【文章內(nèi)容簡介】 到達(dá)時(shí)間差（Time Difference of Arrival，TDOA）定位的基本原理是測(cè)量不同基站接收到同一移動(dòng)站的時(shí)差，并由此計(jì)算出移動(dòng)站到不同基站的距離差。移動(dòng)站到任何2個(gè)基站的距離d可以在2個(gè)基站之間給出一條雙曲線，移動(dòng)站一定處于該曲線上。當(dāng)同時(shí)有N個(gè)基站參與測(cè)距時(shí)（N≥3），由多個(gè)雙曲線之間的交匯區(qū)域就是對(duì)用戶位置的估計(jì)[3]。TDOA定位技術(shù)可應(yīng)用于各種移動(dòng)通信系統(tǒng)（GSM、WCDMA、窄帶CDMA和CDMA2000中），尤其適合CDMA系統(tǒng)，CDMA系統(tǒng)用擴(kuò)頻方式將信號(hào)頻譜擴(kuò)展到很寬的范圍，使系統(tǒng)具有較強(qiáng)的抗多徑能力。如果GSM網(wǎng)絡(luò)采用TDOA方法定位，關(guān)鍵在于良好的參數(shù)設(shè)計(jì)和技術(shù)保證。TDOA定位方式的優(yōu)點(diǎn)是定位精度較高，但它的精度隨環(huán)境的不同而不同。在較開闊的地區(qū)，如郊區(qū)、鄉(xiāng)村等，TDOA受多徑干擾影響小，可以將移動(dòng)臺(tái)定位精度在10～20 m范圍內(nèi)；在城區(qū)，由于高大建筑物較多，電波傳播環(huán)境復(fù)雜，一般要經(jīng)過折射或反射，影響定位精度，定位精度在100～200 m。該技術(shù)也無需對(duì)手機(jī)進(jìn)行修改，可以直接向現(xiàn)存用戶提供服務(wù)。但該技術(shù)定位響應(yīng)時(shí)間比CellID技術(shù)略長，需要7 s左右。 AGPS定位技術(shù)AGPS（Assisted Global Positioning Systems）是網(wǎng)絡(luò)輔助的GPS定位的簡稱。這種方法需要網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)臺(tái)都能夠接收GPS信息。它的基本原理是：GPS接收機(jī)將測(cè)量到的GPS輔助信息記錄下來，發(fā)送至蜂窩移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，定位系統(tǒng)接收GPS參考接收網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的GPS導(dǎo)航電文，然后結(jié)合網(wǎng)絡(luò)其他信息，加工成輔助GPS信息（包括GPS偽距測(cè)量的輔助信息和移動(dòng)臺(tái)位置計(jì)算的輔助信息）并提供給移動(dòng)臺(tái)，利用這些信息，移動(dòng)臺(tái)可以快速捕獲衛(wèi)星并接收到測(cè)量信息，然后將測(cè)量信息發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)中的定位服務(wù)中心，由它計(jì)算出移動(dòng)臺(tái)當(dāng)前所處的位置。由于位置計(jì)算是在網(wǎng)絡(luò)側(cè)完成的，移動(dòng)臺(tái)的GPS接收實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度大大降低，并能夠降低功耗。AGPS定位精度高，在開闊的環(huán)境中，如城郊或鄉(xiāng)村，多徑和遮擋是可以忽略的，AGPS的定位精度能夠達(dá)到10 m左右甚至更優(yōu)；如果移動(dòng)臺(tái)處于城區(qū)環(huán)境，無遮擋并且多徑不嚴(yán)重，定位精度將在30～70 m之間；如果移動(dòng)臺(tái)在室內(nèi)或其他多徑和遮擋嚴(yán)重的區(qū)域，此時(shí)移動(dòng)臺(tái)難以捕捉到足夠的衛(wèi)星信號(hào)，AGPS將無法完成定位。與前兩種定位技術(shù)相比，AGPS定位方法的響應(yīng)時(shí)間稍長，在冷啟動(dòng)情況下，AGPS定位的響應(yīng)時(shí)間為10～30 s；在正常工作狀態(tài)下，定位響應(yīng)時(shí)間為3～10 s之間。第3章 3G系統(tǒng)中定位業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)國際電信聯(lián)盟（ITU）在2000年5月確定WCDMA、CDMA2000、TDSCDMA以及WiMAX四大主流無線接口標(biāo)準(zhǔn)，寫入3G技術(shù)指導(dǎo)性文件《2000年國際移動(dòng)通訊計(jì)劃》（簡稱IMT—2000）。 定位技術(shù)在WCDMA中的使用WCDMA，全稱為Wideband CDMA，也稱為CDMA Direct Spread，意為寬頻分碼多重存取，這是基于GSM網(wǎng)發(fā)展出來的3G技術(shù)規(guī)范，是歐洲提出的寬帶CDMA技術(shù)，它與日本提出的寬帶CDMA技術(shù)基本相同，目前正在進(jìn)一步融合。WCDMA的支持者主要是以GSM系統(tǒng)為主的歐洲廠商，日本公司也或多或少參與其中，包括歐美的愛立信、阿爾卡特、諾基亞、朗訊、北電，以及日本的NTT、富士通、夏普等廠商。 該標(biāo)準(zhǔn)提出了GSM(2G)GPRSEDGEWCDMA(3G)的演進(jìn)策略。這套系統(tǒng)能夠架設(shè)在現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)上，對(duì)于系統(tǒng)提供商而言可以較輕易地過渡，但是GSM系統(tǒng)相當(dāng)普及的亞洲對(duì)這套新技術(shù)的接受度預(yù)料會(huì)相當(dāng)高。