)分。在數(shù)據(jù)的類別，對同一 CGI碼參數(shù)的復(fù)數(shù)個訓(xùn)練數(shù)據(jù)可區(qū)分為一服務(wù)類別和ー鄰居類別。在鏈接該蜂巢無線網(wǎng)絡(luò)206(如圖1中所示的104)將復(fù)數(shù)個訓(xùn)練數(shù)據(jù)透過ー應(yīng)用程序編程接ロ(application programming interface，API)傳送至該數(shù)據(jù)運算服務(wù)器108之前，一數(shù)據(jù)加密単元204用于對復(fù)數(shù)個訓(xùn)練數(shù)據(jù)執(zhí)行壓縮和加密，以形成復(fù)數(shù)個加密訓(xùn)練數(shù)據(jù)，并傳送復(fù)數(shù)個加密訓(xùn)練數(shù)據(jù)至該備份數(shù)據(jù)庫205儲存?；跓o線網(wǎng)絡(luò)的傳輸特性，一旦復(fù)數(shù)個加密訓(xùn)練數(shù)據(jù)傳送失敗，可自該備份數(shù)據(jù)庫205取得復(fù)數(shù)個加密訓(xùn)練數(shù)據(jù)來執(zhí)行重傳。在該數(shù)據(jù)運算服務(wù)器108接收到復(fù)數(shù)個加密訓(xùn)練數(shù)據(jù)之后，該數(shù)據(jù)運算服務(wù)器108的解密單元207用于對復(fù)數(shù)個加密訓(xùn)練數(shù)據(jù)執(zhí)行解壓縮和解密，以形成復(fù)數(shù)個解密訓(xùn)練資料。接著，該數(shù)據(jù)融合単元208透過搜尋一信號特征數(shù)據(jù)庫109來獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫的訓(xùn)練數(shù)據(jù)，以執(zhí)行數(shù)據(jù)融合。在下述的圖3，主要用于描述數(shù)據(jù)庫搜尋、數(shù)據(jù)融合以及位置估算的步驟。圖3所示為本發(fā)明實施例中位置估算的數(shù)據(jù)訓(xùn)練架構(gòu)流程示意圖。首先執(zhí)行步驟 301，使用析取到的該小區(qū)基站的CGI碼參數(shù)為ー鍵值(key)，以執(zhí)行信號特征數(shù)據(jù)庫109的搜尋。在步驟302中，確認該CGI碼參數(shù)是否為存在狀態(tài)。1.如果CGI碼參數(shù)為存在狀態(tài)，該數(shù)據(jù)融和単元208自該信號特征數(shù)據(jù)庫109獲取訓(xùn)練數(shù)據(jù)(步驟30 、執(zhí)行該信號特征數(shù)據(jù)庫訓(xùn)練數(shù)據(jù)和復(fù)數(shù)個訓(xùn)練數(shù)據(jù)的融和、回傳該融和數(shù)據(jù)至該信號特征數(shù)據(jù)庫109 (步驟304)。該信號特征數(shù)據(jù)庫109在接收到該融和數(shù)據(jù)之后，執(zhí)行更新儲存，且記錄該小區(qū)基站的位置信息為一更新狀態(tài)(步驟305)。2.如果CGI碼參數(shù)為未存在狀態(tài)，該數(shù)據(jù)融和単元208直接將復(fù)數(shù)個訓(xùn)練數(shù)據(jù)傳送至該信號特征數(shù)據(jù)庫109 (步驟306)。在該信號特征數(shù)據(jù)庫109接收到復(fù)數(shù)個訓(xùn)練數(shù)據(jù)之后，執(zhí)行儲存，且記錄該小區(qū)基站的位置信息為一未知狀態(tài)(步驟307)。3.該信號特征數(shù)據(jù)庫109檢視該小區(qū)基站的位置信息狀態(tài)。如果該位置信息的紀(jì)錄為一未知狀態(tài)，則該信號特征數(shù)據(jù)庫109立即傳送該小區(qū)基站的訓(xùn)練數(shù)據(jù)至該位置解算單元209(步驟308)。