無線通信系統定位技術的應用

余小俊

（中通服咨詢設計研究院有限公司，江蘇 南京 210019）

0 引 言

基于位置服務的多元化需求，無論是室內還是室外，快速準確完成移動終端位置信息定位管理的業務量逐漸增多。為了充分提升位置服務質量和網絡應用性能，要積極整合定位技術應用模式，打造更加科學合理的信息保護安全管控機制，為通信系統定位管理工作的優化提供保障。

1 無線通信系統定位技術

無線通信系統定位技術指借助Wi-Fi技術和傳感器等設備有效建立測量接收模式，對接收到的無線電波時間、幅度、相位等基礎參數進行測量分析，結合具體的算法規則完成被測物體的位置判定。通過建立定位、監測、著重等控制模式，保證導航管理、機器人跟蹤、虛擬現實以及軍事目標定位等基礎工作都能順利開展[1]。

1.1 GPS定位技術

全球定位系統（Global Positioning System，GPS）定位是目前應用最為廣泛的定位方式，借助工作衛星和備用衛星實現相關信息的實時性接收和存儲。地面接收機接收GPS衛星發送的實時性信號，配合數據處理獲取相關信息，依據衛星廣播的星歷信息完成定位和導航。需要注意的是，GPS定位系統在較為開闊的環境下定位精準度較高，抗干擾性和保密性較好[2]。

1.2 Cell-ID定位技術

Cell-ID定位技術通過獲取目標手機所在的蜂窩小區ID來確定其具體位置，針對移動網絡進行針對性跟蹤和管理，有效實現識別信號的可控性目標[3]。在技術應用體系內，只要系統能將小區基站設置的中心位置和小區覆蓋半徑直接發送到終端設備上，就能結合相關信息描述的的內容和關鍵點有效確定移動終端的位置。

此外，Cell-ID定位技術能實現簡單定位和處理，實際的響應速度較快，無須進行網絡和移動終端的更改就能大大提升覆蓋范圍，保證信息傳遞和數據處理的可靠性。若是基站分布數量不足，則很難有效完成定位控制。為了滿足實際需求，需要將定位技術和其他實時性應用要求相結合。

1.3 智能天線AOA技術

智能天線到達角度（Angle of Arrival，AOA）技術是建立2個以上位置點，基于位置點關系建立4～12組天線陣列，有效完成信息交互和共享處理。智能天線AOA技術模式中，天線陣列能確定移動臺發送信號相對基站的具體角度，以此打造基站和移動臺的直線連接模式，2個線路交匯位置就是待測定移動臺的具體坐標。根據智能天線AOA技術本身的特點，建立2個基站就能完成定位管理[4]。

1.4 UWB技術

超寬帶（Ultra Wide Band，UWB）技術主要是借助發送和接收納秒級及以下極窄脈沖信號的短程通信技術模式，實現無線數據的傳輸和高速處理，建立完整的數據信息節點控制體系，以保證相關技術內容和應用效果滿足預期，減少信息操作不當造成的延時。UWB技術具有帶寬較寬、抗干擾能力較強等優勢，能大大提升信號傳遞的安全性和規范性，保證無線通信系統定位技術處理控制水平能滿足應用標準。基于UWB定位模式能利用到達時間差（Time Difference Of Arrival，TDOA）完成信息的匯總，將定位精度優化到厘米級。

1.5 RFID定位技術

射頻識別（Radio Frequency Identification，RFID）定位主要是借助無線電信號對標簽信息進行識別處理，以便實現身份辨認。在技術處理環節，借助位置感知和信號強度分析等方式獲取更加直觀的數據，通過位置感知方式匹配跟蹤對象RFID標簽的相關內容，從而完成標簽讀取器的部署處理[5]。一旦跟蹤對象進入到感知范圍內，則利用RFID射頻識別定位就能實現跟蹤對象位置信息的實時性管理。與此同時，結合接收信號強度指示（Received Signal Strength Indication，RSSI）和接收信號強弱水平測定信號點和接收點的距離參數，依據數據進行定位結構和相關內容的測算分析，最大程度上保證測定結果的準確性。

2 無線通信系統定位技術的具體應用

無線通信系統定位技術的應用主要集中在室內和室外，依據不同場景的具體需求選取相匹配的技術內容和應用控制模式，打造更加完整且規范的應用管理平臺，保證通信系統定位管理控制的規范性和科學性，為整合整體資源結構提供支持，維持良好的定位監督管理效果[6]。

