蜂窝网络无线定位技术及应用
蜂窝网络无线定位技术及应用
一、前言
近年来，随着蜂窝移动通信技术的迅速发展，蜂窝无线定位技术越来越受到人们的重视。
这主要归因于政府的强制性要求和市场本身的驱动。FCC于1996年10月颁布了无线E9ll呼叫应急服务功能，其核心是要求所有移动通信网络必须分阶段的提供紧急呼叫用户的经纬度位置信息。针对E911定位需求的具体实施，各国主要大公司均就GSM、IS-95CDMA 以及第三代移动通信系统开始制定各自的定位实施方案。特别是 3GPP和3GPP2上对定位的要求更加具体化，这也是对蜂窝无线定位市场潜力的肯定。另一方面，移动通信用户对移动定位业务的需求日益迫切。蜂窝网络无线定位技术能够在移动台处于空闲状态或通话状态的情况卜获取其地理位置等信息，利用移动台的定位信息，运营商可以1hJ用户提供各种增值业务，如位置环境信息查询、紧急救援、智能交通、广告发布等等，同时还可以作为移动通信网络运行、维护和管理的辅助数据。到目前为止，基于蜂窝网络的无线定位技术的研究已经取得了很大的进展。可以预见在未来几年，基于蜂窝网络定位技术的移动业务将得以迅猛的发展。
二、蜂窝网络无线定位技术
利用移动蜂窝网络对移动台定位的方法主要有三类，(l)基于电波场强的定位技术；(2)基于电波到达入射角(AOA)的定位技术；(3)基于电波到达时间(TOA)或到达时间差(TDOA)的定位技术。
1．场强定位技术
电波场强定位技术根据移动台接收的信号强度与移动台至基站的距离成反比关系，通过测量接收信号的场强值和已知信道衰落模型及发射信号的场强值可以估算出收发信机之间的距离，由多个距离测量值(至少三个)可以估算移动台的位置。这一技术的关键在于如何建立一个能够准确的反映服务传播围的无线电波传播模型，这在实际应用中很难实现。除此之外，由于小区基站的扇形特性、天线有可能倾斜、无线系统的不断调整以及地理环境、车辆等因素都会对定位精度产生影响。由于移动通信环境中电波传播的复杂性，决定了这？技术在定位精度上的局限性，但是由于该技术比较简单易行、在对精度要求不是很高的情况下仍被采用。为了改善其性能，人们开始研究利用电波传播中的射线跟踪方法来逛一步提高定位的精度。
2．到达入射角的定位技术
电波到达入射角的定位技术利用基站的阵列天线来测出移动台来波信号的人射角、构成从基站到移动台的径向连线，即测位线，这两条连线的交点即为目标移动台的位置。由于两条直线只能相交于？点，这种方法不会产生定位模糊性。但是它需要在每个小区基站上放置4？12组的天线阵。这些天线阵？起工作，从而确定移动台发送信号相对于基站的角度。当有多个基站都发现了该信号源时，那么它们分别从基站引出射线，这些射线的交点就是移动台的位置。AOA的优点在于它仅需要两个基站参与便可实现移动台定位，同时不存在移动台位置的模糊性问题。但是该技术需要在现有的基站增加天线阵列，由此增加了大量的建设费用。与此同时，电波到达入射角估计会受到由多径和其它环境因素所引起的无线信号波阵面扭曲的影响，移动台距离基站较远时，基站定位角度的微小偏差也会导致定位距离的较大误差。
3．到达时间/到达时间差的定位技术
到达时间／到达时间差的定位技术是基于蜂窝网络的无线定位系统应用最广泛的一项技术。到达时间定位技术通过测量从目标移动台发出的信号以直线到达基站的时间，根据电磁波在空中的传播速度可以得到移动台与基站之间的距离。移动台即位于以基站为圆心，移动台到基站的电波传播距离为半径的圆上。通过多个基站进行上述测量计算，移动台的二维
位置坐标可出三个圆的交点确定。到达时问定位技术要求接收信号的基站知道移动台发送信号的时间，并要求基站有非常精确的时钟。为了克服这一缺点，人们提出了到达时间差的定位技术，它是通过检测移动台信号到达两个基站的时间差来实现移动台定位的，而不是到达的绝对时间来确定移动台的位置，这就大大降低了对时间同步要求。很明显，移动台一定位于以两个基站为焦点的双曲线上。所以通过建立两个以上双曲线方程，求解双曲线的交点即可得到移动台的二维位置坐标。
以上两种基于时间的定位技术的只要求基站能够从接收到的射频信号中准确的提取时延估计值，而无需对现有的网络设备加以大规模的改造就可以实现对移动台的高精度定位，因此成为了蜂窝网络无线定位技术的研究重点。TruePosition公司所提供40米精度的定位业务就是采用了U-TDOA定位技术。
三、影响定位精度的主要因素
由于移动通信系统的通信环境复杂多变，因此各种依赖于通信信号测量的定位技术都受到各中因素的影响。
1．多径传传播
影响蜂窝无线定位的？个基本因素之一就是多径传播问题。在移动信道中，由于反射物体和散射体的存在会产生一个不断变化的环境，使得信号能量在幅值、相位和时间延迟方面产生弥散。这些效应导致发射信号经过不同的路径到达接收天线时的形式各异，显示出不同的时间和空间方位。不问的多径分量的随机幅值和相位引起信号强度的扰动，从而产生小尺度衰落和信号畸变，使接收信号的信噪比严重下降，最终影响定位精度。多径传播是造成定位误差的主要原因，因此多径干扰的抑止是定位的关键技术之？。
2．NLOS传播
导致定位错误的另一个重要因素是移动台和基站之间的信号为非视距传播(NLOS)信号。LOS传播是得到准确的信号特征测量值的必要条件。但是在城市和近郊，移动台和多个基站之间实现LOS传播通常是很困难的，更多的情况是通过反射和折射的方式进行传播的，从而影响了到达场强，接收电波的到达方向，以及电波传播时间。在这样环境下，即便没有多径干扰且系统能提供足够高的定时精度也同样会导致定位测量误差。
3．CDMA多址接入干扰
由于CDMA系统个的各用户均使用同一频段，这种高容量也带来了远近效应和多址干扰。多址干扰会严重影响定位测量信号估计。在CDMA系统常采用功率控制来克服远近效应，但由于无线定位需要多个基站同时监测移动台发射的信号，功率控制只对服务基站起作用，对非服务基站，移动台的信号仍然受到严重的多址干扰，因而影响常规接收机的性能。研究表明，多址干扰会严重影响TOA和TDOA的定位精度。
4．参与定位的基站数的限制
本文所述的定位技术需要至少两个或三个以上基站的参与。但是，在基站稀疏的环境下很难同时存在多个基站参与移动台定位，即使在基站稠密的城市环境中，也可能由于建筑物的遮挡而无法接收到视距传播的信号。另外，由于CDMA系统采用了功率控制技术来克服远近效应，当移动台靠近服务基站时，其它基站就很难接收到移动台发出的定位测量信号。
表1给出了各种环境下所能参与移动台定位的基站数量的统计情况。统计数据表明，在乡村或郊区同时存在三个或三个以上基站与移动台保持联系的可能性较小。为此，摩托罗拉公司提出了将目标移动台发射功率瞬时调到最大的PowerUp方法来加以改善。
表1各种环境下不同X取值统计表
区域X表示能够同时接收到信号功率大于-100dBm的基站数
X=1X=2X=3X=4 X=5
乡村98.3%86.3% 57.1% 33.8% 16.7%
郊区91.9%80.9% 69.2% 56.7% 44.1%
城市100.0%96.8%92.4% 85.0% 76.2%
5．几何精度因子（GDOP）
参与定位的各基站之间的相对位置、移动台与基站之问的相对位置的差异造成的几何精度因子(GDOP)的不同也会影响定位算法的性能，造成定位精度的差异。特别是在高速公路附近，基站沿着高速公路直线分布的情况下，TDOA的定位精度将严重恶化。为此，人们提出采用TDOA/AOA混合定位技术来克服这种由于基站地理位置带来的对定位准确度的影响。
四、蜂窝网络无线定位技术应用
根据美国权威机构战略集团的最新预测，到2005年仅在欧洲市场无线定位服务市场的收入就可达到320亿美元，远远超出移动运营商的现有单项增值服务可带来的收入。此外，随着人们对公共安全和紧急救援日益增长的需求，基于移动定位的增值业务也开始得到业界越来越多的关注。近年来，随着对蜂窝网络无线定位技术研究的不断深入，基于现有移动通信系统的无线定位的性能得到了很大的改善和提高，据笔者了解，现有的部分商用移动台定位系统已经能够提供约40米的定位精度，并且这一数据还将被逐步刷新。这就为移动运营商开展基于移动台位置信息的增值业务提供了良好的技术基础。
结合移动核心网和互联网的网络信息资源，移动定位技术有着广阔的应用前景。从商业服务角度来说．它主要可以分为个人定位应用和企业级定位应用。个人定位应用通常是指面向移动台用户提供定位服务，主要包括基于位置的信息查询和发布、导购导游导航以及弱势群体监护和救助。企业级应用则是一种面向集团手机或专用终端客户提供定位服务，如交通监控和车辆调度、防盗保安、基于位置差别收费和欺诈管理等。下面将列举几种主要的具体应用：
1．移动台位置敏感型计费
基于用户位置的计费方式将是未来移动通信运营商拓展业务，吸引客户的重要手段。不同的用户在移动的使用和收费上对运营商提出的要求也各不相同，运营商为了适应用户的这种需求采取了不问的收费方式来满足各种用户的需要，例如按照移动台使用的频率和时间段不同实行不同的资费标准。随着移动定位业务的提出，移动通信运营商又可以增加一种新型的收费方式，即按移动台的使用位置灵活收费，在呼叫频率高的区域收取较高的通话费，而在呼叫频率低的区域收取较低的费用，达到调节蜂窝系统容量、提高系统整体利用率的目的，这将有利于运营商扩大业务，增加收入，实现移动通信网络资源的经济效益最大化。基于移动台位置信息的计费系统可以采用如厂的收费策略，
(l)在家里和／或办公室，可以适当降低通话价格，从而与固定运营商展开竞争；
(2)用户进行大围漫游时，则需支付较高的通信费用；
(3)在密集的商业区提高收费标准，减小该区域的系统负载；
这种基于移动台位置信息的计费策略对于运营商和用户而言是双赢互惠的。
2．紧急救助
