定位服務中的通信技術

吳昊 胡博

摘要：近幾年來，無線通信系統正以驚人的速度成長著。無線技術已經進入了通信、工業、醫療、消費應用、物流運輸以及公共安全等領域，其發展與人民的日常生活息息相關。目前，自組織無線傳感器網絡能提供跟蹤、導航等內容的信息服務。而無線網絡的發展，使得用戶能廣泛地獲得無線信息接。

關鍵詞：定位服務；通信

隨著無線電技術、移動和網絡技術應用的發展，激發了人們對位置系統的興趣，物理位置也就是定位服務系統受到了極大的關注。定位服務又叫做移動位置服務，目前手機的定位服務功能應用非常廣泛，是一種可以通過電信的網絡獲取手機的位置信息，也就是用戶的實時位置，它在電子地圖的支持下，能為用戶提供一種新型的增值服務業務，是全球各大運營商公認為繼短信之后的新一輪技術革命。利用大數據的數學模型，對移動通信網絡數據進行精密計算，得到手機位置的經緯度坐標，在電子地圖平臺的支持下，就可以得到相應位置。定位技術的研究成為了最近學術界的一個熱點。近幾年，很多系統都在盡力解決感知自動位置的問題。在生產、生活的各個領域都用到定位系統。自動目標定位檢測也順應而出。

在人類漫長的歷史發展中，每一次變革都會給人類帶來經久不衰的震撼和深刻的影響。由農業經濟向工業經濟轉變，蒸汽機與電氣技術是其推動力量；自世紀年代以來，數字化、網絡化和信息化趨勢，又一次改變了人類的生產、工作與生活方式，電子和信息革命標志知識經濟的到來。知識經濟是經濟合作與發展組織提出以知識為基礎的經濟的概念。

以知識為基礎的經濟強調在未來社會人力資本和知識是經濟發展的核心。1902年，Heaviside為了解釋無線電波的反射而假設有“導電層”存在；1925年，Appleton首先利用地波與天波干涉法 證明了電離層的存在；1926年，Breit測量了電離層垂直反射無線電脈沖的傳播時間。這樣，電離層從發現開始就和電磁波傳播結下不解之緣。

目前手機定位只有兩種，一種是類似于GPS定位，要手機硬件支持，還要有衛星信號，特定的手機才有這個功能，并且定位信息只有在手機上才能看到。另一種是運營商根據手機反饋上來的信息，查到手機所占用的小區，基站也就是平時見到的信號塔，由于每個信號塔都是有編號的，可以判斷用戶的所在地，精確到10米左右。這種定位不需要用戶授權，就能查看位置信息，而且不需要安裝任何硬件或軟件。隨著人們生活水平的提高，出行坐車成為日常生活中不可缺少的一部分。而乘往目的地的線路需要隨時掌握，為了能在手機上隨時查詢交通線路，針對基于位置可以查詢路線等。包括公交、地鐵線路、地圖的查詢、指南針以及道路交通擁堵情況的查詢。

目前常用的定位技術有以下兩種：一種是利用時間到達原理，另一種是到達角定位原理。圖1是利用時間到達原理，圖2是到達角定位原理。圖1中利用3個基站所在位置接收到信息的不同時間，可以確認手機的位置。圖2是采用到達角定位原理，利用三個天線陣收到的信息來確認手機的位置。

全球衛星定位系統設備技術改造旨在對現有系統進行軟硬件升級改造，主要工作內容包括以下方面：

1.提高全球衛星定位數據速傳輸速率。一是對非洲（中東、中非、南部非洲、中亞區域）的衛星廣播數據速率由現在的256Kbps提高到2Mbps，使系統信息廣播傳輸能力提高4倍。二是對亞太區域，包括中國大陸及中國周邊、東南亞、亞太區域的衛星廣播數據速率由現在的3.2Mbps提高到8Mbps，使系統信息廣播傳輸能力提高3倍。形成XXX強大的新聞信息全球衛星廣播網絡。

2.更新全球衛星定位基帶設備，建立標準的DVB/IP廣播系統利用現有的天線及射頻系統，采用標準的衛星廣播DVB/IP技術，更新改造全球衛星廣播網基帶設備，包括DVB—S調制器、IP封裝機、高性能復用器等，選用低成本標準的國產IRD代替原設備，降低用戶端設備投資。采用IPCA進行IP數據加密，提供用戶授權信息和用戶管理。主站所要進行衛星廣播網基帶設備更新改造的設備包括高速衛星網和低速衛星網兩套。

3.衛星接收端用戶技術改造。對海內外用戶需要更換衛星接收機、終端微機及部分衛星天線和高頻頭，并進行設備、接收軟件的安裝和調試。

目前市場上典型的一套短距離無線通信系統，一般都由一個無線發射器和一個無線接收器組成。無線發射器包括數據源、調制器、源、功率放大器、天線和電源。無線接收器包括數據接收電路、解調器、譯碼器、低噪聲放大器、天線和電源。無線網絡是利用無線電射頻或紅外線等無線傳輸媒體與技術構成的通信網絡系統。

就目前而言，已經出現了幾種主要的短距離無線通信技術：無線局域網、藍牙、超寬頻以及近距離無線傳輸。可靠性高，建網快速，便捷，可移動性好，網絡結構彈性化，組網靈活。基于的多智能機器人無線通信系統的硬件平臺研究廠商進入該領域門濫較低，不用耗費大師資金，節約了成本。