本发明涉及5g无线定位，尤其是一种基于5g无线主设备测量报告信息的定位方法。
背景技术：
1、目前，5g技术的应用前景非常广泛，涵盖了多个行业和领域。5g可以支持大规模的物联网设备连接，支持工业设备之间的高速通信和实时控制，高速低延迟的5g网络对于实时数据传输至关重要，这对于自动驾驶汽车和智能交通系统是必需的。总的来说，5g技术的应用前景涉及到几乎所有的经济和社会领域，将为各行各业带来更高效、更智能、更创新的解决方案。未来，通过与人工智能、大数据等技术的结合，5g定位将为智慧城市、智能制造、医疗健康等领域带来革命性的变革。
2、5g无线定位技术是一种基于第五代移动通信技术进行定位的技术。5g无线定位技术相对于其他定位方式，如uwb、wi-fi、gps等，具有多方面的优势。5g技术的超低时延使得定位信息的实时性大幅提升，适用于需要快速响应的场景；5g网络通过高密度的小基站部署，能够在城市高密度建筑物区域和室内环境中提供稳定的定位服务，弥补了gps在室内和城市峡谷中信号不佳的缺陷。5g网络结合了多种定位技术，如tdoa、aoa、rtt和rssi，通过综合多种技术手段，进一步提升定位精度和可靠性，适应不同的应用需求。5g定位技术不仅适用于室外大范围定位，还能在室内提供高精度定位，拓展了无线定位的应用范围。综合来看，5g无线定位技术凭借其高精度、低时延、高可靠性和广泛的适用性，在现代化的各种应用场景中显示出巨大的优势，并将推动定位技术的进一步发展和创新。
3、现有技术的定位方法以指纹数据库为代表的机器学习技术，以及以卷积神经网络为代表的深度学习技术，通常需要在特定位置长时间收集数据，以构建完备的训练数据集。但是在室内外环境中，由于场景的动态变化和不可控因素，长期固定采集数据存在很大困难。基于接受信号强度和差分接受信号强度定位算法需要依赖于精确的路径损耗模型来估计距离，尽管基于接受信号强度和差分接受信号强度定位算法简单且成本低廉，但在复杂环境下表现欠佳，难以满足高精度定位场景的定位需求。
技术实现思路
1、本发明的目的是针对现有技术的不足而提供的一种基于5g无线主设备测量报告信息的定位方法，将分析测量报告定位结信息中的时间提前量和角度信息以及5g多基站参数进行联合定位解算，通过分析测量报告定位结果，可以优化切换算法，有助于确保服务的连续性和稳定性，尤其是在用户移动时，通过及时切换和资源调整，维持良好的用户体验，可以用于长期的网络规划和扩展策略制定，包括新基站的部署、频率资源的分配，发现网络性能的变化趋势，预测未来需求，提前进行网络扩容和优化等，具有良好的运用前景和商业开发价值。
2、本发明的目的是这样实现的：一种基于5g无线主设备测量报告信息的定位方法，其特点是采用测量报告信息中的时间提前量和角度信息以及5g多基站参数进行联合定位解算，具体包括以下步骤：
3、步骤1：提取测量报告中每条信息所需要的数据，包含该次上报信息的唯一标识移动用户的国际电话号码(msisdn)，全球小区识别码(cgi)，物理小区识别码(pci)，时间提前量(tadv)，水平方位角(haoa)，垂直方位角(vaoa)以及上报时间戳。
4、步骤2：根据全球小区识别码提取对应指定的服务小区工参，包括服务基站的经纬度坐标，挂高，天线的方位角以及总下倾角。
5、步骤3：将不同用户的信息按照时间顺序排序，并把同一个用户中所有参与定位的服务基站的wgs84坐标转化为同一个东北天坐标系中的坐标。
6、步骤4：根据获取的信息和工参计算得出用户对于每个基站的距离和方向，得出用户在该坐标系中的位置。
7、步骤5：将得出的用户坐标转化为wgs84格式，并通过聚类方法得出用户真实位置的集中区域。
8、所述测量报告为5g数字蜂窝移动通信网无线操作维护中心(omc-r)提供的无线测量报告。
9、所述时间提前量的定义为ue到服务基站的信号传播时间，是反映ue与服务基站距离的主要指标。具体计算方法为：在随机接入过程，gnodeb通过测量接收到导频信号来确定时间提前值，时间提前量取值范围为(0,1,2,...,3846)×16ts/2u；在rrc连接状态下，gnodeb基于测量对应ue的上行传输来确定每个ue的tadv调整值，这个调整值的范围为(0,1,2,...,63)×16ts/2u。本次上报的最新的时间提前量应为上次记录的时间提前量与本次gnodeb测量得到的调整值之和，其单位符合时间测量量纲。其中，u为子载波间隔配置(0--15khz，1--30khz，2--60khz，3--120khz，4--240khz)。tadv取值类型为整型，取值范围如下表1所示的时间提前量：
10、表1时间提前量的取值范围
11、 omc-r北向接口上报值 测量数据区间分布(单位ts) 0 <![cdata[tadv<16/2<sup>u</sup>]]> 1 <![cdata[16/2<sup>u</sup>≤tadv<32/2<sup>u</sup>]]> 2 <![cdata[32/2<sup>u</sup>≤tadv<48/2<sup>u</sup>]]> … … … … 3845 <![cdata[61520/2<sup>u</sup>≤tadv<61536/2<sup>u</sup>]]> 3846 <![cdata[61536/2<sup>u</sup>≤tadv]]>
12、其中，ts为5g物理层的最小时间单位，其中δfref＝15·103hz,nf,ref＝2048。由此可得下述(a)式计算的用户相对于服务小区的直线距离d：
