毕业论文网
本论文为您写无线毕业论文范文和职称论文提供相关论文参考文献，可免费下载。
蜂窝网无线定位技术与应用
[摘 要] 介绍了蜂窝网中无线定位系统的选择,包括移动台定位系统、网络定位系统以及混合定位系统,分析了几类常用的蜂窝网无线定位技术及产生定位误差的原因,如多径传播、非视距传播及码分多址接入干扰等,还介绍了蜂窝网无线定位对于智能交通、保障用户安全和提高网络性能等方面的应用.
[关键词] 蜂窝网；无线；定位
中图分类号：TP393 文献标志码：A 文章编号：1008-1739（2017）13-66-3
1 引言
移动通信蜂窝网是目前覆盖范围最大的无线网络,随着人们需求的日益提高,通过移动通信蜂窝网络对目标进行定位也越来越被重视.当今社会,手机已经成为人们最重要的通信工具,通过手机进行报警及求助的事件逐渐增多.在突发事件中,手机的地位越来越重要,如果发生紧急情况,而报警者无法知道自己的位置,就有可能导致出警延误.因此,实现蜂窝网手机定位有很现实的意义,另外,实现手机定位还有巨大而广泛的用途,包括位置环境信息查询、蜂窝网自身的网络优化和广告发布等.
2 蜂窝网无线定位系统
利用蜂窝网进行定位的移动台通常是静止或慢速移动的手机,结合互联网技术提供的位置信息是目前最主要的需求.要实现这一目标,应当尽最大努力减少对设备和网络的影响,并最大限度地利用现有蜂窝网和卫星定位系统等资源.
蜂窝网无线定位系统中[1],通过对已知物理位置的基站接收到的移动台所发射的无线信号的某些参数（例如传播时间差、电波强度及信号入射角等）来测算移动台的几何位置[2].通常蜂窝网无线定位方式根据所实现方式的不同分为3 类系统：基于移动台（不限于手机）的定位系统、基于网络的定位系统和卫星辅助定位系统[2].
2.1 基于移动台的定位系统
该系统的特点是实现了移动台的主动自主定位方式,采用的是MB 的定位方案.通过接收到的多个已经明确知道其物理位置的基站所发射的无线信号的某些特征值,移动台可以通过自身的计算功能,根据已经设计好的算法,计算出自身所处物理位置.
2.2 基于网络的定位系统
该系统的特点是由基站来定位移动台的位置,采用的是NB 的定位方案.通过多个已经明确知道物理位置的基站接收到的移动台所发射的无线信号,基站可以通过自身的计算能力确定移动台的位置,或将接收到的信号中有关位置的特征值发送到计算中心,通过计算中心强大的计算功能得到移动台的位置信息.
2.3 卫星辅助定位系统
该系统的特点是移动台接收卫星信号来定位,采用的是卫星辅助定位方案.卫星向地面发送位置信号,移动台通过接收多个卫星朝向地面所发射的无线位置信号,通过集成在移动台内的计算芯片,计算出自身所处物理位置,现有的移动台一般采用集成美国的GPS 及中国的北斗系统来实现定位.
以上介绍的定位系统中,有的是基站知道移动台所处的物理位置,而移动台自己无法知道；有的是移动台知道自身所处物理位置,而基站无法知道.因此,需要技术的不断发展,将以动态的位置信息在基站和移动台之间实现共享,以便更好地提供位置服务.
3 蜂窝网无线定位技术
现有利用蜂窝网对移动台定位的技术主要根据所用技术[4]的不同一般分为：基于无线信号场强的定位技术、基于无线信号到达入射角的定位技术和基于无线信号的到达时间（TOA）的定位技术.
3.1 基于无线信号场强的定位技术
无线信号的电场强度定位技术是根据无线信号强度与距离的关系,通过技术手段,根据一定的算法,测量接收到的无线信号电场强度、已知信号衰落模式和基站所发射信号的强度,在根据接收到的信号强度与移动台到基站的距离的反比关系,从而估算出移动台与某个基站之间的距离.需要利用多个基站（一般不少于3 个）的测量,得到移动台所处的物理位置.现实情况是移动通信中无线信号传播环境相当复杂,也决定了该方法在精度上的局限性,但是,由于该技术比较简单易行,对现有设备几乎没有任何改动,容易实现.
