移動通信網絡的移動臺定位技術及應用

黃 平，謝 彬，楊宗宇

（西華師范大學 計算機學院，四川 南充 637000）

移動通信網絡的移動臺定位技術及應用

黃 平，謝 彬，楊宗宇

（西華師范大學 計算機學院，四川 南充 637000）

用戶對移動通信網絡定位業務的需求數量不斷增加，使無線定位技術越來越受人們的重視，無線定位技術也在很多領域與行業中得到了廣泛的應用，為人們的生產及生活提供了很多便利。本文對無線定位技術進行了分類和分析，探討了移動定位技術的實際應用。

移動；通信網絡；移動臺定位技術

0　引 言

現階段，我國移動通信技術取得了快速的發展，無線定位技術逐漸地被更多人所關注。在移動通信網絡快速發展的過程中，其數據業務以及增值業務逐漸的豐富，而移動定位正是移動通信網絡增值業務中的一種。在移動定位出現時，很多學者都將此技術稱為是通信領域中對通信方式最大的改革。現階段移，動通信業務的用戶中，使用移動定位增值業務的用戶數量列居前三，要比使用移動銀行、E-mail等業務的用戶多很多。所以，移動定位技術已經發展成了移動通信網絡中非常關鍵的支撐技術。

1　移動通信網絡中的定位技術

1.1場強定位技術

場強定位技術是依照移動臺所收到的通信信號強度，和其距離信號發射基站的距離值呈現反比例關聯，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，再結合已知的通信信號衰落函數和基站發射通信信號的強度大小，就能夠算得發射信號與接收信號兩點的距離值。而經過對不同距離測量數值大小，就能夠算出移動臺所處坐標。采用此項技術手段，其核心是怎樣構建可以較為精準的計算出位于信號傳播距離之內的信號衰落函數，此項工作在現實的應用中非常的困難。并且，因為小區設置的通信基站具有扇形特征，通信信號發射天線通常會存在一定的傾斜，并且基站天線通信系統也會進行調整，加之基站周圍的環境、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，場強定位技術相對操作便捷、易于實現，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。而為了使場強定位技術擁有更優良的性能，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

此種定位技術是依托于移動通信網絡的天線定位系統，在移動臺定位應用中最為廣泛，此技術測量通信信號由被定位移動臺發出在直線傳播的情況下傳輸到相應基站所需的時間值，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。此技術需要相應的基站可以獲取到移動臺發射通信信號的時間點，同時也需要基站設置精度較高的時鐘，這樣才可以使測量數據更加精準。此后，又逐漸發展了基于傳播時間差的定位技術。利用移動臺發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是通過基站中設置的陣列天線，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。因為兩個直線發生交叉時，僅有一個交點位置。所以，采用此種定位技術時相對精準。此定位技術要求相應的基站中要設置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

混合定位技術把兩種或者多種移動臺定位技術結合在一起，從而增加了定位的準確度，一般是通過A-GPS與其他定位技術相結合的方式。在站點密度不高區域，網絡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，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和其他定位技術相互結合后，能夠將信號盲區更好的覆蓋，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，移動通信網絡會把用戶所占的位置以及通話信息同時發送至救援中心，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，城市逐步的開發了智能交通系統。在智能交通系統中，車輛定位技術是整個系統的關鍵。利用此項技術，可以實現對交通的動態管理、定位導航、車輛追蹤以及交通調度等功能。通過定位技術，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勢。

2.3計費方面的應用：基于位置和事件的計費系統

目前移動通信網絡運營企業為了拓寬自身的業務、吸納更多的用戶，逐步開展了基于用戶位置的計費體系。現階段，計費系統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。而移動網絡定位業務不斷發展過程中，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。在特定的區域中進行通話，收費的標準會稍高。用戶如果處于漫游狀態時，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

通過互聯網和移動定位的有機結合，能夠很好地完成移動黃頁查詢。移動通信網絡可以隨時對用戶位置進行定位，再依照互聯網中包含的信息數據，篩選出用戶位置周圍的相關數據信息，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現用戶電話被盜打之后，在不禁止通話功能的基礎上，可以通過無線網絡來收集盜打電話的時間及位置，讓司法部門的執法工作擁有更直接的證據，避免用戶遭受較大的經濟損失。

3　結 語

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

主要參考文獻

［1］殷燕南.移動通信系統中的無線定位技術及其應用［J］.科技與創新，2016（3）.

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［3］李孟霖，劉洋.移動通信的無線定位技術探析［J］.黑龍江科技信息，2015（6）.

10.3969/j.issn.1673 - 0194.2016.20.101

TN929.5

A

1673-0194（2016）20-0152-02

2016-09-20