13、d＝8(tadv+0.5)*ts*c/2 (a)。
14、其中，c为光速；(tadv+0.5)为取该区间的中间值。
15、所述水平方位角的定义为一个用户相对参考方向(天线方位角)水平方向上的估计角度。此处规定的参考方向为天线水平方向角方向。天线水平到达角为相对于参考方向的逆时针角度，误差为3度。适用于gnb具有多天线的情况，当天线个数小于等于16时，本测量项取值为nil。取值类型为整型，取值范围如下表2所示的水平到达角测量项：
16、表2水平到达角测量项取值范围
17、 omc-r北向接口上报值 测量数据区间分布(单位degree) 0 0<haoa<1 1 1<haoa<2 2 2<haoa<3 … … … … 358 358<haoa<359 359 358<haoa<359
18、由此，可得下述(b)式计算的用户相对于服务小区的方位角θ：
19、θ＝azimuth-haoa (b)。
20、其中，azimuth为服务小区的天线方位角。
21、所述垂直方位角的定义为一个用户相对参考方向(天线机械下倾角)垂直方向上的估计角度。此处规定的参考方向为3gpp 38.2155.2.4章节gcs规定的方向。天线垂直到达角为相对于参考方向的向下角度，误差为2度。适用于gnb具有多天线的情况，当天线个数小于等于16时，本测量项取值为nil。取值类型为整型，取值范围如下表3所示的垂直到达角测量项：
22、表3垂直到达角测量项取值范围
23、 omc-r北向接口上报值 测量数据区间分布(单位degree) 0 0<vaoa<1 1 1<vaoa<2 2 2<vaoa<3 … … … … 358 358<vaoa<359 359 358<vaoa<359
24、由此，可得下述(c)式计算的用户相对于服务小区的天顶角
25、
26、其中，downtilt为服务小区的天线总下倾角。
27、所述msisdn，nci，pci和时间戳均为5g数字蜂窝移动通信网无线操作维护中心提供的数据内容和格式。
28、所述服务小区工参中经纬度坐标和挂高为wgs84格式；天线的方位角以北向为0度，顺时针方向为正；总下倾角以基站的天顶方向为0度，水平方向为正。
29、所述东北天坐标系是以参与定位的基站中选一个为该坐标系的原点，其他基站通过经纬高的转化得出在该坐标系中的坐标。常规方法是将wgs84格式的经纬高转化为地心地固坐标系，再转化为东北天坐标系。
30、考虑地球偏心率很小的前提下，可以做一定的近似，且由下述(d)式计算:
31、
32、其中，δx，δy，δz分别为其他的基站相对于参考基站的x，y，z坐标，δlon，δlat，δalt分别为其他的基站相对于参考基站的经度、纬度、高程差；lat0为参考基站的纬度；λ＝(n+alt0)，其中alt0为参考基站的高程。其中a＝6378137m为wgs84标准中的参考椭球体的长半径，f＝1/298.257222101为wgs84标准中的参考椭球体的极扁率。
33、以上所述过程简称为经纬高转东北天，其逆变换为东北天转经纬高。
34、所述用户在东北天坐标系的坐标由下述(e)式计算：
35、
36、其中，d为用户相对于定位基站的直线距离，θ为方位角，为天顶角。
37、所述用户的东北天坐标系坐标转化为wgs84格式的经纬高，即为该条测量报告信息的定位结果。通过聚类方法可以每个数据点选择最能代表其所在区域的局部子空间。
38、本发明与现有技术相比具有通过分析测量报告定位结果，可以优化切换算法，有助于确保服务的连续性和稳定性，尤其是在用户移动时，通过及时切换和资源调整，维持良好的用户体验。本发明可以用于长期的网络规划和扩展策略制定，包括新基站的部署、频率资源的分配，发现网络性能的变化趋势，预测未来需求，提前进行网络扩容和优化等，具有良好的运用前景和商业开发价值。
1.一种基于5g无线主设备测量报告信息的定位方法，其特征在于，采用测量报告信息中的时间提前量和角度信息，以及5g多基站参数进行联合定位解算，具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述基于5g无线主设备测量报告信息的定位方法，其特征在于，所述测量报告为5g数字蜂窝移动通信网无线操作维护中心提供的无线测量报告。
3.根据权利要求1所述基于5g无线主设备测量报告信息的定位方法，其特征在于，所述时间提前量的定义为ue到服务基站的信号传播时间，具体计算包括：
4.根据权利要求1所述基于5g无线主设备测量报告信息的定位方法，其特征在于，所述国际电话号码、全球小区识别码、物理小区识别码和时间戳均为5g数字蜂窝移动通信网无线操作维护中心提供的数据内容和格式。
5.根据权利要求1所述基于5g无线主设备测量报告信息的定位方法，其特征在于，所述服务基站的经纬度坐标和挂高为wgs84格式，天线的方位角以北向为0度，顺时针方向为正，总下倾角以基站的天顶方向为0度，水平方向为正。
6.根据权利要求1所述基于5g无线主设备测量报告信息的定位方法，其特征在于，所述东北天坐标系以参与定位的基站中选一个为该坐标系的原点，其他基站通过经纬高的转化得出在该坐标系中的坐标。
7.根据权利要求1所述基于5g无线主设备测量报告信息的定位方法，其特征在于，所述用户在东北天坐标系的坐标由下述(e)式计算：
8.根据权利要求1所述基于5g无线主设备测量报告信息的定位方法，其特征在于，所述将用户坐标转化为wgs84格式的经纬高，即为该条测量报告信息的定位结果，并通过聚类方法，得到每个数据点选择最能代表其所在区域的局部子空间。
