專利名稱:一種指紋定位誤差的評(píng)估方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域,特別是涉及一種指紋定位誤差的評(píng)估方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù):
隨著通信技術(shù)的發(fā)展,作為移動(dòng)通信和個(gè)人通信服務(wù)的一部分,位置服務(wù)變得越來越重要。指紋定位技術(shù)是位置服務(wù)中的一種常用技術(shù),可以在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中基于移動(dòng)終端接收到的基站信號(hào)強(qiáng)度,確定移動(dòng)終端的位置。由于基站信號(hào)的多徑傳播對(duì)環(huán)境具有依賴性,對(duì)于每個(gè)位置而言,該位置上信道的多徑結(jié)構(gòu)是唯一的,移動(dòng)終端發(fā)射的無(wú)線電波經(jīng)過反射和折射,產(chǎn)生與周圍環(huán)境密切相關(guān)的特定模式的多徑信號(hào),這樣的多徑特征可以作為該位置的“指紋”。指紋定位技術(shù)可以基于上述多徑特征,實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)終端的定位。通常情況下,指紋定位技術(shù)包括離線采樣和在線定位兩個(gè)階段。其中,在離線采樣階段,指紋定位系統(tǒng)獲取可見基站在各個(gè)指紋采樣點(diǎn)處的基站信號(hào)強(qiáng)度以及指紋采樣點(diǎn)的位置坐標(biāo)(包括經(jīng)度、緯度和高度等)等數(shù)據(jù),生成相應(yīng)的指紋記錄,并將該指紋記錄存入指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中。此外,還可以在離線指紋采樣階段對(duì)指紋記錄進(jìn)行預(yù)處理,以提高定位性能。在線定位階段中,指紋定位系統(tǒng)基于預(yù)設(shè)規(guī)則或數(shù)理統(tǒng)計(jì)理論對(duì)移動(dòng)終端上報(bào)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中的指紋記錄之間的相似性進(jìn)行度量和匹配,優(yōu)選出與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)最接近的K個(gè)樣本指紋,并返回該K個(gè)優(yōu)選樣本指紋所在位置的均值作為移動(dòng)終端的位置。在上述指紋定位過程中,可見基站可以為蜂窩小區(qū)基站,也可以為WLAN APdireless Local Area Network Access Point,無(wú)線局域網(wǎng)接入點(diǎn)),且移動(dòng)終端需要具備相應(yīng)的通信能力。 例如,當(dāng)可見基站為WLAN AP的情況下,移動(dòng)終端需要具備WLAN通信能力。隨著位置業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新,位置應(yīng)用對(duì)基礎(chǔ)定位能力的要求越來越高,位置能力正在向著開放、智能的方向不斷發(fā)展。定位平臺(tái)不僅要具備開放的高質(zhì)量的定位能力,而且還需要對(duì)自身的定位結(jié)果的質(zhì)量有著清晰的認(rèn)知,因此,定位平臺(tái)需要對(duì)定位誤差進(jìn)行評(píng)估,才能夠在多樣化的位置應(yīng)用需求、場(chǎng)景和環(huán)境條件下為用戶提供更加多樣化的區(qū)分位置服務(wù)?,F(xiàn)有的指紋定位技術(shù)中,為實(shí)現(xiàn)對(duì)定位誤差的估計(jì),通常在采集和計(jì)算無(wú)線信號(hào)相關(guān)特性分析參數(shù)(如基站信號(hào)強(qiáng)度均值、方差,邊緣概率分布等)數(shù)據(jù)之后,以及在線定位階段之前增加一個(gè)訓(xùn)練階段。在訓(xùn)練階段中,通過使用帶有GPS(Global Positioning System,全球定位系統(tǒng))的移動(dòng)終端等方式實(shí)時(shí)記錄指紋定位過程中的終端實(shí)際位置、定位結(jié)果和相應(yīng)的定位誤差。針對(duì)上述記錄數(shù)據(jù),可以利用基于統(tǒng)計(jì)分析、估計(jì)和學(xué)習(xí)理論的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù),訓(xùn)練得到通過信號(hào)參數(shù)求解定位誤差的經(jīng)驗(yàn)?zāi)P汀=?jīng)過充足的離線訓(xùn)練學(xué)習(xí)之后,可以在局部相同空間區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)較高的誤差估計(jì)精度。在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中,發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在如下問題采用現(xiàn)有的定位誤差估計(jì)技術(shù)時(shí),需要在離線采樣階段耗費(fèi)大量的計(jì)算處理開銷來采集和測(cè)量范圍足夠廣、密度足夠大的指紋數(shù)據(jù)(包括無(wú)線基站信號(hào)強(qiáng)度和基于GPS位置的指紋定位誤差),而且在線定位階段還需要具備相同的機(jī)器學(xué)習(xí)模型來實(shí)時(shí)估計(jì)定位誤差,使得現(xiàn)有技術(shù)不僅會(huì)受到預(yù)處理開銷的影響而降低其通用性,而且還會(huì)因過大的處理開銷和離線訓(xùn)練準(zhǔn)備而進(jìn)一步限制其在用戶終端上的實(shí)時(shí)性和可用性。