蜂窝无线定位技术的发展及应用

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蜂窝移动定位技术的发展与应用

蜂窝移动定位技术的发展与应用
用 户提 供定位 服务 。因此各 大通 信公司 、 许
Байду номын сангаас
在移动台和 B i S之间的传播时延。 当移动 台与基站不 处于直视范 围 , 即图

1中的 圆弧不 能相交 于一 点 时 , 对移动 台 则
位置的估计会产生误差。可采用移动台位
置与 T A圆弧间的距离为掬方误差最小的 O
方法进行计 算 。如果 有多 于 3 的 T A测 个 O
+版本基 站 。
益之和可 以下 降 ㈣
d 。因此结合工程实 B
际, 则不共 站情 况下, S 1 0基 站 对 WC : GM8 0 D
M A基站干扰可 以忽略不计 。同样 在共站情
况下 , D A基站收到周围 G M 10 基站 WC M S 80
根据计 算 结果 , 为满 足 共存 要求 , 共站 基 站天线 隔离度 , 即最小耦合损耗建议如下 。 ( ) 于 G M10 h e2+版 本 基 1对 S 80 p a s
量结果 , 则精度可以提高。 () 2 到达 时间差 ( D A 法 TO ) 本 方法是 基 于收 到不 同基 站信 号 的 时 间差来进 行定位 , 常被归类 为中精度定位 技 术 。如果移动 台收到 的相 邻 B 1 B 2的 S和 S
信号 的时 间 差 为 △t且 移动 台与 基 站 处 于 , 可视范 围内 , 则移动 台的位置在一条 双 曲线 上 。采 用 3个 不 同 的 基 站 可 以测 到 两 个 T O 移动 台位 于两个 T O D A, D A决定 的 双 曲
到和 WC M D A基 站共 站情 况 , 因为 规范 中 定义的杂散辐射 指标有附加要 求 , 比原有规
定有所提 高 , 以引起 WC MA灵 敏 度恶 所 D

蜂窝移动定位技术的发展与应用

蜂窝移动定位技术的发展与应用

线 定 位 方 案 中几 类 常 用 的 无 线 定 位 方 法 以 及 影 响 定 位 精 度 的 主 要 因素 、 对 策进 行 了 分析 和讨 论 ,最 后 提 出 了 无线 定 位 技 术 中有 待 进 一 步 研 究 的 课 题 。
l 引言
从理论 上讲 ,无论采 用何 种系统,只要 多个已知位置 的
式 ( )中 , d : 移 动 台 到 BS 的 距 离 ;d : 移 动 台 到 2 l 1 2 B 2的 距 离 。 S
与 T A法相似,T O O D A法可 以采用移动 台到双曲线距离
均 方 误 差 最 小 的 算 法 进 行
计 算 , 条 件是 有 两个 以 上
可 以用来计 算的 T 0 D A值 。 T O 法与 r A 法 比较 DA r 0
能相 交于一 点时,则对移动 台
位置 的估计会产生误 差。可采
用 移 动 台 位 置 与 T A 圆 弧 间 O
的 距 离 为均 方误 差最 小 的 方 法进行计算 。如果有 多于 3 个 图l TO A法 的定位
方 式
以为移动 用户提供定位 服务。 因此各 大通信公司 、许 多大学
维普资讯
T c n og I t c a g e h ol y nerh n e
蜂窝移动定位 技术 的发展与应用
缪 麓 明 ■建 林 广东ห้องสมุดไป่ตู้省珠 海市 交通信 息 中心 杭 州电 子科 技大 学通信 工程 学院
【 要 】 文 章 介 绍 了移 动 通 信 系 统 中无 线 定 位 技 术 的 应 用 , 对 基 于 网 络 的 无 摘
d = CA t i i () 1
特 征,原则上可 以实现移动用户定位 。但 由于移动 用户处在 错 综 复杂 的通 信环 境 中, 因此 对移动 终 端 的精确 定位 还 有