近年来由于移动用户的快速增长，移动用户的报警呼叫和求助呼叫的数量也急剧增加，据美国公众安全机构的1999年的调查报告显示：有15%到40%的紧急呼叫(911)是来自于移动的，其每年呼叫总次数超过一千万。但是，在很多情况下公众安全应答服务机构(PSAP)无法获知报警者的具体位置，移动用户也不能准确地提供其所在的地理位置信息这将会大大延长PSAP的反应时间，以至于不能给报警者以及时的救助。利用蜂窝网络定位技术，报警者在拨打应急服务后，移动定位系统就能立即识别出来，并对呼叫手机进行自动的快速定位，手机的位置信息就会被传输到PSAP，从而大大改善公众安全系统的反应能力。可以预计：蜂窝网络定位技术为公众安全提供了新的手段，这将会成为进一步扩大移动通信市场的又一推动力。
3．移动黄页查询
移动互联网技术与移动定位业务相结合，可以轻而易举地实现个性化的移动黄页查询。移动网络首先得到移动用户的位置信息，然后根据互联网提供的信息通过短消息或者电子地图的方式为用户提供其所处位置附近的相关信息，例如：提供离用户最近的餐馆、加油站、旅馆、自动取款机的位置以及用户所处区域的天气、交通状况等信息。
4．网络规划和管理
移动定位技术的另一个重要应用就是无线网络本身的规划和优化。由于移动通信网络的不断扩大，其频谱资源不易再扩展，无线网络的设计者必须对频率的再用进行精心的规划，以保证有效的覆盖，同时防止干扰和串话。利用蜂窝网络无线定位技术，用户的呼叫位置可以被确定，相应的处理该呼叫的蜂窝和接收到的信号功率也可以被确定。根据这些信息，系统规划人员就可以更好对网络进行规划、扩展、部署和运营。在微观上还能准确地监测移动台的移动情况，使网络方面能更好地决定什么时候进行切换。目前主要应用于网络优化以及对无线资源进行智能化管理和分配。
5．智能交通系统（ITS）
目前各大城市开始建设智能交通系统，来解决车辆和交通的管理、导航等问题。利用蜂窝网络无线定位技术，我们只需要在车辆上安装移动(或其收发模块)，就能够以最小的投资成本、最快的建设速度方便的实现ITS，提供监测交通事故，疏导交通，对车辆进行定位跟踪、调度和管理等服务，促进城市数字化的进程。这？应用对于出租车、公交车辆、警用车辆以及一些特种用途车辆的管理是非常有吸引力的。
6．人员或物资的安全性管理
在这一应用中、一种特殊的微型的收发信机(Widget)将用于取代手机。这种微型收发信机具有和手机相同的收发模块，但没有用户接口、如话筒，耳机，键盘和显示屏等，因此其体积小，隐蔽性强，成本也较低。这些微型的收发信机可由个人(如：老人和儿童)携带，或者被固定在各种物品(如：汽车和贵重资产)上，并间歇地收发信号。通过移动通信网络，有关部门就可以有效地实现对人员的安全监护，货物运输存放的监控和管理，提高货物运输和存放的安全性等。
常永宇样宁
摘要描述了CDMA系统的主要定位技术及其特点，对各种定位技术进行了比较和分析，提出了选择方案，并在此基础上介绍了其承载的应用。关键词 CDMA 定位技术
1引言
无线定位服务是从美国开始启动和发展起来的。1996年，美国联邦通信委员会(FCC)强制要求所有无线业务提供商，在移动用户出发紧急呼叫时，必须向公共安全服务系统提供用户的位置信息和终端，以便对用户实施紧急救援工作，并要求到2001年10月，67%的呼叫定位精度达到125m。此后，日本、德国、法国、瑞典、芬兰等国家纷纷推出各种各具特色的商用定位服务。
随着无线系统的发展和移动用户的不断增加，对定位业务的需求也与日俱增，例如公共安全、紧急救援服务、基于位置的计费、资产管理、欺诈检测和路由向导等等业务，而不同的定位业务对定位精度的要求不相同，相应地，所需的定位技术也不同，例如基于位置的计费要求的定位精度不高，使用CELL ID(小区识别)定位技术即可实现；而路由向导要求比较
高的定位精度，只能使用GPS(Global Positioning System)定位技术和混合定位技术才能实现。
这些需求大大推动了定位技术的发展，经过多年对无线定位的研究，现已开发出了多种定位技术，并在此基础上，各种各样的定位业务和应用也蓬勃发展起来。
2主要的CDMA定位技术
无线定位技术是通过对接受到的无线电波的某些参数进行测量，根据特定的算法以判断出北测物体的位置，测量参数一般包括传输时间、幅度、相位、和到达角等等。定位精度主要取决于测量的方法。
2.1基于Cell ID的技术
在目前CDMA网络中，BSC会在移动台的位置更新、呼叫处理、短消息传送以及切换等过程中将用户所在基站扇区的Cell ID传送给MSC。这种方法实现简单，终端侧不需要作任何软硬件的修改，网络侧不需要增加新我得网络实体。但定位精度不高，定位围与扇区覆盖相同，在城市基站密集区定位的半径可达到400m左右，在基站密度较低的郊区等地，定位精度非常低，因此只能提供对定位精度要求不高的定位业务，如基于小区位置的计费，无法实现高级的应用。
2.2AOA(Angle of arrival)
由两个或更多基站通过测量接受信号的到达角来估计移动用户的位置。接收机通过天线阵列测出电波的入射角，从而构成一根从接收机到发射机的径向连线，即测位线，移动台的二维位置坐标可通过两根测位线的交点获得。
AOA方法需要在网络侧增加智能天线(SA)才可实现；在障碍物较多的环境中，由于无线传输存在多径效应，则误差增大，定位精度较低，尤其是当移动台距离基站较远时，基站定位角度的微小偏差会导致测位线距离的较大误差。
2.3TOA(Time of Arrival)
是一种基于方向链路的定位方法，通过测量移动台信号到达多个基站的传播时间来确定移动用户的位置。只需三个以上的基站接收到移动台的信号，就可以利用三角定位算法计算出移动台的位置。TOA定位精度与基站的地理位置分布关系很大，当球体之间相交角为90度时，精度最高。但它对所有接收器相同的误差没有进行处理，误差较大。
2.4TDOA(Time Different of Arrival)
是另一种基于反向链路的定位方法，通过检测移动台信号到达两个基站的时间差来确定移动台的位置，移动台必定位于以两个基站为焦点的双曲线方程上，确定移动台的二维位置坐标需要建立两个以上双曲线方程，也就是说需要至少三个以上的基站接收到移动台信号，而两个双曲线的交点即为移动台的二维位置坐标。
TDOA方法不要求知道信号传播的具体时间，还可以消除或减少在所有接收机上由于信道产生的共同误差，在通常情况下，定位精度高于TOA方法。但由于功率控制造成离服务基站近的移动台发射功率小，使得相邻基站接受到的功率非常小，造成比较大的测量误差，即相邻基站接受到的功率非常小，造成比较大的测量误差，即相邻基站的SNR太小带来的测量误差。目前针对这种情况已有了一些解决办法，如在E-911呼叫时将移动台发射功率瞬间调到最大，可以提高定位精度，但会对CDMA网络的容量有一定程度的影响。
2.5AFLT(Advanced Forward Link Trilateration)技术
是一种基于前向链路的定位方法，在定位操作时，手机同时监听多个基站(至少三个基站)的导频信息，利用码片时延来确定手机到附近基站的距离，最后用三角定位法算出用户的位置。
AFLT定位技术，需要在网络中增加新的实体，利用导频信息算出移动台的位置，这些实体包括PDE(Position Deltermining Entity)和MPC(Mobile Positioning Center)。PDE 获得导频信息的方式主要有两种：
(1)按照IS-801协议定义的传送方式给MSC，再由MSC传送给PDE，这种方式需要移动台新增支持IS-801协议的功能。
(2)利用A接口的消息，将用于定位的参数传送给MSC，再由MSC传送给PDE。这种方式，不需要移动台支持IS-801协议，但需要在A接口上支持这些参数的传输，A接口的Release 版本中已经定义了传送这些参数的消息。
移动台需要软件升级，同时，根据PDE获得导频信息方式的不同决定移动台是否需要支持IS-801协议，网络侧需要支持IS-801协议，定位算法可以放在移动台上或者网络侧。其定位精度介于小区识别和GPS定位技术之间，定位半径一般在200至400m左右，最高可达到100m。影响精度的主要因素是基站密度和地形环境，如在大城市基站密集的地方，定位精度相对高。
2.6基于GPS系统的定位技术
目前比较实用的GPS定位技术是网络辅助的GPS定位，即定位时，网络通过跟踪GPS 卫星信号，解调出GPS导航信号，并将这些信息传送给移动台，移动台利用这些信息可以快速的搜索到有效的GPS卫星，接收到卫星信号后，计算移动台位置的工作可以由网络实体或移动台完成。
基于GPS系统的定位技术，其优点是定位精度较高，定位半径可达到几米、十几米。因此利用该重定位技术，可提供对定位精度要求较高的业务，如电子地图显示用户位置等。其缺点是需要移动台置GPS天线和GPS芯片等模块，并且需要支持IS-801协议，网络侧需要增加PDE和MPC；定位精度受终端所处环境的影响较大，如用户在室或在高大建筑物之间时，由于可见的GPS卫星数量较少，定位精度将降低，甚至无法完成定位。
2.7混合定位
混合定位技术是综合了上述定位技术中的两种或多种方法在一个系统中，目前CDMA系统采用的主流方法是GPS和AFLT混合定位的方式，可简称为网络辅助混合定位。它结合了基于网络的非GPS定位技术和基于GPS的网络辅助定位技术的优点。在野外，可以利用GPS 定位提供高精度的位置信息，同时网络侧可以提供辅助信息来缩短定位时间和提高定位精度；在城市，可以利用基站密集的优势，提供基于基站信号，或者GPS和基站信号混合的方式定位，实现在复杂环境下(如室、城市高楼之间)的精确定位。
如果同时利用智能化算法可以获取更佳的定位效果。例如，当移动台只能接收到两个基站的信号时，通常无法定位移动台，但是网络可以根据过去移动台的方向和速度，结合基站信号来唯一确定移动台的位置。而且还可以利用来自无线网络的一些重要信息加快处理进程，缩短卫星数据采集时间。
3 CDMA定位技术的比较与选择
以上介绍的七种定位技术，所能达到的定位精度不同、适用的环境不同，对终端和网络的要求也不同。在选择定位技术时，应根据各种定位技术的特点、不同的定位业务需求及终端和网络的实际情况，选取不同的定位技术方案。表1就各种定位技术的特点作了一个简单的比较：