此外,由于不同環(huán)境下信號(hào)參數(shù)與定位誤差之間的模型關(guān)系并不相同,因此,現(xiàn)有的定位誤差估計(jì)技術(shù)的精確性無(wú)法得到保證。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種指紋定位誤差的評(píng)估方法和系統(tǒng),以提高定位誤差估計(jì)的精確性,為此,本發(fā)明實(shí)施例采用如下技術(shù)方案一種指紋定位誤差的評(píng)估方法,指紋定位系統(tǒng)設(shè)置有各個(gè)指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差預(yù)估值,所述指紋聚類包含多個(gè)基站信號(hào)強(qiáng)度相似的指紋采樣點(diǎn),該方法包括指紋定位系統(tǒng)接收用戶設(shè)備上報(bào)的用戶實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),根據(jù)所述用戶實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的指紋采樣點(diǎn)的信息確定所述用戶設(shè)備的定位結(jié)果;所述指紋定位系統(tǒng)查詢所述定位結(jié)果對(duì)應(yīng)的指紋聚類,將查詢到的指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差預(yù)估值作為所述用戶設(shè)備的指紋定位誤差。一種指紋定位系統(tǒng),包括存儲(chǔ)模塊,用于存儲(chǔ)各個(gè)指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差預(yù)估值,所述指紋聚類包含多個(gè)基站信號(hào)強(qiáng)度相似的指紋采樣點(diǎn);接收模塊,用于接收用戶設(shè)備上報(bào)的用戶實(shí)測(cè)數(shù)據(jù);確定模塊,用于根據(jù)所述用戶實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的指紋采樣點(diǎn)的信息確定所述用戶設(shè)備的定位結(jié)果;查詢模塊,用于查詢所述定位結(jié)果對(duì)應(yīng)的指紋聚類,將查詢到的指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差預(yù)估值作為所述用戶設(shè)備的指紋定位誤差。本發(fā)明的上述實(shí)施例在指紋定位系統(tǒng)設(shè)置各個(gè)指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差預(yù)估值, 根據(jù)定位結(jié)果查詢對(duì)應(yīng)的指紋聚類,將查詢到的指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差預(yù)估值作為指紋定位誤差,能夠降低存儲(chǔ)開銷和運(yùn)算開銷,提高了指紋定位誤差的估計(jì)速度和精度,增強(qiáng)了指紋定位誤差的估計(jì)方法的通用性、實(shí)時(shí)性和可用性。
圖1為本發(fā)明實(shí)施例中的指紋定位誤差的評(píng)估方法流程圖;圖2為本發(fā)明實(shí)施例中的設(shè)置定位誤差預(yù)估值的方法流程圖;圖3為本發(fā)明實(shí)施例中的公共可見基站的信號(hào)強(qiáng)度的的正態(tài)分布函數(shù)的重疊部分示意圖;圖4為本發(fā)明實(shí)施例中的指紋定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式在移動(dòng)通信系統(tǒng)中,對(duì)于特定范圍的物理空間區(qū)域內(nèi)的終端而言,其所接收到的同一基站的基站信號(hào)強(qiáng)度值落在一定數(shù)值區(qū)間內(nèi)的概率大于某一門限值。例如,在室外的一片空地或室內(nèi)的一個(gè)房間內(nèi),終端接收到的同一基站的基站信號(hào)強(qiáng)度以大于某一門限值(如90%)的概率落在相同的數(shù)值區(qū)間(如[-58dB,-52dB])內(nèi),因而,在上述空間區(qū)域內(nèi), 不同物理位置處采集到的指紋具有非常近似的基站信號(hào)強(qiáng)度特性,最優(yōu)指紋和次優(yōu)指紋之間的區(qū)分度較低。當(dāng)在上述空間區(qū)域內(nèi)進(jìn)行在線定位時(shí),系統(tǒng)搜索并篩選出該空間區(qū)域中的次優(yōu)指紋的概率較高,導(dǎo)致屬于同一信號(hào)近似性空間區(qū)域內(nèi)的在線定位結(jié)果具有相同等級(jí)的誤差。進(jìn)一步地,隨著信號(hào)近似性空間區(qū)域的擴(kuò)大,該空間所包含的指紋采樣點(diǎn)的數(shù)量也隨之增多,指紋采樣點(diǎn)的分布覆蓋范圍也隨之?dāng)U大,因此,在線定位過程中搜索并匹配得到次優(yōu)指紋的概率隨之增大,次優(yōu)指紋與最優(yōu)指紋之間的誤差距離也隨之增大。基于上述分析,本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案中,在離線采樣階段,指紋定位系統(tǒng)根據(jù)可見基站的基站信號(hào)強(qiáng)度,將具有相同信號(hào)近似性的空間區(qū)域中的指紋采樣點(diǎn)劃分到多個(gè)指紋聚類,并依據(jù)劃分得到的各指紋聚類中的指紋采樣點(diǎn)之間的物理距離,對(duì)各指紋聚類所屬指紋的定位誤差進(jìn)行預(yù)估和存儲(chǔ)。在線定位階段中,指紋定位系統(tǒng)根據(jù)用戶設(shè)備上報(bào)的用戶實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)確定用戶設(shè)備的定位結(jié)果,進(jìn)而確定該定位結(jié)果對(duì)應(yīng)的指紋聚類,將該指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差預(yù)估值作為用戶設(shè)備的指紋定位誤差。