定位技术的发展及现代应用

定位技术的发展及现代应用

定位技术的发展及现代应⽤定位技术的发展及现代应⽤⼀、定位技术的发展早在15世纪,⼈类开始探索海洋的时候,定位技术也随之催⽣。

主要的定位⽅法是运⽤当时的航海图和星象图,确定⾃⼰的位⼦。

随着社会和科技的不断发展,对导航定位的需求已不仅仅局限于传统的航海、航空、航天和测绘领域。

GPS作为常见的导航定位系统已经逐渐进⼊社会的各个⾓落。

尤其在军事领域,对导航定位提出了更⾼的要求。

导航定位的⽅法从早期的陆基⽆线电导航系统到现在常⽤的卫星导航系统,经历了80多年的发展,从少数的⼏种精度差、设备较庞⼤的陆基系统到现在多种导航定位⼿段共存,设备⽇趋⼩型化的发展阶段,在技术⼿段、导航定位精度、可⽤性等⽅⾯均取得质的飞越。

1.1陆基⽆线电导航系统1.1.1 第⼀次世界⼤战期间陆基⽆线电导航系统是从20世纪20年代第⼀次世界⼤战期间开始发展起来的。

⾸先是应⽤在航海,逐渐扩展到航空领域。

其技术⼿段主要是采⽤⽆线电信标。

舰船和飞机接受信标的发射信号,通过⽅向图调制测出与信标的⽅位,从⽽确定⾃⾝的航向。

这时的导航主要侧重是侧向,定位能⼒⽐较差。

1.1.2 第⼆次世界⼤战及战后时期第⼆次世界⼤战及后期,⽆线电导航定位系统飞速发展,出现了许多新的系统,并在不断发展,到⽬前⼤多系统仍在⼴泛使⽤。

这其中主要有罗兰-A(Loran-A)、罗兰-C(Loran-C)、台卡(Decca-A)、奥⽶伽系统、伏尔/测距器(DME)和塔康(Tacan)等。

(1)罗兰-A和罗兰-C罗兰-A和罗兰-C的基本原理是发射脉冲信号,利⽤双曲线交会定位,20世纪50年代末产⽣的罗兰-C在罗兰-A的基础上,对发射信号进⾏了改进,使得⽤户可以得到⼏百⽶量级的定位精度和微妙级的授时精度。

⽬前各国已建成近100个发射台站,但仍不能覆盖全球。

(2)台卡和奥⽶伽台卡也是⼀种双曲线,主要针对欧洲的海上⽤户。

其精度和覆盖范围均不如罗兰-C。

随着罗兰-C西北欧台链的建成,其永华逐渐减少。

蜂窝无线通信系统简介

蜂窝无线通信系统简介

二、蜂窝无线通信系统简介
CDMA1X网络结构 在原有的话音电路交换基础 上增加了相应的分组业务处 理单元 IS95A标准(还属于 2G技术),随即升级为 CDMA1X(2.5G), CDMA1X实际应该属于2.75G 的网络,除了在数据传输速 率上达不到3G的要求电路域 和分组域之间只是在BSC有 接口电路域和分组域结构清 晰,网络结构简单
在ITU的建议里,主要提供的业务有 语音业务;典型的对称业务,上,下行链路的信息速率都是16Kbit/s,属 于电路交换。 短消息;数据速率为14Kbit/s,属于分组交换。 交换数据;属于电路交换业务,上,下行数据速率都是64Kbit/s。 非对称多媒体业务;分为中速和高速两种,中速上行64 Kbit/s,下行 384 Kbit/s;高速上行2M Kbit/s,下行128 Kbit/s。 交互式多媒体业务;上下行数据流量相等。用于音频,视频应用传输, 电路交换,128 Kbit/s。 IMT-2000的主要含义为,工作在2000MHz频段上,能够承载的数据传 输速率在2Mbit/s。
对于第二代移动通信系统来说,无论是从GSM到GPRS网络的 升级,还是新建立的CDMA1X网络,根本的目地都是为2G网络 逐步过渡到第三代移动通信系统做准备。
第三代移动通信系统很早被提出,其原始驱动力来源于人们对数据业务服务 能力的需求,最主要的是特征是带宽和无线信号传输质量。而传统的2G技术 不能满足高带宽数据业务传输的需求,因此世界上普遍开展了关于第三代移 动通信系统的研究。 80年代后期,ITU提出要建立一种在世界范围内具有一致的频谱和无线接口标 准的新一代移动通信系统。ITU将该系统的标准定义为IMT-2000。虽然,IMT2000仍然是一个蜂窝式网络,但它目的是将各种不同的服务覆盖区—宏小区, 微小区和微微小区地面蜂窝系统,无线接入系统以及卫星通信系统都综合在 一起,从而能够实现真正的全球漫游和全球服务。 同时IMT-2000将为多种业务的融合和分配提供一个平台,无论他们是移动业 务还是固定业务,语音或是数据业务,电信服务还是计算机应用服务。

