基于3g網(wǎng)絡(luò)的移動設(shè)備定位技術(shù)研究(編輯修改稿)
2024-09-01 22:52 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 區(qū)的位置已知,因此X、Y和Z三個(gè)被測物體的位置也就可以確定了。除了上述介紹的Cell ID定位技術(shù)外, 基于臨近關(guān)系定位技術(shù)例子還有Active Badge Location System、Xerox ParcTAB System、Carnegie Mellon Wireless Andrew等。 移動通信中幾種基本的定位技術(shù)移動通信中的定位技術(shù)通過測量無線電波的一些基本參數(shù)數(shù)據(jù),然后根據(jù)特定的算法來判斷被測物體的位置。測量參數(shù)一般包括無線電波的傳輸時(shí)間、到達(dá)角、幅度和相位等。定位的精度大小取決于測量的方法。下面介紹上述三類定位技術(shù)中的幾種定位技術(shù)。 Cell IDTA Cell IDTA定位技術(shù)是對Cell ID(基于小區(qū)ID定位技術(shù))的改進(jìn)。在移動通信系統(tǒng)中, 都有唯一的一個(gè)CellID與蜂窩小區(qū)相對應(yīng),通過識別移動臺的所處小區(qū)的Cell ID就可以粗略確定移動臺的位置。CellID又被稱為小區(qū)全球識別碼(CGI),CGI由位置區(qū)識別碼(LAI)和小區(qū)識別碼(CI)構(gòu)成。時(shí)間提前量(TA) 是另一個(gè)在移動通信系統(tǒng)中可以用作定位的參數(shù)。TA是基站與移動終端之間的傳輸時(shí)延,BTS(Base station Transceiver Subsystem, 基站收發(fā)信臺)通過測量TA可以估測與移動臺之間的距離。TA的單位為比特,1bit即550米的距離。由于多徑效應(yīng)在無線通信傳輸中的影響,單一的采用TA定位的時(shí)候，相對精度較低，因此一般采用把TA和Cell ID結(jié)合實(shí)用的定位技術(shù)。Cell IDTA的定位技術(shù)簡單實(shí)用,所有的移動臺都可以使用。但是該定位技術(shù)的由于受小區(qū)的大小和周圍的環(huán)境影響較大，所以一般只是用于粗略定位。 信號衰減(Signal Attenuation)信號衰減(Signal Attenuation)定位技術(shù)是通過移動臺距離基站遠(yuǎn)近不同時(shí)引起的信號衰減變化來估算移動臺的位置,又稱為場強(qiáng)定位技術(shù)。由于大部分移動臺的是多向發(fā)送天線,所以信號功率會向各個(gè)方向迅速消散。如果已知移動臺信號發(fā)射功率,只要通過在另一點(diǎn)測量信號到達(dá)時(shí)的功率大小,這樣就可以使用特定的傳播模型來估算出移動臺與該點(diǎn)之間的距離。 移動定位技術(shù)的分析比較TDOA和TOA定位法在移動通信網(wǎng)絡(luò)中相對容易實(shí)現(xiàn)，精度也較高，特別是TDOA定位法，受到了更多的重視和應(yīng)用；而混合定位法則能吸收不同定位法的優(yōu)點(diǎn)，但需提供不同的信號特征測量值，精度高，但是也較為復(fù)雜。綜上所述，現(xiàn)在受到廣泛關(guān)注和深入研究的是TDOA和TOA定位法及混合定位法。 影響移動定位精度的主要因素及對策在蜂窩網(wǎng)絡(luò)中為了提高對移動臺的定位精度，除了研究對信號特征測量值誤差具有良好特性的高精度定位算法外，還需研究造成測量誤差的主要原因，尋找其對策。在蜂窩網(wǎng)絡(luò)中由于非理想的信道環(huán)境，使得移動臺和基站之間多徑傳播、非視距(NLOS)傳播普遍存在；在WCDMA網(wǎng)絡(luò)中，還普遍存在多址干擾，這些因素都會使檢測到的各種信號特征測量值出現(xiàn)誤差，從而影響定位精度。如何采取適當(dāng)措施降低這些因素的影響，得到準(zhǔn)確的信號特征測量值，是提高定位精度的關(guān)鍵，也是移動定位技術(shù)中研究的重點(diǎn)。 6 基于WCDMA網(wǎng)絡(luò)移動臺定位的實(shí)現(xiàn)1998年底，由歐洲的ETSI，日本的ARIB和TC，韓國的TA以及美國的TI共同組建成立3G技術(shù)規(guī)范機(jī)構(gòu)，提出基于WCDMA技術(shù)的移動通信網(wǎng)絡(luò)在未來的第三代移動通信網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)重要組成部分，對應(yīng)的這種網(wǎng)絡(luò)中也將實(shí)現(xiàn)對MS的定位服務(wù)（LCS）功能。 