專利名稱：估算行動用戶位置的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及位置估算的方法，尤指ー種可依據(jù)全球定位衛(wèi)星信號和蜂巣式網(wǎng)絡信號來估算行動用戶位置的方法。
背景技術：
近年來，隨著多樣化類型的以位置為基礎的服務(Location-based services, LBS)呈現(xiàn)高度性發(fā)展，無線定位技術受到相關領域的注意與重視。定位技術所需測量的訊號，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，目前相關領域中多祥化的定位技術被廣泛的提出。在以衛(wèi)星為基礎(satellite-based)的定位系統(tǒng)上，GPS是最為大眾所熟知并廣泛應用于各種領域的定位系統(tǒng)。GPS是透過布設于太空中的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?shù)慕邮赵O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)緯度坐標定位服務，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程度的降低。在以蜂巢式網(wǎng)絡為基礎(cellular network-based)的定位系統(tǒng)上，最基本的定位技術，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。在蜂巢網(wǎng)絡定位系統(tǒng)中，另ー個簡單實用的定位技術，是利用行動裝置接收來自小區(qū)基站的信號功率強度，即接收信號強度(Received Signal Strength, RSS)，實現(xiàn)ニ維空間位置解算。定位方法是利用三個或以上所接收到的RSS值，以三角定位算法解算行動裝置的位置，其缺點為，由于非直視效應(non-line of sight effect)和遮蔽衰落(shadow fading)的影響，RSS值的測量誤差導致三角定位算法無法解算或解算出極大的定位誤差值。另外，在郊區(qū)或丘陵環(huán)境，小區(qū)基站的布設較少，聽取三個或以上基站的能力也是主要瓶頸。除了上述的定位技術外，以測量時間訊號為基礎的定位技術如到達時間(Time of Arrive,ToA)和到達時間差(Time Difference of Arrive,TDoA)也為廣泛使用的方法。雖然擁有較佳的定位精準度，其最主要的缺點，是需要復雜位置解算量、高的訊號測量復雜度、高的額外硬設備成本以及需要更改行動裝置的硬件架構。此外，在郊區(qū)或丘陵環(huán)境，為能實現(xiàn)位置解算，聽取三個或以上小區(qū)基站的能力也是主要問題。

發(fā)明內(nèi)容
為滿足行動用戶使用一裝置能在不同環(huán)境中無縫(seamless)擷取以位置為基礎的服務，本發(fā)明提出ー種應用于裝置的位置估算方法。
本發(fā)明實例中估算行動用戶位置的方法是用于以衛(wèi)星和蜂巣式網(wǎng)絡為基礎的混合性無線網(wǎng)絡。至少包括一行動訓練裝置用來獲取復數(shù)個訓練數(shù)據(jù)，ー訓練數(shù)據(jù)報括一 GPS 位置坐標與復數(shù)個小區(qū)基站的CGI碼參數(shù)和信號強度值，該復數(shù)個小區(qū)基站包括一服務小區(qū)基站與至少ー鄰居小區(qū)基站；一數(shù)據(jù)運算服務器用來執(zhí)行上述復數(shù)個訓練數(shù)據(jù)的搜尋、 融和(fusion)和小區(qū)基站位置的估算；一行動用戶使用一裝置，該裝置自ー特定小區(qū)基站獲取一定位數(shù)據(jù)，該定位數(shù)據(jù)包括該特定小區(qū)基站的CGI碼參數(shù)和信號強度值；一定位運算服務器用來執(zhí)行該定位數(shù)據(jù)的搜尋和行動用戶位置的估算；以及一信號特征數(shù)據(jù)庫用于儲存上述復數(shù)個訓練數(shù)據(jù)、紀錄小區(qū)基站的位置信息及狀態(tài)，且供上述數(shù)據(jù)運算服務器及定位運算服務器進行所述復數(shù)個訓練數(shù)據(jù)及定位數(shù)據(jù)的搜尋。本發(fā)明實例中位置估算方法是依據(jù)該行動裝置檢測到的特定小區(qū)基站的CGI 碼參數(shù)，可獲取來自該信號特征數(shù)據(jù)庫的小區(qū)基站位置信息和復數(shù)個訓練數(shù)據(jù)?；谠撔^(qū)基站位置信息提供一基站(CGI)定位法，基于該復數(shù)個訓練數(shù)據(jù)提供一基站輔助 RSS(CGI-RSS)定位法。每ー定位法被賦予ー權值(priority)，該CGI-RSS的權值一般來說較高，選擇一高權值的位置信息來確定一行動用戶之位置。本發(fā)明上述的方法是純軟件架構，可以透過程序代碼布設于實體機器中。當機器加載程序代碼且執(zhí)行時，機器成為用以實行本發(fā)明的裝置。
