吳晨燁, 方金鑫

（南京郵電大學，南京 210000）

一種實用無線定位算法

吳晨燁, 方金鑫

（南京郵電大學，南京 210000）

在移動通信系統(tǒng)中，利用CELLID定位的方法是最簡單最快速的，但是該方法只能利用手機接收到的基站信息來確定基站位置，從而推測移動臺的位置，因此誤差較大，與實際路徑不符。本文提供一種利用本地均值來改進該定位精確性的方法，消除毛刺。仿真結(jié)果表明，該方法顯著改善了CELLID方法的誤差，消除了不規(guī)則跳躍的點，使路徑與真實路徑更吻合。

CELLID；本地均值；無線

移動臺定位可以支持許多應用，諸如緊急業(yè)務、路邊援助、計費、導航、跟蹤等[1]。在最近幾十年中，許多研究檢查了移動定位估算結(jié)果，它可被分為5類。

第1類是全球定位系統(tǒng)（GPS）[2]，它根據(jù)衛(wèi)星發(fā)射信號提供精確定位。

第2類基于所接收到的信號強度指示（RSSI）測量值估算移動臺定位[3]。這種方法利用所接收信號強度和基站（BS）到移動臺的距離之間的關系。

第3類通過幾個BS處某移動臺的到達角（AOA）來定位該移動臺[4]。AOA估算可被用來畫出從BS到移動臺的方向線（LOB），多條LOB相交于所估算的移動臺位置處。該技術(shù)不需要基站之間的時間同步，并且少到像2個BS就能工作。

第4類通過測量到達時間（TOA）來確定移動臺定位，由于電磁波以光速傳播，它提供BS和移動臺之間距離的估算。所估算的距離產(chǎn)生以BS為圓心的圓。那么利用多個TOA得到的多個圓的交叉點可被確定為移動臺的定位。GSM測量TOA的最簡單辦法是通過利用時間提前量（TA），TA測量BS和移動臺之間往返傳播的時間。通過強迫移動臺進行從服務BS到相鄰BS的切換嘗試，可以得到多個TA。

最后一類是為了移動定位估算，識別信道狀況，諸如路徑損耗和功率延遲譜。通過所接收信號的實際特征與貯存在網(wǎng)絡的可用數(shù)據(jù)庫中的條目相匹配來確定移動臺位置。利用信道狀況識別的定位精度極大地取決于信道狀況變化和數(shù)據(jù)庫大小。

本文要介紹一種基于CELLID的優(yōu)化算法，達到消除毛刺，使路徑更加平滑的目的。

1 優(yōu)化方法介紹

在各種定位算法中，如TOA，TDOA，RSSI等都需要同時知道至少3個基站的信息，就算是AOA算法，也至少需要知道兩個基站的信息，但是在實際應用中，我們的手機并不能同時搜到多個基站信號，往往站在一個點只能搜到一個基站信息，所以，本文利用本地均值這個概念解決了以上問題。

在移動過程中，我們假設xi是在第i個點測得的信號強度，那我們?nèi)之前L范圍內(nèi)i-k到i-1個點，以及i+1到i+k個點（k=1，2，3…)，取這個2L范圍內(nèi)點的均值作為在i點的信號強度。這就是工程上的本地均值。

本文利用該概念，把行進過程中所得到的點進行了優(yōu)化。

2 仿真結(jié)果

本文用地圖軟件Cellmap測試出實際的路徑，從圖中可以看出明顯的毛刺，這實際上是路徑的偏移，有些點偏移十分明顯。為了方便觀察、對比以及優(yōu)化，于是本文根據(jù)Cellmap所測的數(shù)據(jù)，用origin畫出了仿真路徑圖，如圖1所示，從仿真圖可以更明顯的看出路徑的不規(guī)則，毛刺明顯，與真實路徑明顯不符，甚至有個別點跳躍的很嚴重。所以本文通過MATLAB軟件，對數(shù)據(jù)進行了優(yōu)化計算，使路徑更平滑，再根據(jù)重新計算的數(shù)據(jù)用origin畫出新的路徑仿真圖，如圖2所示。

圖1 仿真的路徑圖

圖2 優(yōu)化后的仿真路徑圖

由圖2可以明顯看出，仿真的路徑與測出的路徑基本一致，與圖1中的大致路徑也吻合，但是路徑中的毛刺得到了有效的消除，沒有明顯的偏移，更符合實際情況，定位更加精確了。

3 總結(jié)