如果該位置信息的紀(jì)錄為一更新狀態(tài)，則該信號特征數(shù)據(jù)庫109 定期定時傳送該小區(qū)基站的訓(xùn)練數(shù)據(jù)至該位置解算單元209(步驟309)。該位置解算單元209可依據(jù)接收到的復(fù)數(shù)個訓(xùn)練數(shù)據(jù)來建立群集，且使用RF信號群集算法(clustering algorithm)執(zhí)行位置估算(步驟310)。該RF信號是指接收信號強度值。該位置解算單元 209回傳估算到的該小區(qū)基站位置至該信號特征數(shù)據(jù)庫109，該信號特征數(shù)據(jù)庫109在接收到該位置信息之后，執(zhí)行儲存，且記錄該位置信息狀態(tài)為一已知狀態(tài)(步驟311)。圖4所示為依據(jù)本發(fā)明實施例的位置估算的ー經(jīng)度緯度標(biāo)繪圖。該數(shù)據(jù)運算服務(wù)器108的該位置解算單元209接收到來自該信號特征數(shù)據(jù)庫109的同一 CGI碼參數(shù)的復(fù)數(shù)個訓(xùn)練資料之后，根據(jù)同一 CGI碼參數(shù)的復(fù)數(shù)個訓(xùn)練數(shù)據(jù)的復(fù)數(shù)個GPS位置坐標(biāo)進行ー經(jīng)度緯度空間分布，基于訓(xùn)練數(shù)據(jù)的類別定義，該復(fù)數(shù)個訓(xùn)練數(shù)據(jù)可區(qū)分為該復(fù)數(shù)個服務(wù)類別訓(xùn)練數(shù)據(jù)與該復(fù)數(shù)個鄰居類別訓(xùn)練數(shù)據(jù)。在下述的圖5至圖6，主要用于藉由該復(fù)數(shù)個眼務(wù)類別訓(xùn)練數(shù)據(jù)與該復(fù)數(shù)個鄰居類別訓(xùn)練數(shù)據(jù)說明本發(fā)明的位置估算方法的實施方式。圖5所示為ー藉由該復(fù)數(shù)個服務(wù)類別訓(xùn)練數(shù)據(jù)進行位置估算的架構(gòu)流程示意圖。 首先執(zhí)行步驟501，對同一 CGI碼參數(shù)的復(fù)數(shù)個服務(wù)類別訓(xùn)練數(shù)據(jù)的復(fù)數(shù)個GPS位置坐標(biāo) (Xi, Yi)，其中i = 1，2，...，N，使用一算法定義ー第一參考坐標(biāo)，如圖4中所示的401，在此實施例中，可以使用一重心算法(Centroid Algorithm)，其方程式可以寫為
(Xrefl，Yrefl) = ( Σ ^1,...,Α/Ν, Σ ^!,...,Λ/Ν)但本發(fā)明并不限定于此，熟知此領(lǐng)域人員應(yīng)可了解其它的算法，譬如加權(quán)重心算法(Weight Centroid Algorithm)(Threshold Centroid Algorithm) 都可以用來進行該第一參考坐標(biāo)的定義。接著繼續(xù)執(zhí)行步驟502，依據(jù)該第一參考坐標(biāo)將同一 CGI碼參數(shù)的復(fù)數(shù)個服務(wù)類別訓(xùn)練數(shù)據(jù)劃分復(fù)數(shù)個群集(cluster)，在此實施例中，基于該第一參考坐標(biāo)(Xrefl，YMfl)之 X坐標(biāo)(即XMfl)將該復(fù)數(shù)個服務(wù)類別訓(xùn)練數(shù)據(jù)劃分ニ個群集，其中第k(k = 1,2)個群集的復(fù)數(shù)個服務(wù)類別訓(xùn)練數(shù)據(jù)可以用集合來表示，但本發(fā)明并不限定于此，該第一參考坐標(biāo)(Xrefl，YMfl)之Y坐標(biāo)(即YMfl)也可以用來進行該復(fù)數(shù)個服務(wù)類別訓(xùn)練數(shù)據(jù)的群集劃分。需注意的是，該群集的數(shù)目并不限定于此，在不悖離本發(fā)明精神的前提下，在不同實施例中，該數(shù)目可以有所變化。于步驟503，對同一 CGI碼參數(shù)的復(fù)數(shù)個服務(wù)類別訓(xùn)練數(shù)據(jù)的復(fù)數(shù)個信號強度值 RSSi,其中i = 1，2，...