蜂窝无线定位技术的发展及应用
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 GSM
1 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。但反向业务信道仅在呼叫进程中才能利用，故CDMA无线定位中采用了接入信道信号。反向接入信道发起同基站的通信，以接入信道中的自动登记数据作为定位信号，而不利用反向业务信道的信息实现定位，这就不需要基站传递和处理信息给移动台而消耗系统资源，且利用自动注册数据在移动台处于空闲状态时可获得定位信息。在cdma2000中，在网络控制命令下，移动台把GPS的测试结果和CDMA 无线信号的测试结果报告给网络。网络处理这些信息并根据这些信息确定移动台的位置，移动台和网络之间的信息交换通过突发完成。在CDMA系统中采用TDOA定位也面临一些问题，如由于功控，当移动台靠近基站时信号功率降低，使得当移动台离开一个基站而向另一个基站靠近时TOA测量精度下降。
5 无线定位的发展
在蜂窝网络中，非视距(NLOS)传播、多径效应和多址干扰等因素降低了定位精度，如何克服这些因素的影响是无线定位研究的关键。
(1)多径传播。多径是移动台定位主要误差源，各种定位法均会由于多径传播引起时间测量误差。窄带系统中各多径分量重叠将造成相关峰位置偏差，宽带系统能够在一定程度上实现对各多径分量分离，据此可以改善定位精度。但是若反射分量大于直达分量、干扰影响等均会引起精度降低。目前已提出一些抗多径传播的有效方法，如高阶谱估计、最小均方估计及扩展的卡尔曼滤波 (EKF)等。?
(2) NLOS传播。即使在无多径效应和采用高精度定时的情况下，NLOS传播也会引起TOA 或TDOA测量误差。因此，如何降低NLOS传播的影响是提高定位精度的关键。目前降低NLOS 传播影响的方法有利用测距误差统计的先验信息将一段时间内的NLOS测量值调节到接近LOS的测量值；降低LS算法中NLOS测量值的权重，在LS算法中增加约束项等。
(3) 在CDMA系统中，多址干扰在基于时间的定位系统中会严重影响时间粗捕获和延时锁相环的工作。CDMA的功控对其通信功能来说可大大降低多址干扰，但对定位来说，采用功率控制使多个参与定位基站难于同时正确测量TOA或TDOA。因为移动台必须与多基站联合工作，而功控仅联系一个基站，因而作用较小。
可以采用临时提高求救手机功率的办法克服远近效应，但在有多个呼叫时此法不适用。
(4) 基站覆盖。移动台定位一般要求同时与3个或3个以上基站相关处理。现有蜂窝系统用于通信设计时主要考虑移动台仅与一个基站联系，仅在小区边沿需要切换才与邻近几个基站联系。它尽量使移动台收到强的基站导引信号以保持相干接收，同时，在切换到另一基站前收到相邻基站导引信号尽量小。目前的网络在有些地区如乡村地区覆盖差，在城市地区由于多径等因素有时也可能难于保证移动台与3个以上的基站的联系。无线定位与网络设计密切相关。
自无线定位服务提出以来，人们除了进行理论上的研究外，一些公司还开展了以第二代移动通信系统为平台的现场试验。如美国TruePosition公司，针对AMPS体制，采用TDOA
方法，1997年在New Jersey地区用24个基站进行试验，在3000实际911呼叫和80000个试验呼叫中，定位误差为600英尺。Lucent公司针对IS-95 CDMA系统，利用TDOA方法，1997年在New Jersey和New York郊镇进行了实验，精度接近TruePosition的结果。1999年日本NTT公司和TohoKu大学合作，采用WCDMA系统，在两基站环境下，利用三步法实现了准确率达90%、基站搜索时间小于0.7s的基站搜索方法实验。
我们看到，基于蜂窝系统的无线定位技术虽然提出时间较短，但已在理论和实验上取得较大进展。在即将商用化的第三代移动通信系统中，如何实现高精度的定位，并将定位业务集成到网络中，是一个崭新的课题，有许多问题需要做进一步研究。这方面的课题包括：无线定位方法的研究；克服定位误差的方法的研究；针对不同系统的定位实施方案研究。在蜂窝无线定位技术研究中的一个基本的原则是希望增加定位业务不致于使网络基础设施改变和增加投资太大。定位要求及技术实现方法应该与标准研究相结合并确立统一标准，以更好地安排空中接口、网络结构和各种功能子系统组成。
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无线传感器网络定位技术综述 文章出处：发布时间：2011/07/22 | 3934 次阅读| 9次推荐| 0条留言 业界领先的TEMPO评估服务高分段能力，高性能贴片保险丝专为OEM设计师和工程师而设计的产品Samtec连接器完整 的信号来源每天新产品时刻新 体验完整的15A开关模式电源 摘要：首先介绍无线传感器网络定位技术的相关术语、评价标准等基本概念及定位算法的分类方法；重点从基于测距和非测距两个方面介绍无线传感器网络的主要定位方法，并研究和分析若干新型无线传感器网络定位方法，主要包括基于移动锚节点的定位算法、三维定位算法和智能定位算法。从实用性、应用环境、硬件条件、供能及安全隐私等方面出发总结当前无线传感器网络定位技术存在问题并给出可行的解决方案后，展望未来的研究前景与应用发展趋势。 