【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 求方面規(guī)定：基于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的定位方案 (不改動(dòng)終端 )，要求在 67%的概率下定位精度不低于 150m， 95%的概率下定位精度不低于 300m；基于移動(dòng)臺(tái)的定位方案 (可以改動(dòng)終端 )，要求在 67%的概率下定位精度不低于 50m， 95%的概率下定位精度不低于 150m。美國(guó) FCC 的這一規(guī) 定明確了提供 E911 定位服務(wù)將是今后各種蜂窩網(wǎng)絡(luò)，特別是 3G 網(wǎng)絡(luò)必備的基本功能 [1]。 FCC 的規(guī)定大大推動(dòng)了蜂窩網(wǎng)無(wú)線定位技術(shù)的發(fā)展。在蜂窩網(wǎng)通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)臺(tái)的定位除了滿足 E911 定位需求外還具有以下重要用途 [2]： (1) 基于移動(dòng)臺(tái)位置的靈活計(jì)費(fèi)，可根據(jù)移動(dòng)臺(tái)所處位置采取不同的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)。 (2) 智能交通系統(tǒng) (ITS)， ITS 系統(tǒng)可以方便提供車輛及旅客位置、車輛調(diào)度、追蹤等服務(wù)。 (3) 優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)與資源管理，精確監(jiān)測(cè)移動(dòng)臺(tái)，使網(wǎng)絡(luò)更好決定進(jìn)行小區(qū)切換的最佳時(shí)刻。同時(shí)，根據(jù)其位置動(dòng)態(tài)分配信道 ，提高頻譜利用率，對(duì)網(wǎng)哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 2 絡(luò)資源進(jìn)行有效管理。 (4) 信息服務(wù)，對(duì)移動(dòng)臺(tái)和旅行者定位并向其提供所在區(qū)域的信息及其它服務(wù)。 (5) 在公安偵查活動(dòng)中，可用于跟蹤被盜車輛及失蹤人員。 課題研究的目的和意義 我們需要的最基本信息就是：時(shí)間、地點(diǎn)和內(nèi)容。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們的活動(dòng)范圍越來(lái)越大，而且越來(lái)越不具確定性。這種移動(dòng)性和不確定性給移動(dòng)通信帶來(lái)市場(chǎng)和挑戰(zhàn)的同時(shí)，也為定位服務(wù)的開展和擴(kuò)大帶來(lái)了無(wú)限商機(jī)。同時(shí)，對(duì)移動(dòng)通信網(wǎng)本身來(lái)說(shuō)，移動(dòng)性管理一直是難點(diǎn)。如果知道了移動(dòng)臺(tái)的精確位置，進(jìn)行移動(dòng)性管理就變得相對(duì) 簡(jiǎn)單了，所以，無(wú)論是用戶的需求，還是運(yùn)營(yíng)商或網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商的需要，都對(duì)定位服務(wù)的發(fā)展提出了迫切的要求。其主要應(yīng)用有 [2]： 緊急救援 當(dāng)移動(dòng)手機(jī)或車載機(jī)持有者遇到緊急情況 (交通事故、車輛故障、遇劫及其它 )，撥打救援中心電話 (如中國(guó)的 1美國(guó)的 91日本的 411 等 )時(shí)，報(bào)警用戶往往不能提供自己的準(zhǔn)確位置。移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)就在將該緊急呼叫發(fā)送到救援中心的同時(shí)，啟動(dòng)位置服務(wù)并得到該用戶的具體位置，將位置信息和用戶的語(yǔ)音信息一并傳送給救援中心。這樣，救援中心就可以根據(jù)得到的位置信息，迅速、高效地給用戶提供緊急救援 服務(wù)，大大提高了救援的成功率。 