第3章 蜂窝通信网络定位

第3章 蜂窝通信网络定位
• 1.推算定位方法和接近式定位方法 • 该技术基于一个已知相对参考点或起始点,连续计算目标运动过程中 相对于起始点的方向和距离,借助地图匹配算法来确定移动目标位置 ,通用于对运动目标的连续定位。 • 推算定位系统依赖于移动终端对于加速度、速度和运动方向的测量精 度。时常见的车辆定位,车辆的传动系统、车轮、惯性传感器和磁性 指南针等部件均可用于车辆推算定位。其中,为了得到车辆运动的距 离或速度测量值,传动(Transmission)传感器将测量传动轴(shaft)的角 度位置;已有的防滑煞车系统(ABS)传感器或不同的车辆里程表 (odometer)均可提供行驶距离和行进方向改变的信息;陀螺仪 (gyroscopes)或加速计(accelerometer)等惯性传感器可提供车辆位置和 速度测量信息;磁性指南针可提供廉价的车辆前进方向信息。
3.2 蜂窝定位方法与误差
3.2.1 基本定位方法 2.蜂窝网无线电定位方法(圆周/双曲线/方位角定位) (2).双曲线定位法 基于到达时间差的定位方法(TDOA) • 三个接收机的坐标分别为: 接收机1:(0,0); 接收机2:(0,y2); 接收机3:(x3,y3) • 信号到达接收机的时间分别为t1、t2、t3,则目标点与各接收机的距离 分别为: • TDOA的三条双曲线可以表示为:
3.1 蜂窝技术概述
3.1.2 现有蜂窝定位技术 • 自E-911定位需求颁布以来,对移动台定位技术的研究内 容更侧重于基本定位方法和技术的研究,定位算法的研究 ,TDOA、TOA检测技术的研究,抗非视距传播、多径和多 址干扰技术的研究,数据融合技术的研究,定位技术实施 方法的研究,定位系统的性能评估等。
3.2 蜂窝定位方法与误差
3.2.1 基本定位方法 2.蜂窝网无线电定位方法(圆周/双曲线/方位角定位) • (1) 圆周定位法 基于到达时间的定位方法(TOA) • 假设三个接收机的坐标分别为 接收机1:(0,0); 接收机2:(0,y2); 接收机3:(x3,y3) • 测量的到达时间分别为t1、t2、t3,则接收机与目标点之间的距离分别 表示为

介绍无线电定位技术在测绘中的作用及方法

介绍无线电定位技术在测绘中的作用及方法

介绍无线电定位技术在测绘中的作用及方法无线电定位技术在测绘中的作用及方法测绘是一项对地球表面进行准确测量和制图的技术,它在很多领域都有广泛应用,如建筑工程、城市规划和资源调查等。