2.1 定 位

2.1.1 室內定位

在技術綜合發展進程不斷加快的時代背景下，室內定位技術逐漸優化和升級。為了滿足差異化環境下無線通信室內定位機制的具體需求，需要結合具體場景落實相關工作。室內定位模式的實現主要依托雙目測距原理和信息融合算法，在室內固定場所區域搭建對應的信息交互平臺，配合技術要求提供位置信息，基于應用平臺對產品的類目予以劃分和管理。獲取產品位置并發送實時性共享指令，用戶借助位置信息能尋找到相關產品，并了解其詳細參數。

此外，室內定位工作中還可以應用UWB技術實現室內精準定位管理工作，減少冗余信息對定位操作處理造成的影響，匹配可控化信息匯總模式，維持良好的定位控制。

2.1.2 室外定位

室外定位也是無線通信系統定位技術的主要應用領域，以H3CWLAN網絡系統管理（Web-based System Management，WSM）項目為例，在實現無線設備實時性定位管理的同時，基于位置建立安全控制模式[7]。

（1）建立無線接入點（Access Point，AP）設備物理位置定位系統，以便實現接入關系的實時性定位。結合無線有線統一管理框架可知，WSM能借助整網拓撲處理模式直觀地實現AP設備的定位管理，并配合業務傳輸路徑的應用實現虛擬化的室外定位跟蹤管理。利用有源以太網（Power Over Ethernet，POE）交換機接口實現實時性關斷，提升整體物理位置定位的準確性和規范性。與此同時，WSM還能實現對Rogue AP的拓撲定位，配合終端學習技術實現交換機接口的實時性管理，有效隔離非法AP，保證AP所處地理位置得以直觀展示。

（2）建立無線終端定位模式的同時，實現實時性信息匯總。基于Web站點（Web Site，WS）自身無線終端管理能力較好的優勢，能將當前的在線終端和用戶在線歷史信息等進行匯總處理，配合直觀展示的方式讀取相應的信號強度、信道內容以及流量等參數，為用戶連接AP設備予以支持。此外，WSM還能輔助管理人員完成初始位置的鎖定控制，借助用戶漫游AP的相關情況了解用戶大致的活動范圍，實現較為精準的室外定位管理工作[8]。

（3）配合無線通信系統定位技術建立指紋算法定位管理模式，在拓撲參數中完成用戶物理位置的定位管理，保證終端實時性跟蹤和定位控制工作都能順利開展。由于WLAN RSS定位模塊中會出現跳變的情況，為了滿足無線運維管理要求，要對其進行專業定位常見的約束管控。

（4）依據位置信息的應用要求，建立安全控制模式和增值服務模式。WSM應用狀態能實現位置信息的準入處理，結合控制區域的設置模式就能對區域客戶端進行警告、隔離以及安全管理，拒絕不安全用戶訪問內部網絡，從而建立運動軌跡定位、網絡行為分析的控制模式，及時發現安全隱患并及時處理，最大程度上提高無線通信系統定位技術應用的安全性和規范性。此外，WSM的應用還能及時檢索高增益天線內容、偽造MAC地址內容等，為邊界安全管理提供保障，在降低成本的同時，實現入侵檢測和防護定位的集成化管理[9]。

2.2 導 航

在無線定位技術全面發展的時代背景下，選取輔助GPS（Assisted GPS，A-GPS）技術體系進行導航處理。結合實際應用需求，借助通信網絡基站在遠程定位服務器內完成衛星星圖、俯仰角等基礎信息的匯總，從而保證GPS衛星系統的性能和速度均滿足實際標準，提升統籌管控的規范性，為更好地完成導航管理任務提供保障。

2.3 跟 蹤

利用智能天線AOA技術模式，在障礙物較少的開闊環境中提升定位精度，建立完整的跟蹤控制模式。近年來，終端和基站的距離不斷增加，跟蹤定位的精度受到影響。為了減少多徑干擾造成的跟蹤信息定位不準確等問題，將智能AOA系統、智能方向天線以及復雜的設備應用模式融合應用于城市蜂窩定位系統，實現合理性跟蹤評估[10]。此外，將RFID定位技術應用在材料跟蹤管理工作中，配置二維碼匹配相應的待跟蹤對象，利用標簽和部署不同參考信息的方式有效實現對具體材料的跟蹤定位，提高規模化部署工作的質量和水平。

3 結 論

隨著無線通信系統定位技術的應用范圍不斷擴大，基于技術手段建立實時性跟蹤、定位、導航等體系，在發揮技術優勢的同時，打造更加科學合理的定位控制模式，確保實時性管理場景控制質量和控制效果最優化。