，N，定義ー第一參考信號強度值、一第二參考信號強度值以及一第三參考信號強度值。在此實施例中，可以使用重心算法來定義第一參考信號強度值，其方程式可以寫為RSSrefl =Σ ^....jRSSi/N，但本發(fā)明并不限定于此，熟知此領(lǐng)域人員應(yīng)可了解其它的算法，譬如加權(quán)重心算法與門坎值重心算法都可以用來進行該第一參考信號強度值的定義。在此實施例中，可以使用最低信號強度值來定義第二參考信號強度值，其方程式可以寫為RSS,ef2 = min{RSSj。在此實施例中，可以使用最高信號強度值來定義第三參考信號強度值，其方程式可以寫為RSSref3 = max{RSSj。接續(xù)執(zhí)行步驟504，依據(jù)該第一參考信號強度值對每一群集計算ー相近 (proximity)值，其實施方式為假設(shè)一 Gk，k = 1或2，包含nk個服務(wù)類別訓(xùn)練數(shù)據(jù)，每ー 服務(wù)類別訓(xùn)練數(shù)據(jù)有一信號強度測量值，若該信號強度測量值小于RSSMfl，則無相似值，若該信號強度測量值大于或等于RSSMfl，則計算一相似值，接著，對nk個相似值進行相加計算以得到ー總和相似值，自k個群集選擇一具有高總和相近值的群集。于步驟505，依據(jù)該具有高總和相近值的群集的復(fù)數(shù)個服務(wù)類別訓(xùn)練數(shù)據(jù)計算一第一位置信息，其實施方式為假設(shè)ー (\，k= 1或2，包含nk個服務(wù)類別訓(xùn)練數(shù)據(jù)，每一服務(wù)類別訓(xùn)練數(shù)據(jù)有ー GPS位置坐標(biāo)與一信號強度測量值，若該信號強度測量值等于RSSMf2， 則權(quán)重值為Wf = 1，若該信號強度測量值不等于RSSMf2，則計算一權(quán)重值Wf，接著，使用權(quán)重平均算法計算第一位置信息，如圖4中所示的402，其方程式可以寫為Xser=E ^1,...J(WfXXf)/ Σ ^!,...,ΛYser=E ^1,... J(WfXYf)/ Σ ^!,...,Λ最后，依據(jù)該第三參考信號強度值來判斷小區(qū)基站位置的第一方位信息(步驟 506)。圖6所示為ー藉由該復(fù)數(shù)個鄰居類別訓(xùn)練數(shù)據(jù)進行位置估算的架構(gòu)流程示意圖。 首先執(zhí)行步驟601，對同一 CGI碼參數(shù)的復(fù)數(shù)個鄰居類別訓(xùn)練數(shù)據(jù)的復(fù)數(shù)個GPS位置坐標(biāo) (Xj，YP，其中j = 1，2，...，M，使用一算法定義第二參考坐標(biāo)，如圖4中所示的403，在此實施例中，可以使用重心算法，其方程式可以寫為(Xref2，Yref2) = ( Σ ^!,...,μΧ/Μ,Σ ^!,...,,Υ/Μ)但本發(fā)明并不限定于此，熟知此領(lǐng)域人員應(yīng)可了解其他的算法，譬如加權(quán)重心算法與門坎值重心算法都可以用來進行該第二參考坐標(biāo)的定義。接續(xù)執(zhí)行步驟602，依據(jù)該第二參考坐標(biāo)將同一 CGI碼參數(shù)的復(fù)數(shù)個鄰居類別訓(xùn)練數(shù)據(jù)劃分復(fù)數(shù)個群集，在此實施例中，基于該第二參考坐標(biāo)(Xref2，Yref2)的X坐標(biāo)(即 Xref2)將該復(fù)數(shù)個鄰居類別訓(xùn)練數(shù)據(jù)劃分ニ個群集，其中第k(k= 1,2)個群集的復(fù)數(shù)個鄰居類別訓(xùn)練數(shù)據(jù)可以用集合Hk來表示，但本發(fā)明并不限定于此，該第二參考坐標(biāo)(XMf2， Yref2)的Y坐標(biāo)(即Yref2)也可以用來進行該復(fù)數(shù)個鄰居類別訓(xùn)練數(shù)據(jù)的群集劃分。