以下結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)絡為基礎的行動用戶位置估算簡化架構示意圖；圖2所示為本發(fā)明實施例中行動用戶位置估算的數(shù)據(jù)訓練架構示意圖；圖3所示為本發(fā)明實施例中行動用戶位置估算的數(shù)據(jù)訓練架構流程示意圖；圖4所示為本發(fā)明實施例中行動用戶位置估算的架構流程示意圖；圖5所示為ー藉由該服務類別中復數(shù)個訓練數(shù)據(jù)進行行動用戶位置估算的架構流程示意圖；圖6所示為ー藉由該鄰居類別中復數(shù)個訓練數(shù)據(jù)進行行動用戶位置估算的架構流程示意圖。主要組件符號說明101、102、103 GPS 衛(wèi)星104、105、106、107 小區(qū)基站
108行動訓練裝置109 數(shù)據(jù)運算服務器
110行動裝置111 定位運算服務器
112信號特征_女據(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備分數(shù)據(jù)庫206蜂巢無線網(wǎng)絡
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
301 311 步驟401ハ-406 步驟
501 508 步驟601 608 步驟
具體實施例方式為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示，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)絡為基礎的行動用戶位置估算簡化架構示意圖，包括復數(shù)個GPS衛(wèi)星(101，102，103)、復數(shù)個小區(qū)基站(104，105，106，107)、一行動訓練裝置108如智能型手機或個人數(shù)字助理(PDA)、一數(shù)據(jù)運算服務器109、一行動裝置110如移動電話、智能型手機、PDA、筆記本電腦或平板計算機(il^ad)、一定位運算服務器 111以及一信號特征數(shù)據(jù)庫112。該數(shù)據(jù)運算服務器109、該定位運算服務器111以及該信號特征數(shù)據(jù)庫112系架設于云端。該等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)明實施例中行動用戶位置估算的數(shù)據(jù)訓練架構示意圖，一行動訓練裝置108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、ー數(shù)據(jù)加密單元204和ー備分數(shù)據(jù)庫205。該數(shù)據(jù)運算服務器109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。該行動訓練裝置108透過ー蜂巢無線網(wǎng)絡206與該數(shù)據(jù)運算服務器109進行鏈接。當該行動訓練裝置108進入該混合性網(wǎng)絡的戶外目標區(qū)域吋，透過該行動訓練裝置108的接收單元201可獲取復數(shù)個訓練數(shù)據(jù)。一訓練數(shù)據(jù)報括如下1. 一 GPS位置坐標。其工作原理大致如下該行動訓練裝置108的接收單元201 內(nèi)的GPS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 ToA值，依據(jù)至少四個ToA值來計算出該行動訓練裝置108的GPS位置坐標。2.復數(shù)個小區(qū)基站的CGI碼參數(shù)及信號強度值。該行動訓練裝置108的接收單元 201檢測到復數(shù)個小區(qū)基站(如圖1中所示的104、105及107)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，而該復數(shù)個小區(qū)基站包括一服務小區(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、107)。