移動(dòng)黃頁(yè)查詢 互聯(lián)網(wǎng)的黃頁(yè)查詢是一項(xiàng)發(fā)展比較迅速的網(wǎng)絡(luò)增值服務(wù)。用戶通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)查詢自己所在區(qū)域的各種信息，例如，附近的飯店、商場(chǎng)、附近各公司的電話號(hào)碼及所在位置等。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與位置服務(wù)相結(jié)合，便可以實(shí)現(xiàn)移動(dòng)黃頁(yè)查詢。移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)首先確定終端用戶的位置，然后在互聯(lián)網(wǎng)提供的信息中挑選出用戶所在區(qū)域的相關(guān)信息供用戶查詢。 位置相關(guān)計(jì)費(fèi) 哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 3 要實(shí)現(xiàn)公正、有效的計(jì)費(fèi)是比較困難的。移動(dòng)用戶在通信過(guò)程中占用了網(wǎng)絡(luò)資源，運(yùn)營(yíng)商需要就這一部分資源向用戶收取費(fèi)用。用戶所占網(wǎng)絡(luò)資源的位置 (是處于高速公路上正快速移動(dòng)，還是在家中，是處于話務(wù)比較繁忙的商業(yè)區(qū)，還是處于郊區(qū) )不 同，網(wǎng)絡(luò)給用戶提供的服務(wù)量就不同，所以相應(yīng)的收費(fèi)也應(yīng)不同。但實(shí)際上運(yùn)營(yíng)商并不知道用戶的確切位置，無(wú)法判斷用戶所處的位置特征并實(shí)行位置相關(guān)計(jì)費(fèi)。但隨著定位服務(wù)的發(fā)展，與位置有關(guān)的計(jì)費(fèi)也必將發(fā)展起來(lái)。 對(duì)網(wǎng)絡(luò)欺詐者定位和防盜打管理 對(duì)移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)，移動(dòng)用戶惡意欠費(fèi)、移動(dòng)電話盜打是困擾已久的問(wèn)題。利用移動(dòng)定位技術(shù)可以對(duì)惡意欠費(fèi)用戶進(jìn)行定位，以迅速抓住欺詐者，并有效地監(jiān)測(cè)和制止盜打。 車輛導(dǎo)航和智能運(yùn)輸系統(tǒng) (ITS) 移動(dòng)通信網(wǎng)提供的位置服務(wù)能滿足車輛導(dǎo)航和跟蹤。為每一輛 (或列 )需要導(dǎo)航和跟蹤的汽車 (或列車 )安裝一個(gè)移動(dòng)車載臺(tái)，然后通信網(wǎng)為這些車載臺(tái)提供位置信息，并將這些信息通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)傳輸給交通管理的調(diào)度中心，便可快速地在車輛和調(diào)度中心之間建立協(xié)調(diào)的運(yùn)行管理和導(dǎo)航。在移動(dòng)蜂窩系統(tǒng)中提供對(duì)移動(dòng)臺(tái)的定位服務(wù)后 ITS 就可利用移動(dòng)定位技術(shù)，對(duì)車隊(duì)運(yùn)輸系統(tǒng)中的車輛和移動(dòng)資源進(jìn)行定位，提供車輛及旅客位置信息，檢測(cè)交通事故和塞車，以實(shí)現(xiàn)智能化管理與調(diào)度。 優(yōu)化蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)設(shè)計(jì) 移動(dòng)通信網(wǎng)的移動(dòng)性管理一直是網(wǎng)絡(luò)的難點(diǎn)問(wèn)題。如果 網(wǎng)絡(luò)知道移動(dòng)臺(tái)的精確位置，進(jìn)行移動(dòng)性管理就變得相對(duì)簡(jiǎn)單，也有助于對(duì)移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行有效的信道分配，使無(wú)線資源的利用程度更高。