随着科技的不断进步,无线电定位技术在测绘中的应用越来越受到重视。

本文将介绍无线电定位技术在测绘中的作用以及常见的方法。

一、无线电定位技术在测绘中的作用1. 提高定位精度:无线电定位技术通过利用无线电波在空间中的传播特性,可以实现对目标位置的定位。

与传统的地面测量方法相比,无线电定位技术能够提供更高的精度,尤其是在大范围的测绘中,其优势更加明显。

2. 简化测量过程:无线电定位技术可以实现远程测量,无需人工接触目标位置,从而避免了传统测绘中的一些困难和风险,例如悬崖、深水或是恶劣的气候条件等。

同时,无线电定位技术可以实现实时定位,大大缩短了测量时间,提高了工作效率。

3. 适应复杂环境:无线电定位技术具有一定的穿透能力,可以应对一些传统测绘方法难以应对的复杂环境,例如森林、深山、隧道等。

这使得无线电定位技术在一些特殊的测绘项目中具备更强的适应性和应用前景。

二、常见的无线电定位技术方法1. 蜂窝定位:蜂窝定位是一种基于移动通信网络的无线电定位技术。

该技术利用基站对终端设备进行信号的接收和测量,通过信号传播时间和信号强度等数据计算目标位置。

蜂窝定位技术广泛应用于城市建设和规划中的定位需求。

2. 全球卫星定位系统(GNSS):GNSS技术是一种基于卫星的无线电定位技术,其中最为熟知的就是全球定位系统(GPS)。

GNSS技术通过接收卫星发射的信号,利用多颗卫星之间的关系进行三维定位。

在测绘中,GNSS技术被广泛应用于土地测量、地理信息系统(GIS)和航空摄影测量等方面。

3. 无线电测距:无线电测距技术是一种基于测量无线电信号传播时间的无线电定位方法。

该技术需要在目标位置和参考位置分别放置发送器和接收器,通过测量信号在两者之间的传播时间来计算目标位置。

无线定位方案

无线定位方案

无线定位方案简介无线定位是一种通过使用无线技术来确定物体或个体在空间中的位置的方法。

无线定位可以应用于许多领域,包括室内定位、物流追踪和位置导航等。

本文将介绍几种常见的无线定位方案。

WiFi定位WiFi定位是一种使用WiFi信号来确定设备位置的技术。

它利用了WiFi信号的传播特性和网络环境的特征,通过测量信号强度、延迟和多径效应等信息来计算设备所在的位置。

WiFi定位可以应用于室内导航、商场广告定向推送和位置驱动服务等场景。

蓝牙定位蓝牙定位是一种使用蓝牙信号来确定设备位置的技术。

它利用了蓝牙信号的传播特性和设备接入点的位置信息,通过测量信号强度、多径效应和距离等信息来计算设备所在的位置。

蓝牙定位可以应用于室内导航、展会导览和设备追踪等场景。

基站定位基站定位是一种使用移动通信基站信号来确定设备位置的技术。

它利用了基站信号的覆盖范围和信号强度等信息来计算设备所在的位置。

基站定位可以应用于电信网络优化、物流追踪和应急救援等场景。

RFID定位RFID(Radio-Frequency Identification)定位是一种使用无线射频识别技术来确定物体或个体位置的方法。

它利用了RFID标签的唯一识别码和读取器的位置信息,通过测量信号的接收强度和多径效应等信息来计算物体或个体所在的位置。

RFID定位可以应用于仓储管理、商品追踪和人员定位等场景。

蜂窝定位蜂窝定位是一种使用移动通信网络来确定设备位置的技术。

它利用了移动终端与移动通信网络之间的交互,通过测量信号延迟、多径效应和接入基站的位置信息等来计算设备所在的位置。

蜂窝定位可以应用于位置服务、车辆监控和社交网络等场景。

惯性定位惯性定位是一种使用惯性传感器来确定设备位置的技术。

它利用了设备内置的加速度计、陀螺仪和磁力计等传感器,通过测量设备的加速度、角速度和磁场强度等信息来计算设备的位置。

惯性定位可以应用于室内导航、运动监测和虚拟现实等场景。

结论无线定位方案有多种不同的技术和应用场景。

蜂窝原理的应用

蜂窝原理的应用

蜂窝原理的应用1. 什么是蜂窝原理?蜂窝原理是指将地球表面划分成一个个规则的六边形的蜂窝区域,每个蜂窝区域都有一个基站进行无线通信的技术原理。

在蜂窝网络中,信号覆盖区域被分割成多个蜂窝,每个蜂窝由一个基站覆盖,实现了无线通信的覆盖和传输。

2. 蜂窝原理的应用领域蜂窝原理的应用非常广泛,主要涵盖了以下几个方面:2.1 移动通信在移动通信领域,蜂窝原理被广泛应用。

通过将整个地区划分为一个个蜂窝,每个蜂窝都由一个基站负责覆盖,实现了移动通信的无缝传输。