表1 CDMA定位技术的比较
独特业务优势有：
1、用户不需要作任何的前期应用系统和GIS系统（地理信息系统）建设投资，而其他类似的应用服务需用户进行应用系统的建设。这为中小企业用户节省了至少20-30万的前期建设投资。
2、用户只需是电信的CDMA用户、拥有gpsOne手机终端，即可使用星图服务。目前市场上支持星图服务的手机终端价格在1000元左右，远低于传统的GPS+通信模块终端价格。
星图业务的主要适用应用有：销售人员跟踪管理、看护医疗人员管理、野外巡视人员管理、班车调度管理、观光导游人员管理、物流配送、押运货物管理等。
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瓦莱丽贝特（vmbennetus.ibm.），软件工程师，IBM软件集团
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家富五车（capellaus.ibm.），软件工程师，IBM软件集团
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日期：2002年3月1日
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..公司简介
与日趋增长都在每用户收入（ARPU）和用户数量，无线运营商及其合作伙伴的平均收入困难的挑战，面对正在开发一种新产品，服务主机，基于数据业务的服务模式。定位服务，提供信息，具体到一个位置，是这个组合的关键部分。
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?请求，如ATM或餐厅最近的业务或服务，
?接收警报，如对气体或塞车时警告销售的通知
?寻找一个好友
阿最大的好处是，移动用户不需要手动指定的邮政编码或其他位置标识符使用基于位置的服务。
对于运营商，基于位置的服务提供附加价值的功能，如服务：
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如何基于位置的请求工作
在闹钟响的时候在上午05时30分，提前一个小时正常。 Bob的日历显示，他有一个上午08时00分会议博尔德，今天二氧化碳，这是一个比他平常上班时间进一步。他每天为他准备好一天是走出门在6:30。在鲍勃的汽车自动输入到他的助手，他的目的地，并检查交通模式。一切都很好。在7日，他接到警报就出现了我一残骸- 70，10英里的差距。汽车的助理告诉他一个更好的方法来旅行，以避免意外发生。在上午07时35分是在博尔德鲍勃。他每天从他的老板，他的会议已被推迟到9日页面访问他时鲍勃无线应用协议（WAP）手机，用他的好友发现者，看看他的同事在博尔德尚未抵达。他认为，休5英里，和即时消息问她，如果她要攫取吃点东西，而他们等待。同意。鲍勃再次用他的WAP手机的食肆，以最接近他目前的位置搜索。他决定在科罗拉多咖啡，并告诉他们的聚会地点休。
在上述情况下，鲍勃使用某种形式的定位方面的服务。他收到了交通警戒，发现了一个同事的位置，三个最亲密的餐馆搜查。当这种请求呢？本文重点介绍最简单的要求，最近的餐馆，并遵循请求流。
鲍勃访问他的WAP手机服务供应商页面，如图1所示。
收敛的因素，是建立全球移动定位服务的理想（MLBS）市场繁荣的条件，在2014年，据Juniper 研究。
MLBS和位置的全球市场总收入的移动应用将达到2014年超过127亿美元。在使用人数最多的是目前在远东和中国，日本和国都是MLBS技术的早期采用者。但是，随着中国市场的发展，并继续更好地获得3G移动网络，中国将成为头号MLBS市场。
该MLBS市场发展到如此地步，基于位置的服务现在已经成为许多移动设备的标准功能。到2014年，移动定位服务将无所不在，因此显示Juniper预计需要打破作为一项特殊利益类别将停止MLBS。
iPhone时，iTunes铅MLBS驱动程序
该MLBS市场相当低迷，从2000至2007年，他开始在2008年和2009年加快，只应发展得更快，在未来数年。为MLBS增长的最大驱动力之一，一直是苹果的iPhone和苹果的iTunes 商店推出。这些事件从根本上改变了开发人员和用户认为手机应用，并介绍了广大消费者的移动应用程序的概念。
此外，高容量的基础设施已经渗透到大多数主要市场，20年后，西欧和3G接入在2009年和80％预计将在2014年获得的3G北美％的移动用户。同样，全球25％的移动用户在2009年移动互联网接入，80％应在2014年。
其他车手包括先进的设备中心的定位，在过去几年导航数字地图的容技术的发展。
移动广告会赚钱MLBS
尽管移动广告有一段路要走的业务模式和运行机制成为常态，Juniper公司分析人士认为，手机广告将在目前经济衰退的天气比大多数其他部门更好，并显示有异常的增长得到恢复时进行。
一些MLBS和地点使用功能的应用提供了理想中的位置敏感的移动广告。服务类型主要是移动搜索，如在本地搜索环境中的用户是一个产品或服务的接受程度高的广告寻找。
移动设备的兴起
在智能手机，3G设备和其他先进的移动应用的普及激增美国在2009年，根据comScore mobiLens数据。 2008年12月至2009年12月，美国拥有无限的数据移动用户人数的计划由16％调高至21％，与几个，现在需要无限数据，购买时的计划认购。在同一期间，智能手机拥有量增长了11％到17％，而3G手机的所有权由32％提高到43％。
主持人约翰库克从他的读者问几个问题，一个引起了从小组统一得意的高笑：用户真正想要做基于位置的服务？他说：“四年来，这个问题会像询问用户是否要搜索网络，”管工回答。
1
基础之上的位置服务
第1课
CartouCHe1 - 讲座磅，五1.0注释
斯特凡Steiniger，莫里茨嫩和阿利斯泰尔Edwardes2
关键词：定位服务，移动制图，移动地图
学习目标：
的教训后，完成您将能够...
?确定的组成部分和LBS应用的参与者，
?描述组件的互动，
?解释什么情况下的手段，列出5个方面的认识，并列出三对LBS业务的类型适应水平
申请。
章节第1课：
1。导言
2。什么是基于位置的服务？
?地理信息系统和LBS
?组件
?关键词
?推拉服务
3。如何LBSs有用吗？
?用户的行动和目标
?信息需求
?应用
4。有什么特别吗？
?上下文
?适配
?隐私
?适配的例子
5。它是如何工作的？
?服务请求处理
?移动设备
?移动网络
?移动定位
?建筑要求
?服务类型 - OpenLS
?数据提供商
1项目卡图什 - 瑞士高等教育制图。网址：.e - cartouche.ch
2斯特凡Steiniger，莫里茨嫩和阿利斯泰尔爱德华兹与地理信息系统部，地理，大学系
黎世，Winterthurerstrasse 190，甲烷- 8057黎世（瑞士），电子：（sstein，嫩，阿杰）geo.unizh.ch。
阿定位服务提供的地图
环境和登山者的地位。
2
1引言
移动和互联网已经彻底改变了沟通和与它的人民的生活方式。
一个移动和个人数字助理（PDA）的越来越多的人允许访问
互联网无论他们身在当过他们想要的。他们从互联网上可以取得
事件的第一手资料（电影，音乐会，各方）和关于其他地方的第一手资料（市
地图，餐馆，博物馆，医院）。
让我们考虑举例说，有人想继续留在餐厅吃饭，因此搜索
在Internet餐厅。一个有用的方法，以防止，一个为每间食肆搜索结果获得
网页对世界的人们可以限制通过进一步的搜索条件搜索。一个很好的选择
是城市的移动用户（位置），实际的时间（晚上）或特殊类型的餐厅
（中文或希腊文）。
食肆方面的位置和时间搜寻这种类型可以通过使用一个基于位置
服务（LBS）。因此，可以定义如下：
磅定义1：
LBSs的信息服务与移动设备可通过移动网络和
利用能力，对使用移动设备的位置。（Virrantaus等。2001年）
一种定位服务类似的定义是得到国际OpenGeospatial联盟（OGC，2005年）：
磅定义2：
无线IP服务，使用地理信息服务的移动用户。任何应用程序
利用该服务的移动终端的位置。
这些定义描述为三个技术的交叉磅（见图2）。这是创建的
新的信息和通信技术（传播技术），如移动通信
系统和手持设备，互联网和地理信息系统（GIS）的空间
数据库（盐出等。2004年）。
从历史的角度位置的信息点，不是一个新事物，它带着向上
发明的移动。诺萨等。（2001年）强调，立场的具体信息也
一方面运输的人对人的来文贴字条和涂鸦。另一方面
手的方法对本地告知大众，观众在海报（例如音乐会，在这个镇）或简单交通
标志，导航信息提交。这些通信方式通常是一种双向沟通。
伦敦商提供了一个双向的可能性
沟通和互动。因此，用户
讲述了他的服务提供者的实际情况如
种信息，他需要，他和他的喜好
位置。这有助于这些供应商的位置
服务提供定制的用户信息
需要。
在以下四个章节，我们将尽量回答
市长可能会出现问题，如果有人
喜欢了解基于位置的服务是：
?什么是基于位置的服务？
?怎么用？
?有什么特别之处呢？
?它是如何工作的？
图2。位置服务作为技术路口（布里密科姆
2002）。
3
2什么是基于位置的服务？
在下列子的一些主要特征和位置服务的定义将获得部分。我们将
讨论与地理信息系统和定位，并提供一些有用的关键字来描述定位服务的关系
技术。后来的基本定位服务组件是在短期实施。最后，我们将解释什么是推
和拉处。
2.1与地理信息系统和LBS
图简介第2显示，地理信息系统和定位，特别是有一些相似之处。这种共同
功能与位置围和空间分析功能（定位服务，服务的数据处理）
其中给予回答这样的问题：
?“我在哪儿”，
?“附近是什么？”或
?“我怎么能去？”。
但是，定位服务和地理信息系统有不同的来源和不同的用户群体所Virrantaus等描述。（2001年）。他们分析认为地理信息系统已在几十年的发展