另外，如果能夠?qū)崟r(shí)地得到移動(dòng)臺(tái)的位置信息，就可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的動(dòng)態(tài)、智能分配，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)性能，提高網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量。 可以相信，隨著定位技術(shù)的發(fā)展，位置服務(wù)的其它潛在應(yīng)用還將不斷涌現(xiàn)。由于定位服務(wù)的深遠(yuǎn)影響，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織對(duì)移動(dòng)臺(tái)定位非常重視，對(duì)哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 4 此展開了專項(xiàng)研究，并加快了制定相關(guān)功能規(guī)范和信令接口標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)程。 國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀 蜂窩網(wǎng)移動(dòng)通信系統(tǒng)無(wú)線定位問(wèn)題，迫切希望得到較完善的實(shí)用技術(shù) ，但是要在移動(dòng)通信網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)移動(dòng)終端的精確定位尚有許多技術(shù)難點(diǎn)亟待解決。在 CDMA 系統(tǒng)中，移動(dòng)終端定位技術(shù)主要需要解決以下幾方面的問(wèn)題： 多徑傳播 無(wú)線信號(hào)的多徑傳播現(xiàn)象會(huì)使得基于角度和時(shí)間的定位方法產(chǎn)生較大的誤差。其主要原因是多徑傳播會(huì)對(duì)測(cè)量代表收發(fā)雙方實(shí)際距離和方位的直射路徑 (LOS)信號(hào)的角度和時(shí)延產(chǎn)生較大的干擾。傳統(tǒng)的傳播時(shí)延測(cè)量一般采用接收信號(hào)和參考信號(hào)相關(guān)的方法獲得，當(dāng)多徑信號(hào)時(shí)延很近時(shí)，多徑傳播有可能導(dǎo)致相關(guān)函數(shù)出現(xiàn)多個(gè)峰值或主值的展寬，因此導(dǎo)致時(shí)延測(cè)量精度下降。針對(duì)多徑信號(hào)的時(shí)延估計(jì)和到達(dá) 角度估計(jì)，許多研究者在此方面做了大量的工作。從研究現(xiàn)狀來(lái)看，在各種無(wú)線環(huán)境下如何進(jìn)一步提高對(duì)多徑的分辨率仍需要做進(jìn)一步的研究。 非視距路徑傳播 (NLOS) 無(wú)論是測(cè)向定位還是測(cè)距定位，視距傳播信號(hào)是正確定位的基礎(chǔ)。因此，由于移動(dòng)終端和基站間的直射路徑被阻擋而導(dǎo)致的信號(hào)非視距路徑傳播會(huì)對(duì)基于角度和時(shí)間的定位方法帶來(lái)很大的誤差，并且是誤差的主要來(lái)源。迄今為止，對(duì)于非視距路徑傳播帶來(lái)誤差的抑制，國(guó)內(nèi)外研究者已經(jīng)做了大量的工作并提出了若干抑制方法，但仍然沒(méi)有一個(gè)有效的方法來(lái)解決這一問(wèn)題。 多址干擾 在 CDMA 系統(tǒng)中，多址干擾是影響系統(tǒng)性能和容量的主要因素。當(dāng)對(duì)定位信號(hào)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，多址干擾的存在仍然會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生較大的干擾。在上行鏈路表現(xiàn)為鄰近基站無(wú)法得到移動(dòng)終端發(fā)出的定位信號(hào)；在下行鏈路表現(xiàn)為服務(wù)基站信號(hào)會(huì)對(duì)鄰近基站發(fā)出的定位信號(hào)產(chǎn)生強(qiáng)烈的干擾，使得當(dāng)移動(dòng)終端距離服務(wù)基站較近時(shí)，無(wú)法接收到鄰近基站定位信號(hào)。