黃 平，謝 彬，楊宗宇

（西華師范大學 計算機學院，四川 南充 637000）

移動通信網(wǎng)絡(luò)的移動臺定位技術(shù)及應用

黃 平，謝 彬，楊宗宇

（西華師范大學 計算機學院，四川 南充 637000）

用戶對移動通信網(wǎng)絡(luò)定位業(yè)務的需求數(shù)量不斷增加，使無線定位技術(shù)越來越受人們的重視，無線定位技術(shù)也在很多領(lǐng)域與行業(yè)中得到了廣泛的應用，為人們的生產(chǎn)及生活提供了很多便利。本文對無線定位技術(shù)進行了分類和分析，探討了移動定位技術(shù)的實際應用。

移動；通信網(wǎng)絡(luò)；移動臺定位技術(shù)

0　引 言

現(xiàn)階段，我國移動通信技術(shù)取得了快速的發(fā)展，無線定位技術(shù)逐漸地被更多人所關(guān)注。在移動通信網(wǎng)絡(luò)快速發(fā)展的過程中，其數(shù)據(jù)業(yè)務以及增值業(yè)務逐漸的豐富，而移動定位正是移動通信網(wǎng)絡(luò)增值業(yè)務中的一種。在移動定位出現(xiàn)時，很多學者都將此技術(shù)稱為是通信領(lǐng)域中對通信方式最大的改革。現(xiàn)階段移，動通信業(yè)務的用戶中，使用移動定位增值業(yè)務的用戶數(shù)量列居前三，要比使用移動銀行、E-mail等業(yè)務的用戶多很多。所以，移動定位技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成了移動通信網(wǎng)絡(luò)中非常關(guān)鍵的支撐技術(shù)。

1　移動通信網(wǎng)絡(luò)中的定位技術(shù)

1.1場強定位技術(shù)

場強定位技術(shù)是依照移動臺所收到的通信信號強度，和其距離信號發(fā)射基站的距離值呈現(xiàn)反比例關(guān)聯(lián)，對移動臺接收到的通信信號場強進行測試，得出相應的場強值，再結(jié)合已知的通信信號衰落函數(shù)和基站發(fā)射通信信號的強度大小，就能夠算得發(fā)射信號與接收信號兩點的距離值。而經(jīng)過對不同距離測量數(shù)值大小，就能夠算出移動臺所處坐標。采用此項技術(shù)手段，其核心是怎樣構(gòu)建可以較為精準的計算出位于信號傳播距離之內(nèi)的信號衰落函數(shù)，此項工作在現(xiàn)實的應用中非常的困難。并且，因為小區(qū)設(shè)置的通信基站具有扇形特征，通信信號發(fā)射天線通常會存在一定的傾斜，并且基站天線通信系統(tǒng)也會進行調(diào)整，加之基站周圍的環(huán)境、車輛等多種因素均能影響到移動臺定位的精確性。移動通信過程中，電波的傳播過程是非常復雜的，因此采用場強定位技術(shù)所具有的精確度會受多方面因素的影響，使其使用具有較大的局限性。不過，場強定位技術(shù)相對操作便捷、易于實現(xiàn)，如果定位的精確性沒有較高的要求，則可以采用此種定位技術(shù)。而為了使場強定位技術(shù)擁有更優(yōu)良的性能，目前逐漸的探討利用射線跟蹤的手段，以使移動臺定位的精確性得到提升。

1.2基于電波傳播時間和傳播時間差的定位法

此種定位技術(shù)是依托于移動通信網(wǎng)絡(luò)的天線定位系統(tǒng)，在移動臺定位應用中最為廣泛，此技術(shù)測量通信信號由被定位移動臺發(fā)出在直線傳播的情況下傳輸?shù)较鄳舅璧臅r間值，依照電波所擁有的傳輸速率大小，能夠計算出移動臺和相應基站所具有距離值。移動臺則以基站為圓心，以相應電波傳輸距離值為半徑的圓上。而經(jīng)由不同的基站對以上過程多此測量，可得到以不同移動臺為圓心的圓。而不同圓的交點（三個圓以上）則是移動臺所在的二維空間位置，如圖1所示。此技術(shù)需要相應的基站可以獲取到移動臺發(fā)射通信信號的時間點，同時也需要基站設(shè)置精度較高的時鐘，這樣才可以使測量數(shù)據(jù)更加精準。此后，又逐漸發(fā)展了基于傳播時間差的定位技術(shù)。利用移動臺發(fā)出的通信信號到達兩不同基站所具有的時間差來完成定位，如此便對時間同步的要求降低很多。

