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一种基于路测数据的基站定位方法 郭丰君，战松涛 北京邮电大学电信工程学院，北京(100876) Email: buptgg@ 摘要：本文提出了一种采用路测数据并基于传播时间差的基站定位方法。以小灵通蜂窝网络 为例详细讨论了本基站定位方法的算法设计和实施流程，然后基于数字地图对本算法进行了 仿真，最后根据仿真结果对该定位技术进行了简单的总结。 关键词：网络优化，最小二乘法，路测,TDOA 1.引言 无线定位技术在当前已经得到了广泛的应用，国内的多家运营商已经开通了移动用户的 定位技术，然而，在测试维护方面，对于面向基站的反向定位的方法则相对欠缺。实际情况 中，有些地区在网络建设初期急于布网，在网络规划中并没有细致的基站位置数据，而有些 地区虽然有基站位置数据，但是由于长期的网络优化，基站的位置已经产生了不小的变化， 但是基站的位置数据库并没有进行相应的更新。这些问题对于网络优化系统运行的准确性产 生了巨大影响，因此在网络优化领域产生了另一个问题——基站的位置问题。 目前已知的定位方法，主要分为以下三大类：基于信号强度的方法，基于传播时间的方 法和基于到达角度的方法。基于传播时间的方法又分为到达时间（TOA ）方法和到达时间差 （TDOA ），其中 TOA 方法采用绝对时间进行计算，而 TDOA 方法采用相对时间进行计算， 需要有参照点。在路测的过程中，由于基站的位置是未知的，所以基站同测试设备的距离和 到达角度是不可能获得的，而且由于无线信道环境的动态性，基站的强度衰落同样很难预知， 因此只有基于到达时间差的定位方法能够满足实际的应用要求。在计算精度上，虽然目前的 很多定位算法在理论上已经具有足有的精度，但是在实际的无线网络环境中，有很多因素直 接影响定位误差，主要包括多径效应，非视距传播和多址接入等。另外，尤其是对于 PHS 所采用的 TDD 系统而言，基站之间相互的绝对同步是无法做到的，因此，定位算法的精确 度受到很大的影响。 本文采用当前小灵通网络为例提出一种实用快捷的基站定位方法，该方法利用路测数据 作为输入，结合部分已知基站的位置信息，采用到达时间差（TDOA ）的定位方法对未知基 站进行定位。文中详细提出数据的采集方法，采样数据的筛选，基站定位技术的计算方案和 算法，以及对计算结果的后期处理，并且结合数字地图给出用计算机仿真的结果。 2.算法方案 2.1 数据采集 定位算法实现数据来源为无线网络优化中的路测数据，因此路测数据的测量方法和数据 1 选取对计算结果起到很关键的作用，因此，数据采集的方法和数据筛选的方法是整个算法实 施的重要环节。 车载移动台行进的线路问题是数据采集的关键问题。在测试的过程中，对数据采集的线 路以及测试点的位置应当进行合理的选择。如果路线是单一的直线，那么就无法区分关于路 线对称的两个基站，因为移动台在任何时刻接收到从这两个基站传过来的信号基本一致的如 图 1-A 所示。为了避免这种情况的发生，需要根据实际的地形地貌和周围建筑物的情况， 设计一个有效的数据采集。如图 1-B 所示。这样就可以获得有效性更高的数据。 图 1. 测试路线选择 2.2 采样点选取 经过数据采集过程获得的大量数据，不可能全部用在最终的定位计算上，并且由于业务 量的突发性和气候变化等一系列不定因素的影响以及数据采集的随机性，所得的数据中必然 会有一些明显偏离实际情况的数据，因此在进行算法前，要对采样点进行筛选。 ′ 设原始采样数据为 ，表示在 t 时刻点 (x , y ,z ) 所采得的第 组数据， Si (x, y, z,t ) i ′ ′ ′ Am {S 1 ,.