因此必須對(duì)多哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 5 址干擾進(jìn)行抑制。 CDMA 系統(tǒng)中多用戶檢測(cè)算法的目的就是最大程度的降低多址干擾的影響，但是目前大多數(shù)效果較好的多用戶檢測(cè)算法當(dāng)用戶數(shù)量較多時(shí)，其運(yùn)算量都非常大，實(shí)際實(shí)現(xiàn)較為困難。多址干擾也是當(dāng)前 CDMA 蜂窩網(wǎng)的一個(gè)重要課題。 目前全球已經(jīng)有數(shù)十家公司研究和提供移動(dòng)臺(tái)定位技術(shù)，愛(ài)立信公司、諾基亞公司和摩托羅拉公司于 2021 年 9 月發(fā)起成立了定位協(xié)作論壇 LIF，該論壇的目的就是為了促進(jìn)移動(dòng)臺(tái)定位業(yè)務(wù)的全球互聯(lián)互通，到 2021 年 11 月大會(huì)成立時(shí)，已經(jīng)有 73 家公司加入了該論壇。日本 NTT 公司和 TOHOKU大學(xué)自 1999 年合作進(jìn)行了適用于 WCDMA 系統(tǒng)的在兩基站環(huán)境的基站搜索方法試驗(yàn)。美國(guó)高通公司開發(fā)出了兩種用于 AGPS 定位技術(shù)的芯片 —MSM3300(for IS95)、 MSM5500(for CDMA2021 1x)，內(nèi)置 GPS 解碼， 2021年下半年發(fā)布， 2021 年 6 月在國(guó)內(nèi)推廣。中國(guó)移動(dòng)通信有限責(zé)任公司目前已經(jīng)開通了移動(dòng)定位實(shí)驗(yàn)局，研究采用 TDOA(到達(dá)時(shí)間差 )和 CELL ID+TA(小區(qū)信息和時(shí)間提前量 )等技術(shù)的移動(dòng)臺(tái)定位 [2]。 本文的主要工作 本文的主要研究工作包括： 對(duì)性能較好的基于 TDOA 定位的 Chan 算法進(jìn)行研究，得出其在噪聲加大時(shí)，定位精度降低的原因： Chan 算法忽略了二次項(xiàng)誤差或二階以上分量。 根據(jù)遺傳算法的基本原理，研究目前性能較好且比較成熟的基于TDOA 定位的遺傳算法 ，直接對(duì) TDOA 定位模型所推導(dǎo)出的似然函數(shù)進(jìn)行操作，從而有效的提高了定位的精度，文中在高斯信道環(huán)境下對(duì)該算法進(jìn)行仿真，并與 Chan 算法進(jìn)行性能比較，仿真結(jié)果表明：該算法有效的提高了定位精度。 利用 Chan 算法的快速收斂特性，把 Chan 算法的輸出作為遺傳算法的輸入，以縮小搜索范圍，加快遺傳算法的收斂速度。在高斯信道環(huán)境下對(duì)其進(jìn)行仿真，仿真結(jié)果表明：與 Chan 算法進(jìn)行性能比較，該算法提高了定哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 6 位精度；與遺傳算法進(jìn)行性能比較，該算法大大加快了收斂速度，基本達(dá)到了定位精度與收斂速度的折衷。 根據(jù)差分演進(jìn)算法 (DE)的基本原理，研究基于 TDOA 定位的差分演進(jìn)算法。該算法也是直接對(duì) TDOA 定位模型所推導(dǎo)出的似然函數(shù)進(jìn)行操作。將 Chan 算法的運(yùn)算結(jié)果加入其中，研究 ChanDE 算法，使其收斂速度加快。文中在高斯信道環(huán)境下對(duì)該算法進(jìn)行仿真，結(jié)果表明： ChanDE 算法比 Chan算法有更高的定位精度， ChanDE 算法比 GA 算法有更快的收斂速度。 利用免疫算法、退火機(jī)制和差分演進(jìn)算法的演進(jìn)優(yōu)勢(shì)，提出快速全局收斂的免疫差分演進(jìn)算法，進(jìn)而結(jié)合 Chan算法，設(shè)計(jì)了 ChanIDE算法。 該算法首先根據(jù)移動(dòng)臺(tái)所處小區(qū)的半徑來(lái)確 定移動(dòng)臺(tái)坐標(biāo)范圍，然后采用似然函數(shù)的倒數(shù)作為適應(yīng)值，浮點(diǎn)數(shù)編碼，用抗體矢量中的各分量代表待定坐標(biāo)，在確定的坐標(biāo)范圍內(nèi)進(jìn)行搜索。