蜂窝网无线定位 概述

因为最近在做一个与无线定位有关的专利,读了范平志的《蜂窝网无线定位》一书,收获不少。特整理,摘录在自己的BLOG中。
概述
目前,在蜂窝网络中对移动台的定位需求主要是提供移动台的位置坐标信息及定位精度估计,时戳等辅助信息,对速度,运动方向等信息还没有明确的要求。有三类无线定位方案:
1. 基于移动台的定位系统,也称移动台自定位系统或前向链路定位系统。其定位过程是由移动台根据接收到的多个已知位置发射机发射信号携带的某种与移动台位置有关的特征信息(如场强,传播时间,时间差等)确定其与各发射机之间的几何位置关系,再由集成在移动台中的位置计算功能(PCF:Position Computing Funtion),根据有关的定位算法计算出移动台的估计位置。
2. 基于网络的定位系统, 也称为远距离定位系统或反向链路定位系统。其定位过程是由多个固定位置接收机同时检测移动台发射的信号,将各接收信号携带的某种与移动台位置有关的特征信息送到网络中的移动定位中心(MLC)进行处理,由集成在MLC中的PCF计算出移动台的估计位置。
3. GPS辅助定位系统,由集成在移动台的GPS装置完成定位。
对于第一种方案,目前主要有下列的定位方法:
1. 应用于TDMA系统的下行链路增强观测时间差定位方法(E-OTD)
2. 应用于TDMA系统的上行链路TDOA定位方法
3. 应用于CDMA系统的下行链路空闲周期观测到达时间差方法(OTDOA-IPDL)
方法1与方法2的定位精度相同,但不需要伪切换,对系统容量影响小,通过提高TDMA系统基站定位突发脉冲发射功率可以提高定位覆盖率。方法1与方法3的定位精度相同,但由于方法3需要不定期短暂完全关闭服务基站发送信号,故会损失一点系统容量。
对于第二种方案,目前主要有下列的定位方法:
1. 基于Cell-ID定位方法
2. 基于时间提前量(TA)定位方法
3. 上行链路到达时间(TOA)定位方法
4. 上行链路信号到达时间差(TDOA)定位方法
5. 上行链路信号到达角度(AOA)定位方法
其中,方法1易于实现,覆盖率高,在各种无线环境中均有良好的鲁棒性,而且对整个通信网络无任何影响,但是其定位精度与服务区大小成正比。在100米(微CELL)和3 - 6 Km(效区宏CELL)之间。引入方法2后,由于使用了GSM系统的特有参数TA,在宏CELL中,定位精度可以控制在550米以内。但会降低鲁棒性。

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