下面將結(jié)合本發(fā)明中的附圖,對(duì)本發(fā)明中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述,顯然,所描述的實(shí)施例是本發(fā)明的一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例?;诒景l(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。如圖1所示,為本發(fā)明實(shí)施例中的指紋定位誤差的評(píng)估方法流程圖,指紋定位系統(tǒng)設(shè)置有各個(gè)指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差預(yù)估值,該指紋聚類包含多個(gè)基站信號(hào)強(qiáng)度相似的指紋采樣點(diǎn),可以是由多個(gè)指紋采樣點(diǎn)構(gòu)成的集合。指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)有多個(gè)指紋采樣點(diǎn)的信息,該信息包括指紋采樣點(diǎn)的位置、可見基站的基站標(biāo)識(shí)和基站信號(hào)強(qiáng)度等。上述評(píng)估流程包括以下步驟步驟101,指紋定位系統(tǒng)接收用戶設(shè)備上報(bào)的用戶實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),根據(jù)該用戶實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的指紋采樣點(diǎn)的信息確定用戶設(shè)備的定位結(jié)果。其中,用戶實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為用戶設(shè)備測(cè)量到的可見基站的基站標(biāo)識(shí)和基站信號(hào)強(qiáng)度, 該基站標(biāo)識(shí)可以為蜂窩基站的Cell ID (小區(qū)標(biāo)識(shí))或者WLAN AP的MAC (MediaAccess Control,媒體訪問控制)地址。指紋定位系統(tǒng)計(jì)算用戶實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與各個(gè)指紋采樣點(diǎn)的基站信號(hào)強(qiáng)度之間的相似度,可以將相似度最高的指紋采樣點(diǎn)作為最優(yōu)指紋,將該最優(yōu)指紋的位置作為用戶設(shè)備的定位結(jié)果。指紋定位系統(tǒng)也可以根據(jù)計(jì)算得到的相似度匹配出優(yōu)選指紋集合,將優(yōu)選指紋集合包含的多個(gè)指紋采樣點(diǎn)的坐標(biāo)的加權(quán)平均值作為用戶設(shè)備的定位結(jié)果。步驟102,指紋定位系統(tǒng)查詢定位結(jié)果對(duì)應(yīng)的指紋聚類,將查詢到的指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差預(yù)估值作為用戶設(shè)備的指紋定位誤差。具體地,由于指紋定位系統(tǒng)設(shè)置有各個(gè)指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差預(yù)估值,指紋定位系統(tǒng)可以查詢定位結(jié)果所屬的指紋聚類,將該指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差估計(jì)值作為用戶設(shè)備的指紋定位誤差;也可以查詢定位結(jié)果對(duì)應(yīng)的最優(yōu)指紋所屬的指紋聚類,將該指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差估計(jì)值作為用戶設(shè)備的指紋定位誤差。在上述實(shí)施例中的各個(gè)指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差預(yù)估值通過以下方式存儲(chǔ)到指
7紋定位系統(tǒng)中指紋定位系統(tǒng)根據(jù)指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中的指紋采樣點(diǎn)的基站信號(hào)強(qiáng)度,劃分指紋聚類;指紋定位系統(tǒng)根據(jù)指紋聚類中的多個(gè)指紋采樣點(diǎn)之間的物理距離,計(jì)算各個(gè)指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差預(yù)估值,并存儲(chǔ)計(jì)算得到的定位誤差估計(jì)值。具體地,如圖2所示,為本發(fā)明實(shí)施例中的設(shè)置定位誤差預(yù)估值的方法流程圖,包括以下步驟步驟201,指紋定位系統(tǒng)判斷指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中的指紋采樣點(diǎn)的數(shù)量是否大于預(yù)設(shè)閾值,如果是,則執(zhí)行步驟202 ;否則,執(zhí)行步驟204。步驟202,指紋定位系統(tǒng)將多個(gè)物理位置相近的指紋采樣點(diǎn)劃分到同一指紋聚類。具體地,當(dāng)指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中的指紋采樣點(diǎn)的數(shù)量大于預(yù)設(shè)閾值(例如,5000)時(shí),指紋定位系統(tǒng)可以通過最近鄰居聚類的方法,將物理位置最近的若干個(gè)指紋采樣點(diǎn)劃分到同一指紋聚類,完成對(duì)指紋聚類的初始化,并記錄各個(gè)指紋聚類之間的相鄰關(guān)系。