實(shí)驗(yàn)表明，算法性能穩(wěn)定，通過(guò)合理設(shè)置種群規(guī)模以及變異率，能找到逼近全局最優(yōu)點(diǎn)的解，相對(duì)于其它算法精度更高。 哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 7 第 2章 移動(dòng)臺(tái)定位的基本方法 移動(dòng)臺(tái)定位的兩種方案 目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)或者多個(gè)已知坐標(biāo)位置的固定基站發(fā)送定位信號(hào)，通過(guò)對(duì)定位信號(hào)的測(cè)量，獲得相應(yīng)定位參數(shù)的估計(jì)后，利用適當(dāng)?shù)奶幚矸椒▉?lái)獲得移動(dòng)臺(tái)在空間的位置，這就是移動(dòng)臺(tái)定位技術(shù)的基本原理 [3]。 根據(jù)進(jìn)行定位估計(jì)位置的不同，可 以將移動(dòng)臺(tái)的定位方案分為基于網(wǎng)絡(luò)的定位和基于移動(dòng)臺(tái)的定位 [4]。 基于網(wǎng)絡(luò)的定位 通過(guò)移動(dòng)臺(tái)傳來(lái)的信號(hào)計(jì)算出移動(dòng)臺(tái)位置的定位稱為基于網(wǎng)絡(luò)的定位，也稱為上行鏈路定位系統(tǒng)。這種定位方案是依據(jù)由多個(gè)基站同時(shí)檢測(cè)移動(dòng)臺(tái)發(fā)射的信號(hào)，對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行精確的到達(dá)時(shí)間 (TOA)的測(cè)量，并把這些信息送到一個(gè)定位服務(wù)中心進(jìn)行處理，以得到移動(dòng)臺(tái)的估計(jì)位置。基于網(wǎng)絡(luò)的定位技術(shù)包括基于到達(dá)時(shí)間 (TOA)定位技術(shù)、基于到達(dá)時(shí)間差 (TDOA)定位技術(shù)、基于到達(dá)角 (AOA)的技術(shù)等。 基于移動(dòng)臺(tái)的定位 移動(dòng)臺(tái)利用來(lái)自 基站的信號(hào)計(jì)算出自己的位置的定位稱為基于移動(dòng)臺(tái)的定位，也稱為下行鏈路定位系統(tǒng)。這種定位方案是移動(dòng)臺(tái)根據(jù)自己接收到的多個(gè)已知位置基站發(fā)射信號(hào)攜帶的與移動(dòng)臺(tái)位置有關(guān)的特征信息來(lái)確定其與各基站之間的幾何位置關(guān)系，再根據(jù)算法對(duì)移動(dòng)臺(tái)自己進(jìn)行定位估計(jì)?；谝苿?dòng)臺(tái)定位的系統(tǒng)對(duì)每個(gè)基站的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行維護(hù)，把諸如基站位置和相鄰頻率的分配表等信息傳送給移動(dòng)臺(tái)，構(gòu)成一個(gè)定位系統(tǒng)。移動(dòng)臺(tái)定位技術(shù)包括全球定位系統(tǒng) (GPS)、基于到達(dá)時(shí)間的定位技術(shù) (TOA)以及起源蜂窩小區(qū)(COO)。 哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 8 移動(dòng)臺(tái)定位技術(shù) 各種無(wú)線電定位系統(tǒng)中， 都是通過(guò)檢測(cè)某種信號(hào)的特征測(cè)量值實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)臺(tái)的定位估計(jì)，采用的基本定位方法和技術(shù)都是相同或相似的。從幾何角度來(lái)看，確定目標(biāo)在二維平面內(nèi)的位置可以由兩條或多條曲線相交得到。為方便敘述，本文后面章節(jié)將待定位的目標(biāo)稱為移動(dòng)臺(tái)，將參與定位的蜂窩網(wǎng)絡(luò)基站稱為基站。 在蜂窩網(wǎng)絡(luò)中為移動(dòng)臺(tái)提供的地面二維定位服務(wù)，通?？晒┻x擇的基本定位方法有以下幾種。 