如熟悉GPS技術的人所知，通常該GPS位置坐標以每一秒更新一次，因此，信號檢測的時間卷標(time stamp)設為一秒?；谠摃r間卷標，透過行動訓練裝置108的接收單元201可獲取該GPS位置坐標一次以及可析取復數(shù)個CGI碼參數(shù)和測量復數(shù)個信號強度值二次。該行動訓練裝置108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數(shù)個訓練數(shù)據(jù)，且以批次方式將儲存的復數(shù)個訓練數(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)的間隔時間卷標設為三十秒。需注意的是，在本發(fā)明實施例中， 設定的時間標簽和次數(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。該行動訓練裝置108的數(shù)據(jù)分類単元203接收到復數(shù)個訓練數(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)可區(qū)分為一服務類別和一鄰居類別，而一服務類別和ー鄰居類別各自包括復數(shù)個訓練數(shù)據(jù)。在鏈接蜂巢無線網(wǎng)絡206(如圖1中所示的104)將復數(shù)個訓練數(shù)據(jù)透過一應用程序編程接ロ(application programming interface, API)傳送至該數(shù)據(jù)運算服務器109之前，由數(shù)據(jù)加密単元204對復數(shù)個訓練數(shù)據(jù)執(zhí)行壓縮和加密，以形成復數(shù)個加密訓練數(shù)據(jù)，并傳送復數(shù)個加密訓練數(shù)據(jù)至該備份數(shù)據(jù)庫205儲存?；跓o線網(wǎng)絡的傳輸特性，一旦復數(shù)個加密訓練數(shù)據(jù)傳送失敗，可自該備份數(shù)據(jù)庫205 取得復數(shù)個加密訓練數(shù)據(jù)來執(zhí)行重傳。在該數(shù)據(jù)運算服務器109接收到復數(shù)個加密訓練數(shù)據(jù)之后，該數(shù)據(jù)運算服務器109的解密單元207用于對復數(shù)個加密訓練數(shù)據(jù)執(zhí)行解壓縮和解密，以形成復數(shù)個解密訓練數(shù)據(jù)，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 112來獲取相應的數(shù)據(jù)庫的訓練數(shù)據(jù)，以執(zhí)行數(shù)據(jù)融合。在下述的圖3，主要用以于描述數(shù)據(jù)庫搜尋、數(shù)據(jù)融合以及小區(qū)基站位置估算的步驟。圖3所示為本發(fā)明實施例中行動用戶位置估算的數(shù)據(jù)訓練架構流程示意圖。首先執(zhí)行步驟301，使用析取到的小區(qū)基站的CGI碼參數(shù)為ー鍵值(key)來進行一信號特征數(shù)據(jù)庫112的搜尋。在步驟302中，確認該CGI碼參數(shù)是否為一存在狀態(tài)。1.如果CGI碼參數(shù)為一存在狀態(tài)，該數(shù)據(jù)融和単元208自該信號特征數(shù)據(jù)庫112 獲取訓練數(shù)據(jù)(步驟30 、執(zhí)行該信號特征數(shù)據(jù)庫訓練數(shù)據(jù)和復數(shù)個訓練數(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112(步驟304)。該信號特征數(shù)據(jù)庫112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)為一未存在狀態(tài)，該數(shù)據(jù)融和単元208直接將復數(shù)個訓練數(shù)據(jù)傳送至該信號特征數(shù)據(jù)庫112(步驟306)。在該信號特征數(shù)據(jù)庫112接收到復數(shù)個訓練數(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112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錄為一未知狀態(tài)，則該信號特征數(shù)據(jù)庫112立即傳送該小區(qū)基站的訓練數(shù)據(jù)至該位置解算單元209 (步驟308)，如果該位置信息的紀錄為一更新狀態(tài)，則該信號特征數(shù)據(jù)庫112 定期定時傳送該小區(qū)基站的訓練數(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)接收到的復數(shù)個訓練數(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)，而該RF信號系指接收信號強度值。