無線通訊系統定位技術的研究

翟月 李冬

摘要：隨著無線通訊技術水平的不斷提升，其不僅僅局限于通信服務，還增加了眾多的服務。本文主要分析無線定位方法，無線定位功能，分析定位精度的影響因素和解決方案，探討位置服務的應用領域，以期為無線通訊系統定位技術的研究提供一些依據。

關鍵詞：無線通訊系統;GPS輔助;定位技術

中圖分類號：TN92 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2020）07-0020-02

1 無線定位方法

1.1 GPS輔助定位技術

GPS輔助定位技術需要網絡和移動臺都能夠接收到GPS信息。它的應用原理主要是由網絡向移動臺提供輔助GPS信息，以及移動臺位置計算的輔助信息。這些信息的準確性能夠確保在最快的時間內捕獲衛星，并接收到測量的信息，然后將測量的信息發送到網絡中的定位服務中心，然后由服務中心進行分析計算，整個過程主要由網絡輔助完成[1]。

1.2 場強定位法

在無線定位方法中場強定位法是最為簡單的一種方法，它主要是應用測量位置的長強值，以及發現信號的長強值來估算收發信機之間的距離通過距離值來推算出，移動臺的位置，但是由于所在位置的強車輛對信號功率都會產生影響，因此場強定位法的精度比較低。

1.3 到達時間TOA定位技術

TOA定位技術包含兩種定位方法，第1種是通過信號從基站到移動臺之間的傳輸時間來進行測量。一種是根據信號在信源目標之間傳遞，在反射回信源的往返時間進行測量。TOA技術的應用，需要掌握基站和移動臺接收傳遞信號的確切時刻。

1.4 到達時間差TDOA定位技術

TDOA定位技術是通過檢測信號到達兩個基站時間差來確定移動臺的位置，它能夠降低對TOA定位技術的精度同步要求，將其應用到一些誤差環境下，能夠充分發揮其定位技術的優越性能。該技術具有較高的應用精度，但唯一的缺點是需要在使用前改造基站設備保障定時的精度[2]。

2 無線定位功能

2.1 移動性管理

移動性管理是無線通信網絡中一項重要的功能，它主要的作用是定位和跟蹤移動用戶，在用戶進入和離開網絡時，能夠激活數據業務。應用移動性管理功能可以充分考慮幾種不同的切換角色綜合法，主要包括純LTE算法，最佳無切換延時算法，遺傳算法和基于位置啟發式預測算法。Wifi網絡依賴于移動終端的速度和切換延時進行切換，開展移動性管理，可以對用戶的位置進行實時定位掃描，發現網絡一般掃描時間需要0.5秒，檢測附近的WiFi網絡。然后進行認證連接，獲取IP地址。如果使用移動IP，還需要進行移動IP注冊。利用不同的算法進行網絡切換的實驗，明確所有算法的性能以及負面影響，為移動性管理提供重要依據。

2.2 緊急呼叫

緊急呼叫是基于位置服務中重要的應用功能，同時也是整合位置服務支持功能的主要推動因素。確保緊急呼叫成功，需要做好三項工作。第一，呼叫路由和對相關服務站點及其請求的調度要求，在不同環境中能夠獲得相同的位置精度。第二，呼叫者或事故的位置報告。呼叫者發送信號，無線定位技術需要根據呼叫者提供的緊急情況的位置信息進行定位。同時呼叫者的移動電話也能夠為，緊急服務中心提供呼叫者的位置，獲取更為精確的位置信息。第三，需要對呼叫者或事故的位置精度進行，估計這項工作對未知精度的要求更高。利用無線定位技術，針對室內城市郊區鄉村等不同的要求精度進行分析和判斷，將呼叫者的位置信息，進一步精確提高定位精度。

3 影響定位精度的因素及解決方案

3.1 多址干擾

多址干擾會嚴重影響TOA和TDOA技術在使用時信息的捕獲情況。針對這一問題，目前已經研究出了幾種改進方法，例如，利用抗遠鏡效應延時估計器和多用戶檢測器來進行信息的捕獲，能夠有效地抗擊多址干擾。

3.2 多徑傳播

在測量信號特征的過程中，測量值容易出現誤差，主要原因是由于多徑傳播這一因素，尤其是在場強定位技術中，多徑傳播是造成場強定位測量值出現誤差的主要因素。而針對TOA和TDOA定位技術來說，多徑傳播會導致時間測量出現誤差，如果將TOA和TDOA應用在比較復雜的環境中，這種影響因素會更為嚴重。針對這一因素提出的解決方案，研究了邊緣檢測，拓展卡爾曼濾波器等各種技術方法，削弱在定位技術中多徑傳播的影響，能夠提高定位的精度，對于各種移動通信網絡的發展也是十分必要的。

3.3 非視距路徑傳播

在TOA和TDOA定位技術應用的過程中，由于移動終端和基站之間的直升路徑被各種因素所阻擋，導致信號出現定位誤差，主要原因還在于信號非視距路徑的傳播。再加上一個網絡覆蓋區域在城市和近郊，實現移動終端和不同階段之間的傳播存在一定的困難，而且很容易受到多徑的影響。根據視距路徑傳播和非視距路徑傳播的測量值的不同標準差對非視距路徑傳播進行矯正識別。

4 位置服務的應用領域

4.1 社交網絡

將位置服務應用于各個社交軟件中，能夠拓寬位置信息的應用范圍。在移動設備的社交軟件中，位置服務可以為用戶提供動態信息。用戶可以利用定位系統了解天氣、分享經歷，同時也能掌握朋友親人的一些信息。將GPS植入到移動終端中，成為用戶專屬的GPS跟蹤器，利用GPS可以實時追蹤用戶位置。

4.2 手機游戲

在不斷的發展中，手機游戲的開發商，也瞄準了無線定位技術，這一商機，將其應用在游戲中，能夠為用戶提供絕佳的體驗。這類游戲主要包括尋寶類游戲或虛擬賽道游戲。在游戲中加入無線定位系統，拓展當前的游戲內容。

4.3 移動及位置感知廣告

移動機位置感知廣告主要是向消費者發布商品信息的一種新的方式。消費者會將位置信息等提供給廣告服務器，相關公司可以根據消費者的消費信息以及瀏覽歷史等等，繼而為消費者推送消費者所需的信息。也可以向消費者提供附近的商店優惠券信息。

4.4 導航與路線規劃

位置服務也可以應用于導航與路線規劃中，將GPS定位系統植入移動終端用戶利用移動終端，搜索想要到達的目的地，定位系統接收到服務信息之后對用戶的實際位置、目的地實際位置進行規劃，選出最優路線。一些APP還提供了公交時刻表，用戶通過搜索掌握公交的具體情況，從而選擇恰當的出行方式。

5 結語

總而言之，隨著移動通信事業的不斷發展，定位技術水平的不斷提高。無線又為技術將會應用到更多的領域當中，發揮著其重要價值，為人們提供更為便利的服務。但是就目前來說，定位技術中還存在很多問題，一些因素干擾定位技術的精確性，因此需要做好相關的研究工作，分析無線定位技術的應用方法和功能，并明確其主要的應用領域，逐步提高定位精度。此外還需要充分考慮網絡移動臺的一些影響因素，明確各種算法的可行性。

參考文獻

[1] 顧鑫.城市無線通訊工程發展趨勢的研究[J].中國新通信，2019，21（23）：25.

[2] 楊宇，李鳴宇，高洋.無線定位技術原理與內容分析[J].通訊世界，2015（21）：42-43.