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        ?蜂窩系統中無線定位方案

        2020-02-14

        要在蜂窩移動通信系統中實現對移動臺的定位功能,首先必須選擇適當的定位系統類型。相應的定位技術及實施方案。

        蜂窩系統中無線定位方案

        定位系統的選擇
        無線定位系統中對移動臺的定位是通過檢測移動臺和多個固定位置收發信機之間傳播信號的特征參數來估計目標移動臺的幾何位置。根據進行定位估計的位置及定位數據用途的不同可將對移動臺的定位方案分為兩類:基于移動臺的定位方案和基于網絡的定位方案,與之對應有以下兩類定位系統:
        (1)基于移動臺的定位系統
        這類系統也稱為移動臺自定位系統,在蜂窩網絡中也叫做前向鏈路定位系統。其定位過程是由移動臺根據接收到的多個已知位置發射機發射信號攜帶的某種與移動臺位置有關的特征信息來確定其與各發射機之間的幾何位置關系,再根據有關算法對其自身位置進行定位估計,由移動臺用戶掌握其自身的位置信息。著名的GPS系統即屬于這類系統。
        (2)基于網絡的定位系統
        這類系統在蜂窩網絡中也叫做反向鏈路定位系統。其定位過程是由多個固定位置接收機同時檢測移動臺發射的信號,將從各接收信號攜帶的某種與移動臺位置有關的特征信息送到一個信息處理中心進行處理,計算出移動臺的估計位置。自動車輛定位(AVL)系統即屬這類系統。
        從上述各定位系統的基本特征可以看出,在蜂窩網絡中采用基于移動臺的前向鏈路定位方案必須對現有移動臺進行適當修改,如集成GPS接收機或能同時接收多個基站信號進行自定位的處理部件,還必須用適當方式將定位信息傳送回蜂窩網絡?;诰W絡的反向鏈路定位方案只需對蜂窩網絡設備作適當擴充、修改,不需要對現有移動臺作任何修改,能充分利用現有各種蜂窩系統的龐大資源,保護用戶已有投資,實現相對容易。


        定位方法的確定
        在各種無線定位系統中,采用的基本定位技術都是類似的,通??晒┻x擇的基本定位技術有:
        (1)場強定位法
        這種方法是通過測出接收信號的場強值和已知的信道衰落模型及發射信號的場強值估算出收發信機之間的距離,根據多個距離值即能估計出目標移動臺的位置。
        (2)基于電波傳播時間(TOA或TDOA)的定位法
        該方法是通過測出電波從發射機傳播到多個接收機的傳播時間或時間差來確定目標移動臺的位置。對于TOA方法,收發信機之間的距離可通過測出的電波傳播時間獲得;對于TDOA方法,則是根據多個TDOA數據對應的多條雙曲線的交點來估計目標移動臺的位置。
        (3)基于電波人射角(AOA)的定位法
        該方法是在接收機通過天線陣列測出電波的人射角,從而構成一根從接收機到發射機的徑向連線,即測位線,待定位發射機的二維位置坐標可由兩根測位統的交點獲得。
        (4)混合定位法
        該法是在系統中同時利用不同類型的信號特征測量值,如TDA、AOA進行定位估計。在蜂窩網絡中利用服務基站測得的TOA和AOA數據就能確定移動臺的位置。利用上述基本定位技術進行準確定位的前提是電波在收發信機之間能視距(LOS)傳播。在蜂窩網絡中,由于受非視距(NLOS)傳播、多徑效應和各種噪聲干擾的影響,定位精度往往受到很大影響。