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112，該信號特征數(shù)據(jù)庫112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所示為本發(fā)明實施例中行動用戶位置估算的架構流程示意圖，當一行動用戶使用一行動裝置110存在該混合性無線網(wǎng)絡的目標區(qū)域，在任何ー時間要求一位置信息吋，該行動裝置110自ー特定小區(qū)基站獲取一定位數(shù)據(jù)(步驟401)，該定位數(shù)據(jù)包括該特定小區(qū)基站的CGI碼參數(shù)和信號強度值，而該特定小區(qū)基站為一服務小區(qū)基站(如圖1中的 106)。該行動裝置110透過鏈接一蜂巢無線網(wǎng)絡并使用一 API將該定位數(shù)據(jù)傳送至該定位運算服務器111 (步驟40 。該定位運算服務器111接收到該定位數(shù)據(jù)之后，使用該服務小區(qū)基站的CGI碼參數(shù)為ー鍵值，執(zhí)行該信號特征數(shù)據(jù)庫112的搜尋來獲取相應的小區(qū)基站位置信息和訓練數(shù)據(jù)(步驟40；3)。復數(shù)個訓練數(shù)據(jù)包括兩個類別服務類別和鄰居類別，檢視該服務類別的訓練數(shù)據(jù)是否存在(步驟404)，如果該服務類別的訓練數(shù)據(jù)為一存在狀態(tài)，則使用該服務類別的訓練數(shù)據(jù)來進行行動用戶的位置估算(步驟40 ，如果該服務類別的訓練數(shù)據(jù)為一未存在狀態(tài)，則使用該鄰居類別的訓練數(shù)據(jù)來進行行動用戶的位置估算(步驟406)。在下述的圖5至圖6，主要用于藉由該服務類別的復數(shù)個訓練數(shù)據(jù)與該鄰居類別的復數(shù)個訓練數(shù)據(jù)說明本發(fā)明的行動用戶位置估算方法的實施方式。圖5所示為ー藉由該服務類別的復數(shù)個訓練數(shù)據(jù)進行行動用戶位置估算的架構流程示意圖。首先執(zhí)行步驟501，對該服務類別的復數(shù)個訓練數(shù)據(jù)的該復數(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和一第二參考信號強度值。在此實施例中，使用最低信號強度值來定義ー第一參考信號強度值，其方程式可以寫為RSSMfl = min{RSSj ；使用最高信號強度值來定義ー第二參考信號強度值，其方程式可以寫為RSSMf2 =max (RSSj。接續(xù)執(zhí)行步驟502，對該服務類別的復數(shù)個訓練數(shù)據(jù)劃分復數(shù)個群集(cluster)。 在此實施例中，該服務類別的復數(shù)個訓練數(shù)據(jù)劃分三個群集，其中第k(k= 1,2,3)個群集的復數(shù)個訓練數(shù)據(jù)可以用集合來表示。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，于不同實施例中，該數(shù)目可以有所變化。群集劃分之方式為依據(jù)該第一參考信號強度值、該第二參考信號強度值以及該群集的數(shù)目定義ー第一信號強度邊界(boundary)值，其方程式可以寫為RSSbs = (RSSrefl_RSSMf2)/K，其中K為群集的數(shù)目。 基于該RSSbs值定義每一群集，舉例而言，已知第i個訓練數(shù)據(jù)之信號強度值為RSSi,若RSSi 大于或等于(RSSMf2+RSSbs)，則該訓練資料位于k = 1群集；若RSSi小于(RSSref2+RSSbs)且大于或等于(RSSMf2+2RS4s)，則該訓練資料位于k = 2群集；否則，則該訓練資料位于k = ο 集。接續(xù)執(zhí)行步驟503，依據(jù)該行動裝置110檢測到的服務小區(qū)基站的信號強度值 RSSffl,自該復數(shù)個群集選擇一群集。舉例而言，若RS、大于或等于(RSS,ef2+RSSbs)，則選擇k =1群集。接續(xù)執(zhí)行步驟504，檢視該群集的復數(shù)個訓練資料是否存在。如果該群集的復數(shù)個訓練數(shù)據(jù)為一存在狀態(tài)，則進至步驟505，反之，則進至步驟506。