需注意的是，該群集的數(shù)目并不限定于此，在不悖離本發(fā)明精神的前提下，在不同實施例中，該數(shù)目可以有所變化。于步驟603，對同一 CGI碼參數(shù)的復(fù)數(shù)個鄰居類別訓(xùn)練數(shù)據(jù)的復(fù)數(shù)個信號強度值 RS^，其中j = 1,2, ...，M，使用一方法定義ー第四參考信號強度值、一第五參考信號強度值以及一第六參考信號強度值。在此實施例中，可以使用重心算法來定義第四參考信號強度值，其方程式可以寫為RSSMf4 = Σ j =し..,MRSS/M，但本發(fā)明并不限定于此，熟知此領(lǐng)域人員應(yīng)可了解其它的算法，譬如加權(quán)重心算法與門坎值重心算法都可以用來進行該第四參考信號強度值的定義。在此實施例中，可以使用最低信號強度值來定義第五參考信號強度值， 其方程式可以寫為RSSMf5 = min{RSSj}。在此實施例中，可以使用最高信號強度值來定義第六參考信號強度值，其方程式可以寫為RSSMf6 = max{RSSj}。接著繼續(xù)執(zhí)行步驟604，依據(jù)該第四參考信號強度值對每一群集計算ー相近 (proximity)值，其實施方式為假設(shè)一 Hk，k = 1或2，包含mk個鄰居類別訓(xùn)練數(shù)據(jù)，每ー 鄰居類別訓(xùn)練數(shù)據(jù)有一信號強度測量值，若該信號強度測量值小于RSSMf4，則無相似值，若該信號強度測量值大于或等于RSSMf4，則計算一相似值，接著，對mk個相似值進行相加計算以得到ー總和相似值，自k個群集選擇一具有高總和相近值的群集。于步驟605，依據(jù)該具有高總和相近值的群集的復(fù)數(shù)個鄰居類別訓(xùn)練數(shù)據(jù)計算一第二位置信息，其實施方式為假設(shè)ー Hk，k= 1或2，包含mk個鄰居類別訓(xùn)練數(shù)據(jù)，每ー鄰居類別訓(xùn)練數(shù)據(jù)有一 GPS位置坐標(biāo)與一信號強度測量值，若該信號強度測量值等于RSSMf5， 則權(quán)重值為Wf = 1，若該信號強度測量值不等于RSSMf5，則計算一權(quán)重值Wf，接著，使用權(quán)重平均算法計算ー第二位置信息，如圖4中所示的404，其方程式可以寫為Xnei =Σ ,...,fflk(WfXXf)/ Σ ^!,...,ΛYnei =Σ ,...,fflk(WfXYf)/ Σ ^!,...,Λ最后，依據(jù)該第六參考信號強度值來判斷小區(qū)基站位置的第二方位信息(步驟 606)。圖7所示為本發(fā)明實施例的位置估算方法的位置決定的架構(gòu)流程示意圖。依據(jù)該數(shù)據(jù)運算服務(wù)器108的位置解算單元209可得到的第一方位信息和該第二方位信息以及計算到的第一位置信息和該第二位置信息，使用一條件方法以確定該小區(qū)基站的位置，其會執(zhí)行下列步驟首先執(zhí)行步驟701，判斷該RS^ef4值是否為取得狀態(tài)，若判斷該RS^ef4值為未取得狀態(tài)，則使用該第一位置信息來確定該小區(qū)基站的位置(步驟702)；若判斷該RSS,rf4值為取得狀態(tài)，則進至步驟703。于步驟703中，判斷該RSSrefl值是否小于該RSSref4值，若判斷該RSSrefl值小于該 RSSref4值，則使用該第二位置信息來確定該小區(qū)基站的位置(步驟704)；若判斷該RSSMfl值不小于該RSSref4值，則進至步驟705。于步驟705中，判斷該第一方位信息和該第二方位信息是否為相同方位，若判斷為相同方位，則使用該第一位置信息來確定該小區(qū)基站的位置(步驟706)；若判斷為相異方位，則進至步驟707。于步驟707中，使用該第一參考坐標(biāo)(Xrefl，Yrefl)的X坐標(biāo)(即Xrefl)以及該第二參考坐標(biāo)(xref2，Yref2)的X坐標(biāo)(即Xref2)定義一區(qū)間，接續(xù)執(zhí)行步驟708，判斷該第一方位信息和該第二方位信息是否位于該區(qū)間中，若判斷為位于該區(qū)間，則使用該第一位置信息來確定該小區(qū)基站的位置(步驟709)，如圖4中所示的405 ；若判斷為不位于該區(qū)間中，基于該第一位置信息和該第二位置信息計算的平均值來確定該小區(qū)基站的位置(步驟710)。