指紋定位系統(tǒng)也可以將物理距離在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的多個(gè)指紋采樣點(diǎn)劃分到同一指紋聚類。步驟203,指紋定位系統(tǒng)根據(jù)各個(gè)指紋聚類之間的基站信號(hào)強(qiáng)度相似度和/或物理位置,對(duì)多個(gè)指紋聚類進(jìn)行合并。其中,兩個(gè)指紋聚類之間的基站信號(hào)強(qiáng)度相似度的計(jì)算可以通過比較兩個(gè)指紋聚類之間的基站信號(hào)強(qiáng)度的分布來實(shí)現(xiàn)。指紋定位系統(tǒng)可以隨機(jī)選取一個(gè)指紋聚類,計(jì)算選取出的指紋聚類與其相鄰的指紋聚類之間的基站信號(hào)強(qiáng)度相似度,當(dāng)該基站信號(hào)強(qiáng)度相似度大于度量閾值時(shí),將上述兩個(gè)指紋聚類進(jìn)行合并。類似地,指紋定位系統(tǒng)可以對(duì)所有指紋聚類重復(fù)上述操作,直至剩余的所有指紋聚類無(wú)法繼續(xù)合并為止。具體地,指紋定位系統(tǒng)可以針對(duì)每任意兩個(gè)指紋聚類,執(zhí)行以下步驟比較兩個(gè)指紋聚類中的所有指紋采樣點(diǎn)的可見基站,得到該兩個(gè)指紋聚類中的所有指紋采樣點(diǎn)的可見基站的合集,該合集中的基站即為公共可見基站。公共可見基站的數(shù)量可以為一個(gè),也可以為多個(gè)。對(duì)于每個(gè)確定出的公共可見基站,指紋定位系統(tǒng)可以針對(duì)上述兩個(gè)指紋聚類,計(jì)算該公共可見基站的信號(hào)強(qiáng)度的分布參數(shù)(包括均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差),并根據(jù)該分布參數(shù)回歸該信號(hào)強(qiáng)度的正態(tài)分布函數(shù),并利用交叉點(diǎn)分段積分的方法計(jì)算兩個(gè)指紋聚類對(duì)應(yīng)該公共可見基站的信號(hào)強(qiáng)度的的正態(tài)分布函數(shù)的重疊部分的面積,如圖3所示。指紋定位系統(tǒng)可以根據(jù)上述正態(tài)分布函數(shù)的重疊部分的面積得到兩個(gè)指紋聚類之間的基站信號(hào)強(qiáng)度相似度。當(dāng)兩個(gè)指紋聚類之間的公共可見基站的數(shù)量為一個(gè)時(shí),指紋定位系統(tǒng)可以將上述計(jì)算得到的正態(tài)分布函數(shù)的重疊部分的面積作為兩個(gè)指紋聚類之間的基站信號(hào)強(qiáng)度相似度;當(dāng)兩個(gè)指紋聚類之間的公共可見基站為多個(gè)時(shí),指紋定位系統(tǒng)可以按照上述步驟分別計(jì)算出多個(gè)公共可見基站對(duì)應(yīng)的重疊部分的面積,并將計(jì)算得到的多個(gè)重疊部分的面積的平均值作為兩個(gè)指紋聚類之間的基站信號(hào)強(qiáng)度相似度。當(dāng)基站信號(hào)強(qiáng)度相似度大于預(yù)設(shè)的度量閾值時(shí),指紋定位系統(tǒng)對(duì)上述兩個(gè)指紋聚類進(jìn)行合并。在上述合并指紋聚類的過程中,過高的度量閾值會(huì)使得指紋聚類所包含的指紋采樣點(diǎn)的數(shù)量急劇下降以及指紋聚類的數(shù)量大幅增多,增加了指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差預(yù)估值錯(cuò)誤較大的發(fā)生概率;相反,過低的度量閾值會(huì)使得指紋聚類所包含的指紋采樣點(diǎn)的數(shù)量急劇增多以及指紋聚類的數(shù)量大幅下降,導(dǎo)致指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差預(yù)估值的區(qū)分能力下降。為確定合適的度量閾值,可以對(duì)不同度量閾值情況下指紋定位誤差的評(píng)估性能進(jìn)行測(cè)試,測(cè)試過程中,在0. 3到0. 7的范圍內(nèi)對(duì)度量閾值進(jìn)行調(diào)整,調(diào)整間隔為0. 05。經(jīng)過比較分析,本發(fā)明實(shí)施例中的度量閾值在0. 3到0. 7的范圍內(nèi);優(yōu)選地,可以選定0. 55作為度量閾值,可以使得用戶設(shè)備的實(shí)際位置和定位位置屬于同一個(gè)指紋聚類的概率為92%。由于指紋采樣點(diǎn)的分布具有不均衡性,經(jīng)過上述合并處理后的指紋聚類中可能依然存在僅包含一個(gè)指紋采樣點(diǎn)的指紋聚類,指紋定位系統(tǒng)可以確定與該指紋聚類的物理位置最近似的鄰居指紋聚類,直接對(duì)上述兩個(gè)指紋聚類進(jìn)行合并,而無(wú)需判斷兩個(gè)指紋聚類之間的基站信號(hào)強(qiáng)度相似度是否大于預(yù)設(shè)的度量閾值。需要說明的是,執(zhí)行完本步驟后,繼續(xù)執(zhí)行步驟205。步驟204,指紋定位系統(tǒng)將每個(gè)指紋采樣點(diǎn)作為一個(gè)指紋聚類,根據(jù)各個(gè)指紋聚類之間的基站信號(hào)強(qiáng)度相似度和/或物理位置,對(duì)多個(gè)指紋聚類進(jìn)行合并。具體地,當(dāng)指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中的指紋采樣點(diǎn)的數(shù)量不大于預(yù)設(shè)閾值(例如,5000)時(shí), 指紋定位系統(tǒng)可以將每個(gè)指紋采樣點(diǎn)作為一個(gè)指紋聚,并按照與步驟203類似的方法對(duì)多個(gè)指紋聚類進(jìn)行合并。