无线通讯系统定位技术的研究

翟月 李冬

摘要：随着无线通讯技术水平的不断提升，其不仅仅局限于通信服务，还增加了众多的服务。本文主要分析无线定位方法，无线定位功能，分析定位精度的影响因素和解决方案，探讨位置服务的应用领域，以期为无线通讯系统定位技术的研究提供一些依据。

关键词：无线通讯系统;GPS辅助;定位技术

中图分类号：TN92 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2020）07-0020-02

1 无线定位方法

1.1 GPS辅助定位技术

GPS辅助定位技术需要网络和移动台都能够接收到GPS信息。它的应用原理主要是由网络向移动台提供辅助GPS信息，以及移动台位置计算的辅助信息。这些信息的准确性能够确保在最快的时间内捕获卫星，并接收到测量的信息，然后将测量的信息发送到网络中的定位服务中心，然后由服务中心进行分析计算，整个过程主要由网络辅助完成[1]。

1.2 场强定位法

在无线定位方法中场强定位法是最为简单的一种方法，它主要是应用测量位置的长强值，以及发现信号的长强值来估算收发信机之间的距离通过距离值来推算出，移动台的位置，但是由于所在位置的强车辆对信号功率都会产生影响，因此场强定位法的精度比较低。

1.3 到达时间TOA定位技术

TOA定位技术包含两种定位方法，第1种是通过信号从基站到移动台之间的传输时间来进行测量。一种是根据信号在信源目标之间传递，在反射回信源的往返时间进行测量。TOA技术的应用，需要掌握基站和移动台接收传递信号的确切时刻。

1.4 到达时间差TDOA定位技术

TDOA定位技术是通过检测信号到达两个基站时间差来确定移动台的位置，它能够降低对TOA定位技术的精度同步要求，将其应用到一些误差环境下，能够充分发挥其定位技术的优越性能。该技术具有较高的应用精度，但唯一的缺点是需要在使用前改造基站设备保障定时的精度[2]。

2 无线定位功能

2.1 移动性管理

移动性管理是无线通信网络中一项重要的功能，它主要的作用是定位和跟踪移动用户，在用户进入和离开网络时，能够激活数据业务。应用移动性管理功能可以充分考虑几种不同的切换角色综合法，主要包括纯LTE算法，最佳无切换延时算法，遗传算法和基于位置启发式预测算法。Wifi网络依赖于移动终端的速度和切换延时进行切换，开展移动性管理，可以对用户的位置进行实时定位扫描，发现网络一般扫描时间需要0.5秒，检测附近的WiFi网络。然后进行认证连接，获取IP地址。如果使用移动IP，还需要进行移动IP注册。利用不同的算法进行网络切换的实验，明确所有算法的性能以及负面影响，为移动性管理提供重要依据。

2.2 紧急呼叫

紧急呼叫是基于位置服务中重要的应用功能，同时也是整合位置服务支持功能的主要推动因素。确保紧急呼叫成功，需要做好三项工作。第一，呼叫路由和对相关服务站点及其请求的调度要求，在不同环境中能够获得相同的位置精度。第二，呼叫者或事故的位置报告。呼叫者发送信号，无线定位技术需要根据呼叫者提供的紧急情况的位置信息进行定位。同时呼叫者的移动电话也能够为，紧急服务中心提供呼叫者的位置，获取更为精确的位置信息。第三，需要对呼叫者或事故的位置精度进行，估计这项工作对未知精度的要求更高。利用无线定位技术，针对室内城市郊区乡村等不同的要求精度进行分析和判断，将呼叫者的位置信息，进一步精确提高定位精度。

3 影响定位精度的因素及解决方案

3.1 多址干扰

多址干扰会严重影响TOA和TDOA技术在使用时信息的捕获情况。针对这一问题，目前已经研究出了几种改进方法，例如，利用抗远镜效应延时估计器和多用户检测器来进行信息的捕获，能够有效地抗击多址干扰。

3.2 多径传播

在测量信号特征的过程中，测量值容易出现误差，主要原因是由于多径传播这一因素，尤其是在场强定位技术中，多径传播是造成场强定位测量值出现误差的主要因素。而针对TOA和TDOA定位技术来说，多径传播会导致时间测量出现误差，如果将TOA和TDOA应用在比较复杂的环境中，这种影响因素会更为严重。针对这一因素提出的解决方案，研究了边缘检测，拓展卡尔曼滤波器等各种技术方法，削弱在定位技术中多径传播的影响，能够提高定位的精度，对于各种移动通信网络的发展也是十分必要的。

3.3 非视距路径传播

在TOA和TDOA定位技术应用的过程中，由于移動终端和基站之间的直升路径被各种因素所阻挡，导致信号出现定位误差，主要原因还在于信号非视距路径的传播。再加上一个网络覆盖区域在城市和近郊，实现移动终端和不同阶段之间的传播存在一定的困难，而且很容易受到多径的影响。根据视距路径传播和非视距路径传播的测量值的不同标准差对非视距路径传播进行矫正识别。

4 位置服务的应用领域

4.1 社交网络

将位置服务应用于各个社交软件中，能够拓宽位置信息的应用范围。在移动设备的社交软件中，位置服务可以为用户提供动态信息。用户可以利用定位系统了解天气、分享经历，同时也能掌握朋友亲人的一些信息。将GPS植入到移动终端中，成为用户专属的GPS跟踪器，利用GPS可以实时追踪用户位置。

4.2 手机游戏

在不断的发展中，手机游戏的开发商，也瞄准了无线定位技术，这一商机，将其应用在游戏中，能够为用户提供绝佳的体验。这类游戏主要包括寻宝类游戏或虚拟赛道游戏。在游戏中加入无线定位系统，拓展当前的游戏内容。

4.3 移动及位置感知广告

移动机位置感知广告主要是向消费者发布商品信息的一种新的方式。消费者会将位置信息等提供给广告服务器，相关公司可以根据消费者的消费信息以及浏览历史等等，继而为消费者推送消费者所需的信息。也可以向消费者提供附近的商店优惠券信息。

4.4 导航与路线规划

位置服务也可以应用于导航与路线规划中，将GPS定位系统植入移动终端用户利用移动终端，搜索想要到达的目的地，定位系统接收到服务信息之后对用户的实际位置、目的地实际位置进行规划，选出最优路线。一些APP还提供了公交时刻表，用户通过搜索掌握公交的具体情况，从而选择恰当的出行方式。

5 结语

总而言之，随着移动通信事业的不断发展，定位技术水平的不断提高。无线又为技术将会应用到更多的领域当中，发挥着其重要价值，为人们提供更为便利的服务。但是就目前来说，定位技术中还存在很多问题，一些因素干扰定位技术的精确性，因此需要做好相关的研究工作，分析无线定位技术的应用方法和功能，并明确其主要的应用领域，逐步提高定位精度。此外还需要充分考虑网络移动台的一些影响因素，明确各种算法的可行性。

参考文献

[1] 顾鑫.城市无线通讯工程发展趋势的研究[J].中国新通信，2019，21（23）：25.

[2] 杨宇，李鸣宇，高洋.无线定位技术原理与内容分析[J].通讯世界，2015（21）：42-43.