蜂窝通信网络定位技术简介

移动定位技术

蜂窝通信网络定位

移动定位技术类型

•基于GPS的定位技术

•基于北斗导航系统的定位技术

•蜂窝通信网络定位

•基于Wi-Fi的无线网络定位

•基于ZigBee的网络定位

•基于UWB(Ultra-Wide Band，超宽带)的的定位•混合定位

•… …

移动定位技术分类

技术特征

卫星定位：GPS定位、北斗导航卫星定位等

网络定位：分为局域网定位和广域网定位

覆盖范围

室内定位：WLAN定位、RFID、ZigBee、UWB、蓝牙等

室外定位：广域网GSM、卫星定位、蜂窝等

定位原理基于ID定位：移动通信网络定位、RFID等

基于几何定位：TOA、TDOA、RTOF、POA、RSS、AOA等参数基于位置指纹定位：TOA、TDOA、POA、RSS、信噪比等参数

特点

技术特征

卫星定位：最广泛、技术最成熟无法提供室内定位

网络定位：室内室外定位均可与网络覆盖有关覆盖范围

室内定位：定位精度高小范围局部定位

室外定位：范围广整体精度不高

定位原理基于ID定位：简单，成本低精度取决于ID的密度基于几何定位：精度较高受NLOS影响很大

基于位置指纹定位：平台独立计算量很大，精度一般

蜂窝网络定位技术

基于移动台确定移动台与收发信号机之间的几何位置关系，计算移动台的位置估计值。

基于网络

由多个固定位置接收机同时检测移动台发射的信号，由网络移动定位中心估计位置。

GPS 辅助

GPS 接收机模块获取近似位置数据，传给移动通信网络，由网络定位服务器计算位置。

蜂窝网无线定位技术是基于

•全球移动通信系统GSM (Global System for Mobile Communications)、•封包无线数据业务GPRS (General Packet Radio Service)、•码分多址CDMA (Code division Multiple Access)等移动通信系统的基础上，对移动终端和基站之间的特征参数进行检测，

这些特征参数包括：•信号场强、•传播时间或者•时间差、

•信号入射角等信息，对移动台的位置进行估计。

定位方法

①场强定位（SSOA）

②方位测量（AOA）

③圆周定位（TOA）

④双曲线定位（TDOA）

⑤混合定位

⑥数据融合定位

⑦Cell-ID定位

⑧指纹信号定位

⑨蜂窝网多维精度定位SSOA:

AOA: A ngle o f A rrival

TOA: T ime of A rrival

TDOA: T ime D ifference o f A rrival Cell-ID: Cell Global Id entifier

方位测量（AOA）

方位测量定位方法也可以称作信号到达角度(AOA)定位方法。这种方法是由两个或多个基站接收到移动台的角度信息，然后对其计算移动台的位置。

BS1

BS2MS

α1

α2N

α1−α2

坐标已知

圆周定位（TOA）

由至少三个基站测量移动终端信号到达的时间，每个基站的

地理位置是已知的，根据移动信号到达各个基站的时间与距

离成正比，可以求出移动终端的位置。

BS3

BS2

MS

BS1

双曲线定位（TDOA）

到达时间差(TDOA)技术利用移动台到达不同基站的时

间不同，获取到达各个基站的时间差，建立方程组，

求解移动台位置，这种定位要求各个基站时间必须同

步。适用于CDMA系统。

BS2

BS1

MS

BS3

混合定位

混合定位技术就是把各种不同的测量信息和特征值进行融合，对移动台进行定位的技术。常见的混合定位技术有：

•TDOA／AOA、T

•DOA／TOA、

•TOA／AOA、

•TDOA／场强定位

等模型。

数据融合定位

数据融合是一种综合不同处理方法的优点，结合先验信息，得到更优的数据输出的技术。联合指挥实验室提出了一个广义的数据融合模型，

包括预处理模块、数据管理功能模块和四级融合模块。

目前，被普遍接受的是三层融合机构：数据蜂窝网无线定位方法研究层、特征层和决策层。Thomas Kleine-Ostmann提出了一种用于移动台的数据融合模型。

TOA测量值TDOA测量值

TOA

定位估计器

TDOA

定位估计器

第二层融合

处理第一层融合处理

转化为

TDOA

第四层融合处理：选择最佳的定位估计值

定位方法定位精度

Cell-ID250m~250km

场强100m~10km TOA/TDOA40m~150m AOA50m~150m

GPS3m~50m 混合定位

3~100m (TDOA+AOA/GPS+TDOA)

定位方法定位精度

Cell-ID

250m~250km*场强100m~10km TOA/TDOA40m~150m

AOA50m~150m

E-OTD50m~125m

GPS3m~50m

混合定位

3~100m (TDOA+AOA/GPS+TDOA)

*与cell的大小有关