1 引言 无线传感器网络作为一种全新的信息获取和处理技术在目标跟踪、入侵监测及一些定位相关领域有广泛的应用前景。然而，无论是在军事侦察或地理环境监测，还是交通路况监测或医疗卫生中对病人的跟踪等应用场合，很多获取的监测信息需要附带相应的位置信息，否则，这些数据就是不确切的，甚至有时候会失去采集的意义，因此网络中传感器节点自身位置信息的获取是大多数应用的基础。首先，传感器节点必须明确自身位置才能详细说明“在什么位置发什么了什么事件”，从而实现对外部目标的定位和跟踪；其次，了解传感器节点的位置分布状况可以对提高网络的路由效率提供帮助，从而实现网络的负载均衡以及网络拓扑的自动配置，改善整个网络的覆盖质量。因此，必须采取一定的机制或算法来实现无线传感器网络中各节点的定位。 无线传感器网络定位最简单的方法是为每个节点装载全球卫星定位系统（GPS）接收器，用以确定节点位置。但是，由于经济因素、节点能量制约和GPS 对于部署环境有一定要求等条件的限制，导致方案的可行性较差。因此，一般只有少量节点通过装载GPS 或通过预先部署在特定位置的方式获取自身坐标。另外，无线传感器网络的节点定位涉及很多方面的内容，包括定位精度、网络规模、锚节点密度、网络的容错性和鲁棒性以及功耗等，如何平衡各种关系对于无线传感器网络的定位问题非常具有挑战性。可以说无线传感器网络节点自身定位问题在很大程度上决定着其应用前景。因此，研究节点定位问题不仅必要，而且具有很重要的现实意义。 2 WSN 定位技术基本概念 2.1 定位方法的相关术语 1）锚节点（anchors）：也称为信标节点、灯塔节点等，可通过某种手段自主获取自身位置的节点； 2）普通节点（normal nodes）：也称为未知节点或待定位节点，预先不知道自身位置，需使用锚节点的位置信息并运用一定的算法得到估计位置的节点； 3）邻居节点（neighbor nodes）：传感器节点通信半径以内的其他节点； 4）跳数（hop count）：两节点间的跳段总数； 5）跳段距离（hop diSTance）：两节点之间的每一跳距离之和； 6）连通度（cONnectivity）：一个节点拥有的邻居节点的数目； 7）基础设施（infrastructure）：协助节点定位且已知自身位置的固定设备，如卫星基站、GPS 等。 2.2 定位方法的性能评价标准 无线传感器网络定位性能的评价标准主要分为7 种，下面分别进行介绍。
蜂窝无线定位技术的发展及应用
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 GSM 1 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。
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无线定位技术: 现在的社会，是一个没有隐私的社会，只要有设备和条件，别人想跟踪你的位置实在是太简单了，不管是你在大街上走还是在商场里逛，只要上面想，你的行踪都很难不被暴露。好比我们看大片，罪犯在这边打电话，FBI在那边定位，唧唧几声，就把你的大概方位确定了。千万别以为这是什么高深技术，我们天朝网警照样玩的转。而且，随着网络越来越向智能化和移动化发展，一些很有意思的应用都可能和将来的定位技术联系起来，在一定程度上影响我们的生活，比如twitter，Aardvark，包括一些很有前途的mobile game，等等。 Google Latitude一出后, 很多朋友都惊诧于无gps条件下其定位的准确性，也有不少人因此对通过wifi定位比较感兴趣。其实各式各样的无线通信技术都可以用来定位，由于通信距离的不同，有的可以用来室内定位，有的可以用来室外定位。 这里，我尝试着对一些逐渐在普及的定位技术做一些讲解，考虑到GPS的普及性， GPS定位原理和优缺点就在这里忽略了。其实无线定位的流程很简单，大概都遵从交换信号===>数据融合===>建模求解的步骤。下面就针对不同技术的不同重点，把这个过程分割介绍。 手机基站网络 通过基站网络的检测来进行户外定位是一个相对成本低, 成熟, 但是精度不高 的方法. 它的工作原理是这样的, 我们都知道, 手机要通信, 就需要通过蜂窝 网络和一个个基站交换数据，从而实现和别的手机的通信. 而考虑到双方通信的距离和现实中基站的放置密度，每一个手机都可能被覆盖于多个基站，如果能通过某种方法得到每个基站对于手机的检测数据，通过特定的data fusion技术，就可以大致估算初当前手机的位置。在这里，data fusion是最关键的技术，事实上也是下面会介绍的大多数其他定位技术的基础，所以花多点篇幅介绍一下。为了简化，我们只考虑二维平面情况，也就是说每个点都只有(x,y)值, 不考虑z平面。 以前常用的data fusion技术包括TOA — time of arrival data fusion, AOA — angle of arrival data fusion, 以及混合型技术. 假设下面这张图是一个分布示意图, 图中出现的几个基站（Base Station）都能和当前手机, 也就是MS（Mobile Station）所在位置通信.