对专业应用的地理数据的基础上。鉴于磅出生相当最近
进化的公共流动服务。关于用户组，地理信息系统可以被视为传统的“专业” 与功能的广泛经验的用户用于收集系统。此外GISystems
需要大量的计算资源。相比之下，伦敦商都发展成为有限度服务
大型非专业用户群体。这样的LBS应用与移动业务的限制
计算环境的计算，例如低功耗，小显示或电池的移动运行时间
设备。
顾客贝：如果你不知道什么地理信息系统（GIS）是，对这个地理信息系统研究电子学习项目https://www.sodocs.net/doc/5412956173.html,
2.2磅组件
如果用户要使用不同的服务容是必要的基础设施的位置。在图
3 5（
4 +1）的基本组成部分及其连接所示：
?移动设备：为用户的工具，要求所需要的信息。结果可以得到
通过演讲，用图片，文字等。可能的设备是个人数字助理，手机，笔记本电脑，...但该设备也可用于道路收费的汽车或收费框导航装置的卡车。
?通信网络：第二部分是移动网络传输的
用户数据和服务，从移动终端要求服务提供者，然后要求
信息反馈给用户。
?定位组件：要确定了一个服务处理通常是用户的位置。
用户的位置可通过使用移动通信网络
或通过使用全球定位系统（GPS）。进一步的可能性，以确定位置
是无线局域，积极徽章或无线电信标。后者定位方法可以是
用于诸如在博物馆室导航。如果位置不是自动确定
它也可手动指定的用户。
?服务和应用服务提供商：服务供应商提供了一些不同的服务
给用户，是对服务请求负责处理。提供这种服务的计算
的立场，寻找途径，寻找有关立场或黄页搜索
对用户感兴趣的对象特定信息（例如，在野生动物公园的鸟），等等。
?数据和容提供商：服务供应商通常不会存储和维护的所有信息
可要求的用户。因此，地理基础数据和位置infor4
形变数据将通常要求从维护权威（如测绘机构）或
商业和工业合作伙伴（如交通公司黄页）
对于一个组成部分的更详细的讨论，见第4条“它是如何工作”，并随后
部分。
2.3磅关键词
LBS应用的特点可以由关键字和相关的一些问题：
?移动用户：谁或者什么是流动？的移动对象可以是一个人或像汽车装置
导航系统。（另见怎么用？和赖兴贝歇尔（2004））
?手机活动：什么问题和问题的用户？这些问题不产生
用户操作：定位，导航，搜索识别，活动检查。另一个问题
有关行动是对（空间）的活动围。据赖兴贝歇尔（2004年），我们
可以区分三种类型的空间围：
?宏大规模：我需要概述？
?中尺度：什么是我到达？
?微型秤：我在哪里？
?资料：什么是需要回答用户的问题，是如何做的？一种信息模型
检索需要回答用户问题。这种信息处理模型包含
可能的问题模型，定义了地理基础数据和位置信息查询
数据，并指定可能的答案。图4显示了地图信息的过程
如果用户的商店或餐馆的职位要求接近他的立场。
?搜索和空间分析：哪些方法和算法适合实时信息
在互联网和分析空间数据的查询？进一步的问题是：“如何整合
数据和不同规模，质量，数据类型的信息，价格？“”是怎样的数据可用性和现实？“
?用户界面：一个人使用PDA或移动还是其他什么东西？用户如何才能
或（导航）系统制定的需要，并能使其在获得一个更具体
概述？
?可视化：信息是如何从磅回来，传达给用户？语音，
图3。磅的一个基本组成部分：用户，通讯网络，定位，服务提供商及容
供应商。
5
文本，图片，图标，地图，列表，..
?技术：如何服务请求和用户与服务供应商传输数据？
如果是数据储存在哪里？哪些服务？该定位技术是使用？
..等
这些问题和特点，将详细考虑在下面的部分。
2.4推拉服务
一般可以区分两个地点考虑各种不同的服务，如果信息传递
用户交互或不：
拉服务为用户提供的信息直接从用户的要求。这类似于调用在
因特网填补其在Web浏览器地址字段。对于服务的进一步拉分离能
要做为功能服务，如订购仅按一个按钮，出租车或救护车
设备，或信息服务，如为密切中餐馆（Virrantaus等搜索。2001年）。
推送服务为用户提供的资料，要么没有或间接地从用户的要求。这种推
服务是激活的事件，可触发一个特定的区域，如果输入或由触发
计时器。一种间接要求的服务的例子是新闻服务认购包含事件
信息方面的实际城市。阿不请求的服务可广告讯息，如果
在商场的特定区域输入或警告讯息，如果天气条件的变化（如飓风
警告）。由于推进服务不是在服务上与用户交互的约束，它们是
更复杂的建立。在这里，如用户需求和喜好的背景资料，必须
遥感系统的推动。
2.5自我评估
尝试找出磅关键字元素（移动用户，活动，信息，界面，可视化
及科技）以下应用程序：
?汽车司机要到下一个加油站使用汽车导航系统。
?一名学生喜欢知道哪些地方是他的下一个演讲之前，将在食堂吃午饭
2.6基于LBS基础知识概述
图4。问答的制图信息流程，从Heidmann（1999）改编的模式。
6
在这一章中，我们介绍了在位置服务非常简单的介绍：
?我们表明，在位置服务地理信息系统技术，通信技术，其根源
互联网上的所有信息。
?我们明确表示，定位服务由五个基本部分组成：1。移动设备，2。定位，3。
通讯网络，4。服务提供商和5。而容提供商之一，可以组
在过去两年为一个组成部分。这些组件将详细描述以下
节和教训。
?除了部分我们介绍了其中的关键字进行的一系列问题，我们
应该考虑如果我们要分析的移动应用。
?最后，我们解释了如何推动和拉动服务可以区分。拉服务发送的信息
在用户交互（要求下餐厅），推动服务为用户提供信息
无需用户交互（广告在商场，天气警报）。
3如何定位服务的有用吗？
我在哪里？哪里是我的朋友？这里是什么在我身边？
定位服务背后的理念是回答这些问题和其他问题。如果设计
磅的用户对信息需求必须得到满足，以使
服务非常有用。
当个人的环境中找到与他们本身
不熟悉的，他们的行为和需求主要是可预见的，无论是在
本国或国外，在车辆或步行。人们需要找到
地方吃，也许是药房，某处获得现金，一辆的士
的立场，等等。在国外时，有额外的要求：找到
当地的旅游景点，规避，寻找一名酒店和外汇。
当驾驶，可能有其他需求，如帮助
通过寻找一个未知的城市或服务中断细节路线。今天，准备不足的旅客
（谁不征询互联网，购买指南书，拿起在酒店或机场的资料
办理登机手续，提前预订等），浪费了很多时间，并且不会得到太多的帮助他或她的移动手机。（突厥等。2001年）
本节将首先澄清典型的用户行为是什么类型的信息，因此是
需要。二用处的LBS显示赋予的定位服务目前已经运作的一些例子
或将很快。
3.1用户操作
用户操作和目标
一项活动是进行的行动顺序一人实现某个目标的目的
（慧1996年）。这一目标可以是解决问题或任务。目标是在移动的情况
例如方向，寻找的人或研究解决办法，一个对象。
活动期间，流动性，经常会导致相关的行动空间嵌入。这些行动的结果出
用户问题的欲望。赖兴贝歇尔（2004年）确定了五个方面的基本移动行动
关于地理信息用户的需求。最明显的问题是要知道自己的用户
关于人还是其他什么东西（定位）。用户可搜索的人，物体或事件
（搜索），他们的位置的方式来问（导航）。其他问题要求的物业
位置（确定），或者他们想尝试在地区或邻近的某一地点（检查）活动。它
应当指出，检查不仅使用地理信息，但还涉及时间，因为它指的是
实体或事件的状态，以及。
图5。我在哪里？
7
表1与有关的问题，他们尽量回答，并进一步采取行动的基本初等移动地理空间操作使用。行动中，也称为定位服务类型，将会解释
在5.6节。
信息搜索，识别和检查
这两个基本定位和导航的行动主要依靠地理空间信息。搜索，识别
但是，检查需要一个大的各种不同的信息。此外对地理空间
信息还包括其他类型的信息需要：
?综合的静态信息，主要容，如一个黄色网页。这些资料
保持不变，过了一阵子，可能，当然也可以通过其他媒体检索（书籍，报纸，地图，电视，互联网等）。
?专题资料可能会改变，而用户在移动的。在这种情况下，信息
以前从其他媒体的检查可能不再有效。这种局部的例子
信息交通信息，天气预报，最后一分钟的戏票交易，或在线
聊天。除了专题信息，用户将需要在如何进行指导
变化了的形势。例如，因为这样可在其他地方，但火车时刻表
曾经在移动的用户将需要对延误，估计到达时间的信息。
?此外安全极为重要的资料，例如：实际资料，说明国家
或远足的道路试验，天气变化，落石的危险，等车司机或划船
还需要在紧急情况下的信息，例如：路边帮助的情况时，汽车
分解。
?远东用户往往被看作是被动的信息消费者。然而，让用户参与
并提供他们的意见和建议，可以提高许多服务，
行动问题行动
方向＆
本地化
定位
我在哪里？
其中人是（|）对象？
定位，地理编码，
geodecoding
导航
通过太空航行，
规划路线
我如何才能为（地方
名称|地址|札）？
定位，地理编码，
geodecoding
路由
搜索
寻找人
对象
其中最近的是（|
最相关|＆）（人
|对象）？
定位，地理编码，
计算距离和
区，发现的关系
鉴定
确定和承认
人员或物体
（什么|谁|多少）
这里是（|）有？
目录，选择，专题/
空间，搜索
事件检查
检查活动;确定
国家的
对象
这里发生的事情（|
有）？
表1。用户活动（赖兴贝歇尔2004年）。
8
个人信息。因此，一个例子是良好的地方说明，以继续蘑菇
进军。
一般用户希望保持对信息容的控制，交货（拉/推，
文字/图片/视频）和个人的隐私和安全。安全问题在短期讨论4.2节
上下文。
3.2 LBS应用实例
分类的位置服务应用
存在着不同的位置，围广泛的服务。在表2a第一个数字是一个概况
对LBS应用的主要类别。这个并不能说是完整的，也肯定
随着时间的推移。对于某些应用领域，即导航，信息，广告和
计费和休闲游戏，另外信息的定位精度的需要，环境
和服务类型（推或拉的服务）是如表2b图形显示。
表2a - LBS应用类别
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表2b - 一个选择的LBS应用性能
