蜂窝系统移动定位技术( 二 )


2.2TDOA、EOTD、OTDOA和E-FLT技术
TDOA技术最早应用于雷达系统,现在GPS定位系统也采用该技术 。它利用基站之间的时钟同步及用户信号到达不同基站的时间不同 。用定位算法进行位置计算 。该定位技术可应用于各种移动通信系统(AMPS、GSM、宽带和窄带CDMA中),尤其适用于CDMA系统,CDMA系统用扩频方式将信号频谱扩展到很宽的范围,使系统具有较强的抗多径能力 。CDMA属非功率敏感系统,信号衰减对时间测量的精度影响较小 。
TDOA由网络设备测量定位参数并进行定位计算,不需要终端的参与 。增强型前向链路三角定位(E-FLT)技术由终端测量定位参数,再送回网络完成定位计算,目前E-FLT仅支持CDMA体制的蜂窝系统 。E-OTD和OTDOA由终端完成时间差参数测量,根据需要由终端或网络完成定位计算,前者是针对GSM/GPRS系统开发的特定定位技术,后者只能用于WCDMA系统 。
这四种定位技术都利于时间差参数确定位置,数字模型相同,定位精度都受系统定时精度的影响 。无论基于终端还是基于网络,基站之间都必须严格同步,确保系统本身的定时误差不会给定位结果造成明显影响 。IS-95CDMA和cdma2000属于同步系统,通过GPS实现全网同步,能保证基站的定时精度 。GSM/GPRS和WCDMA属于异步网络,必须在每个基站增加高精度和高稳定性的定时单元(原子种或GPS时钟),或在基站之间增加定时单元LMU实现时钟统一 。另外,在CDMA系统中,通过时差实现定位的系统都受"可测性"的影响,其中反向功率控制会严重影响TDOA的定位,前向功率控制对OTDOA的影响也较大 。
2.3A-GPS技术
GPS技术自七十年代后期投入使用以来,因其全天候、高精度的定位性能,已在世界范围内得到广泛应用 。使用GPS设备的重要前提之一是接受机与卫星之间有直射路径,这又使GPS在建筑物密集的城区及建筑物内部存在信号接受盲区 。新推出的A-GPS技术融合了GPS高精度定位与蜂窝网高度密集覆盖的特性,即保证了在城市范围内蜂窝定位的精度,也扩大了GPS的覆盖范围,A-GPS可以通过蜂窝网络的空中接口使终端获得卫星的有效参数 。另外,A-GPS的响应时间明显快于传统的GPS 。GPS定位的初始捕捉时间较长,通常为30s-15min,这取决于卫星与终端相对位置,A-GPS则可将初始捕捉时间减少到5-10s 。A-GPS技术系统的兼容性很强,若在网络中增加GPS功能模块,即可实现基本的定位功能 。定位过程的实现与空中接口标准没有必然联系,因此GPS定位技术能方便快捷地为所有蜂窝网络提供定位服务 。高通公司已研制开发出集成了GPS定位功能的小型化芯片组UEM5100,并已用于子公司SnapTrack推出的GPSone系统中 。随着芯片制造技术的进步、GPS系统本身定位精度提高及成本降低,A-GPS最终将取代各种传统无线定位技术,成为蜂窝移动通信系统提供定位服务的主要技术手段 。

;2.4FingerPrint(FPT)技术
FPT又称射频信号模式匹配(RFpatternmatch),是美国无线公司(USWireless)开发的专利技术,已成功用于RadioCamera系统中 。由于多径干扰的模式完全取决于反射环境,所以特定地区的干扰模式具有自己的特征 。终端发射的无线电波经建筑物和其它障碍物的反射和折射,产生与四周环境密切相关的特定模式多径信号 。基站天线阵列检测信号的幅度和相位特性,提取多径干扰特征参数,将该参数与预先存储在数据库中的模式进行匹配,找出最相似的结果,然后结合地理信息系统,找出与该模式相匹配的地区范围,以街道和城区的图形化形式输出定位结果 。FPT技术基本不受非视距传输效应(NLOS)影响,系统独立性强,结构简单 。但FPT技术实施的高度复杂性是推广应用的最大障碍,因为在FPT定位系统投入实际使用前,必须建立庞大完整的位置指纹数据库,具体记录城市每个可分辩最小区域的特征,并保持与城市建设同步更新,以保证指纹样本的有效性、可靠性和准确性,所以该项技术尚处于试运行阶段,没有大规模应用 。

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