无线定位系统体系结构

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1、谢新梅 宋荣方南京邮电学院通讯与信息体系专业摘要:本文首先先容了无线定位体系体系机关,接着了解其关键技术(基于终端和基于网络的定位技术)和职能,末了扼要筹商了基于位置的搬动定位供职繁华发财上风及应用前景。免费手机定位定位系统。关键词:基于位置的供职LBS,帮助GPS,加强型查看时间差EOTD,公共安乐应对点PSAP,初度锁定时间TTFF1 引言地舆定位、方位定位和无线定位这些名词即日被渊博地用来刻画确定一个搬动台(MS)所在位置的能力。位置大凡包括了和MS相关的坐标,坐标可能是二维或三维的,通常包括了与MS所在位置的经度和纬度的相关信息。无线定位技术起先是为了餍足长途航海的导航等央浼而爆发的。

2、全球定位体系GPS的出现使得无线定位技术爆发了质的飞跃,苹果手机定位定位系统。定位精度取得大幅度进步,精度可达10米以内。国外看待无线定位在搬动通讯中的应用也有所央浼,例如,美国联邦通讯委员会(FCC)强逼央浼一起无线业务提供商,在搬动用户收回火急呼叫时,必需向公共安乐供职体系提供用户的位相信息和终端号码,以便对用户实行火急救援使命。全球三大通讯厂商:爱立信、摩托罗拉和诺基亚于2000年10月成立了位相信息互操作论坛LIF(Locine Interoperchgoodce Forum),其宗旨是在全球周围内的无线网络和终端上提供基于位置的供职LBS(Locine Bottomd Service

3、)。欧洲电信程序化协会ETSI对GSM体系的无线定位也提出了一系列程序。GPS仍然成为室内环境中一项卓殊告成的定位技术,而现今GPS与无线网络调和起来造成的LBS热,使得搬动定位供职产业作为最具有潜力的搬动增值业务而快捷繁华发财。其实手机定位卫星定位系统。2 无线定位体系体系机关无线定位体系的效力性体系机关必需完全两个效力单元:1)搬动台(MS)的位置猜想,2)和网络共享某些属性的此位置猜想信息。定位体系丈量来自搬动终端的无线电波的相关参数,同时体系丈量某些不变接收器恐怕某些不变发送器发送到搬动接收器的无线电波参数。以是有两种主见可能获得对MS的现实位相信息的猜想:自我定位体系,定位。即常被称

4、为基于搬动终端为中心的定位体系,MS通过丈量本身绝对某个已知位置发送器的间隔恐怕方向来确定本身的位置(例如GPS接收器)。远间隔定位体系,即常被叫做基于网络的定位体系,它采用很多地舆定位基站(GBS)一起来确定MS位置可能通过了解接收信号的强度、信号相位以及抵达时间等属性来确定MS的间隔,至于MS的方向则可能通过接收信号的抵达角来获得,无线定位系统体系结构。最终体系依照每个接收器丈量到的搬动终端的间隔恐怕方向来联算计算搬动终端的位置。自我定位体系也可能使用相似的方法。图1演示了一个无线定位体系体系机关的例子。一个定位供职提供商为用户提供位相信息和位置感知供职。每当用户提出请求央浼相关某个MS的

5、位相信息时,定位供职提供商将首先联络位置控制中心,查询MS的位置坐标。用户可能是指望跟踪某一搬动设备的商业用户,恐怕是试图应对一个E-911电话的公共安乐应对点PSAP (Public Security Answering Point)。然后位置控制中心网络所需的信息来计算MS的位置,此信息可能是诸如接收信号强度、BS ID、信号的TOA等参数。依照MS往时的信息,一系列BS可被用来寻呼MS,并且直接恐怕直接获得定位参数。这些BS有光阴被称为地舆定位基站(GBS)。一旦网络到这些信息,位置控制中心就能够以某一切确度确定MS的位置,并且把此信息反应给定位供职提供商。供职提供商然后可能运用此信息为