步驟205,指紋定位系統(tǒng)根據(jù)指紋聚類中的多個(gè)指紋采樣點(diǎn)之間的物理距離,計(jì)算各個(gè)指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差預(yù)估值,并存儲(chǔ)計(jì)算得到的定位誤差估計(jì)值。具體地,指紋定位系統(tǒng)劃分得到的每個(gè)指紋聚類代表一個(gè)物理空間區(qū)域,該空間區(qū)域的形狀和大小取決于該區(qū)域中的指紋采樣點(diǎn)的數(shù)量以及各個(gè)指紋采樣點(diǎn)的位置分布情況。指紋聚類包含的所有指紋采樣點(diǎn)的基站信號(hào)特征之間的相似性,高于該指紋聚類中的指紋采樣點(diǎn)與其他指紋聚類中的指紋采樣點(diǎn)的基站信號(hào)特征之間的相似性。含有N個(gè)指紋采樣點(diǎn)的指紋聚類可以表示為Ci = {pi},i = 1,2· · · N指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差預(yù)估值的大小也取決于指紋聚類的空間區(qū)域的大小,可以定義為指紋聚類中的任意兩個(gè)指紋采樣點(diǎn)之間的物理距離的平均值,并描述如下E = mean {d(pi, p2)}, i ^ j ;i, j = 1,2. . . N........................[1]其中,E為定位誤差預(yù)估值,d(pl,p2)為指紋聚類中的兩個(gè)指紋采樣點(diǎn)pl,p2之間的物理距離。本發(fā)明的實(shí)施例包括以下優(yōu)點(diǎn),因?yàn)樵谥讣y定位系統(tǒng)設(shè)置各個(gè)指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差預(yù)估值,根據(jù)定位結(jié)果查詢對(duì)應(yīng)的指紋聚類,將查詢到的指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差預(yù)估值作為指紋定位誤差,能夠降低存儲(chǔ)開銷和運(yùn)算開銷,提高了指紋定位誤差的估計(jì)速度和精度,增強(qiáng)了指紋定位誤差的估計(jì)方法的通用性、實(shí)時(shí)性和可用性。當(dāng)然,實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施例的任一產(chǎn)品并不一定需要同時(shí)達(dá)到以上所述的所有優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)上述實(shí)施方式中提供的指紋定位誤差的評(píng)估方法,本發(fā)明實(shí)施例還提供了應(yīng)用上述指紋定位誤差的評(píng)估方法的系統(tǒng)。如圖4所示,為本發(fā)明實(shí)施例中的指紋定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖,包括存儲(chǔ)模塊410,用于存儲(chǔ)各個(gè)指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差預(yù)估值。其中,指紋聚類包含多個(gè)基站信號(hào)強(qiáng)度相似的指紋采樣點(diǎn)。接收模塊420,用于接收用戶設(shè)備上報(bào)的用戶實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。確定模塊430,用于根據(jù)接收模塊420接收到的用戶實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的指紋采樣點(diǎn)的信息確定用戶設(shè)備的定位結(jié)果。查詢模塊440,用于查詢確定模塊430確定的定位結(jié)果對(duì)應(yīng)的指紋聚類,將查詢到的指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差預(yù)估值作為用戶設(shè)備的指紋定位誤差。
具體地,上述查詢模塊440,具體用于查詢定位結(jié)果所屬的指紋聚類或者定位結(jié)果對(duì)應(yīng)的最優(yōu)指紋所屬的指紋聚類。優(yōu)選地,上述指紋定位系統(tǒng)可進(jìn)一步包括劃分模塊450,用于根據(jù)指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中的指紋采樣點(diǎn)的基站信號(hào)強(qiáng)度,劃分指紋聚類。具體地,上述劃分模塊450,具體用于在指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中的指紋采樣點(diǎn)的數(shù)量大于預(yù)設(shè)閾值時(shí),將多個(gè)物理位置相近的指紋采樣點(diǎn)劃分到同一指紋聚類;在指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中的指紋采樣點(diǎn)的數(shù)量不大于預(yù)設(shè)閾值時(shí),將每個(gè)指紋采樣點(diǎn)作為一個(gè)指紋聚類。計(jì)算模塊460,用于根據(jù)指紋聚類中的多個(gè)指紋采樣點(diǎn)之間的物理距離,計(jì)算各個(gè)指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差預(yù)估值。其中,指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差預(yù)估值為指紋聚類中的任意兩個(gè)指紋采樣點(diǎn)之間的物理距離的平均值。上述指紋定位系統(tǒng)還可進(jìn)一步包括合并模塊470,用于根據(jù)各個(gè)指紋聚類之間的基站信號(hào)強(qiáng)度相似度和/或物理位置,對(duì)多個(gè)指紋聚類進(jìn)行合并。