无论是2G、3G还是现在的4G和5G网络,都是基于蜂窝原理进行设计和实现的。

2.2 物联网物联网是指通过无线网络将各种物理设备连接起来,并实现数据交互和远程控制的技术。

蜂窝原理在物联网中起到了关键作用。

通过在各个物理设备上安装蜂窝模块,可以实现设备之间的无缝连接,并实现数据的传输和远程控制。

2.3 GPS定位蜂窝原理在GPS定位领域也有着重要的应用。

通过在一定范围内布置多个基站,并利用信号的强度差异和延迟来判断物体的位置,实现对物体的准确定位。

这种蜂窝式的GPS定位可以在室内环境中实现比较精确的定位。

2.4 网络覆盖扩展蜂窝原理还可以用于扩展网络的覆盖范围。

通过布置多个基站,可以覆盖更广阔的区域,并提供更稳定、更快速的无线网络服务。

这在农村及偏远地区的网络建设中尤为重要,可以提高当地居民的网络体验。

3. 蜂窝原理的优势蜂窝原理相较于其他无线通信技术具有以下优势:•提供更广阔的网络覆盖范围,实现无缝通信•提供更高的通信质量和稳定性•实现大规模的用户连接•支持高速数据传输和视频流媒体等大型应用4. 蜂窝原理的未来发展蜂窝原理是无线通信领域的重要基础,随着技术的不断发展,蜂窝网络也在不断进行优化和升级。

未来,蜂窝网络将进一步向5G和更高级别的网络发展,提供更快速、更稳定的无线通信服务,为各行各业的发展提供更多可能性。

5. 结论蜂窝原理是无线通信领域的重要技术之一,广泛应用于移动通信、物联网、GPS定位以及网络覆盖扩展等领域。

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蜂窝无线定位技术的发展及应用摘 要:本文首先介绍了移动通信系统中无线定位技术的应用,讨论了基于移动台和网络的两种无线定位方案,对几类常用的无线定位方法进行了分析,分别阐述了GSM和CDMA 两种蜂窝系统中无线定位的应用特点,最后提出了无线定位技术中有待进一步研究的课题。

关键词:蜂窝系统 无线定位 CDMA GSM1 引言无线定位在军事和民用技术中已获得了广泛应用。

现有的定位和导航系统有:雷达,塔康,Loran C,VORTAC,JTIDS(联合战术信息分布系统),GPS等。

对地面移动用户的定位来说,这些技术中以GPS最为重要。

近年来GPS发展很快,其单点定位精度达20~40m。

但是把GPS功能集成到移动台上需全面更改设备和网络,增加成本;且用户同时持有移动电话和GPS手机很不方便,所以移动用户及设备生产商和网络运营商希望能直接由移动台实现定位。

直接利用移动台进行定位已研究多年,近年来,由于对移动台用户定位的需求增加,进一步推动了无线定位的研究。

1996年美国联邦通信委员会(FCC)颁布了E-911法规,要求2001年10月1日起蜂窝网络必须能对发出紧急呼叫的移动台提供精度在125m内、准确率达到67%的位置服务。

1998年又提出了定位精度为400m、准确率不低于90%的服务要求。

1999年FCC对定位精度提出新的要求:对基于网络定位的精度为100m、准确率达67% ,精度300m、准确率达95%;对基于移动台的定位为精度50m、准确率67% ,精度150m、准确率95%。

FCC 的规定大大推动了蜂窝无线定位技术的发展。

在蜂窝系统中实现对移动台的定位除了满足E -911定位需求外,还具有以下重要用途:(1)基于移动台位置的灵活计费,可根据移动台所在不同位置采取不同的收费标准。

(2)智能交通系统(ITS),ITS系统可以方便提供车辆及旅客位置、车辆调度、追踪等服务。

(3)优化网络与资源管理,精确监测移动台,使网络更好决定进行小区切换的最佳时刻。

同时,根据其位置动态分配信道,提高频谱利用率,对网络资源进行有效管理。

(4)信息服务,对移动台和旅行者定位并向其提供所在区域的信息及其它服务。

自E-911法规颁布以来,由于政府的强制性要求和市场利益的驱动,对提供定位服务的研究日益得到重视,无线定位受到人们的广泛关注,各大通信公司、许多大学和研究所均投入了对此项技术的研究。

本文综述了在蜂窝移动网络中实现无线定位的实施方案、定位方法、应用特点,针对该技术的发展,提出了研究中有待解决的关键问题和思路。

2 两种无线定位方案对移动台的定位是通过检测移动台和基站之间传播信号的特征参数来获得其几何位置,根据进行定位估计位置不同将定位方案分为基于移动台的定位和基于网络的定位。