上述本發(fā)明的方法，或特定系統(tǒng)單元、或其部份單元，為純軟件架構(gòu)，可以透過程序代碼布設(shè)于實體媒體，如硬盤、光盤片、或是任何電子裝置(如智能型手機、計算機可讀取之儲存媒體)，當(dāng)機器加載程序代碼且執(zhí)行(如智能型手機加載且執(zhí)行)，機器成為用以實行本發(fā)明的裝置。上述本發(fā)明的方法與裝置亦可以程序代碼型態(tài)透過ー些傳送媒體，如電纜、光纖、或是任何傳輸型態(tài)進行傳送，當(dāng)程序代碼被機器(如智能型手機)接收、加載且執(zhí)行，機器成為用以實行本發(fā)明的裝置。上列詳細說明系針對本發(fā)明之一可行實施例的具體說明，惟該實施例并非用以限制本發(fā)明的專利范圍，凡未脫離本發(fā)明方案精神所為的等效實施或變更，均應(yīng)包含于本案的專利范圍中。
權(quán)利要求
1.一種估算小區(qū)基站位置的方法，其特征在干，所述方法用于以衛(wèi)星和蜂巣式網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的混合性無線網(wǎng)絡(luò)，包括下列步驟依據(jù)同一 CGI碼參數(shù)的復(fù)數(shù)個服務(wù)類別訓(xùn)練數(shù)據(jù)進行一第一方位信息和一第一位置信息的估算；依據(jù)同一 CGI碼參數(shù)的復(fù)數(shù)個鄰居類別訓(xùn)練數(shù)據(jù)進行一第二方位信息和一第二位置信息的估算；以及結(jié)合所述第一方位信息、第一位置信息、第二方位信息和第二位置信息來確定該小區(qū)基站的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的估算小區(qū)基站位置的方法，其特征在干，所述第一方位信息和第一位置信息的估算，包括下列步驟依據(jù)該復(fù)數(shù)個服務(wù)類別訓(xùn)練數(shù)據(jù)的復(fù)數(shù)個GPS位置坐標(biāo)使用一算法定義ー第一參考坐標(biāo)；依據(jù)該第一參考坐標(biāo)將所述復(fù)數(shù)個服務(wù)類別訓(xùn)練數(shù)據(jù)劃分復(fù)數(shù)個群集； 依據(jù)所述復(fù)數(shù)個服務(wù)類別訓(xùn)練數(shù)據(jù)的復(fù)數(shù)個信號強度值定義一第一參考信號強度值、 一第二參考信號強度值以及一第三參考信號強度值；依據(jù)該第一參考信號強度值對每一群集計算ー相近值，并自該復(fù)數(shù)個群集選擇一具有高總和相近值的群集；依據(jù)該具有高總和相近值的群集的復(fù)數(shù)個服務(wù)類別訓(xùn)練數(shù)據(jù)，基于第二參考信號強度值計算第一位置信息；以及依據(jù)該第三參考信號強度值來判斷小區(qū)基站位置的第一方位信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的估算小區(qū)基站位置的方法，其特征在干，使用重心算法來計算第一參考坐標(biāo)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的估算小區(qū)基站位置的方法，其特征在干，使用重心算法來計算第一參考信號強度值、使用最低信號強度值來定義第二參考信號強度值以及使用最高信號強度值來定義第三參考信號強度值。