具體地,上述合并模塊470,具體用于針對(duì)每任意兩個(gè)指紋聚類,執(zhí)行以下步驟 確定兩個(gè)指紋聚類中的所有指紋采樣點(diǎn)的公共可見基站;針對(duì)上述兩個(gè)指紋聚類,計(jì)算公共可見基站的信號(hào)強(qiáng)度的分布參數(shù),并根據(jù)該分布參數(shù)回歸該信號(hào)強(qiáng)度的正態(tài)分布函數(shù); 計(jì)算兩個(gè)指紋聚類對(duì)應(yīng)的上述公共可見基站的信號(hào)強(qiáng)度的正態(tài)分布函數(shù)的重疊部分的面積,根據(jù)該重疊部分的面積得到上述兩個(gè)指紋聚類之間的基站信號(hào)強(qiáng)度相似度,當(dāng)基站信號(hào)強(qiáng)度相似度大于預(yù)設(shè)的度量閾值時(shí),對(duì)上述兩個(gè)指紋聚類進(jìn)行合并。其中,度量閾值可以在0. 3到0. 7的范圍內(nèi);優(yōu)選地,度量閾值可以為0. 55。當(dāng)兩個(gè)指紋聚類之間的公共可見基站的數(shù)量為一個(gè)時(shí),上述合并模塊470可以將上述計(jì)算得到的正態(tài)分布函數(shù)的重疊部分的面積作為兩個(gè)指紋聚類之間的基站信號(hào)強(qiáng)度相似度;當(dāng)兩個(gè)指紋聚類之間的公共可見基站為多個(gè)時(shí),上述合并模塊470可以按照上述步驟分別計(jì)算出多個(gè)公共可見基站對(duì)應(yīng)的重疊部分的面積,并將計(jì)算得到的多個(gè)重疊部分的面積的平均值作為兩個(gè)指紋聚類之間的基站信號(hào)強(qiáng)度相似度。上述合并模塊470還可以在劃分得到的指紋聚類僅包含一個(gè)指紋采樣點(diǎn)時(shí),確定與該指紋聚類物理位置最近似的鄰居指紋聚類,對(duì)上述指紋聚類和鄰居指紋聚類進(jìn)行合并。本發(fā)明的實(shí)施例包括以下優(yōu)點(diǎn),因?yàn)樵谥讣y定位系統(tǒng)設(shè)置各個(gè)指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差預(yù)估值,根據(jù)定位結(jié)果查詢對(duì)應(yīng)的指紋聚類,將查詢到的指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差預(yù)估值作為指紋定位誤差,能夠降低存儲(chǔ)開銷和運(yùn)算開銷,提高了指紋定位誤差的估計(jì)速度和精度,增強(qiáng)了指紋定位誤差的估計(jì)方法的通用性、實(shí)時(shí)性和可用性。當(dāng)然,實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施例的任一產(chǎn)品并不一定需要同時(shí)達(dá)到以上所述的所有優(yōu)點(diǎn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解實(shí)施例中的系統(tǒng)中的模塊可以按照實(shí)施例描述進(jìn)行分布于實(shí)施例的系統(tǒng)中,也可以進(jìn)行相應(yīng)變化位于不同于本實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)中。上述實(shí)施例的模塊可以合并為一個(gè)模塊,也可以進(jìn)一步拆分成多個(gè)子模塊。通過以上的實(shí)施方式的描述,本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到本發(fā)明可借助軟件加必需的通用硬件平臺(tái)的方式來實(shí)現(xiàn),當(dāng)然也可以通過硬件,但很多情況下前者是更佳的實(shí)施方式?;谶@樣的理解,本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對(duì)現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來,該計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)中,包括若干指令用以使得一臺(tái)終端設(shè)備(可以是手機(jī),個(gè)人計(jì)算機(jī),服務(wù)器,或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例所述的方法。 以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式,應(yīng)當(dāng)指出,對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說,在不脫離本發(fā)明原理的前提下,還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾,這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種指紋定位誤差的評(píng)估方法,其特征在于,指紋定位系統(tǒng)設(shè)置有各個(gè)指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差預(yù)估值,所述指紋聚類包含多個(gè)基站信號(hào)強(qiáng)度相似的指紋采樣點(diǎn),該方法包括指紋定位系統(tǒng)接收用戶設(shè)備上報(bào)的用戶實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),根據(jù)所述用戶實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的指紋采樣點(diǎn)的信息確定所述用戶設(shè)備的定位結(jié)果;所述指紋定位系統(tǒng)查詢所述定位結(jié)果對(duì)應(yīng)的指紋聚類,將查詢到的指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差預(yù)估值作為所述用戶設(shè)備的指紋定位誤差。