圖1　基于電波傳播時間的定位法

1.3基于電波入射角（AOA）的定位法

電波入射角定位技術(shù)是通過基站中設(shè)置的陣列天線，并測量不同天線接收通信信號的入射角大小，建立移動臺和基站之間的徑向連線，而不同徑向連線交叉的位置則是移動臺所在的坐標位置，如圖2所示。因為兩個直線發(fā)生交叉時，僅有一個交點位置。所以，采用此種定位技術(shù)時相對精準。此定位技術(shù)要求相應的基站中要設(shè)置4～12組天線陣列，并且天線陣列要求同時工作，以測量出從移動臺所發(fā)出通信信號到基站天線位置的角度值。不過，當基站和移動臺之間的距離很遠時，對信號進行角度測量，很小的誤差就極可能使定位變得不精準。

圖2　基于電波入射角（AOA）的定位法

1.4混合定位技術(shù)

混合定位技術(shù)把兩種或者多種移動臺定位技術(shù)結(jié)合在一起，從而增加了定位的準確度，一般是通過A-GPS與其他定位技術(shù)相結(jié)合的方式。在站點密度不高區(qū)域，網(wǎng)絡(luò)通信性能和服務相對較差，不過GPS接收的信號卻相對要好。而在密集的市中區(qū)，GPS無法接受較多的信號，但用戶能夠接受多個基站的信號。所以，A-GPS和其他定位技術(shù)相互結(jié)合后，能夠?qū)⑿盘柮^(qū)更好的覆蓋，提升定位的準確性。

2　移動定位的應用

2.1安全方面的應用：緊急救援和求助

人們的活動范圍逐步的擴大，使安全威脅問題也更為突出。所以，當遇到危險時，救援變得非常關(guān)鍵。當用戶使用的手機具有移動定位功能，用戶撥打求救電話時，移動通信網(wǎng)絡(luò)會把用戶所占的位置以及通話信息同時發(fā)送至救援中心，這樣就可以確保救援人員可以更加快速、精確地進行救援任務，使救援工作的成功概率極大提升。

2.2追蹤方面的應用：汽車導航、車輛追蹤

隨著城鎮(zhèn)化進程不斷加快，城市中的人口密度急劇增加，城市交通壓力也尤為突顯。隨之，對車輛導航的功能及性能要求也不斷提高。所以，城市逐步的開發(fā)了智能交通系統(tǒng)。在智能交通系統(tǒng)中，車輛定位技術(shù)是整個系統(tǒng)的關(guān)鍵。利用此項技術(shù)，可以實現(xiàn)對交通的動態(tài)管理、定位導航、車輛追蹤以及交通調(diào)度等功能。通過定位技術(shù)，把定位通信以及信息處理等有機地融合在一起，使信息的覆蓋與管理更加的具有優(yōu)勢。

2.3計費方面的應用：基于位置和事件的計費系統(tǒng)

目前移動通信網(wǎng)絡(luò)運營企業(yè)為了拓寬自身的業(yè)務、吸納更多的用戶，逐步開展了基于用戶位置的計費體系。現(xiàn)階段，計費系統(tǒng)一般采取兩種收費方式：其一，依照使用頻率進行收費；其二，是依照使用的時段進行收費。而移動網(wǎng)絡(luò)定位業(yè)務不斷發(fā)展過程中，使收費的標準又有增加，即依照使用位置進行收費。用戶在家中或辦公區(qū)域進行通話，由于不具有較大的移動性，相應的收費標準較低。在特定的區(qū)域中進行通話，收費的標準會稍高。用戶如果處于漫游狀態(tài)時，需收取相對高的費用。

2.4其他方面的應用：移動黃頁查詢、防止手機被盜打

通過互聯(lián)網(wǎng)和移動定位的有機結(jié)合，能夠很好地完成移動黃頁查詢。移動通信網(wǎng)絡(luò)可以隨時對用戶位置進行定位，再依照互聯(lián)網(wǎng)中包含的信息數(shù)據(jù)，篩選出用戶位置周圍的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，并將這些信息提供給用戶，用戶可以實時進行查詢。而當移動通信公司發(fā)現(xiàn)用戶電話被盜打之后，在不禁止通話功能的基礎(chǔ)上，可以通過無線網(wǎng)絡(luò)來收集盜打電話的時間及位置，讓司法部門的執(zhí)法工作擁有更直接的證據(jù)，避免用戶遭受較大的經(jīng)濟損失。

3　結(jié) 語

用戶對移動定位業(yè)務的需求數(shù)量不斷增加，使無線定位技術(shù)所發(fā)揮的作用越來越凸顯。移動臺定位技術(shù)不僅能提供定位服務，同時也可以對通信網(wǎng)絡(luò)的維護及管理起到很好的輔助作用。人們能預見，在未來移動通信網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)定會得到快速的發(fā)展。

主要參考文獻

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10.3969/j.issn.1673 - 0194.2016.20.101

TN929.5

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1673-0194（2016）20-0152-02

2016-09-20