3.2 基于电波到达入射角的定位技术
到达角度定位方法[5],根据基站接收到的信号所携带的某些特性,该方法主要是信号的入射角度.进一步构成基站到移动台的连线,利用不少于2 条的连线的交点来确定移动台的物理位置.这种方法需要布置大量的天线阵,AOA 定位方法的最大优点在于它仅仅需要2 个基站或2 个不同基站上的天线即可实现定位.但是该技术需要在现有的基站上增加天线阵列,增加了大量费用,到达入射角计算会受基站定位角度等多种环境因素影响,导致较大的定位误差.
3.3 基于TOA 的定位技术
TOA 定位技术,通过测量无线信号在空气中传播时到达基站的时间,根据信号在空气中传播的速度（3*108 m/s）可以得到移动台与基站的距离.根据推算可以得出,移动台位于一个圆上,该圆以测量基站为圆心,以测量计算到的电波传播距离为半径.同时对多个基站获取到的数据进行计算,可以得到以动态的比较准确的位置信息.TOA 定位技术要求测量基站必须有非常精确的时钟系统,并知道移动台发送无线信号的准确时间.为了解决该问题,提出了到达时间差定位技术.由于基站的位置一般是固定的,通过对无线信号的监测,计算出信号传输到已知物理位置的2 个或多个基站所用时间上的差距,进而计算出移动台的物理位置.以上2 种定位方式只要求基站测量信号传播产生的时间延迟的大概值,对现有设备的改造很小即可实现对移动台的定位.
4 影响蜂窝网无线定位精度的主要因素
在蜂窝网中,需要研究对信号特征值测量引起的位置估算误差,还要研究造成这种误差的原因,是为了提高对移动台的定位精度.由于移动台所处的环境复杂多变,对信号的影响因素较多,因此各种依赖于无线信号测量的技术会受到多重因素的影响[6].
4.1 多径传播
无线信号传递的信道环境中,由于信号并不一定是直接到达接收目标,通常是经过多次的反射和散射才会接收到信号,这种现实情况的存在,对无线信号在时间延迟、强度和相位等方面产生影响,蜂窝网中对多径干扰的抑制是无线定位的关键技术.
4.2 非视距传播
视距传播对于信号监测非常有利,卫星定位系统正是利用视距传播才得以实现定位.城市和近郊是蜂窝网络的主要覆盖区域,视距传播在移动台和基站之间几乎不可能实现.更多情况下,反射和折射是实现无线信号传播的真正方式,从而影响无线信号到达场强、方向及时间,进而影响定位的精度.
4.3 码分多址接入干扰
码分多址（CDMA）系统中,通常的做法是,多个用户使用同一频段,这一方法的使用,在实现了信号传输高容量的便利性的同时,带来了多址干扰和远近效应问题.影响TOA和TDOA 的测量,同时对延时锁相环的时间测量也有很大影响[7].因此,在CDMA 系统中,较多的解决办法是采用控制功率,但是移动台发出的信号需要多个基站同时监测,只有服务基站采用该方法才有用,而对于非服务基站,信号仍然会受到一些影响,因而会影响接收机的性能.
4.4 其他定位误差来源
本文所述定位技术需要2 个或更多个基站的协作,参与协作定位的基站在物理空间上如何布置、基站与移动台在物理位置上的差异,也会影响定位算法的性能,从而造成定位精度的差异.
5 蜂窝网定位应用
随着人们生活水平的提高,大众对公共安全和紧急救援服务的需要日益增大,基于移动台的定位越来越受到行业关注.现有的一些商用移动台定位已经能够提供30 m 的定位精度,将来这一数据还将被逐步改进.
在现实生活的许多方面都可以应用蜂窝网定位技术,① 紧急救助：在移动用户拨打救助电话且无法知道自身所处位置时,利用蜂窝网定位可以知道用户位置,及时提供救助；② 对重点人员、物资的跟踪监控：通过加装微型收发信机,可实现对人员或物资的安全性管理；③ 与互联网技术结合,提供移动用户附近餐馆、加油站及银行的位置等信息；④ 网络优化；⑤ 对无线资源进行智能化管理和分配以及智能交通系统规划.蜂窝网无线定位在越来越多的方面体现了它的便利性.
6 结束语
蜂窝移动通信技术不断发展,由于其在定位方面有很多优点,该技术已经在社会生活的方方面面被使用.基于目标位置的服务也越来越多,利用蜂窝移动通信网进行定位技术的有很大的意义及经济价值.虽然目前蜂窝网无线定位还存在许多影响定位精度的问题.但是,随着通信技术的不断发展,蜂窝网无线定位精度会越来越高,蜂窝网无线定位将会更好地服务于我们的生活.
无线论文范文结:
适合不知如何写无线方面的相关专业大学硕士和本科毕业论文以及关于无线论文开题报告范文和相关职称论文写作参考文献资料下载。