2.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述定位結(jié)果對(duì)應(yīng)的指紋聚類包括 所述定位結(jié)果所屬的指紋聚類或者所述定位結(jié)果對(duì)應(yīng)的最優(yōu)指紋所屬的指紋聚類。
3.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,各個(gè)指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差預(yù)估值通過以下方式存儲(chǔ)到指紋定位系統(tǒng)中所述指紋定位系統(tǒng)根據(jù)指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中的指紋采樣點(diǎn)的基站信號(hào)強(qiáng)度,劃分指紋聚類; 所述指紋定位系統(tǒng)根據(jù)指紋聚類中的多個(gè)指紋采樣點(diǎn)之間的物理距離,計(jì)算各個(gè)指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差預(yù)估值,并存儲(chǔ)計(jì)算得到的定位誤差估計(jì)值。
4.如權(quán)利要求3所述的方法,其特征在于,所述指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差預(yù)估值為所述指紋聚類中的任意兩個(gè)指紋采樣點(diǎn)之間的物理距離的平均值。
5.如權(quán)利要求3所述的方法,其特征在于,所述指紋定位系統(tǒng)根據(jù)指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中的指紋采樣點(diǎn)的基站信號(hào)強(qiáng)度,劃分指紋聚類,具體為當(dāng)所述指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中的指紋采樣點(diǎn)的數(shù)量大于預(yù)設(shè)閾值時(shí),所述指紋定位系統(tǒng)將多個(gè)物理位置相近的指紋采樣點(diǎn)劃分到同一指紋聚類。
6.如權(quán)利要求5所述的方法,其特征在于,所述指紋定位系統(tǒng)根據(jù)指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中的指紋采樣點(diǎn)的基站信號(hào)強(qiáng)度,劃分指紋聚類之后,還包括所述指紋定位系統(tǒng)根據(jù)各個(gè)指紋聚類之間的基站信號(hào)強(qiáng)度相似度和/或物理位置,對(duì)多個(gè)指紋聚類進(jìn)行合并。
7.如權(quán)利要求3所述的方法,其特征在于,所述指紋定位系統(tǒng)根據(jù)指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中的指紋采樣點(diǎn)的基站信號(hào)強(qiáng)度,劃分指紋聚類,具體為當(dāng)所述指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中的指紋采樣點(diǎn)的數(shù)量不大于預(yù)設(shè)閾值時(shí),所述指紋定位系統(tǒng)將每個(gè)指紋采樣點(diǎn)作為一個(gè)指紋聚類;所述指紋定位系統(tǒng)根據(jù)指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中的指紋采樣點(diǎn)的基站信號(hào)強(qiáng)度,劃分指紋聚類之后,還包括所述指紋定位系統(tǒng)根據(jù)各個(gè)指紋聚類之間的基站信號(hào)強(qiáng)度相似度和/或物理位置,對(duì)多個(gè)指紋聚類進(jìn)行合并。
8.如權(quán)利要求6或7所述的方法,其特征在于,所述指紋定位系統(tǒng)根據(jù)各個(gè)指紋聚類之間的基站信號(hào)強(qiáng)度相似度,對(duì)多個(gè)指紋聚類進(jìn)行合并,包括所述指紋定位系統(tǒng)針對(duì)每任意兩個(gè)指紋聚類,執(zhí)行以下步驟 所述指紋定位系統(tǒng)確定兩個(gè)指紋聚類中的所有指紋采樣點(diǎn)的公共可見基站; 所述指紋定位系統(tǒng)針對(duì)所述兩個(gè)指紋聚類,計(jì)算所述公共可見基站的信號(hào)強(qiáng)度的分布參數(shù),并根據(jù)所述分布參數(shù)回歸所述信號(hào)強(qiáng)度的正態(tài)分布函數(shù);所述指紋定位系統(tǒng)計(jì)算所述兩個(gè)指紋聚類對(duì)應(yīng)的所述公共可見基站的信號(hào)強(qiáng)度的正態(tài)分布函數(shù)的重疊部分的面積,根據(jù)所述重疊部分的面積得到所述兩個(gè)指紋聚類之間的基站信號(hào)強(qiáng)度相似度;當(dāng)所述基站信號(hào)強(qiáng)度相似度大于預(yù)設(shè)的度量閾值時(shí),所述指紋定位系統(tǒng)對(duì)所述兩個(gè)指紋聚類進(jìn)行合并。
9.如權(quán)利要求8所述的方法,其特征在于,所述度量閾值在0.3到0. 7的范圍內(nèi)。
10.如權(quán)利要求9所述的方法,其特征在于,所述度量閾值為0.55。
11.如權(quán)利要求6或7所述的方法,其特征在于,所述指紋定位系統(tǒng)根據(jù)各個(gè)指紋聚類的物理位置,對(duì)多個(gè)指紋聚類進(jìn)行合并,包括當(dāng)劃分得到的指紋聚類僅包含一個(gè)指紋采樣點(diǎn)時(shí),所述指紋定位系統(tǒng)確定與所述指紋聚類物理位置最近似的鄰居指紋聚類,對(duì)所述指紋聚類和所述鄰居指紋聚類進(jìn)行合并。
