無線定位係統在移動通信工程中的應用
信息技術
作者：陳龍
【摘 要】新科技革命以來，高科技產品逐漸走入人類社會，人們也越來越體驗到科技產品給人們帶來的便利。近年來，尤其是進入二十一世紀以來，無線定位係統得到了前所未有的發展，尤其是在移動設備上的應用，從汽車導航到手機跟蹤定位可謂是無處不在，無線定位係統給人們生活帶了極大地便捷，人們可以隨時查詢各類信息和位置，保證了人們出行的安全和便利。本文將針對無線定位係統在移動通信工程中的應用進行分析探討，旨在進一步促進無線定位係統的發展，保障人們安全的同時給人們帶來更多的便捷服務。
【關鍵詞】無線定位係統；移動通信工程；應用
無線定位係統的關鍵是衛星定位，通過手中的無線設備接收衛星信號，從而反饋到用戶手中相應的信心，無線定位技術最初是應用的軍事戰爭的，便於軍隊的協同作戰和位置報告。而隨著時代的變遷，人們逐漸將這種先進的定位技術發展的普通生活當中，給人們的生活帶來的了極大地便利。手機相信在當代社會中已經非常普遍了，而隨著用戶要求的提高，手機中也逐漸增加了無線定位技術，人們可以隨時隨地確定自己所在的位置以及周邊情況，著實極大的方便了人們日常的生活和工作。而任何事物相對有利的一麵來講，弊端也就自然出現了，由於無線定位技術的應用，也讓一些不法犯罪分子有了可趁之機，因此，要妥善利用無線定位係統，讓其在人類社會中起到應有的促進作用。
一、無線定位係統概述
定位通常是指確定某個物體在某一參考坐標係中的位置，而無線電定位就是根據接收到的無線電信號的強度、相位、時間等參數，通過特定方法計算出移動用戶的位置。
最初的定位係統主要用於為飛機、艦船以及軍事用途等專用目的提供定位服務，作為其代表的典型定位係統有Loran-c，Omega， Tacan， Radar及VOR/DME等。20世紀60年代後，很多軍用技術被轉化和引入民用，因此出現了如自動車輛定位（AVL）係統的民用無線定位係統，並且在公共交通管理、貨物運輸、公安追蹤及出租車調度等範圍中廣泛應用。
近年來，無線蜂窩通信網的發展，特別是第二代數字移動通信係統全麵取代了第一代模擬無線通信係統之後，網絡運營成本大幅度降低，移動用戶的消費也有明顯的下降，因而很大程度上推動了無線市場的發展，GSM和CDMA用戶的數量也發生了爆炸式的增加，這一點為定位服務提供了良好的基礎。同時，隨著e時代的到來和人們對生活需求不斷的提升，以及公共安全、緊急呼叫、出租調度等服務的要求，定位服務將擁有巨大的市場前景。
雖然目前基於蜂窩移動網的定位係統結合各種最新技術，能夠提供越來越高的精度，但是當需要定位的物體位於建築物內部，如辦公大樓內，其定位精度就明顯下降了。因此，必須研究新的室內定位技術以彌補GPS的不足。目前，常見的技術有IEEE 802.11為代表的無線局域網技術、紅外技術、超聲波技術和RFID技術等，它們已能夠在室內達到10米以內的定位精度。
二、蜂窩移動網的無線定位
1、基於時間的定位
它是通過無線電信號傳播到多個接收機的到達時間（TOA）或時間差（TDOA）來確定移動台的位置。TDOA算法是對TOA算法的改進，它不是直接利用信號到達時間，而是用多個基站接收到信號的時間差來確定移動台位置，與TOA算法相比不需要加入專門的時間戳，定位精度也有所提高。TDOA值的獲取一般有2種形式： 第1種形式是利用移動台到達2個基站的時間TOA，取其差值來獲得，這時仍需要基站時間的嚴格同步，但是當兩基站間移動信道傳輸特性相似時，可減少由多徑效應帶來的誤差。第2種形式是將一個移動台接收到的信號與另一個移動台接收到的信號進行相關運算，從而得到TDOA的值，這種算法可以在基站和移動台不同步時，估計出TDOA的值，由於實際應用中，往往很難做到基站與移動台的同步，所以利用相關估計得到TDOA值，再進行定位計算能獲得較高精度。