蜂窝网络无线定位技术及应用
蜂窝网络无线定位技术及应用 一、前言 近年来，随着蜂窝移动通信技术的迅速发展，蜂窝无线定位技术越来越受到人们的重视。 这主要归因于政府的强制性要求和市场本身的驱动。FCC于1996年10月颁布了无线E9ll呼叫应急服务功能，其核心是要求所有移动通信网络必须分阶段的提供紧急呼叫用户的经纬度位置信息。针对E911定位需求的具体实施，各国主要大公司均就GSM、IS-95CDMA 以及第三代移动通信系统开始制定各自的定位实施方案。特别是 3GPP和3GPP2上对定位的要求更加具体化，这也是对蜂窝无线定位市场潜力的肯定。另一方面，移动通信用户对移动定位业务的需求日益迫切。蜂窝网络无线定位技术能够在移动台处于空闲状态或通话状态的情况卜获取其地理位置等信息，利用移动台的定位信息，运营商可以1hJ用户提供各种增值业务，如位置环境信息查询、紧急救援、智能交通、广告发布等等，同时还可以作为移动通信网络运行、维护和管理的辅助数据。到目前为止，基于蜂窝网络的无线定位技术的研究已经取得了很大的进展。可以预见在未来几年，基于蜂窝网络定位技术的移动业务将得以迅猛的发展。 二、蜂窝网络无线定位技术 利用移动蜂窝网络对移动台定位的方法主要有三类，(l)基于电波场强的定位技术；(2)基于电波到达入射角(AOA)的定位技术；(3)基于电波到达时间(TOA)或到达时间差(TDOA)的定位技术。 1．场强定位技术 电波场强定位技术根据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，由多个距离测量值(至少三个)可以估算移动台的位置。这一技术的关键在于如何建立一个能够准确的反映服务传播围的无线电波传播模型，这在实际应用中很难实现。除此之外，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理环境、车辆等因素都会对定位精度产生影响。由于移动通信环境中电波传播的复杂性，决定了这？技术在定位精度上的局限性，但是由于该技术比较简单易行、在对精度要求不是很高的情况下仍被采用。为了改善其性能，人们开始研究利用电波传播中的射线跟踪方法来逛一步提高定位的精度。 2．到达入射角的定位技术 电波到达入射角的定位技术利用基站的阵列天线来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，即测位线，这两条连线的交点即为目标移动台的位置。由于两条直线只能相交于？点，这种方法不会产生定位模糊性。但是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？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的优点在于它仅需要两个基站参与便可实现移动台定位，同时不存在移动台位置的模糊性问题。但是该技术需要在现有的基站增加天线阵列，由此增加了大量的建设费用。与此同时，电波到达入射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也会导致定位距离的较大误差。 3．到达时间/到达时间差的定位技术 到达时间／到达时间差的定位技术是基于蜂窝网络的无线定位系统应用最广泛的一项技术。到达时间定位技术通过测量从目标移动台发出的信号以直线到达基站的时间，根据电磁波在空中的传播速度可以得到移动台与基站之间的距离。移动台即位于以基站为圆心，移动台到基站的电波传播距离为半径的圆上。通过多个基站进行上述测量计算，移动台的二维
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蜂窝网络技术
计算机网络 - 线下讨论 名称：蜂窝网络的技术和应用 学院：计算机学院 班级： 姓名： 学号：实验日期：2015年5月8日 负责模块：第三代蜂窝网络技术（第五部分） 小组成员：
蜂窝网络历史 移动通信的发展历史可以追溯到19世纪。1864年麦克斯韦从理论上证明了电磁波的存在；1876年赫兹用实验证实了电磁波的存在；1900年马可尼等人利用电磁波进行远距离无线电通信取得了成功，从此世界进入了无线电通信的新时代。 现今我们每天用到的移动通信技术开始于20世纪20年代的初期。最初美国Purdue大学学生发明了工作频率为2MHz的无线电接收机，并很快在底特律的警察局的车载无线电系统中投入使用，这成为了世界上首个可以有效工作的移动通信系统；20世纪30年代初，第一部调幅制式的双向移动通信系统在美国新泽西的警察局投入使用；20世纪30年代末，第一部调频制式的移动通信系统诞生，实验表明调频制式的移动通信系统要比调幅制式的移动通信系统更加有效。在随后的10几年间，调频制式的移动通信系统占据主导地位，也是在这个时期中，通信实验和电磁波传输的实验等工作完成了，在短波波段上实现了小容量专用移动通信系统。然而此时的移动通信系统存在诸多的缺陷，难以与公众网络互通。 第二次世界大战期间，由于军事上的需求，极大的促进了移动通信技术的快速发展。战后，军事移动通信技术逐渐被应用于民用领域，到20世纪50年代，美国和欧洲部分国家相继成功研制了公用移动电话系统，在技术上实现了移动电话和公众电话网络的互通，并且得到了广泛的应用。不过当时这种移动电话系统仍然采用人工接入方式，存在局限性，系统容量小。 从20 世纪60 年代中期至70年代中期，美国推出了改进型移动电话系统，它使用150MHz和450MHz频段，采用大区制、中小容量，实现了无线频道自动选择及自动接入公用电话网。20世纪70 年代中期，随着民用移动通信用户数量的不断增加，以及业务范围的扩大，可用频道数要求递增与有限的频谱供给之间的矛盾日益尖锐。为了更有效地利用有限的频谱资源，美国贝尔实验室提出了在移动通信发展史上具有里程碑意义的AMPS，它为移动通信系统在全球的广泛应用开辟了新的道路。 冲80年代中期开始，移动通信蓬勃发展，走向成熟，开发了新一代的数字蜂窝移动通信系统。由于数字无线传输的频谱利用率高，系统的容量得到大大地提升。除此之外，数字网能够同时提供语音，数据等多种业务。
无线蜂窝通信系统中的两种定位技术