基于場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量的定位方法 基于場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量的定位方法，首先要測(cè)量出網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)不同位置上場(chǎng)強(qiáng)的分布，并保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中，定位時(shí)只需要將接收機(jī)所測(cè)量到的場(chǎng)強(qiáng)與數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，根據(jù)匹配的結(jié)果就能確定出移動(dòng)臺(tái)的大致位置。這種定位方法對(duì)環(huán)境的變化很敏感，而且該方法在多徑衰落信道條件下的定位精度不高。因此，該方法沒(méi)有得到廣泛的重視和應(yīng)用。 基于傳播時(shí)間測(cè)量的定位方法 電磁波以恒速 ( sm103 8 /? )傳播，顯然電磁波傳播的距離與傳播的時(shí)間成正比。所以我們只需要測(cè)量基站與移動(dòng)臺(tái)之間信號(hào)的傳播時(shí)間，就可以得到它們之間的距離。如果基站位置己知，就可以得到移動(dòng)臺(tái)的估計(jì)位置?；趥鞑r(shí)間測(cè)量的定位方法包括 TOA(Time Of Arrival)定位、 TDOA(Time Difference Of Arrival)位和 TOA+TDOA 定位。 所謂 TOA 定位就是測(cè)量出兩個(gè) (或多個(gè) )基站與移動(dòng)臺(tái)之間的信號(hào)傳播時(shí)間，從而得到兩個(gè) (或多個(gè) )基站到移動(dòng)臺(tái)距離的估計(jì)值，以基站為圓心，到移動(dòng)臺(tái)的距離為半徑畫圓，多個(gè)圓的交點(diǎn)就是移動(dòng)臺(tái)的估計(jì)位置 [4]。當(dāng)出現(xiàn)哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 9 多個(gè)圓不交于同一點(diǎn)時(shí)，可以采用一定的方法消除奇異解而得到一個(gè)準(zhǔn)確的估計(jì)位置。其定位原理如圖 (1)所示，圖中 B B B3 代表基站， MS 代表移動(dòng)臺(tái)的位置估計(jì)， R R R3分別表示基站 B B B3到移動(dòng)臺(tái) MS 的距離估計(jì)。 圖 各種定位方法原理圖 TDOA 定位法是通過(guò)測(cè)量電波從移動(dòng)臺(tái) (MS)傳播到兩個(gè)基站 (BS)的傳播時(shí)間差 (也可以 測(cè)量出兩個(gè)不同基站信號(hào)到達(dá)移動(dòng)臺(tái)的傳播時(shí)間差 )來(lái)確定移動(dòng)臺(tái)的位置的 ，由該傳播時(shí)間差對(duì)應(yīng)的距離差可以得到一條以這兩個(gè)基站為焦點(diǎn)的雙曲線。如果能測(cè)量到兩組 TDOA 值，那么便可以得到兩條雙曲線，這兩支雙曲線的交點(diǎn)即為移動(dòng)臺(tái)的估計(jì)位置，其定位原理如圖 (2)所示。 TOA 定位有其局限性：第一，它要求發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間有精確的時(shí)間同步；第二，發(fā)射信號(hào)必須用時(shí)間標(biāo)識(shí) 加以區(qū)分，使接收方能辨別出該信號(hào)是何時(shí)發(fā)出的。這兩點(diǎn)都不太容易實(shí)現(xiàn)，尤其是很難保證精確的時(shí)間同步。相比而言， TDOA 測(cè)量較好地解決了這些問(wèn)題。它測(cè)量?jī)蓚€(gè)基站同時(shí)發(fā)出的信號(hào)到達(dá)一個(gè)移動(dòng)臺(tái)的時(shí)間差，因此對(duì)時(shí)間同步的要求比 TOA 要低，實(shí)現(xiàn)起來(lái)更容易，而且精度更高 [2]。 哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 10 基于信號(hào)到達(dá)角度測(cè)量的定位方法 該定位方法的原理如圖 (3)所示。