本文提出了一種簡易的定位算法CELLID的改進，消除了原方法中出現(xiàn)的明顯偏差，使定位更加精確，更接近真實值，能滿足普通用戶無線定位的要求。

但是該方法建立在移動臺運動的基礎上，如果移動臺靜止，該方法的準確性將大大降低，這一問題需要在今后繼續(xù)改進。

[1] Drane C，Macnaughtan M，Scott C. PositioningGSMtelephones, IEEE Commun[J]. Mag, Apr 1998,36,(4).

[2] Caffery J J, Stuber G L. Overview of radiolocation in CDMA cellular systems[J]. IEEE Commun Mag, Apr 1998,36:38-45.

[3] Zhao Y. Mobile phone location determination and its impact on intelligent. transportation systems[J]. IEEE Trans Intell Transp Syst. Mar 2000,1:55-64.

[4] Kapplan E. Understanding GPS: Principles and Applications[M]. Amsterdam,The Netherlands: Elsevier, 1996.

News

2013年度中國綜合布線十大品牌揭曉

近日，“2013年度數(shù)據(jù)中心工程標準化建設年度論壇”在北京隆重召開，來自數(shù)據(jù)中心行業(yè)的頂尖專家和高層代表，以及專業(yè)嘉賓500余人，參加了此次業(yè)界盛會。本次論壇由中國工程建設標準化協(xié)會信息通信專業(yè)委員會主辦，中國數(shù)據(jù)中心工作組（CDCC）、綜合布線工作組聯(lián)合承辦，會上頒發(fā)了“2013年度中國優(yōu)秀數(shù)據(jù)中心評選”9個類別的獎項，康普公司、TE Connectivity 安普布線、美國西蒙公司、耐克森綜合布線系統(tǒng)（亞太區(qū)）、TCL-羅格朗、羅森伯格亞太電子有限公司、美國泛達網(wǎng)絡、南京普天天紀樓宇智能有限公司、施耐德電氣、上海天誠通信技術(shù)有限公司等10家企業(yè)榮獲“2013年度中國綜合布線十大品牌”稱號。還包括了8場精彩演講和圓桌會談，16個專業(yè)展位，是國內(nèi)數(shù)據(jù)中心領域最具影響力的技術(shù)會議之一。

中國工程建設標準化協(xié)會顧問、原建設部總經(jīng)濟師、中國建筑業(yè)協(xié)會副會長 徐義屏做了開幕致辭。他表示，此次論壇旨在交流數(shù)據(jù)中心的經(jīng)驗，共同探討進一步推進數(shù)據(jù)中心發(fā)展的有效途徑，是貫徹黨的十八大報告提出堅持走中國特色新型工業(yè)化、信息化、城鎮(zhèn)化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化道路重大戰(zhàn)略部署的具體行動。而如何利用信息技術(shù)的優(yōu)勢，促進各行業(yè)的改革，從而推動經(jīng)濟社會的發(fā)展，是當前信息化建設面臨的重大課題，需要數(shù)據(jù)中心人士發(fā)揮聰明才智，貢獻力量。

隨后，中國工程建設標準化協(xié)會信息通信專業(yè)委員會副主任委員、中國數(shù)據(jù)中心工作組組長、中國數(shù)據(jù)中心專家委員會主任委員鐘景華，代表評選委員會介紹了“2013年度中國優(yōu)秀數(shù)據(jù)中心評選”的評選原則和過程。

A practical wireless location algorithm

WU Chen-ye FANG Jin-xin
(Nanjing University of Posts and Telecommunication, Nanjing 210003, China)

In mobile communication systems, CELLID is the simplest and most rapid positioning method.However, this method can only determine the location of the base station by base station information of mobile photo, to speculate the location of the mobile station.The error is so large that the path is not match with the actual path.This paper provides a way to improve the positioning accuracy and remove the burrs by using the local mean.The simulation results show that,this method signif i cantly reduces the error of CELLID method,eliminate the irregular jumping point,to make the path in accordance with the real path.

CELLID; local mean; wireless

TN929.5

A

1008-5599（2013）12-0085-03

2013-10-30