无线蜂窝通信系统中的两种定位技术 无线蜂窝通信系统中的定位技术主要有两种体制。一种是基于下行链路的定位技术，即基于移动台的定位技术;一种是基于上行链路的定位技术，即基于移动网络的定位技术。基于移动台的定位技术要求移动台参与定位参数的测量以及测量值的求解计算。基于蜂窝网络的定位技术是指网络根据测量数据计算出移动终端所处的位置，通常必须利用3个或3个以上蜂窝基站接收手机信号的定位参数，即到达时间、角度或强度。 1 基于移动台的定位技术 现已提出的基于移动台的方法主要有：基于下行链路增强观测时间差定位方法、基于下行链路空闲周期观测到达时间差方法、基于GPS作为辅助的定位技术等。 2 基于移动网络的定位技术 基于蜂窝网络的定位方法目前主要有：基于Cell-ID定位和基于时间提前量定位的方法、上行链路信号到达时间定位方法、上行链路信号到达时间差定位方法以及上行链路信号到达角度定位方法等。
2.1 AOA 角度到达[1](AOA，Arrival of Angle)定位方式是根据信号到达的角度，测定出运动目标的位置。在AOA定位方式中，只要测量出运动目标与两个基站的信号到达角度参数信息，就可以获取目标的位置。蜂窝移动网的AOA定位方式，指的是基站接收机利用基站的天线阵列，接收不同阵元的信号相位信息，并测算出运动目标的电波入射角，从而构成一根从接收机到发射机的径向连线，即测位线，目标终端的二维位置坐标可通过两根测位线的交点获得。 2.2 TOA 抵达时间(TOA，Time of Arrival)定位方式也称为基站三角定位方式，通过测量从运动目标发射机发出的无线电波，到达多个(3个及以上)基站接受机的传播时间，来确定出运动目标的位置。已知电波传播速度为c，假设运动目标与基站之间的传播时间为t，运动目标位于以基站为圆心，以移动终端到基站的电波传输距离ct为半径的定圆上，则可由3个基站定位圆的交点，来确定目标移动的二维位置。TOA定位方式中，为了根据发射信号到达基站的接收时间，来确定出信号的传播时间，要求运动目
详解无线传感器网络定位技术
详解无线传感器网络定位技术 引言 无线传感器网络作为一种全新的信息获取和处理技术在目标跟踪、入侵监测及一些定位相关领域有广泛的应用前景。然而，无论是在军事侦察或地理环境监测，还是交通路况监测或医疗卫生中对病人的跟踪等应用场合，很多获取的监测信息需要附带相应的位置信息，否则，这些数据就是不确切的，甚至有时候会失去采集的意义，因此网络中传感器节点自身位置信息的获取是大多数应用的基础。首先，传感器节点必须明确自身位置才能详细说明“在什么位置发什么了什么事件”，从而实现对外部目标的定位和跟踪；其次，了解传感器节点的位置分布状况可以对提高网络的路由效率提供帮助，从而实现网络的负载均衡以及网络拓扑的自动配置，改善整个网络的覆盖质量。因此，必须采取一定的机制或算法来实现无线传感器网络中各节点的定位。 无线传感器网络定位最简单的方法是为每个节点装载全球卫星定位系统（）接收器，用以确定节点位置。但是，由于经济因素、节点能量制约和对于部署环境有一定要求等条件的限制，导致方案的可行性较差。因此，一般只有少量节点通过装载或通过预先部署在特定位置的方式获取自身坐标。另外，无线传感器网络的节点定位涉及很多方面的内容，包括定位精度、网络规模、锚节点密度、网络的容错性和鲁棒性以及功耗等，如何平衡各种关系对于无线传感器网络的定位问题非常具有挑战性。可以说无线传感器网络节点自身定位问题在很大程度上决定着其应用前景。因此，研究节点定位问题不仅必要，而且具有很重要的现实意义。 定位技术基本概念 定位方法的相关术语 ）锚节点（）：也称为信标节点、灯塔节点等，可通过某种手段自主获取自身位置的节点； ）普通节点（）：也称为未知节点或待定位节点，预先不知道自身位置，需使用锚节点的位置信息并运用一定的算法得到估计位置的节点； ）邻居节点（）：传感器节点通信半径以内的其他节点； ）跳数（）：两节点间的跳段总数； ）跳段距离（）：两节点之间的每一跳距离之和； ）连通度（）：一个节点拥有的邻居节点的数目；
蜂窝无线定位技术的研究与实现
2019.01 1系统特点 移动通信系统现在都已经发展到5G 阶段，移动通 信技术的发展，对其他产业的发展起到促进作用。蜂窝移动通信系统技术是移动通信系统发展过程中的重要阶段。蜂窝通信网络把整个服务区域划分成若干个较小的区域（在蜂窝系统中称为小区），各小区均用小功率的发射机（即基站发射机）进行覆盖，许多小区像蜂窝一样能布满（即覆盖）任意形状的服务地区。当用户数增多并达到小区所能服务的最大限度时，如果把这些小区分割成更小的蜂窝状区域，并相应减小新小区的发射功率和采用相同的频率再用模式，那么分裂后的新小区能支持和原小区同样数量的用户，也就提高了系统单位面积可服务的用户数。当用户发展到一定人数，利用现代移动通信技术进行小区分裂，适合现代用户增长的需求。但是不能说，无限制地减小小区面积可以无限度的增加用户数量，因为小区半径减小到原来小区的1/10 时，可容纳的用户数能增加100倍，而小区数目也需要增加100倍，一般小区基站的建立费用是昂贵的，特别是在城市区域中，占用房地产的费用十分高，这是不能不考虑的实际问题（另外还有其他问题），因而小区半径最小是不会低于550米。 2 定位原理 2.1 常用的系统定位原理 蜂窝移动通信系统在实际应用过程中，经常采用的 定位原理是基于电波传播时间(TOA)的定位、基于电波到达时差(TD OA)、到达角度(A OA)法、起源蜂窝小区定位技术。每个定位原理都有自己的优缺点，在实际应用过程中可以采用混合式原理的应用方式。 2.2定位原理算法的开发 系统算法在开发的过程中，需要科学进行数据采 集，获得基站的位置信息，通过三角定位法，可以确定出移动台所在的大体位置如图1所示。 设基站1坐标为（X 1,Y1），基站2坐标为（X 2, Y2）,基站3坐标为（X 3,Y3），移动台坐标（X ,Y ），移动台与基站1的时间提前量为A T1，与基站2的时间提前量为A T2，与基站3的时间提前量为A T3，则移动台与基站1的可能距离为d 1=AT1*550m ，移动台与基站2 的可能距离为d 2=AT2*550m ，移动台与基站3的可能距离为d 3=AT3*550m 。