高定位精度在50米是指在一个低精度不如300米的精确度。红色：推进服务，绿色：拉的服务。
应用实例
阿 - 紧急服务
对磅的最明显的应用之一就是能够找到一个人都不知道谁是
他/她的确切位置，或者是无法
揭示由于紧急情况下，
（伤害，刑事攻击等）。例如：驾车
常常不知道他们的确切位置
当他们的车辆发生故障。带有
正确的位置自动转移到
紧急救援部的协助下，可
提供快速，高效。此类别
包括公私人紧急
服务行人和司机。
而呼吁公众紧急服务
外出消防战士，医疗队等，
目前主要是受市民
机构的紧急路边援助
司机似乎是一个
最有前途的援助服务
条款运营商的收入。
例如：特区 - 搜索和救援：这门考试，图6a。 COSPAS - SARSAT系统概述（NOAA卫星和信息服务，2005年）。
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普列汉诺夫可能是某个位置的最古老的例子之一的紧急
系统。例如，无线电导航台海上船只或小型个人
信标发射在紧急情况下的无线电信号。该系统
信标围小，只有正常的（如无线电信号
归巢信号救援人员或地球静止卫星）到信标
它通过卫星传送到他们的立场实际紧急定位
服务。（图6a）
B组 - 导航服务
导航服务是基于移动用户。需求方向
在其目前的地理位置。一个能力
移动网络来定位，移动用户可以确切位置
体现在一系列的导航为基础的服务。
示例 - 导航服务：通过定位手机，一
运营商可以让用户知道他们的确切位置以及给予他/如何让她的详细指示
理想的目的地。在目前的汽车导航系统，多路由功能的其他信息的最
和道路数据库没有在移动设备。用户获得通过移动网络的预先计算路由
连接（参见图6b）。
C部分 - 信息服务
找到最近的服务，访问
交通消息，得到的导航帮助
在一个陌生的城市，获得了
当地街道地图 - 这些只是少数
许多基于位置的服务。
位置敏感信息服务
主要是指数字发行
基于对信息设备的位置，
时间的特殊性和用户的行为。
对以下类型的服务
可以确定在这一类。
示例 - 旅游服务/旅游指南：
服务，如导游（或者自动
或营运辅助），对邻近地区的利益的通知（纪念碑等），运输服务，
和其他服务，可提供给游客在向周围陌生的环境（城市，国家公园 -
见图6C）款。
? - 跟踪和管理服务
跟踪服务可以同样适用于同时向消费者和企业市场。一种流行的
例如，是指跟踪，让企业知道自己的商品在任何时候都邮包。
车辆跟踪也可以适用于定位和调度救护车是最近的一个给定的
呼叫。类似的应用程序使公司能够找到他们的外地人员（例如，销售人员和
维修工程师），使他们有能力，例如，最近派遣工程师并提供其
客户提供准确的人员到达时间。最后，新发现的机会，提供准确
产品在供应链中跟踪提供了新的可能性，移动供应链管理（米，
SCM）软件（克拉克塔和罗宾逊2001年）。
专 - 结算服务
位置敏感结算指的是移动定位服务提供者的能力动态
特定用户的服务费根据自己的位置，当使用或访问服务。
前锋 - 展望 - 增强现实
在未来10年，研究人员计划退出手机或电脑显示器和集成显卡出
他们把真实世界的环境。这项新技术，称为增强现实，将进一步模糊
线之间的什么是真的，什么是电脑，通过加强我们看到，听到，感受到和气味产生。图6b。汽车导航系统（TomTom公司，2005年）。
图6C标准。 WebPark位置服务与栖息地介绍不同
植物和动物（爱德华兹等人。2003年）。
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除了在虚拟环境中，在增强
现实生活中，用户可以看到周围的现实世界，
与计算机图形叠加或组成
与真实的世界。而不是取代现实
世界是补充。所谓的“看穿”
设备，通常在头部，磨损图形叠加
和文本用户的他或她的四周。
3.3综述
本节提供了一些用户的知识
行动和大量的应用实例。你应该
终于知道用户行为的5类：定位，
搜索，导航，识别和检查和
相应的问题，如“我在哪里？”或
“哪里是...?".
此外，您应该能够就静态，局部，安全和4个信息类型的示例
个人信息。
描述一个给定LBS应用你应该记住，这样可以在完成条件
?应用领域（如导航，紧急情况，信息等），
?定位精度的需要，
?应用程序环境（室/室外），以及
?交付类型（推拉服务）。
4有什么特别吗？
基于位置的服务是从较为传统的纸和互联网不同的媒体（指南，
指南，地图等），因为它们是它们正在使用的上下文感知能
调整的容和提交相应的。有很多很多不同类型的情况下，一些
最常见的考虑的地点，时间和任务。这些问题涉及
?用户所在，
?当他们使用的服务，并
?他们使用的是服务。
例如如何，但老用户的考虑是，如果下雨或它的用户是谁，可同样有
同样重要。基于位置的服务可以响应不同的方式，这些类型的围。他们
可过滤信息，例如步行仅10分钟检索餐馆用户的
位置，否则可能会出现在这些信息的方式，其相关的用户围得到加强，
为使用不同的地图符号餐馆的例子，目前开放的比较
那些被关闭。
在本节中，我们将看看什么情况下，如何可以用来区分LBS应用。
4.1什么是背景？
背景是任何可用于表征一个实体的情况。一个实体是一个人，
地点或对象视为与用户之间的互动和应用。这个
可以包括用户和应用程序本身（戴伊2001年）。各种研究人员已经尝试
图6天。增强现实
（如何东西工程，2005年）。
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分类的上下文相关的用户访问信息时，不同种类的服务。
例如，Schilit等。（1994年）强调三个方面的重要方面：你在什么地方（空间
围），你是谁，与（社会环境），以及附近哪些资源（信息上下文）。但是
Schilit等。（1994年）增加了，一个也必须考虑到这样的通信技术方面的问题
带宽，网络连接，用户的速度和社会的进一步情况，或天气情况。
给出进一步的分类由Abowd等。（1999年），等人。（2000年）;戴伊（2001年）和米切尔
（2002年）。
尼瓦拉等。（2003年b）开发了一个具体提到的图位移动服务的分类。
他们给9，如图7所示围的类型和说明如下：
手机地图用户：该用户的身份，是相当重要的服务，考虑下列问题：
?他们的年龄和性别，例如儿童不大可能有兴趣知道更多有关
酒吧和酒馆
?他们的个人喜好，例如其中的语言，他们希望这项服务将在
?谁是他们的朋友和同事，如果他们希望社交和协作
地点：地点是最常用的围考虑的因素。它使信息和
服务本地化。用户的位置可以是绝对的，例如，描述一个地理参考
协调，或亲戚，例如大厦的一个房间
定位技术
无线传感器网络定位技术综述 文章出处：发布时间：2011/07/22 | 3934 次阅读| 9次推荐| 0条留言 业界领先的TEMPO评估服务高分段能力，高性能贴片保险丝专为OEM设计师和工程师而设计的产品Samtec连接器完整 的信号来源每天新产品时刻新 体验完整的15A开关模式电源 摘要：首先介绍无线传感器网络定位技术的相关术语、评价标准等基本概念及定位算法的分类方法；重点从基于测距和非测距两个方面介绍无线传感器网络的主要定位方法，并研究和分析若干新型无线传感器网络定位方法，主要包括基于移动锚节点的定位算法、三维定位算法和智能定位算法。从实用性、应用环境、硬件条件、供能及安全隐私等方面出发总结当前无线传感器网络定位技术存在问题并给出可行的解决方案后，展望未来的研究前景与应用发展趋势。 1 引言 无线传感器网络作为一种全新的信息获取和处理技术在目标跟踪、入侵监测及一些定位相关领域有广泛的应用前景。然而，无论是在军事侦察或地理环境监测，还是交通路况监测或医疗卫生中对病人的跟踪等应用场合，很多获取的监测信息需要附带相应的位置信息，否则，这些数据就是不确切的，甚至有时候会失去采集的意义，因此网络中传感器节点自身位置信息的获取是大多数应用的基础。首先，传感器节点必须明确自身位置才能详细说明“在什么位置发什么了什么事件”，从而实现对外部目标的定位和跟踪；其次，了解传感器节点的位置分布状况可以对提高网络的路由效率提供帮助，从而实现网络的负载均衡以及网络拓扑的自动配置，改善整个网络的覆盖质量。因此，必须采取一定的机制或算法来实现无线传感器网络中各节点的定位。 无线传感器网络定位最简单的方法是为每个节点装载全球卫星定位系统（GPS）接收器，用以确定节点位置。但是，由于经济因素、节点能量制约和GPS 对于部署环境有一定要求等条件的限制，导致方案的可行性较差。因此，一般只有少量节点通过装载GPS 或通过预先部署在特定位置的方式获取自身坐标。另外，无线传感器网络的节点定位涉及很多方面的内容，包括定位精度、网络规模、锚节点密度、网络的容错性和鲁棒性以及功耗等，如何平衡各种关系对于无线传感器网络的定位问题非常具有挑战性。可以说无线传感器网络节点自身定位问题在很大程度上决定着其应用前景。因此，研究节点定位问题不仅必要，而且具有很重要的现实意义。 2 WSN 定位技术基本概念 2.1 定位方法的相关术语 1）锚节点（anchors）：也称为信标节点、灯塔节点等，可通过某种手段自主获取自身位置的节点； 2）普通节点（normal nodes）：也称为未知节点或待定位节点，预先不知道自身位置，需使用锚节点的位置信息并运用一定的算法得到估计位置的节点； 3）邻居节点（neighbor nodes）：传感器节点通信半径以内的其他节点； 4）跳数（hop count）：两节点间的跳段总数； 5）跳段距离（hop diSTance）：两节点之间的每一跳距离之和； 6）连通度（cONnectivity）：一个节点拥有的邻居节点的数目； 7）基础设施（infrastructure）：协助节点定位且已知自身位置的固定设备，如卫星基站、GPS 等。 2.2 定位方法的性能评价标准 无线传感器网络定位性能的评价标准主要分为7 种，下面分别进行介绍。
蜂窝无线定位技术的发展及应用