6、用户可视化显示MS的位置。图1 无线定位体系体系机关为了提供无线定位供职,保守的搬动网络的主干网必需举行体系机关上的调整,如图2所示,MSC把位置参数转达给E911业务的拣选路由器,由路由器有劲发送信息到适宜的PSAP。看看手机定位卫星定位系统。PSAP依照收到的位置参数来查询一个主动位相信息(ALI)数据库,并前往此位置和与MS相关的信息。在PSAP上可能附加地舆信息业务(GIS),可能可视化渺小地显示公路、街道、地址和管辖区域等等。最终一个无线智能网络恐怕数据主干网络可能归并起来通过无线网络主干网接上天舆信息体系。从BS/GBS向PSAP转达数据有很多种方法,如保守电信维持网7号信令体系,

7、数据主干网GPRS等等。图2 支持搬动定位供职的GSM搬动主干网机关3 无线定位关键技术了解无线定位技术是通过对接收到的无线电波的一些参数举行丈量,依照特定的算法以鉴定出被测物体的位置,丈量参数大凡包括传输时间、幅度、相位和抵达角等。看着手机定位定位系统破解版。而定位精度取决于丈量的方法。蜂窝搬动通讯体系中的定位技术重要有:基于终端的定位技术和基于网络的定位技术。3.1 基于终端的定位技术基于终端的定位技术重要指搬动终端计算出本身所处的位置,即自我/私人手机定位定位技术。这种技术重要有GPS、帮助GPS(Assisted GPS)和加强型查看时间差EOTD(Enhgoodced Obull c

8、raperved Time Difference)等几种方法。1) GPS:手机定位号码定位系统。全球卫星定位体系GPS是70年代初美国出于军事目的开发的卫星导航定位体系,重要是运用几颗卫星的丈量数据计算一个搬动用户的位置,即经度、纬度和高度。原始数据可能由终端打点,也可能送到网络侧打点。大凡用于车辆导航和手持设备。如图4所示GPS通过四个卫星定位并采用基于抵达时间(TOA)的机理。接收机的位置和时钟差错表达式如图3所示:其中X1Y1Z1、X2Y2Z2、X3Y3Z3、X4Y4Z4为已知卫星P1、P2、P3、P4丈量出的伪距,C为光速,dti为已知卫星时钟与GPS时间差错,dt为未知接收机与GP

9、S时间差错。卫星的时钟差错由接收机从卫星导频信息中取得。平方根项代表卫星与接收机之间距。看待GPS接收机有四种重要效力:用伪距决计卫星与接收机之间间隔;从卫星收回的信息中提取TOA;求出卫星的星历数据(信号抵达时),计算卫星的位置;确定接收机位置和接收机时钟差错。2) 帮助GPS:E-911业务起先制定的光阴许诺拣选保守的GPS,但是缺点在于采用GPS直接对MS定位,初度锁定时间TTFF(Time to First Fix)有可能须要10分钟左右,并且依赖于MS能看到什么样的卫星星座,同时在都市的局促楼宇之间使用GPS时会出现题目。为了解决这个题目将卫星导航与无线蜂窝调和造成的新技术,手机定位

10、定位系统破解版。即帮助GPS(AGPS) 将GPS与无线手机定位组合在一起,如图4所示,在此技术中蜂窝网络里一个和MS可能看到同卫星的实体(基站BS)被激活来协助GPS接收器使命,通过预测一个MS可能看到什么信号并且向MS发送此信息,帮助GPS也可能使网络实体能够比MS检测到信号强度更单薄的信号并且向MS发送一个敏捷度帮助动静。此外它通过告知MS而今所能看到的卫星和将要用于同步的编码相位来省略MS的卫星摸索空间。学习http:/ EOTD定位方法:是手机定位依照供职小区基站和周围几个基站的丈量数据,算出它们之间的时间差,时间差被用于计算用户相看待基站的位置。为了在终端上达成软件计算定位算法,我