WCDMA網(wǎng)絡(luò)定位功能的實(shí)施在WCDMA移動通信網(wǎng)絡(luò)中，針對移動臺用戶定位需求主要是提供移動臺（一般稱為用戶設(shè)備UE）的地理位置信息及相關(guān)的定位精度估計(jì)、移動速度估計(jì)、時(shí)戳等輔助信息。所以，要求在充分利用WCDMA網(wǎng)絡(luò)已有的資源和GPS等可以利用的資源前提下建立定位服務(wù)功能，并盡可能減少由于增加定位功能而產(chǎn)生對系統(tǒng)容量等關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)的影響，并按照移動用戶的服務(wù)權(quán)限和實(shí)際定位需要采用不同的定位方法。 WCDMA/LCS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與定位功能有關(guān)的模塊包括無線網(wǎng)絡(luò)控制器（RNC）內(nèi)設(shè)置的移動定位中心（MLC），集成在基站（WCDMA中稱為結(jié)點(diǎn)B）內(nèi)的定位測量單元（LMU）、小區(qū)內(nèi)單獨(dú)設(shè)置的獨(dú)立LMU和用戶設(shè)備UE、RNC與核心網(wǎng)（CN）之間通過Iu接口進(jìn)行通信，各定位模塊之間則利用網(wǎng)絡(luò)已有的信令接口，如Iub、Iur、Uu等接口進(jìn)行通信。當(dāng)RNC收到由CN經(jīng)Iu接口送來的或來自WCDMA網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部UE的定位請求后，就會啟動WCDMA中的各種定位資源，包括結(jié)點(diǎn)B，各種LMU，UE進(jìn)行信號特征測量，再將特征值送UE或MLC內(nèi)的位置計(jì)算功能（PCF）模塊，計(jì)算出UE的估計(jì)位置，并將定位結(jié)果及有關(guān)輔助信息送回CN或定位請求者[39]。 模塊功能分析在WCDMA移動通信網(wǎng)絡(luò)中，各個(gè)功能模塊協(xié)同工作從而實(shí)現(xiàn)定位功能。下面分析WCDMA網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中各模塊的功能(1)SRNC:SRNC可以控制多個(gè)LMU并對移動臺所需要的資源進(jìn)行調(diào)整和分配，從而估計(jì)出定位精度和計(jì)算出最后的定位結(jié)果。一般它和LMU之間通過Iub接口進(jìn)行信令傳輸，偶爾也采用Iur接口進(jìn)行信令傳輸；對于獨(dú)立的LMU則采用Uu接口。SRNC的功能具體如下:l 向其他RNC請求MS定位有關(guān)的信息；l 定位請求流量控制：如果一個(gè)SRNC同時(shí)接收到多個(gè)發(fā)送來的定位請求時(shí)，SRNC將根據(jù)定位的優(yōu)先級順序來安排處理定位請求；l 根據(jù)定位請求、QoS和MS的定位能力選擇定位方法；l 定位計(jì)算：SRNC將計(jì)算MS的位置，并進(jìn)行不同坐標(biāo)系之間的變換。在由RNC估計(jì)MS的位置時(shí)，還要估計(jì)定位精度。這個(gè)精度包括GDOP，信號測量硬件的能力，多徑傳播的影響，以及同步的影響等，最終定位精度將以距離的形式同定位估計(jì)結(jié)果一起返回；l 提供MS定位相關(guān)的輔助數(shù)據(jù):SRN(應(yīng)提供輔助數(shù)據(jù)以支持不同的定位方法；l 協(xié)同和控制MS定位：例如，當(dāng)SAS的PCF和SRN(的PCF都空閑時(shí)，SRNC就要選擇哪個(gè)PCF參與定位并對其進(jìn)行控制。(2) 結(jié)點(diǎn)B：結(jié)點(diǎn)B的功能是進(jìn)行信號測量，并將測量結(jié)果傳遞給CRNC。結(jié)點(diǎn)B可以根據(jù)定位請求進(jìn)行信號測量，也可以自發(fā)和周期性地進(jìn)行信號測量，并報(bào)告測量結(jié)果。(3) LM
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