通过模拟计算得到蜂窝移动通信系统半径 ： 移动通信系统以r 半径的圆中进行有效的通信，利用圆与圆相交覆盖整个移动通信网络，促使人们能正常 作者简介：薛董敏（1981-），讲师，硕士，研究方向：计算机网络。 收稿日期：2018-10-04 蜂窝无线定位技术的研究与实现 薛董敏 （ 山西水利职业技术学院信息工程系，山西运城044000）摘 要：开发的模拟系统基于移动通信系统中无线定位技术的应用，利用移动台来自基站的信号计算 出自己的位置，即基于移动台的定位。移动通信技术在不断发展与更新，但无线网络广泛使用的技术是起源蜂窝小区，主要从蜂窝移动通信系统特点、蜂窝移动通信系统定位原理、蜂窝移动通信系统关键技术的实现，阐述蜂窝无线定位技术的研究与实现，希望为研究蜂窝无线定位技术的专家和学者提供理论参考依据。 关键词：蜂窝无线定位技术；研究与实现；关键技术 图1阴影部分移动站所在区域 C ' A ' B ' 圆1 圆2 圆3 d 3 d2 d1A B C BS1 BS2BS3 （X 1,Y1） （X 2,Y2） （X 3,Y3 ） 49 DOI:10.16184/https://www.wendangku.net/doc/1b14284639.html,prg.2019.01.016
最详细的UWB定位技术介绍
最详细的U W B定位技 术介绍 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
超宽带（UWB）是一种无线技术，可以在短时间内以极低功率实现数据的高速传播。超宽带有很多独特的技术特性，是具有极强竞争优势的短距无线传输技术。但该技术在2002年之后才正式被大家关注，主要是该技术之前只能在军方使用，2002年2月，美国联邦通信委员会才正式批准可以用于民用。 UWB超宽带技术是一种无线载波通信技术，占有很宽的频谱范围，按照FCC的规定，从到之间的的带宽频率为UWB所使用的频率范围。并且数据传输是依靠纳秒级的非正弦波窄脉冲，适用于高速、近距离的无线个人通信。 UWB是一种“特立独行”的无线通信技术，它将会为无线局域网LAN和个人局域网PAN的接口卡和接人技术带来低功耗、高带宽并且相对简单的无线通信技术。 1）抗干扰性能强 UWB采用跳时扩频信号，系统具有较大的处理增益，在发射时将微弱的无线电脉冲信号分散在宽阔的频带中，输出功率甚至低于普通设备产生的噪声。接收时将信号能量还原出来，在解扩过程中产生扩频增益。因此，与IEEE 、IEEE 和蓝牙相比，在同等码速条件下，UWB具有更强的抗干扰性。 2）传输速率高 超宽带数据速率可以达到几十Mbit/s到几百Mbit/s。有望高于蓝牙100倍，也可以高于IEEE 和。 3）带宽极宽 UWB使用的带宽在1GHz以上，高达几个GHz。超宽带系统容量大，并且可以和目前的窄带通信系统同时工作而互不干扰。这在频率资源日益紧张的今天。开辟了一种新的时域无线电资源。 4）消耗电能小 通常情况下，无线通信系统在通信时需要连续发射载波，因此，要消耗一定电能。而UWB不使用载波。只是发出瞬间脉冲电波，也就是直接按0和1发送出去，并且在需要时才发送脉冲电波，所以消耗电能小。 5）保密性好
蜂窝网络无线定位技术及应用
一、前言 近年来，随着蜂窝移动通信技术的迅速发展，蜂窝无线定位技术越来越受到人们的重视。这主要归因于政府的强制性要求和市场本身的驱动。FCC于1996年10月颁布了无线E9ll呼叫应急服务功能，其核心是要求所有移动通信网络必须分阶段的提供紧急呼叫用户的经纬度位置信息。针对E911定位需求的具体实施，各国主要大公司均就GSM、IS-95 CDMA以及第三代移动通信系统开始制定各自的定位实施方案。特别是3GPP和3GPP2上对定位的要求更加具体化，这也是对蜂窝无线定位市场潜力的肯定。另一方面，移动通信用户对移动定位业务的需求日益迫切。蜂窝网络无线定位技术能够在移动台处于空闲状态或通话状态的情况卜获取其地理位置等信息，利用移动台的定位信息，运营商可以1hJ用户提供各种增值业务，如位置环境信息查询、紧急救援、智能交通、广告发布等等，同时还可以作为移动通信网络运行、维护和管理的辅助数据。到目前为止，基于蜂窝网络的无线定位技术的研究已经取得了很大的进展。可以预见在未来几年内，基于蜂窝网络定位技术的移动业务将得以迅猛的发展。 二、蜂窝网络无线定位技术 利用移动蜂窝网络对移动台定位的方法主要有三类，(l)基于电波场强的定位技术；(2)基于电波到达入射角(AOA)的定位技术；(3)基于电波到达时间(TOA)或到达时间差(TDOA)的定位技术。 1．场强定位技术 电波场强定位技术根据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，由多个距离测量值(至少三个)可以估算移动台的位置。这一技术的关键在于如何建立一个能够准确的反映服务传播范围内的无线电波传播模型，这在实际应用中很难实现。除此之外，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理环境、车辆等因素都会对定位精度产生影响。由于移动通信环境中电波传播的复杂性，决定了这？技术在定位精度上的局限性，但是由于该技术比较简单易行、在对精度要求不是很高的情况下仍被采用。为了改善其性能，人们开始研究利用电波传播中的射线跟踪方法来逛一步提高定位的精度。 2．到达入射角的定位技术 电波到达入射角的定位技术利用基站的阵列天线来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，即测位线，这两条连线的交点即为目标移动台的位置。由于两条直线只能相交于？点，这种方法不会产生定位模糊性。但是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？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的优点在于它仅需要两个基站参与便可实现移动台定位，同时不存在移动台位置的模糊性问题。但是该技术需要在现有的基站增加天线阵列，由此增加了大量的建设费用。与此同时，电波到达入射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也会导致定位距离的较大误差。 3．到达时间/到达时间差的定位技术 到达时间／到达时间差的定位技术是基于蜂窝网络的无线定位系统应用最广泛的一项技术。到达时间定位技术通过测量从目标移动台发出的信号以直线到达基站的时间，根据电磁波在空中的传播速度可以得