蜂窝无线定位技术的发展及应用 摘 要：本文首先介绍了移动通信系统中无线定位技术的应用，讨论了基于移动台和网络的两种无线定位方案，对几类常用的无线定位方法进行了分析，分别阐述了GSM和CDMA 两种蜂窝系统中无线定位的应用特点，最后提出了无线定位技术中有待进一步研究的课题。 关键词：蜂窝系统 无线定位 CDMA GSM 1 引言 无线定位在军事和民用技术中已获得了广泛应用。现有的定位和导航系统有：雷达，塔康，Loran C，VORTAC，JTIDS(联合战术信息分布系统)，GPS等。对地面移动用户的定位来说，这些技术中以GPS最为重要。近年来GPS发展很快，其单点定位精度达20～40m。但是把GPS功能集成到移动台上需全面更改设备和网络，增加成本；且用户同时持有移动电话和GPS手机很不方便，所以移动用户及设备生产商和网络运营商希望能直接由移动台实现定位。 直接利用移动台进行定位已研究多年，近年来，由于对移动台用户定位的需求增加，进一步推动了无线定位的研究。1996年美国联邦通信委员会(FCC)颁布了E-911法规，要求2001年10月1日起蜂窝网络必须能对发出紧急呼叫的移动台提供精度在125m内、准确率达到67％的位置服务。1998年又提出了定位精度为400m、准确率不低于90%的服务要求。1999年FCC对定位精度提出新的要求：对基于网络定位的精度为100m、准确率达67% ，精度300m、 准确率达95%；对基于移动台的定位为精度50m、准确率67% ，精度150m、准确率95%。FCC 的规定大大推动了蜂窝无线定位技术的发展。在蜂窝系统中实现对移动台的定位除了满足E －911定位需求外，还具有以下重要用途： (1)基于移动台位置的灵活计费,可根据移动台所在不同位置采取不同的收费标准。 (2)智能交通系统(ITS)，ITS系统可以方便提供车辆及旅客位置、车辆调度、追踪等服务。 (3)优化网络与资源管理，精确监测移动台，使网络更好决定进行小区切换的最佳时刻。同时，根据其位置动态分配信道，提高频谱利用率，对网络资源进行有效管理。
无线定位技术
无线定位技术: 现在的社会，是一个没有隐私的社会，只要有设备和条件，别人想跟踪你的位置实在是太简单了，不管是你在大街上走还是在商场里逛，只要上面想，你的行踪都很难不被暴露。好比我们看大片，罪犯在这边打电话，FBI在那边定位，唧唧几声，就把你的大概方位确定了。千万别以为这是什么高深技术，我们天朝网警照样玩的转。而且，随着网络越来越向智能化和移动化发展，一些很有意思的应用都可能和将来的定位技术联系起来，在一定程度上影响我们的生活，比如twitter，Aardvark，包括一些很有前途的mobile game，等等。 Google Latitude一出后, 很多朋友都惊诧于无gps条件下其定位的准确性，也有不少人因此对通过wifi定位比较感兴趣。其实各式各样的无线通信技术都可以用来定位，由于通信距离的不同，有的可以用来室内定位，有的可以用来室外定位。 这里，我尝试着对一些逐渐在普及的定位技术做一些讲解，考虑到GPS的普及性， GPS定位原理和优缺点就在这里忽略了。其实无线定位的流程很简单，大概都遵从交换信号===>数据融合===>建模求解的步骤。下面就针对不同技术的不同重点，把这个过程分割介绍。 手机基站网络 通过基站网络的检测来进行户外定位是一个相对成本低, 成熟, 但是精度不高 的方法. 它的工作原理是这样的, 我们都知道, 手机要通信, 就需要通过蜂窝 网络和一个个基站交换数据，从而实现和别的手机的通信. 而考虑到双方通信的距离和现实中基站的放置密度，每一个手机都可能被覆盖于多个基站，如果能通过某种方法得到每个基站对于手机的检测数据，通过特定的data fusion技术，就可以大致估算初当前手机的位置。在这里，data fusion是最关键的技术，事实上也是下面会介绍的大多数其他定位技术的基础，所以花多点篇幅介绍一下。为了简化，我们只考虑二维平面情况，也就是说每个点都只有(x,y)值, 不考虑z平面。 以前常用的data fusion技术包括TOA — time of arrival data fusion, AOA — angle of arrival data fusion, 以及混合型技术. 假设下面这张图是一个分布示意图, 图中出现的几个基站（Base Station）都能和当前手机, 也就是MS（Mobile Station）所在位置通信.
蜂窝网络无线定位技术及应用
蜂窝网络无线定位技术及应用 一、前言 近年来，随着蜂窝移动通信技术的迅速发展，蜂窝无线定位技术越来越受到人们的重视。 这主要归因于政府的强制性要求和市场本身的驱动。FCC于1996年10月颁布了无线E9ll呼叫应急服务功能，其核心是要求所有移动通信网络必须分阶段的提供紧急呼叫用户的经纬度位置信息。针对E911定位需求的具体实施，各国主要大公司均就GSM、IS-95CDMA 以及第三代移动通信系统开始制定各自的定位实施方案。特别是 3GPP和3GPP2上对定位的要求更加具体化，这也是对蜂窝无线定位市场潜力的肯定。另一方面，移动通信用户对移动定位业务的需求日益迫切。蜂窝网络无线定位技术能够在移动台处于空闲状态或通话状态的情况卜获取其地理位置等信息，利用移动台的定位信息，运营商可以1hJ用户提供各种增值业务，如位置环境信息查询、紧急救援、智能交通、广告发布等等，同时还可以作为移动通信网络运行、维护和管理的辅助数据。到目前为止，基于蜂窝网络的无线定位技术的研究已经取得了很大的进展。可以预见在未来几年，基于蜂窝网络定位技术的移动业务将得以迅猛的发展。 二、蜂窝网络无线定位技术 利用移动蜂窝网络对移动台定位的方法主要有三类，(l)基于电波场强的定位技术；(2)基于电波到达入射角(AOA)的定位技术；(3)基于电波到达时间(TOA)或到达时间差(TDOA)的定位技术。 1．场强定位技术 电波场强定位技术根据移动台接收的信号强度与移动台至基站的距离成反比关系，通过测量接收信号的场强值和已知信道衰落模型及发射信号的场强值可以估算出收发信机之间的距离，由多个距离测量值(至少三个)可以估算移动台的位置。这一技术的关键在于如何建立一个能够准确的反映服务传播围的无线电波传播模型，这在实际应用中很难实现。除此之外，由于小区基站的扇形特性、天线有可能倾斜、无线系统的不断调整以及地理环境、车辆等因素都会对定位精度产生影响。由于移动通信环境中电波传播的复杂性，决定了这？技术在定位精度上的局限性，但是由于该技术比较简单易行、在对精度要求不是很高的情况下仍被采用。为了改善其性能，人们开始研究利用电波传播中的射线跟踪方法来逛一步提高定位的精度。 2．到达入射角的定位技术 电波到达入射角的定位技术利用基站的阵列天线来测出移动台来波信号的人射角、构成从基站到移动台的径向连线，即测位线，这两条连线的交点即为目标移动台的位置。由于两条直线只能相交于？点，这种方法不会产生定位模糊性。但是它需要在每个小区基站上放置4？12组的天线阵。这些天线阵？起工作，从而确定移动台发送信号相对于基站的角度。当有多个基站都发现了该信号源时，那么它们分别从基站引出射线，这些射线的交点就是移动台的位置。AOA的优点在于它仅需要两个基站参与便可实现移动台定位，同时不存在移动台位置的模糊性问题。但是该技术需要在现有的基站增加天线阵列，由此增加了大量的建设费用。与此同时，电波到达入射角估计会受到由多径和其它环境因素所引起的无线信号波阵面扭曲的影响，移动台距离基站较远时，基站定位角度的微小偏差也会导致定位距离的较大误差。 3．到达时间/到达时间差的定位技术 到达时间／到达时间差的定位技术是基于蜂窝网络的无线定位系统应用最广泛的一项技术。到达时间定位技术通过测量从目标移动台发出的信号以直线到达基站的时间，根据电磁波在空中的传播速度可以得到移动台与基站之间的距离。移动台即位于以基站为圆心，移动台到基站的电波传播距离为半径的圆上。通过多个基站进行上述测量计算，移动台的二维
无线定位技术
填空题 1.GSM的鉴权身份认证：IMSI 手机的IMSI 身份证，核心网络和手机上都有，进行比对。身份证必须有防伪机制才能保证它的安全使用。GSM系统的鉴权体制用户标识和密码 手机打电话或者上网之前，首先要向移动网络提供自己的用户标识和密码2.GSM基站广播内容 GSM广播频率校正信号、同步信号、基站的标识、空中接口的结构参数 3.位置更新的三种情况 手机开机，周期性更新上报，移动小区 4.GSM的采样频率是多少？为什么使用这个频率？ GSM手机釆样频率是8khz。 语音信号的频率通常在300～3400Hz之间,抽样频率应大等于两倍的抽样信号频率，才能不失真。 5.GSM900、GSM1800分别有多少个频点以及载频间隔是多少？ GSM900有124个频点，GSM1800有374个频点，载频间隔为200KHz 6.关于切换方式 硬切换，软切换”接力切换 7.MS,BTS,MSC,IMSI,HLR分别是什么意思 MS移动台 BTS基站收发信机 MSC移动交换中心 IMSI 国际移动用户识别 HLR 归属位置寄存器 8.无线通信和有线通信的区别 无线通信和有线通信的区别主要在于接口和信道，无线通信的接口是空中接口，信道是电磁波等，有线通信的接口是固定接口，信道是电线等有形信道。 9.无线通信信道编码的几种方式 10.语言编码和空中接口发送的速率 空中接口发送速率：22.8bit/s 11.列出几种纠错方法 0检错重发法，前项纠错发，反馈校正法。 12.信源编码和信道编码的目的 信源编码是以提高通信有效性为目的的编码。信道编码是以提高信息传输的可靠性为目的的编码。 13.列出几种调制方法 幅移键控，频移键控，相移键控 14.简述数据率和带宽的区别 数据率是数据能够进行通信的速率单位是bit/s，可以指调制速率；带宽指的是传输信号所占的带宽单位是Hz，值得是频谱宽度。 15.列出三种复用技术 时分复用，空分复用，频分复用 16.模数转换三过程 采样，量化，编码
蜂窝网络技术