(1) 基于移动台的定位移动台利用来自基站的信号计算出自己的位置称为基于移动台的定位,也称前向链路定位。

它根据接收到的多个已知位置基站发射信号携带的与移动台位置有关的特征信息来确定其与各基站之间的几何位置关系,再根据算法对移动台进行定位估计。

移动台定位技术包括全球定位系统(GPS)、基于移动台发送、接收信号的定时或角度的覆盖三角技术(TOA、E-OTD)以及起源蜂窝小区(COO)。

目前在无线网络广泛使用的技术是起源蜂窝小区,该方案已被用来满足美国第一阶段的“911”紧急服务需求、基于位置的付账和一些需要位置信息的服务。

(2) 基于网络的定位网络利用移动台传来的信号计算出移动台位置的定位称为基于网络的定位,这类系统在蜂窝网络中也叫做反向链路定位系统。

其定位过程是由多个基站同时检测移动台发射的信号,并对这些信号进行精确的到达时间(TOA)的测量,把各接收信号携带的与移动台位置有关的特征信息送到一个定位服务中心进行处理,得到移动台的位置估计。

定位服务中心可看作事务处理器,它对来自不同移动台的位置测量请求,选择适当的定位接收机对指定的移动台进行所需定位区测量,收集来自定位接收机的定位区测量,将所有信息进行综合得到定位测量,并把该定位测量传送给发出请求的移动台。

采用基于网络的定位系统优点是无需修改移动台。

从上述各定位系统的基本特征可以看出,在蜂窝网络中采用基于移动台的前向链路定位方案必须对现有移动台进行适当修改,如集成GPS接收机或能同时接收多个基站信号进行自定位的处理单元。

基于网络的反向链路定位方案只需对蜂窝网络设备做适当扩充、修改,无需改动移动台,能利用现有蜂窝系统实现。

3 无线定位方法在蜂窝系统中采用的定位技术主要有以下几类。

(1) 场强定位移动台接收的信号强度与移动台至基站的距离成反比关系,通过测量接收信号的场强值和已知信道衰落模型及发射信号的场强值可以估算出收发信机之间的距离,根据多个距离值可以估算移动台的位置。

由于小区基站的扇形特性、天线有可能倾斜、无线系统的不断调整以及地形、车辆等因素都会对信号功率产生影响,故这种方法的精度较低。

(2) 起源蜂窝小区(COO)COO的最大优点是它确定位置信息的响应时间快(3s左右),而且COO不用对移动台和网络进行升级就可以直接向现有用户提供基于位置的服务。

但是,COO与其它技术相比,其精度是最低的。

在这个系统中,基站所在的蜂窝小区作为定位单位,定位精度取决于小区的大小。

(3) 增强观测时间差分(E-OTD)E-OTD是通过放置位置接收器实现的,它们分布在较广区域内的许多站点上,作为位置测量单元以覆盖无线网络。

每个参考点都有一个精确的定时源,当移动台和位置测量单元接收到来自至少3个基站信号时,从每个基站到达移动台和位置测量单元的时间差将被计算出来,这些差值被用来产生几组交叉双曲线,由此估计出移动台位置。

E-OTD会受到市区多径效应的影响。

这时,多径使信号波形畸变并引入延迟,导致E-OTD在决定信号观测点上比较困难。

E-OTD定位精度比COO高50~125m。

但它的响应速度较慢(5s),且需要改进移动台。

(4) 到达时间(TOA)和时间差(TDOA)基于网络的定位系统中通常采用精度较高的TOA或TDOA定位法。

TOA中,移动台位于以基站为圆心,移动台到基站的电波传播距离为半径的圆上。

在多个基站进行上述计算,则移动台的二维位置坐标可由三个圆的交点确定。

TOA要求接收信号的基站、移动台知道信号的开始传输时刻,并要求基站有非常精确的时钟。

TOA提供的定位精度比COO高,但是它的响应时间比COO或E-OTD更长(约10s)。

TDOA是通过检测信号到达两个基站的时间差,而不是到达的绝对时间来确定移动台的位置,降低了时间同步要求。

移动台定位于以两个基站为焦点的双曲线方程上,确定移动台的二维位置坐标需要建立两个以上双曲线方程,两条双曲线的交点即为移动台的二维位置坐标。

直接利用TOA或TDOA估计值求解上述非线性定位圆或定位双曲线方程组来确定移动台的位置比较困难,在有一定时间测量误差时由于各定位圆或双曲线可能没有交点而不能进行正常定位。