于步驟505，使用該群集的復數(shù)個訓練數(shù)據(jù)的復數(shù)個GPS位置坐標和該復數(shù)個信號強度值來計算一行動用戶位置，其實施方式為假設ー (\，k= 1或2或3，包含nk個訓練數(shù)據(jù)，每ー訓練數(shù)據(jù)有ー GPS位置坐標與一信號強度測量值，若該信號強度測量值等于 RS、，則權重值為Wg = 1，若該信號強度測量值不等于RS、，則計算一權重值Wg，接著，使用權重平均算法計算一行動用戶位置，其方程式可以寫為X=E 8 =し..,nk(WgXXg)/ Σ 8 =し,nk WgY =Σ 8 =し..,nk(WgXYg)/ Σ 8 =し,nk Wg于步驟506，針對該服務類別的復數(shù)個訓練數(shù)據(jù)，以該行動裝置110檢測到的服務小區(qū)基站的信號強度值為一基值，分別對每一訓練數(shù)據(jù)的每一信號強度值計算一相似 (proximity)值，其可表示為Pi，其中i = 1,2,…，N。接續(xù)執(zhí)行步驟507，自該復數(shù)個相似值定義一第一參考相似值。在此實施例中，使用最大相似值來定義，其方程式可以寫為Pmax = min{pj。接續(xù)執(zhí)行步驟508，使用該服務類別的復數(shù)個訓練數(shù)據(jù)的復數(shù)個GPS位置坐標與該復數(shù)個信號強度值來計算一行動用戶位置，其實施方式為該服務類別有N個訓練數(shù)據(jù)， 每ー訓練數(shù)據(jù)有一 GPS位置坐標、一信號強度測量值以及一計算到的相似值，若該相似值不等〒P_，則權重值為Wi = 1，若該相似值等于Pmax，則計算ー權重值Wi,接著，使用權重平均算法計算一行動用戶位置，其方程式可以寫為X=E ぃし…，N(WiXXi)/ Σ ぃし…，N WiΥ=Σ いし…，N(IiXYi)/ Σ いし…，N Wi圖6所示為ー藉由該鄰居類別的復數(shù)個訓練數(shù)據(jù)進行行動用戶位置估算的架構流程示意圖。首先執(zhí)行步驟601，對該鄰居類別的復數(shù)個訓練數(shù)據(jù)的復數(shù)個信號強度值 RS^，其中j = l，2，…，M，定義ー第三參考信號強度值和一第四參考信號強度值。在此實施例中，使用最低信號強度值來定義ー第三參考信號強度值，其方程式可以寫為RSSMf3 = min{RSSj}；使用最高信號強度值來定義ー第四參考信號強度值，其方程式可以寫為RSSMf4 =max IRSSjI。接續(xù)執(zhí)行步驟602，對該鄰居類別的復數(shù)個訓練數(shù)據(jù)劃分復數(shù)個群集。在此實施例中，該鄰居類別的復數(shù)個訓練數(shù)據(jù)劃分三個群集，其中第k(k= 1,2,3)個群集的復數(shù)個訓練數(shù)據(jù)可以用集合Hk來表示。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。群集劃分的方式為依據(jù)該第三參考信號強度值、該第四參考信號強度值以及該群集的數(shù)目定義ー第二信號強度邊界值，其方程式可以寫為RSSbn= (RSSref3-RSSref4)/K，其中K為群集之數(shù)目?；谠?^ら11值定義每一群集，舉例而言，已知第j個訓練數(shù)據(jù)之信號強度值為RSSp若RSi^大于或等于 (RSSref4+RSSbn)，則該訓練資料位于k = 1群集；若RS^小于(RSSMf4+RSSbn)且大于或等于 (RSSref4+2RSSbn)，則該訓練資料位于k = 2群集；否則，則該訓練資料位于k = 3群集。接續(xù)執(zhí)行步驟603，依據(jù)該行動裝置110檢測到的服務小區(qū)基站的信號強度值 RSSffl,自該復數(shù)個群集選擇一群集。舉例而言，若RS、大于或等于(RSS,ef4+RSSbn)，則選擇k =1群集。接續(xù)執(zhí)行步驟604，檢視該群集的復數(shù)個訓練數(shù)據(jù)是否存在，如果該群集的復數(shù)個訓練數(shù)據(jù)為一存在狀態(tài)，則進至步驟605，反之，則進至步驟606。于步驟605，使用該群集的復數(shù)個訓練數(shù)據(jù)的復數(shù)個GPS位置坐標與該復數(shù)個信號強度值來計算一行動用戶位置，其實施方式為假設ー Hk，k= 1或2或3，包含mk個訓練數(shù)據(jù)，每ー訓練數(shù)據(jù)有ー GPS位置坐標與一信號強度測量值，若該信號強度測量值等于 RS、，則權重值為Wh = 1，若該信號強度測量值不等于RS、，則計算一權重值Wh，接著，使用權重平均算法計算一行動用戶位置，其方程式可以寫為X = Σ ドし..,fflk(WhXXh)/ Σ ドし,mk WhΥ=Σ ^1, ..,fflk(WhXYh)/ Σ ^1, ,mk Wh于步驟606，針對該鄰居類別的復數(shù)個訓練數(shù)據(jù)，以該行動裝置110檢測到的服務小區(qū)基站的信號強度值為一基值，分別對每一訓練數(shù)據(jù)的每一信號強度值計算一相似值， 其可表示為ら，其中j = 1,2,…，Μ。