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的估算小區(qū)基站位置的方法，其特征在干，使用權(quán)重平均算法來計算ー第一位置信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的估算小區(qū)基站位置的方法，其特征在干，，所述第二方位信息和第二位置信息的估算，包括下列步驟依據(jù)復(fù)數(shù)個鄰居類別訓(xùn)練數(shù)據(jù)的復(fù)數(shù)個GPS位置坐標(biāo)使用一算法定義ー第二參考坐標(biāo)；依據(jù)該第二參考坐標(biāo)將所述復(fù)數(shù)個鄰居類別訓(xùn)練數(shù)據(jù)劃分復(fù)數(shù)個群集； 依據(jù)所述復(fù)數(shù)個鄰居類別訓(xùn)練數(shù)據(jù)的復(fù)數(shù)個信號強度值定義一第四參考信號強度值、 一第五參考信號強度值以及一第六參考信號強度值；依據(jù)該第四參考信號強度值對每一群集計算ー相近值，并自該復(fù)數(shù)個群集選擇一具有高總和相近值的群集；依據(jù)該具有高總和相近值的群集的復(fù)數(shù)個鄰居類別訓(xùn)練數(shù)據(jù)，基于第五參考信號強度值計算第二位置信息；以及依據(jù)該第六參考信號強度值來判斷小區(qū)基站位置的第二方位信息。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的估算小區(qū)基站位置的方法，其特征在干，使用重心算法來計算第二參考坐標(biāo)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的估算小區(qū)基站位置的方法，其特征在干，使用重心算法來計算第四參考信號強度值、使用最低信號強度值來定義第五參考信號強度值以及使用最高信號強度值來定義第六參考信號強度值。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的估算小區(qū)基站位置的方法，其特征在干，使用權(quán)重平均算法來計算ー第二位置信息。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的估算小區(qū)基站位置的方法，其特征在于，結(jié)合所述第一方位信息、第一位置信息、第二方位信息和第二位置信息來確定該小區(qū)基站的位置，包括下列步驟若所述第四參考信號強度值為未取得，則使用所述第一位置信息來確定該小區(qū)基站的位置；若所述第四參考信號強度值為取得，且所述第一參考信號強度值小于該第四參考信號強度值，則使用所述第二位置信息來確定該小區(qū)基站的位置；若所述第四參考信號強度值為取得，且所述第一參考信號強度值不小于該第四參考信號強度值，且所述第一方位信息和第二方位信息為相同一方位，則使用所述第一位置信息來確定該小區(qū)基站的位置；依據(jù)所述第一參考坐標(biāo)以及第ニ參考坐標(biāo)定義一區(qū)間；若所述第四參考信號強度值為取得，且所述第一參考信號強度值不小于該第四參考信號強度值，且所述第一方位信息和第二方位信息為位于該區(qū)間中，則使用所述第一位置信息來確定該小區(qū)基站的位置；以及若所述第四參考信號強度值為取得，且所述第一參考信號強度值不小于該第四參考信號強度值，且所述第一方位信息和第二方位信息為不位于該區(qū)間中，則使用所述第一位置信息和第二位置信息來計算一平均值以確定該小區(qū)基站的位置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種估算小區(qū)基站位置的方法。通過行動訓(xùn)練裝置自復(fù)數(shù)個衛(wèi)星與復(fù)數(shù)個小區(qū)基站獲取信號，基于所述該復(fù)數(shù)個信號，建立一信號特征數(shù)據(jù)庫，且依據(jù)該特征數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)來估算小區(qū)基站的位置。
文檔編號H04W64/00GK102573054SQ20111039445
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月25日
發(fā)明者劉柏池 申請人:勝義科技股份有限公司