在实际应用中通常采用最小均方误差算法,通过使非线性误差函数的平方和取得最小这一非线性最优化来估计移动台位置。

特别是TDOA定位由于不要求移动台和基站之间的同步,在误差环境下性能相对优越,在蜂窝通信系统的定位中倍受关注。

基于时间的定位要求基站从接收到的射频信号中提取准确的时延估计值。

获得时延的方法有两种:一种是采用滑动相关器或匹配滤波器的时间粗探测方法,粗探测过程由滑动相关器、匹配滤波器或连续探测电路来实现,将时延估计值锁定在1个码片间隔内;另一种是采用延时锁相环(DLL)的精探测方法,精探测由DLL维持本地及输入PN序列一致。

(5) 到达角(AOA)在基站通过阵列天线测出移动台来波信号的人射角,构成从基站到移动台的径向连线,两根连线的交点即为待定位移动台的位置。

这种方法不会产生二义性,因为两条直线只能相交于一点。

它需要在每个小区基站上放置4~12组的天线阵,这些天线阵一起工作,从而确定移动台发送信号相对于基站的角度。

当有多个基站都发现了该信号源时,那么它们分别从基站引出射线,这些射线的交点就是移动台的位置。

AOA的缺点是到达角估计会受到由多径和其它环境因素所引起的无线信号波阵面扭曲的影响,移动台距离基站较远时,基站定位角度的微小偏差会导致定位距离的较大误差。

(6) GPS辅助定位(A-GPS)网络将GPS辅助信息发送到移动台,移动台得到GPS信息,计算出自身精确位置,并将信息发送到网络。

A-GPS有移动台辅助和移动台自主两种方式。

移动台辅助GPS定位是将传统GPS接收机的大部分功能转移到网络上实现。

网络向移动台发送短的辅助信息,包括时间、卫星信号多普勒参数和码相位搜索窗口。

这些信息经移动台GPS模块处理后产生辅助数据,网络处理器利用辅助数据估算出移动台的位置。

自主GPS定位的移动台包含一个全功能的GPS接收器,具有移动台辅助GPS定位的所有功能,再加上卫星位置和移动台位置计算功能。

A-GPS的优点是网络改动少,网络不需增加其它设备,网络投资少,定位精度高。

由于采用了GPS系统,定位精度较高,理论上可达到5~10m。

缺点是现有移动台均不能实现A-GPS 定位方式,需要更换,从而使移动台成本增加。

其他还有一些利用扇区波束、切换过程等的定位方法,但其精度对大多数定位应用来说是不够的。

在以上介绍的定位方法中,场强定位法最简单,但定位精度较差;AOA定位虽有一定精度,但接收设备较复杂;TOA定位精度较高,但对时间同步要求较高;TDOA能消除对时间基准的依赖,可降低成本并仍保证一定的定位精度。

故目前受到广泛关注和深入研究的是基于TOA或TDOA的网络定位,下面讨论其在蜂窝网络中的应用。

4 无线定位的应用(1) GSM中的无线定位GSM系统具有知道用户所在小区的基本定位能力,采用TOA定位方法后,能提高定位精度。

TOA定位的过程是,移动台在业务信道上发出接入突发信号,定位测量单元(LMU)接收到信号到达的绝对时间后,得到相对时间差(RTD),移动定位服务中心(SMLC)计算突发信号到达时间差(TDOA),得到精确位置。

当移动台要获得移动台的位置时,向SMLC发出请求,移动台号码和定位精度要求。

SMLC 根据测量的TOA参数及其误差值可计算出移动台位置,再将位置信息和误差范围发回请求的移动台。

TOA定位需要附加硬件LMU,以达到精确计算突发信号到达时间的目的。

实现方式有多种:LMU既可集成在基站内,也可作为单独设备。

LMU作为单独设备时,既可有单独的天线,也可与基站共享天线,通过空中接口实现网络间通信。

对于GSM定位系统,目前定位精度可达100m。

(2) CDMA系统的无线定位IS-95中上行链路由接入信道和反向业务信道组成,理论上它们都可作为无线定位的接入信号。

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