无线网络定位
无线网络定位技术 标签：应用LBS 2011-03-24 17:30 阎啸天于蓉蓉武威 （中国移动通信有限公司研究院业务所） 摘要介绍了位置信息和定位性能分析指标等基本概念，根据定位原理与策略的差异对各种定位方法进行分类，概要阐述和比较说明了蜂窝网络、无线局域网络(WLAN）拓扑环境下各种常用定位系统和技术的原理、发展现状与特点，重点比较分析了WLAN中基于信号强度定位技术的分类、特点与性能，最后总结展望了无线网络中定位技术的研究和应用。 关键词无线网络，定位技术，无线局域网，指纹 1. 引言 随着无线通信技术的发展和数据处理能力的提高，基于位置的服务成为最具发展潜力的移动互联网业务之一。无论在室内还是室外环境下，快速准确地获得移动终端的位置信息和提供位置服务的需求变得日益迫切。通信和定位两大系统正在相互融合、相互促进。利用无线通信和参数测量确定移动终端位置，而定位信息又可以用来支持位置业务和优化网络管理，提高位置服务质量和网络性能。所以，在各种不同的无线网络中快速、准确、健壮地获取移动位置信息的定位技术及其定位系统已经成为当前的研究热点。 2. 定位基本概念 移动定位涉及移动无线通信、数学、地理信息和计算机科学等多个学科的知识，某些有关移动定位的基本概念比较容易混淆，因此有必要首先澄清一些基本概念。 2.1物理位置和抽象位置 定位系统提供的位置信息可以分为两类：物理意义上的位置信息和抽象意义上的位置信息。所谓物理意义上的位置信息，就是指被定位物体具体的物理或数学层
面上的位置数据。例如，GPS可以测得一幢建筑物位于北纬，东经 ，海拔50米处。相对而言，抽象的位置信息可以表达为：这栋建筑物位于公园的树林中或校园的主教学楼附近等。 从应用程序的角度讲，不同的应用程序需要的位置信息抽象层次也不尽相同，有些只需要物理位置信息；而有些则需要抽象意义上的位置信息，单纯的物理位置信息对它们来说是透明的，或是没有意义的。当然，物理位置信息可以在附加信息库的帮助下，转换并映射为抽象层次的位置信息。 2.3定位性能指标 定位精度和定位准确度是两个紧密联系的概念，它们之间的关系类似于数理统计学中置信区间和置信水平之间的关系。严格说来，如果孤立的指出某个定位系统的定位精度或定位准确度，都是没有意义的。典型的正确描述应该是：A定位系统可以在95%的概率（置信水平）下达到10m的定位精度。其中，“95%”描述的是定位准确度。定位精度越高，相应的定位准确度就越低，反之亦然。通过增加定位设备的密度或综合使用多种不同的定位技术，可以同时提高定位系统的精度和准确度。一般说来，室内应用所需定位精度要比室外应用高。 3.定位技术分类 3.1定位原理 无线定位技术通过对无线电波的一些参数进行测量，根据特定的算法来判断被测物体的位置。测量参数一般包括无线电波的传输时间、幅度、相位和到达角等。定位精度取决于测量的方法。从定位原理的角度来看，定位技术大致可以分为三种类型：基于三角关系和运算的定位技术、基于场景分析的定位技术和基于临近关系的定位技术。 3.1.1三角/双曲线关系 这种定位技术根据测量得出的数据，利用几何三角或双曲线关系计算被测物体的位置，它是最主要的、也是应用最为广泛的一种定位技术。基于三角或双曲线关系的定位技术可以细分为两种：基于距离测量的定位技术和基于角度测量的定位技术。 3.1.1.1 基于距离测量的定位技术
蜂窝通信网络定位技术简介
移动定位技术 蜂窝通信网络定位
移动定位技术类型 ?基于GPS的定位技术 ?基于北斗导航系统的定位技术 ?蜂窝通信网络定位 ?基于Wi-Fi的无线网络定位 ?基于ZigBee的网络定位 ?基于UWB(Ultra-Wide Band，超宽带)的的定位?混合定位 ?… …
移动定位技术分类 技术特征 卫星定位：GPS定位、北斗导航卫星定位等 网络定位：分为局域网定位和广域网定位 覆盖范围 室内定位：WLAN定位、RFID、ZigBee、UWB、蓝牙等 室外定位：广域网GSM、卫星定位、蜂窝等 定位原理基于ID定位：移动通信网络定位、RFID等 基于几何定位：TOA、TDOA、RTOF、POA、RSS、AOA等参数基于位置指纹定位：TOA、TDOA、POA、RSS、信噪比等参数
特点 技术特征 卫星定位：最广泛、技术最成熟无法提供室内定位 网络定位：室内室外定位均可与网络覆盖有关覆盖范围 室内定位：定位精度高小范围局部定位 室外定位：范围广整体精度不高 定位原理基于ID定位：简单，成本低精度取决于ID的密度基于几何定位：精度较高受NLOS影响很大 基于位置指纹定位：平台独立计算量很大，精度一般
蜂窝网络定位技术 基于移动台确定移动台与收发信号机之间的几何位置关系，计算移动台的位置估计值。 基于网络 由多个固定位置接收机同时检测移动台发射的信号，由网络移动定位中心估计位置。 GPS 辅助 GPS 接收机模块获取近似位置数据，传给移动通信网络，由网络定位服务器计算位置。 蜂窝网无线定位技术是基于 ?全球移动通信系统GSM (Global System for Mobile Communications)、?封包无线数据业务GPRS (General Packet Radio Service)、?码分多址CDMA (Code division Multiple Access)等移动通信系统的基础上，对移动终端和基站之间的特征参数进行检测， 这些特征参数包括：?信号场强、?传播时间或者?时间差、 ?信号入射角等信息，对移动台的位置进行估计。
蜂窝系统移动定位技术