计算机网络 - 线下讨论 名称：蜂窝网络的技术和应用 学院：计算机学院 班级： 姓名： 学号：实验日期：2015年5月8日 负责模块：第三代蜂窝网络技术（第五部分） 小组成员：
蜂窝网络历史 移动通信的发展历史可以追溯到19世纪。1864年麦克斯韦从理论上证明了电磁波的存在；1876年赫兹用实验证实了电磁波的存在；1900年马可尼等人利用电磁波进行远距离无线电通信取得了成功，从此世界进入了无线电通信的新时代。 现今我们每天用到的移动通信技术开始于20世纪20年代的初期。最初美国Purdue大学学生发明了工作频率为2MHz的无线电接收机，并很快在底特律的警察局的车载无线电系统中投入使用，这成为了世界上首个可以有效工作的移动通信系统；20世纪30年代初，第一部调幅制式的双向移动通信系统在美国新泽西的警察局投入使用；20世纪30年代末，第一部调频制式的移动通信系统诞生，实验表明调频制式的移动通信系统要比调幅制式的移动通信系统更加有效。在随后的10几年间，调频制式的移动通信系统占据主导地位，也是在这个时期中，通信实验和电磁波传输的实验等工作完成了，在短波波段上实现了小容量专用移动通信系统。然而此时的移动通信系统存在诸多的缺陷，难以与公众网络互通。 第二次世界大战期间，由于军事上的需求，极大的促进了移动通信技术的快速发展。战后，军事移动通信技术逐渐被应用于民用领域，到20世纪50年代，美国和欧洲部分国家相继成功研制了公用移动电话系统，在技术上实现了移动电话和公众电话网络的互通，并且得到了广泛的应用。不过当时这种移动电话系统仍然采用人工接入方式，存在局限性，系统容量小。 从20 世纪60 年代中期至70年代中期，美国推出了改进型移动电话系统，它使用150MHz和450MHz频段，采用大区制、中小容量，实现了无线频道自动选择及自动接入公用电话网。20世纪70 年代中期，随着民用移动通信用户数量的不断增加，以及业务范围的扩大，可用频道数要求递增与有限的频谱供给之间的矛盾日益尖锐。为了更有效地利用有限的频谱资源，美国贝尔实验室提出了在移动通信发展史上具有里程碑意义的AMPS，它为移动通信系统在全球的广泛应用开辟了新的道路。 冲80年代中期开始，移动通信蓬勃发展，走向成熟，开发了新一代的数字蜂窝移动通信系统。由于数字无线传输的频谱利用率高，系统的容量得到大大地提升。除此之外，数字网能够同时提供语音，数据等多种业务。
无线蜂窝通信系统中的两种定位技术
无线蜂窝通信系统中的两种定位技术 无线蜂窝通信系统中的定位技术主要有两种体制。一种是基于下行链路的定位技术，即基于移动台的定位技术;一种是基于上行链路的定位技术，即基于移动网络的定位技术。基于移动台的定位技术要求移动台参与定位参数的测量以及测量值的求解计算。基于蜂窝网络的定位技术是指网络根据测量数据计算出移动终端所处的位置，通常必须利用3个或3个以上蜂窝基站接收手机信号的定位参数，即到达时间、角度或强度。 1 基于移动台的定位技术 现已提出的基于移动台的方法主要有：基于下行链路增强观测时间差定位方法、基于下行链路空闲周期观测到达时间差方法、基于GPS作为辅助的定位技术等。 2 基于移动网络的定位技术 基于蜂窝网络的定位方法目前主要有：基于Cell-ID定位和基于时间提前量定位的方法、上行链路信号到达时间定位方法、上行链路信号到达时间差定位方法以及上行链路信号到达角度定位方法等。
2.1 AOA 角度到达[1](AOA，Arrival of Angle)定位方式是根据信号到达的角度，测定出运动目标的位置。在AOA定位方式中，只要测量出运动目标与两个基站的信号到达角度参数信息，就可以获取目标的位置。蜂窝移动网的AOA定位方式，指的是基站接收机利用基站的天线阵列，接收不同阵元的信号相位信息，并测算出运动目标的电波入射角，从而构成一根从接收机到发射机的径向连线，即测位线，目标终端的二维位置坐标可通过两根测位线的交点获得。 2.2 TOA 抵达时间(TOA，Time of Arrival)定位方式也称为基站三角定位方式，通过测量从运动目标发射机发出的无线电波，到达多个(3个及以上)基站接受机的传播时间，来确定出运动目标的位置。已知电波传播速度为c，假设运动目标与基站之间的传播时间为t，运动目标位于以基站为圆心，以移动终端到基站的电波传输距离ct为半径的定圆上，则可由3个基站定位圆的交点，来确定目标移动的二维位置。TOA定位方式中，为了根据发射信号到达基站的接收时间，来确定出信号的传播时间，要求运动目
详解无线传感器网络定位技术
详解无线传感器网络定位技术 引言 无线传感器网络作为一种全新的信息获取和处理技术在目标跟踪、入侵监测及一些定位相关领域有广泛的应用前景。然而，无论是在军事侦察或地理环境监测，还是交通路况监测或医疗卫生中对病人的跟踪等应用场合，很多获取的监测信息需要附带相应的位置信息，否则，这些数据就是不确切的，甚至有时候会失去采集的意义，因此网络中传感器节点自身位置信息的获取是大多数应用的基础。首先，传感器节点必须明确自身位置才能详细说明“在什么位置发什么了什么事件”，从而实现对外部目标的定位和跟踪；其次，了解传感器节点的位置分布状况可以对提高网络的路由效率提供帮助，从而实现网络的负载均衡以及网络拓扑的自动配置，改善整个网络的覆盖质量。因此，必须采取一定的机制或算法来实现无线传感器网络中各节点的定位。 无线传感器网络定位最简单的方法是为每个节点装载全球卫星定位系统（）接收器，用以确定节点位置。但是，由于经济因素、节点能量制约和对于部署环境有一定要求等条件的限制，导致方案的可行性较差。因此，一般只有少量节点通过装载或通过预先部署在特定位置的方式获取自身坐标。另外，无线传感器网络的节点定位涉及很多方面的内容，包括定位精度、网络规模、锚节点密度、网络的容错性和鲁棒性以及功耗等，如何平衡各种关系对于无线传感器网络的定位问题非常具有挑战性。可以说无线传感器网络节点自身定位问题在很大程度上决定着其应用前景。因此，研究节点定位问题不仅必要，而且具有很重要的现实意义。 定位技术基本概念 定位方法的相关术语 ）锚节点（）：也称为信标节点、灯塔节点等，可通过某种手段自主获取自身位置的节点； ）普通节点（）：也称为未知节点或待定位节点，预先不知道自身位置，需使用锚节点的位置信息并运用一定的算法得到估计位置的节点； ）邻居节点（）：传感器节点通信半径以内的其他节点； ）跳数（）：两节点间的跳段总数； ）跳段距离（）：两节点之间的每一跳距离之和； ）连通度（）：一个节点拥有的邻居节点的数目；
蜂窝无线定位技术的研究与实现
2019.01 1系统特点 移动通信系统现在都已经发展到5G 阶段，移动通 信技术的发展，对其他产业的发展起到促进作用。蜂窝移动通信系统技术是移动通信系统发展过程中的重要阶段。蜂窝通信网络把整个服务区域划分成若干个较小的区域（在蜂窝系统中称为小区），各小区均用小功率的发射机（即基站发射机）进行覆盖，许多小区像蜂窝一样能布满（即覆盖）任意形状的服务地区。当用户数增多并达到小区所能服务的最大限度时，如果把这些小区分割成更小的蜂窝状区域，并相应减小新小区的发射功率和采用相同的频率再用模式，那么分裂后的新小区能支持和原小区同样数量的用户，也就提高了系统单位面积可服务的用户数。当用户发展到一定人数，利用现代移动通信技术进行小区分裂，适合现代用户增长的需求。但是不能说，无限制地减小小区面积可以无限度的增加用户数量，因为小区半径减小到原来小区的1/10 时，可容纳的用户数能增加100倍，而小区数目也需要增加100倍，一般小区基站的建立费用是昂贵的，特别是在城市区域中，占用房地产的费用十分高，这是不能不考虑的实际问题（另外还有其他问题），因而小区半径最小是不会低于550米。 2 定位原理 2.1 常用的系统定位原理 蜂窝移动通信系统在实际应用过程中，经常采用的 定位原理是基于电波传播时间(TOA)的定位、基于电波到达时差(TD OA)、到达角度(A OA)法、起源蜂窝小区定位技术。每个定位原理都有自己的优缺点，在实际应用过程中可以采用混合式原理的应用方式。 2.2定位原理算法的开发 系统算法在开发的过程中，需要科学进行数据采 集，获得基站的位置信息，通过三角定位法，可以确定出移动台所在的大体位置如图1所示。 设基站1坐标为（X 1,Y1），基站2坐标为（X 2, Y2）,基站3坐标为（X 3,Y3），移动台坐标（X ,Y ），移动台与基站1的时间提前量为A T1，与基站2的时间提前量为A T2，与基站3的时间提前量为A T3，则移动台与基站1的可能距离为d 1=AT1*550m ，移动台与基站2 的可能距离为d 2=AT2*550m ，移动台与基站3的可能距离为d 3=AT3*550m 。通过模拟计算得到蜂窝移动通信系统半径 ： 移动通信系统以r 半径的圆中进行有效的通信，利用圆与圆相交覆盖整个移动通信网络，促使人们能正常 作者简介：薛董敏（1981-），讲师，硕士，研究方向：计算机网络。 收稿日期：2018-10-04 蜂窝无线定位技术的研究与实现 薛董敏 （ 山西水利职业技术学院信息工程系，山西运城044000）摘 要：开发的模拟系统基于移动通信系统中无线定位技术的应用，利用移动台来自基站的信号计算 出自己的位置，即基于移动台的定位。移动通信技术在不断发展与更新，但无线网络广泛使用的技术是起源蜂窝小区，主要从蜂窝移动通信系统特点、蜂窝移动通信系统定位原理、蜂窝移动通信系统关键技术的实现，阐述蜂窝无线定位技术的研究与实现，希望为研究蜂窝无线定位技术的专家和学者提供理论参考依据。 关键词：蜂窝无线定位技术；研究与实现；关键技术 图1阴影部分移动站所在区域 C ' A ' B ' 圆1 圆2 圆3 d 3 d2 d1A B C BS1 BS2BS3 （X 1,Y1） （X 2,Y2） （X 3,Y3 ） 49 DOI:10.16184/https://www.sodocs.net/doc/5412956173.html,prg.2019.01.016
