無線定位系統(tǒng)在移動通信工程中的應用

時間：2022-10-06 22:48:38 通信工程畢業(yè)論文我要投稿

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　　【摘要】新科技革命以來，高科技產(chǎn)品逐漸走入人類社會，人們也越來越體驗到科技產(chǎn)品給人們帶來的便利。

　　近年來，尤其是進入二十一世紀以來，無線定位系統(tǒng)得到了前所未有的發(fā)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，無線定位系統(tǒng)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系統(tǒng)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系統(tǒng)的發(fā)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】無線定位系統(tǒng);移動通信工程;應用

　　無線定位系統(tǒng)的關鍵是衛(wèi)星定位，通過手中的無線設備接收衛(wèi)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(zhàn)爭的，便于軍隊的協(xié)同作戰(zhàn)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(fā)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(jīng)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面來講，弊端也就自然出現(xiàn)了，由于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系統(tǒng)，讓其在人類社會中起到應有的促進作用。

　　一、無線定位系統(tǒng)概述

　　定位通常是指確定某個物體在某一參考坐標系中的位置，而無線電定位就是根據(jù)接收到的無線電信號的強度、相位、時間等參數(shù)，通過特定方法計算出移動用戶的位置。

　　最初的定位系統(tǒng)主要用于為飛機、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系統(tǒng)有Loran-c，Omega， Tacan， Radar及VOR/DME等。

　　20世紀60年代后，很多軍用技術被轉化和引入民用，因此出現(xiàn)了如自動車輛定位(AVL)系統(tǒng)的民用無線定位系統(tǒng)，并且在公共交通管理、貨物運輸、公安追蹤及出租車調度等范圍中廣泛應用。

　　近年來，無線蜂窩通信網(wǎng)的發(fā)展，特別是第二代數(shù)字移動通信系統(tǒng)全面取代了第一代模擬無線通信系統(tǒng)之后，網(wǎng)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(fā)展，GSM和CDMA用戶的數(shù)量也發(fā)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。

　　雖然目前基于蜂窩移動網(wǎng)的定位系統(tǒng)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于建筑物內部，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(wǎng)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(wǎng)的無線定位

　　1、基于時間的定位

　　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)來確定移動臺的位置。

　　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臺位置，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種形式是利用移動臺到達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臺接收到的信號與另一個移動臺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臺不同步時，估計出TDOA的值，由于實際應用中，往往很難做到基站與移動臺的同步，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。

　　2、基于場強的定位

　　該算法是通過測出接收信號的場強值和己知的信道衰落模型及發(fā)射信號的場強值估計收發(fā)信端的距離，根據(jù)多個距離值就可以得到目標移動臺的位置。

　　一次場強測量把移動臺鎖定在以基站為中心的軌道上，圓的半徑由場強值確定，一般通過3個基站就可以確定移動臺的位置。

　　三、蜂窩網(wǎng)定位業(yè)務的應用

　　1、緊急救援

　　緊急救援時無線定位技術應有在移動通信工程中的一大創(chuàng)舉，其應用大大提高了救援的成功率。

　　以往人們報警后都要詳細的說清自己所處的位置，而無線定位技術應有以來，一旦發(fā)生緊急情況了，只有用戶手持移動設備具有位置服務功能，撥打電話的同時衛(wèi)星就會定位用戶所處的位置，這就給救援人員提供了大大的便利，其在保障人們生命財產(chǎn)安全方面起到了極大的作用。

　　2、車輛導航和智能交通系統(tǒng)(ITS)

　　ITS中涉及到大量對車輛的定位處理，過去專門設計了AVL系統(tǒng)，為此要占用寶貴的頻帶資源，花費大量的硬件投資。

　　移動通信網(wǎng)提供的位置服務能滿足山區(qū)和城市商業(yè)區(qū)的車輛導航和跟蹤，只要為每一輛或每一列需要導航和跟蹤的汽車或列車安裝一個移動車載臺，并提供較好的基站覆蓋。

　　然后，通信網(wǎng)再為這些車載臺提供位置信息，并將這些信息通過通信網(wǎng)本身傳輸給負責交通管理的調度中心，就可以快速地在車和調度中心之間建立協(xié)調的運行管理和導航，從而取代AVL系統(tǒng)。

　　目前，許多發(fā)達國家，如澳大利亞，已經(jīng)開始提供該項功能，給出租車調度系統(tǒng)使用，使用手機預定出租車的用戶不必提供當前的位置，系統(tǒng)直接將定位結果送達調度臺和應答的出租車。

　　當然，在高樓林立的發(fā)達城市，準確的使用該系統(tǒng)還存在一些技術上的問題。

　　結束語

　　客戶的需求決定市場的承載量，近年來，隨著人們對生活質量要求的逐漸提高，各移動通信公司也在不斷創(chuàng)新吸引客戶的新產(chǎn)品以及對原有產(chǎn)品的更新改造，以緊跟時代發(fā)展的步伐和滿足人們對于高品質生活的需要。

　　無線定位技術無疑是一種高端的科學技術，其應用方便人們的同時也極大地促進經(jīng)濟的發(fā)展，經(jīng)濟的發(fā)展反之又為高科技產(chǎn)品的研發(fā)提供了相應的物質基礎，因此，無線定位技術的發(fā)展不僅能夠滿足人們日益增長的物質文化需求，對我國社會主義現(xiàn)代化建設也是具有積極意義的。

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