蜂窝系统移动定位技术 作者：熊瑾煜王巍朱中梁 蜂窝网络基础设施的完善、移动 终端功能的增强、互联网内容的 丰富及无线应用的推广正在充实人们的日常生活，也逐渐改变人们的生活方式和消费习惯。 1移动定位技术的发展及应用 无线电定位技术的起源可以追溯到上世纪初，第二次世界大战的军事需求和80年代末开始推广的数字蜂窝移动通信系统分别推动了该项技术在军事和民用领域的发展。GPS和LORAN C系统是典型的定位系统，它们采用无线电定位方法满足不同的定位精度要求。随着CDMA等原属于军事应用的领域的先进技术快速民用化及蜂窝网络的迅猛发展，国外早已开始研究蜂窝移动通信系统定位技术。1996年，美国FCC制定的E911规范要求所有的移动运营商必须以67%的概率提供紧急救援服务，从而加速了该技术的进步及基于无线电定位技术的位置服务(LCS)在全球的发展。 快速增长的中国移动通信市场为开展和普及移动定位系统在中国的建设奠定了坚实的基础。北京移动采用摩托罗拉公司的LCS解决方案，在移动网中为个人和企业用户提供各种位置服务，主要包括亲友位置查询、用户位置授权及城市信息查询。从2001年初开始，福建移动、山西和云南的移动运营商先后与诺基亚签订了移动定位商用合同。最近，联通国脉与日本著名的位置服务内容解决方案提供商Navitime签定合作协议，共同开发基于cdma2000 1x的位置服务。 2移动定位技术 采用适当的定位技术获得位置信息是实现位置服务的必要前提，根据不同的划分准则，蜂窝网络定位技术有以下几种分类方法： (1)根据定位系统所处的空间位置不同，可分为空基定位系统(GPS)、地基定位系统及混合定位系统三种。GPS系统以高精度、全天候等特点在全球广泛应用，在车辆调度管理中发挥重要作用。传统的广域无线电测向定位系统属于地基定位系统。A-GPS系统是GPS与蜂窝网络结合的产物，定位精度高，克服了GPS在建筑物内和市区存在盲区的缺点，是未
浅谈无线定位技术
龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/1b14284639.html, 浅谈无线定位技术 作者：李倩 来源：《卷宗》2012年第06期 摘要：无线定位作为无线技术的一项重要应用，近年来发展迅猛被广泛应用于导航、虚 拟实现和军事目标定位等方面。本文重点对几种常用的无线定位技术进行了深入分析和讨论。 关键词：无线定位、GPS、TDOA 1. 什么是无线定位技术 无线定位技术是利用WiFi技术的射频识别和传感器等设备，通过测量接收到的无线电波的时间、幅度、相位等参数，根据相关算法判断被测物体的位置，实现定位、监测和追踪特定目标位置，广泛应用于导航、机器人跟踪、虚拟实现和军事目标定位等方面。 2. 常用的无线定位技术 无线定位主要包括GPS、移动定位、超声波、UWB、 RFID、WiFi等几种定位方式。其 中GPS和移动定位主要应用在室外环境适合广域定位，其余几种主要应用在室内环境，适合短距离定位。下面本文将重点讨论几种常用的无线定位技术。 2.1 GPS定位技术 GPS包括21颗工作卫星和3颗备用卫星，均匀分布在6个轨道上。地面的接收机会接收GPS卫星发送的信号，从而获取导航和定位信息及观测量，并经过简单数据处理获取到达时间（TOA）信息，再结合卫星广播的星历信息实现实时导航和定位。GPS定位系统在开阔地定位精度高，具有良好的抗干扰和保密性，可应用于室外车辆定位导航。但由于卫星信号容易被建筑物、金属覆盖物、浓密树林阻挡，往往无法精确定位。目前比较实用的是A-GPS即辅助GPS技术。它利用通信网络基站从远程定位服务器获取当前卫星的星图、俯仰角等信息，从而提高 GPS 卫星定位系统的性能和速度。 2.2Cell-ID定位技术 Cell-ID即小区识别号，在移动网络中每个小区都有一个唯一的利用移动终端所在Cell对应的小区识别号。只要系统能够把该小区基站设置的中心位置和小区的覆盖半径发送给移动终端，就可以粗略确定移动终端的位置。Cell-ID定位实现简单，响应速度快，不需改动网络和 移动终端，有良好的覆盖性和可靠性。但是定位精度比较差且依赖于基站覆盖范围的大小，如果在基站分布较少的地区则很难精确定位，通常需与其他定位结合使用。 2.3智能天线AOA
无线定位技术简介
无线定位技术简介 现在的社会，是一个没有隐私的社会，只要有设备和条件，别人想跟踪你的位置实在是太简单了，行踪都很难不被暴露。好比看大片，罪犯在这边打电话，FBI在那边定位，唧唧几声，就把大概方位确定了。千万别以为这是什么高深技术，天朝网警照样玩的转。而且，随着网络越来越向智能化和移动化发展，一些很有意思的应用都可能和将来的定位技术联系起来，在一定程度上影响着生活，比如twitter，Aardvark，包括一些很有前途的mobile game，等等。 Google Latitude一出后, 很多朋友都惊诧于无gps条件下其定位的准确性，也有不少人因此对通过wifi定位比较感兴趣。其实各式各样的无线通信技术都可以用来定位，由于通信距离的不同，有的可以用来室内定位，有的可以用来室外定位。这里，对一些逐渐在普及的定位技术做一些讲解，考虑到GPS的普及性， GPS定位原理和优缺点就在这里忽略了。其实无线定位的流程很简单，大概都遵从交换信号===>数据融合===>建模求解的步骤。下面就针对不同技术的不同重点，把这个过程分割介绍。 手机基站网络 通过基站网络的检测来进行户外定位是一个相对成本低, 成熟, 但是精度 不高的方法. 它的工作原理是这样的, 手机要通信, 就需要通过蜂窝网络和一个个基站交换数据，从而实现和别的手机的通信. 而考虑到双方通信的距离和现实中基站的放置密度，每一个手机都可能被覆盖于多个基站，如果能通过某种方法得到每个基站对于手机的检测数据，通过特定的data fusion技术，就可以大致估算初当前手机的位置。在这里，data fusion是最关键的技术，事实上也是下面会介绍的大多数其他定位技术的基础，所以花多点篇幅介绍一下。为了简化，只考虑二维平面情况，也就是说每个点都只有(x,y)值, 不考虑z平面。 以前常用的data fusion技术包括TOA —time of arrival data fusion, AOA — angle of arrival data fusion, 以及混合型技术. 假设下面这张图是一个分布示意图, 图中出现的几个基站（Base Station）都能和当前手机, 也就是MS（Mobile Station）所在位置通信.