12.一種指紋定位系統(tǒng),其特征在于,包括存儲(chǔ)模塊,用于存儲(chǔ)各個(gè)指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差預(yù)估值,所述指紋聚類包含多個(gè)基站信號(hào)強(qiáng)度相似的指紋采樣點(diǎn);接收模塊,用于接收用戶設(shè)備上報(bào)的用戶實(shí)測(cè)數(shù)據(jù);確定模塊,用于根據(jù)所述用戶實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的指紋采樣點(diǎn)的信息確定所述用戶設(shè)備的定位結(jié)果;查詢模塊,用于查詢所述定位結(jié)果對(duì)應(yīng)的指紋聚類,將查詢到的指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差預(yù)估值作為所述用戶設(shè)備的指紋定位誤差。
13.如權(quán)利要求12所述的指紋定位系統(tǒng),其特征在于,所述查詢模塊,具體用于查詢所述定位結(jié)果所屬的指紋聚類或者所述定位結(jié)果對(duì)應(yīng)的最優(yōu)指紋所屬的指紋聚類。
14.如權(quán)利要求12所述的指紋定位系統(tǒng),其特征在于,還包括劃分模塊,用于根據(jù)指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中的指紋采樣點(diǎn)的基站信號(hào)強(qiáng)度,劃分指紋聚類;計(jì)算模塊,用于根據(jù)指紋聚類中的多個(gè)指紋采樣點(diǎn)之間的物理距離,計(jì)算各個(gè)指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差預(yù)估值。
15.如權(quán)利要求14所述的指紋定位系統(tǒng),其特征在于,所述劃分模塊,具體用于在所述指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中的指紋采樣點(diǎn)的數(shù)量大于預(yù)設(shè)閾值時(shí), 將多個(gè)物理位置相近的指紋采樣點(diǎn)劃分到同一指紋聚類。
16.如權(quán)利要求15所述的指紋定位系統(tǒng),其特征在于,還包括合并模塊,用于根據(jù)各個(gè)指紋聚類之間的基站信號(hào)強(qiáng)度相似度和/或物理位置,對(duì)多個(gè)指紋聚類進(jìn)行合并。
17.如權(quán)利要求14所述的指紋定位系統(tǒng),其特征在于,還包括合并模塊;所述劃分模塊,具體用于在所述指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中的指紋采樣點(diǎn)的數(shù)量不大于預(yù)設(shè)閾值時(shí),將每個(gè)指紋采樣點(diǎn)作為一個(gè)指紋聚類;所述合并模塊,用于根據(jù)各個(gè)指紋聚類之間的基站信號(hào)強(qiáng)度相似度和/或物理位置, 對(duì)多個(gè)指紋聚類進(jìn)行合并。
18.如權(quán)利要求16或17所述的指紋定位系統(tǒng),其特征在于,所述合并模塊,具體用于針對(duì)每任意兩個(gè)指紋聚類,執(zhí)行以下步驟確定兩個(gè)指紋聚類中的所有指紋采樣點(diǎn)的公共可見基站;針對(duì)所述兩個(gè)指紋聚類,計(jì)算所述公共可見基站的信號(hào)強(qiáng)度的分布參數(shù),并根據(jù)所述分布參數(shù)回歸所述信號(hào)強(qiáng)度的正態(tài)分布函數(shù);計(jì)算所述兩個(gè)指紋聚類對(duì)應(yīng)的所述公共可見基站的信號(hào)強(qiáng)度的正態(tài)分布函數(shù)的重疊部分的面積,根據(jù)所述重疊部分的面積得到所述兩個(gè)指紋聚類之間的基站信號(hào)強(qiáng)度相似度,當(dāng)所述基站信號(hào)強(qiáng)度相似度大于預(yù)設(shè)的度量閾值時(shí),對(duì)所述兩個(gè)指紋聚類進(jìn)行合并。
19.如權(quán)利要求16或17所述的指紋定位系統(tǒng),其特征在于,所述合并模塊,具體用于在劃分得到的指紋聚類僅包含一個(gè)指紋采樣點(diǎn)時(shí),確定與所述指紋聚類物理位置最近似的鄰居指紋聚類,對(duì)所述指紋聚類和所述鄰居指紋聚類進(jìn)行合并。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種指紋定位誤差的評(píng)估方法和系統(tǒng),指紋定位系統(tǒng)設(shè)置有各個(gè)指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差預(yù)估值,所述指紋聚類包含多個(gè)基站信號(hào)強(qiáng)度相似的指紋采樣點(diǎn),該方法包括指紋定位系統(tǒng)接收用戶設(shè)備上報(bào)的用戶實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),根據(jù)所述用戶實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的指紋采樣點(diǎn)的信息確定所述用戶設(shè)備的定位結(jié)果;所述指紋定位系統(tǒng)查詢所述定位結(jié)果對(duì)應(yīng)的指紋聚類,將查詢到的指紋聚類對(duì)應(yīng)的定位誤差預(yù)估值作為所述用戶設(shè)備的指紋定位誤差。通過使用本發(fā)明,提高了指紋定位誤差的估計(jì)速度和精度,增強(qiáng)了指紋定位誤差的估計(jì)方法的通用性、實(shí)時(shí)性和可用性。
文檔編號(hào)H04W64/00GK102480784SQ20101056417
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2010年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月24日
發(fā)明者溫亮生, 賀贏, 閻嘯天 申請(qǐng)人:中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)公司