因此WCDMA具有先天的市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)。在WCDMA中三種定位技術(shù)可以在不同情況下使用，基于CELLID的定位方法可以在定位精度要求較低時(shí)使用；OTDOA方法可以在定位精度要求較高并且終端和網(wǎng)絡(luò)無GPS接收裝置時(shí)使用；而網(wǎng)絡(luò)輔助GPS定位方法則適宜定位精度要求高且終端和網(wǎng)絡(luò)有GPS接收裝置時(shí)使用。另外，這幾種方法可以同時(shí)混合使用，以彌補(bǔ)彼此的不足。例如同時(shí)使用CELLID和OTDOA技術(shù)，就可以在農(nóng)村和密集城區(qū)獲得較好的定位效果。在WCDMA網(wǎng)絡(luò)商用初期，多數(shù)終端沒有GPS設(shè)備，而且定位業(yè)務(wù)種類不豐富，網(wǎng)絡(luò)將主要利用前兩種方法提供定位業(yè)務(wù)；隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和成熟，網(wǎng)絡(luò)輔助的GPS定位技術(shù)的應(yīng)用將會(huì)有所增加，網(wǎng)絡(luò)將同時(shí)使用多種定位技術(shù)在不同情況下為不同的應(yīng)用和不同的用戶提供定位服務(wù)。 定位技術(shù)在CDMA2000中的實(shí)現(xiàn)CDMA2000是由窄帶CDMA(CDMA IS95)技術(shù)發(fā)展而來的寬帶CDMA技術(shù)，也稱為CDMA MultiCarrier，它是由美國高通北美公司為主導(dǎo)提出，摩托羅拉、Lucent和后來加入的韓國三星都有參與，韓國現(xiàn)在成為該標(biāo)準(zhǔn)的主導(dǎo)者。這套系統(tǒng)是從窄頻CDMAOne數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)衍生出來的，可以從原有的CDMAOne結(jié)構(gòu)直接升級(jí)到3G，建設(shè)成本低廉。但目前使用CDMA的地區(qū)只有日、韓和北美，所以CDMA2000的支持者不如WCDMA多。不過CDMA2000的研發(fā)技術(shù)卻是目前各標(biāo)準(zhǔn)中進(jìn)度最快的，許多3G手機(jī)已經(jīng)率先面世。該標(biāo)準(zhǔn)提出了從CDMA IS95 (2G) CDMA20001 x CDMA20003 x (3G) 的演進(jìn)策略。CDMA20003x與CDMA20001x的主要區(qū)別在于應(yīng)用了多路載波技術(shù)，通過采用三載波使帶寬提高。目前中國電信正在采用這一方案向3G過渡，并已建成了CDMA IS95網(wǎng)絡(luò)。定位業(yè)務(wù)是非常具有CDMA特色的業(yè)務(wù)之一。在CDMA系統(tǒng)中，為了軟切換的需要，移動(dòng)臺(tái)需要不停地掃描來自不同基站的信號(hào)，并計(jì)算這些信號(hào)的時(shí)延。而時(shí)延可以轉(zhuǎn)換為與基站的距離。如果能夠接收到多個(gè)基站的信號(hào)，就可以確定移動(dòng)臺(tái)的相對(duì)位置。除了這個(gè)技術(shù)以外，在室外條件下，還可以使用GPS定位技術(shù)以提高精度。所以，CDMA系統(tǒng)中采用的定位技術(shù)叫做“混合定位技術(shù)”。 在無線接口上，支持上述兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)是3GPP2C．S0022，對(duì)應(yīng)的美國標(biāo)準(zhǔn)是IS801。 在網(wǎng)絡(luò)部分，有多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)與C．S0022配合。除了用于美國緊急呼叫業(yè)務(wù)的以外，最主要的一個(gè)是3GPP2N．P0013，對(duì)應(yīng)的美國標(biāo)準(zhǔn)為IS881。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)主要規(guī)定了定位系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，及其網(wǎng)絡(luò)實(shí)體間的信令。它規(guī)定定位系統(tǒng)由兩個(gè)功能實(shí)體構(gòu)成，其中定位實(shí)體（PDE）負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)具體的定位操作，而移動(dòng)定位中心（MPC）負(fù)責(zé)接口功能，對(duì)外提供位置信息，并保證安全和個(gè)人隱私。 在應(yīng)用部分的標(biāo)準(zhǔn)還不完善，正在制訂的標(biāo)準(zhǔn)有智能網(wǎng)第三個(gè)階段的標(biāo)準(zhǔn)。它主要規(guī)定了智能網(wǎng)如何使用定位信息提供業(yè)務(wù)。在3GPP2，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是N．P0011，對(duì)應(yīng)的美國標(biāo)準(zhǔn)為IS84。定位部分的標(biāo)準(zhǔn)也同樣適用于IS95A系統(tǒng)和CDMA2000系統(tǒng)。 TDCDMA定位業(yè)務(wù)解決方案