GSM蜂窝基站定位原理浅析
位置服务已经成为越来越热的一门技术，也将成为以后所有移动设备（智能手机、掌上电脑等）的标配。随着人们对BLS(Based Location Serices，基于位置的服务)需求的飞速增长，无线定位技术也越来越得到重视。，以其定位速度快、成本低（不需要移动终端上添加额外的硬件）、耗电少、室内可用等优势，作为一种轻量级的定位方法，也越来越常用。本文简单介绍一下各种基于GSM蜂窝基站的定位方法及基本原理，给开发人员作为参考。我将尽量尝试用开发人员熟悉的方式来描述问题。 预备知识：GSM蜂窝网络基础结构 我们知道，GSM网络的基础结构是由一系列的蜂窝基站构成的，这些蜂窝基站把整个通信区域划分成如图所示的一个个蜂窝小区（当然实际上，一个基站往往不并不只是对应一个小区，但是这个与我们讨论的主题关系不大，我们不做深究）。这些小区小则几十米，大则几千米。如下图所示，我们用移动设备在GSM网络中通信，实际上就是通过某一个蜂窝基站接入GSM网络，然后通过GSM网络进行数据（语音数据、文本数据、多媒体数据等）传输的。也就是说我们在GSM中通信时，总是需要和某一个蜂窝基站连接的，或者说是处于某一个蜂窝小区中的。那么GSM定位，就是借助这些蜂窝基站进行定位。 1.COO（Cell of Origin）定位 COO定位是一种单基站定位，即根据设备当前连接的蜂窝基站的位置来确定设备的位置。那么很显然，定位的精度就取决于蜂窝小区的半径。在基站密集的城市中心地区，通常会采用多层小区，小区划分的很小，这时定位精度可以达到50M以内；而在其他地区，可能基站分布相对分散，小区半径较大，可能达到几千米，也就意味着定位精度只能粗略到几千米。目前Google地图移动版中，通过蜂窝基站确定“我的位置”，基本上用的就是这种方法。 从原理上我们可以看出，COO定位其精度是不太确定的。但是这却是GSM网络中的移动设备最快捷、最方便的定位方法，因为GSM网络端以及设备端都不需要任何的额外硬件投
室内无线人员定位技术介绍
无线定位技术介绍 随着数据业务和多媒体业务的快速增加，人们对定位与导航的需求日益增大，尤其在复杂的室内环境，如展厅、仓库、监狱、图书馆、地下停车场、矿井等环境中，常常需要确定移动终端或其持有者、设施与物品在室内的位置信息。但是受定位时间、定位精度以及复杂室内环境等条件的限制，比较完善的定位技术目前还无法很好地利用。室内定位技术解决方案主要有：A-GPS定位技术、超声波定位技术、蓝牙技术、红外线技术、射频识别技术、超宽带技术、无线局域网络等等。常用于室内人员定位的几种技术为： ● 超宽带技术（UWB） ● WI-FI无线技术（802.11） ● ZigBee无线技术(802.15) ● 射频识别技术（RFID）
超宽带技术是一种全新的、与传统通信技术有极大差异的通信新技术。它不需要使用传统通信体制中的载波，而是通过发送和接收具有纳秒或纳秒级以下的极窄脉冲来传输数据，从而具有3.1~10.6GHz 量级的带宽。 超宽带可用于室内精确定位，例如战场士兵的位置发现、机器人运动跟踪等。超宽带系统与传统的窄带系统相比，具有穿透力强、功耗低、抗多径效果好、安全性高、系统复杂度低、能提供精确定位精度等优点。因此，超宽带技术可以应用于室内静止或者移动物体以及人的定位跟踪与导航，且能提供十分精确的定位精度。 无线定位技术介绍无线定位技术介绍 ——超宽带技术（UWB ）
无线定位技术介绍 无线局域网络(WLAN)是一种全新的信息获取平台，可以在广泛的应用领域内实现复杂的大范围定位、监测和追踪任务，而网络节点自身定位是大多数应用的基础和前提。当前比较流行的Wi-Fi定位是无线局域网络系列标准之IEEE802.11的一种定位解决方案。该系统采用经验测试和信号传播模型相结合的方式，易于安装，需要很少基站，能采用相同的底层无线网络结构，系统总精度高。 芬兰的Ekahau公司开发了能够利用Wi-Fi进行室内定位的软件。Wi-Fi绘图的精确度大约在1米至20米的范围内，总体而言，它比蜂窝网络三角测量定位方法更精确。但是，如果定位的测算仅仅依赖于哪个Wi-Fi的接入点最近，而不是依赖于合成的信号强度图，那么在楼层定位上很容易出错。目前，它应用于小范围的室内定位，成本较低。但无论是用于室内还是室外定位，Wi-Fi收发器都只能覆盖半径90米以内的区域，而且很容易受到其他信号的干扰，从而影响其精度，定位器的能耗也较高。