這里所說(shuō)的信號(hào)到達(dá)角度，從原理上講，既可以是基站信號(hào)到達(dá)移動(dòng)臺(tái)的角度，也可以是移動(dòng)臺(tái)信號(hào)到達(dá)基站的角度。但實(shí)際上由于接收機(jī)通常需要通過(guò)天線陣列來(lái)測(cè)量信號(hào)的到達(dá)角度，而天線陣列技術(shù)目前還不能集成到手機(jī)上，因此通常都是由基站來(lái)完成信號(hào)到達(dá)角度的測(cè)量，從而得到一根從接收機(jī)到發(fā)射機(jī)的徑向連線。當(dāng)兩個(gè)基站均獲得了信號(hào)到達(dá)角度測(cè)量值后，便可以獲得移動(dòng)臺(tái)的估計(jì)位置 [5]。 混合定位方法 混合定位方法，就是使用上面所述定位方法的組合，而不是單一的使用某種定位方法，比如使用 TOA+AOA只需要一個(gè)基站即可對(duì)移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行定位，如圖 (4)所示。另外，也可以使用 TDOA+AOA 來(lái)進(jìn)行定位。 除了上面介紹的幾種蜂窩網(wǎng)無(wú)線定位方法外，還有一種基于 CellID 的蜂窩無(wú)線定位方法。 CellID 是一種最簡(jiǎn)單的定位方法，它根據(jù)移動(dòng)臺(tái)所處的小區(qū) ID 號(hào)來(lái)確定用戶的位置。小區(qū) ID 號(hào)是網(wǎng)絡(luò)中已有的信息，移動(dòng)臺(tái)在當(dāng)前小區(qū)注冊(cè)后，在系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)中就會(huì)將該移動(dòng)臺(tái)與當(dāng)前的小區(qū) ID 號(hào)對(duì)應(yīng)起來(lái)。只要系統(tǒng)能夠提供該小區(qū)基站的地理位置和小區(qū)的覆蓋半徑，并通過(guò)廣播消息的形式發(fā)送給小區(qū)覆蓋范圍內(nèi)的所有移動(dòng)臺(tái)，這些移動(dòng)臺(tái)就能知道自己所處的大致位置，其定位精度取決于小區(qū)半徑。系統(tǒng)只要查詢數(shù)據(jù)庫(kù)便可獲取移動(dòng)臺(tái)的位置。在繁華的商業(yè)區(qū)，由于無(wú)線通信系統(tǒng)采用了微型蜂窩小區(qū)結(jié)構(gòu)，一個(gè)移動(dòng)臺(tái)至少可以處于一個(gè)微型蜂窩小區(qū)的覆蓋之中 ，定位精度不超過(guò) 100 米；如果移動(dòng)臺(tái)處于多個(gè)小區(qū)交叉覆蓋的地方，那么在知道這些小區(qū)的中心位置和覆蓋半徑的情況下，就可以很精確地得到移動(dòng)臺(tái)的位置，定位精度可以達(dá)到 50 米甚至更小。所以，在城市商業(yè)區(qū)， CellID 定位完全能夠滿足精度要求。 CellID 是目前商業(yè)化應(yīng)用最為廣泛的網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)。 哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 11 影響移動(dòng)臺(tái)定位精度的主要原因 在蜂窩網(wǎng)絡(luò)中，非視距 (NLOS)傳播、多徑效應(yīng)和多址干擾等因素降低了定位精度，如何克服這些因素的影響是無(wú)線定位研究的關(guān)鍵。 多徑傳播。多徑傳播是移動(dòng)臺(tái)定位主要誤差源，各種定位 法均會(huì)由于多徑傳播引起時(shí)間測(cè)量誤差。窄帶系統(tǒng)中各多徑分量重疊將造成相關(guān)峰位置偏差，寬帶系統(tǒng)能夠在一定程度上實(shí)現(xiàn)對(duì)各多徑分量分離，據(jù)此可以改善定位精度。但是若反射分量大于直達(dá)分量、干擾影響等均會(huì)引起精度降低。目前已提出一些抗多徑傳播的有效方法，如高階譜估計(jì)、最小均方估計(jì)及擴(kuò)展的卡爾曼濾波 (EKF)等。 非視距 (NLOS)傳播。即使在無(wú)多徑效應(yīng)和采用高精度定時(shí)的情況下，NLOS 傳播也會(huì)引起 TOA 或 TDO