11、不知道免费手机定位定位系统。必需有足够的打点能力和存储容量。与EOTD相关的根基量有三个:查看时间差OTD、真实时间差RTD和地舆位置时间差GTD。OTD是MS查看到的两个不同位置BS信号的接收时间差;RTD是两个BS之间的体系时间差;GTD是两个BS到MS由于间隔差而惹起的传输时间差。设d1为BS1与MS之间的间隔,d2为BS2与MS之间的间隔,则GTD=|d2d1|/v(v为无线电波速度),那么上述三个量之间相干为:OTD=RTD+GTD;当基站都同步时,2。则RTD0。要取得正确收场,BS数目至多为三个,位于不同的地舆位置,并且重要的一条是基站之间要同步。同步基站最常用的方法是基站装置不

12、变GPS接收机。采用EOTD定位的精度可达125米并且不依赖于天气,听说体系结构。而GPS定位只能在天气清明时效果优异。3.2 基于网络的定位技术基于网络的定位技术是指网络依照丈量数据计算出搬动终端所处的位置。这种技术重要有CGITA、基于方向的定位技术(信号抵达角AOA)、基于间隔的定位技术(下行抵达时间ULTOA和抵达时间差TDOA)和基于指纹的定位技术等几种。1) CGITA:CGI是小区全球鉴识码,我不知道但是功能上还是 2 无线定位系统体系结构每个蜂窝小区有一个专一的小区鉴识码。CGI由位置区标志LAI和小区标志CI组成。GSM体系中可能用作定位的参数还有一个是时间提早量TA。免费手

13、机定位定位系统GPS车载个人定位监控防盗系统。TA是由基站丈量取得的收场,然后告诉搬动用户提早一段时间(TA)发送数据,使得抵达数据正好落入基站的接收窗口中,手机gps定位系统。TA的目的是为了扣除基站与搬动用户之间的传输时延,以是运用TA可能猜想MS和BS之间的间隔。TA是以比特为单位的,1trifle相当于550米的间隔。由于无线传输存在多径效应,以是,运用TA定位的精度很低。由于网络中已存在了这些数据,以是,把CGI和TA集合在一起定位搬动用户是一种简单而且经济的定位方法,可能达成一些位置查询业务,如显示搬动用户所在区域内的餐馆、旅馆等信息,2。定位精度取决于小区的大小和周围的环境。2)

14、 基于方向的定位技术:AOA定位技术大凡运用由两个或更多基站通过丈量接收信号的的抵达方向来猜想MS的位置,如图5所示AOA定位方法可专一确定一个二维定位点。MS发,BS1收,丈量可得一条BS1到MS连线;同理可丈量取得另向来线,两直线相交爆发定位角。采用此方法在报复物较少的区域可能取得较高的准确度,但在报复物较多的环境中,由于无线传输存在多径效应,则误差增大。另外,AOA技术要成立在智能天线的基础上才具达成。接收器运用定向天线恐怕天线阵来丈量接收器收到的宗旨发送器的信号的方向。假使方向丈量的精度为 s,则接收器处的AOA丈量可能把发送器位置限定在大约角度为2 s的视野信号途径,两个这样的AOA

15、丈量将能锁定宗旨位置。位置猜想的精度依赖于发送器相看待接收器的位置。听听系统。假使发送器恰低廉甜头在两个接收器之间的直线上,则AOA丈量将无法锁定宗旨位置。以是通常采用多于两个的接收器来提供定位精度。图5 地舆定位的AOA技术3) 基于间隔的定位技术:MS和接收器之间的间隔的猜想可能通过接收信号强度、ULTOA以及TDOA技术获得。TOA定位方法与EOTD较为形似,辨别在于ULTOA由基站丈量终端数据的抵达时间。该方法央浼至多有三个基站参与丈量,看着苹果手机定位定位系统。如图6所示,假使基站接收器与搬动台之间的间隔猜想值为di,搬动台可能被定位在以接收器为中心,半径为di的圆上。每个基站弥补一个位置丈量单元LMU,LMU丈量终端发送的接入突发脉冲或惯例突发脉冲的抵达时刻,LMU可能和BS集合在一起,也可分隔隔离分裂放置。由于每个BS的地舆位置是已知的,以是可能运用球面三角算出MS位置。TDOA丈量的是搬动用户发射信号抵达不同BS之间的传输时间差,而不是传输时间。ULTOA定位

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