接續(xù)執(zhí)行步驟607，自該復數(shù)個相似值定義一第二參考相似值。在此實施例中，使用最大相似值來定義，其方程式可以寫為Pmax = miniPj}。接續(xù)執(zhí)行步驟608，使用該鄰居類別的復數(shù)個訓練數(shù)據(jù)的復數(shù)個GPS位置坐標與該復數(shù)個信號強度值來計算一行動用戶位置，其實施方式為該鄰居類別有M個訓練數(shù)據(jù)， 每ー訓練數(shù)據(jù)有一 GPS位置坐標、一信號強度測量值以及一計算到之相似值，若該相似值不等于P_，則權重值為ろ=1，若該相似值等于Pmax，則計算ー權重值Wj,接著，使用權重平均算法計算一行動用戶位置，其方程式可以寫為X=E ^1,…,JWjXXj)/ Σ ^1,…，m WjΥ=Σ ^1,…,JWJXYJ)/ Σ ^1,…，M WJ該定位運算服務器111提供包括一基站(CGI)定位法以及一基站輔助 RSS(CGI-RSS)定位法。該CGI定位法系為使用小區(qū)基站位置信息來確定一行動用戶的位置，而該CGI-RSS定位法系為使用該服務類別或鄰居類別的訓練數(shù)據(jù)估算一位置信息來確定一行動用戶的位置。每ー定位法被賦予ー權值(priority)，該CGI-RSS的權值一般來說較高。該定位運算服務器111選擇一高權值的位置信息來確定一行動用戶的位置。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，可以透過程序代碼布設于實體媒體，如硬盤、光盤片、或是任何電子裝置(如智能型手機、計算機可讀取的儲存媒體)，當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)明的方法與裝置也可以程序代碼型態(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。上列詳細說明是針對本發(fā)明之一可行實施例的具體說明，但是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)明技藝精神所為的等效實施或變更，均應包含于本案的專利范圍中。
權利要求
1.一種估算行動用戶位置的方法，其特征在干，所述方法用于以衛(wèi)星和蜂巣式網(wǎng)絡為基礎的混合性無線網(wǎng)絡，包括下列步驟使用一行動裝置自ー特定小區(qū)基站獲取一定位資料，其中該特定小區(qū)基站為該行動裝置的一服務小區(qū)基站，而該定位數(shù)據(jù)可包括該服務小區(qū)基站的ー CGI碼參數(shù)和一信號強度值；依據(jù)該服務小區(qū)基站的ー CGI碼參數(shù)，該定位運算服務器執(zhí)行該信號特征數(shù)據(jù)庫的搜尋來獲取相應的小區(qū)基站位置信息和訓練數(shù)據(jù)，并提供包括一基站定位法與一基站輔助 RSS定位法；以及依據(jù)每一定位法被賦予ー權值，選擇一高權值的位置信息來確定一行動用戶位置。
2.根據(jù)權利要求1所述的估算行動用戶位置的方法，其特征在干，所述基站定位法是使用小區(qū)基站位置信息來確定一行動用戶的位置。
3.根據(jù)權利要求1所述的估算行動用戶位置的方法，其特征在干，所述基站輔助RSS定位法是使用該信號特征數(shù)據(jù)庫的訓練數(shù)據(jù)來估算一位置信息以確定一行動用戶的位置。
4.根據(jù)權利要求3所述的估算行動用戶位置的方法，其特征在干，所述信號特征數(shù)據(jù)庫的訓練數(shù)據(jù)包括服務類別和鄰居類別，如果服務類別的訓練數(shù)據(jù)為一存在狀態(tài)，則使用該服務類別的訓練數(shù)據(jù)來進行行動用戶位置估算，反之，則使用該鄰居類別的訓練數(shù)據(jù)來進行行動用戶位置估算。
5.根據(jù)權利要求4所述的估算行動用戶位置的方法，其特征在干，使用該服務類別的之復數(shù)個訓練數(shù)據(jù)來進行位置估算，包括下列步驟依據(jù)該復數(shù)個訓練數(shù)據(jù)的復數(shù)個信號強度值定義一第一參考信號強度值和一第二參考信號強度值；依據(jù)該第一參考信號強度值、該第二參考信號強度值以及預先決定的群集數(shù)目來定義一第一信號強度邊界值；基于該第一信號強度邊界值將該復數(shù)個訓練資料劃分復數(shù)個群集；依據(jù)該行動裝置檢測到的服務小區(qū)基站的一信號強度值，自該復數(shù)個群集選擇一群集；以及檢視該群集的訓練數(shù)據(jù)，若該群集的復數(shù)個訓練數(shù)據(jù)為一存在狀態(tài)，則使用該復數(shù)個訓練數(shù)據(jù)來計算一行動用戶位置，反之，則使用該服務類別的復數(shù)個訓練數(shù)據(jù)來計算一行動用戶位置。
6.根據(jù)權利要求5所述的估算行動用戶位置的方法，其特征在干，使用最低信號強度值來定義第一參考信號強度值以及使用最高信號強度值來定義第二參考信號強度值。
7.根據(jù)權利要求5所述的估算行動用戶位置的方法，其特征在干，依據(jù)該群集的復數(shù)個訓練資料的復數(shù)個GPS位置坐標和該復數(shù)個信號強度值使用權重平均算法來計算一行動用戶位置。
8.根據(jù)權利要求5所述的估算行動用戶位置的方法，其特征在干，使用該服務類別的復數(shù)個訓練數(shù)據(jù)來計算一行動用戶位置，包括下列步驟依據(jù)該行動裝置檢測到的服務小區(qū)基站的一信號強度值，分別對每一訓練數(shù)據(jù)的每一信號強度值計算一相似值；自該復數(shù)個相似值，使用最大相似值來定義ー第一參考相似值；以及依據(jù)該復數(shù)個訓練資料的復數(shù)個GPS位置坐標和該復數(shù)個信號強度值，基于該第一參考相似值，使用權重平均算法來計算一行動用戶位置。
9.根據(jù)權利要求4所述的估算行動用戶位置的方法，其特征在干，使用該鄰居類別的復數(shù)個訓練數(shù)據(jù)來進行位置估算，包括下列步驟依據(jù)該復數(shù)個訓練數(shù)據(jù)的復數(shù)個信號強度值定義一第三參考信號強度值和一第四參考信號強度值；依據(jù)該第三參考信號強度值、該第四參考信號強度值以及預先決定的群集數(shù)目來定義一第二信號強度邊界值；基于該第二信號強度邊界值將該復數(shù)個訓練資料劃分復數(shù)個群集；依據(jù)該行動裝置檢測到的服務小區(qū)基站的一信號強度值，自該復數(shù)個群集選擇一群集；以及檢視該群集的訓練數(shù)據(jù)，若該群集的復數(shù)個訓練數(shù)據(jù)為一存在狀態(tài)，則使用該復數(shù)個訓練數(shù)據(jù)來計算一行動用戶位置，反之，則使用該鄰居類別的復數(shù)個訓練數(shù)據(jù)來計算一行動用戶位置。
10.根據(jù)權利要求9所述的估算行動用戶位置的方法，其特征在干，使用最低信號強度值來定義第三參考信號強度值以及使用最高信號強度值來定義第四參考信號強度值。
11.根據(jù)權利要求9所述的估算行動用戶位置的方法，其特征在干，依據(jù)該群集的復數(shù)個訓練資料的復數(shù)個GPS位置坐標和該復數(shù)個信號強度值使用權重平均算法來計算一行動用戶位置。
12.根據(jù)權利要求9所述的估算行動用戶位置的方法，其特征在干，使用該鄰居類別的復數(shù)個訓練數(shù)據(jù)來計算一行動用戶位置，包括下列步驟依據(jù)該行動裝置檢測到的服務小區(qū)基站的一信號強度值，分別對每一訓練數(shù)據(jù)之每一信號強度值計算一相似值；自該復數(shù)個相似值，使用最大相似值來定義ー第二參考相似值；以及依據(jù)該復數(shù)個訓練資料的復數(shù)個GPS位置坐標和該復數(shù)個信號強度值，基于該第二參考相似值，使用權重平均算法來計算一行動用戶位置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種估算行動用戶位置的方法。通過一行動訓練裝置自復數(shù)個衛(wèi)星與復數(shù)個小區(qū)基站獲取信號，基于所述該復數(shù)個信號，建立一信號特征數(shù)據(jù)庫。一行動用戶使用一裝置自一特定小區(qū)基站獲取信號，基于該信號特征進行數(shù)據(jù)庫搜尋，且依據(jù)該特征數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)來估算行動用戶的位置。
文檔編號H04W64/00GK102565833SQ20111041083
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月3日 優(yōu)先權日2010年12月15日
發(fā)明者劉柏池 申請人:勝義科技股份有限公司