最详细的UWB定位技术介绍
最详细的U W B定位技 术介绍 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
超宽带（UWB）是一种无线技术，可以在短时间内以极低功率实现数据的高速传播。超宽带有很多独特的技术特性，是具有极强竞争优势的短距无线传输技术。但该技术在2002年之后才正式被大家关注，主要是该技术之前只能在军方使用，2002年2月，美国联邦通信委员会才正式批准可以用于民用。 UWB超宽带技术是一种无线载波通信技术，占有很宽的频谱范围，按照FCC的规定，从到之间的的带宽频率为UWB所使用的频率范围。并且数据传输是依靠纳秒级的非正弦波窄脉冲，适用于高速、近距离的无线个人通信。 UWB是一种“特立独行”的无线通信技术，它将会为无线局域网LAN和个人局域网PAN的接口卡和接人技术带来低功耗、高带宽并且相对简单的无线通信技术。 1）抗干扰性能强 UWB采用跳时扩频信号，系统具有较大的处理增益，在发射时将微弱的无线电脉冲信号分散在宽阔的频带中，输出功率甚至低于普通设备产生的噪声。接收时将信号能量还原出来，在解扩过程中产生扩频增益。因此，与IEEE 、IEEE 和蓝牙相比，在同等码速条件下，UWB具有更强的抗干扰性。 2）传输速率高 超宽带数据速率可以达到几十Mbit/s到几百Mbit/s。有望高于蓝牙100倍，也可以高于IEEE 和。 3）带宽极宽 UWB使用的带宽在1GHz以上，高达几个GHz。超宽带系统容量大，并且可以和目前的窄带通信系统同时工作而互不干扰。这在频率资源日益紧张的今天。开辟了一种新的时域无线电资源。 4）消耗电能小 通常情况下，无线通信系统在通信时需要连续发射载波，因此，要消耗一定电能。而UWB不使用载波。只是发出瞬间脉冲电波，也就是直接按0和1发送出去，并且在需要时才发送脉冲电波，所以消耗电能小。 5）保密性好
蜂窝网络无线定位技术及应用
一、前言 近年来，随着蜂窝移动通信技术的迅速发展，蜂窝无线定位技术越来越受到人们的重视。这主要归因于政府的强制性要求和市场本身的驱动。FCC于1996年10月颁布了无线E9ll呼叫应急服务功能，其核心是要求所有移动通信网络必须分阶段的提供紧急呼叫用户的经纬度位置信息。针对E911定位需求的具体实施，各国主要大公司均就GSM、IS-95 CDMA以及第三代移动通信系统开始制定各自的定位实施方案。特别是3GPP和3GPP2上对定位的要求更加具体化，这也是对蜂窝无线定位市场潜力的肯定。另一方面，移动通信用户对移动定位业务的需求日益迫切。蜂窝网络无线定位技术能够在移动台处于空闲状态或通话状态的情况卜获取其地理位置等信息，利用移动台的定位信息，运营商可以1hJ用户提供各种增值业务，如位置环境信息查询、紧急救援、智能交通、广告发布等等，同时还可以作为移动通信网络运行、维护和管理的辅助数据。到目前为止，基于蜂窝网络的无线定位技术的研究已经取得了很大的进展。可以预见在未来几年内，基于蜂窝网络定位技术的移动业务将得以迅猛的发展。 二、蜂窝网络无线定位技术 利用移动蜂窝网络对移动台定位的方法主要有三类，(l)基于电波场强的定位技术；(2)基于电波到达入射角(AOA)的定位技术；(3)基于电波到达时间(TOA)或到达时间差(TDOA)的定位技术。 1．场强定位技术 电波场强定位技术根据移动台接收的信号强度与移动台至基站的距离成反比关系，通过测量接收信号的场强值和已知信道衰落模型及发射信号的场强值可以估算出收发信机之间的距离，由多个距离测量值(至少三个)可以估算移动台的位置。这一技术的关键在于如何建立一个能够准确的反映服务传播范围内的无线电波传播模型，这在实际应用中很难实现。除此之外，由于小区基站的扇形特性、天线有可能倾斜、无线系统的不断调整以及地理环境、车辆等因素都会对定位精度产生影响。由于移动通信环境中电波传播的复杂性，决定了这？技术在定位精度上的局限性，但是由于该技术比较简单易行、在对精度要求不是很高的情况下仍被采用。为了改善其性能，人们开始研究利用电波传播中的射线跟踪方法来逛一步提高定位的精度。 2．到达入射角的定位技术 电波到达入射角的定位技术利用基站的阵列天线来测出移动台来波信号的人射角、构成从基站到移动台的径向连线，即测位线，这两条连线的交点即为目标移动台的位置。由于两条直线只能相交于？点，这种方法不会产生定位模糊性。但是它需要在每个小区基站上放置4？12组的天线阵。这些天线阵？起工作，从而确定移动台发送信号相对于基站的角度。当有多个基站都发现了该信号源时，那么它们分别从基站引出射线，这些射线的交点就是移动台的位置。AOA的优点在于它仅需要两个基站参与便可实现移动台定位，同时不存在移动台位置的模糊性问题。但是该技术需要在现有的基站增加天线阵列，由此增加了大量的建设费用。与此同时，电波到达入射角估计会受到由多径和其它环境因素所引起的无线信号波阵面扭曲的影响，移动台距离基站较远时，基站定位角度的微小偏差也会导致定位距离的较大误差。 3．到达时间/到达时间差的定位技术 到达时间／到达时间差的定位技术是基于蜂窝网络的无线定位系统应用最广泛的一项技术。到达时间定位技术通过测量从目标移动台发出的信号以直线到达基站的时间，根据电磁波在空中的传播速度可以得
无线网络定位
无线网络定位技术 标签：应用LBS 2011-03-24 17:30 阎啸天于蓉蓉武威 （中国移动通信有限公司研究院业务所） 摘要介绍了位置信息和定位性能分析指标等基本概念，根据定位原理与策略的差异对各种定位方法进行分类，概要阐述和比较说明了蜂窝网络、无线局域网络(WLAN）拓扑环境下各种常用定位系统和技术的原理、发展现状与特点，重点比较分析了WLAN中基于信号强度定位技术的分类、特点与性能，最后总结展望了无线网络中定位技术的研究和应用。 关键词无线网络，定位技术，无线局域网，指纹 1. 引言 随着无线通信技术的发展和数据处理能力的提高，基于位置的服务成为最具发展潜力的移动互联网业务之一。无论在室内还是室外环境下，快速准确地获得移动终端的位置信息和提供位置服务的需求变得日益迫切。通信和定位两大系统正在相互融合、相互促进。利用无线通信和参数测量确定移动终端位置，而定位信息又可以用来支持位置业务和优化网络管理，提高位置服务质量和网络性能。所以，在各种不同的无线网络中快速、准确、健壮地获取移动位置信息的定位技术及其定位系统已经成为当前的研究热点。 2. 定位基本概念 移动定位涉及移动无线通信、数学、地理信息和计算机科学等多个学科的知识，某些有关移动定位的基本概念比较容易混淆，因此有必要首先澄清一些基本概念。 2.1物理位置和抽象位置 定位系统提供的位置信息可以分为两类：物理意义上的位置信息和抽象意义上的位置信息。所谓物理意义上的位置信息，就是指被定位物体具体的物理或数学层
面上的位置数据。例如，GPS可以测得一幢建筑物位于北纬，东经 ，海拔50米处。相对而言，抽象的位置信息可以表达为：这栋建筑物位于公园的树林中或校园的主教学楼附近等。 从应用程序的角度讲，不同的应用程序需要的位置信息抽象层次也不尽相同，有些只需要物理位置信息；而有些则需要抽象意义上的位置信息，单纯的物理位置信息对它们来说是透明的，或是没有意义的。当然，物理位置信息可以在附加信息库的帮助下，转换并映射为抽象层次的位置信息。 2.3定位性能指标 定位精度和定位准确度是两个紧密联系的概念，它们之间的关系类似于数理统计学中置信区间和置信水平之间的关系。严格说来，如果孤立的指出某个定位系统的定位精度或定位准确度，都是没有意义的。典型的正确描述应该是：A定位系统可以在95%的概率（置信水平）下达到10m的定位精度。其中，“95%”描述的是定位准确度。定位精度越高，相应的定位准确度就越低，反之亦然。通过增加定位设备的密度或综合使用多种不同的定位技术，可以同时提高定位系统的精度和准确度。一般说来，室内应用所需定位精度要比室外应用高。 3.定位技术分类 3.1定位原理 无线定位技术通过对无线电波的一些参数进行测量，根据特定的算法来判断被测物体的位置。测量参数一般包括无线电波的传输时间、幅度、相位和到达角等。定位精度取决于测量的方法。从定位原理的角度来看，定位技术大致可以分为三种类型：基于三角关系和运算的定位技术、基于场景分析的定位技术和基于临近关系的定位技术。 3.1.1三角/双曲线关系 这种定位技术根据测量得出的数据，利用几何三角或双曲线关系计算被测物体的位置，它是最主要的、也是应用最为广泛的一种定位技术。基于三角或双曲线关系的定位技术可以细分为两种：基于距离测量的定位技术和基于角度测量的定位技术。 3.1.1.1 基于距离测量的定位技术
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。
蜂窝系统移动定位技术
蜂窝系统移动定位技术 作者：熊瑾煜王巍朱中梁 蜂窝网络基础设施的完善、移动 终端功能的增强、互联网内容的 丰富及无线应用的推广正在充实人们的日常生活，也逐渐改变人们的生活方式和消费习惯。 1移动定位技术的发展及应用 无线电定位技术的起源可以追溯到上世纪初，第二次世界大战的军事需求和80年代末开始推广的数字蜂窝移动通信系统分别推动了该项技术在军事和民用领域的发展。GPS和LORAN C系统是典型的定位系统，它们采用无线电定位方法满足不同的定位精度要求。随着CDMA等原属于军事应用的领域的先进技术快速民用化及蜂窝网络的迅猛发展，国外早已开始研究蜂窝移动通信系统定位技术。1996年，美国FCC制定的E911规范要求所有的移动运营商必须以67%的概率提供紧急救援服务，从而加速了该技术的进步及基于无线电定位技术的位置服务(LCS)在全球的发展。 快速增长的中国移动通信市场为开展和普及移动定位系统在中国的建设奠定了坚实的基础。北京移动采用摩托罗拉公司的LCS解决方案，在移动网中为个人和企业用户提供各种位置服务，主要包括亲友位置查询、用户位置授权及城市信息查询。从2001年初开始，福建移动、山西和云南的移动运营商先后与诺基亚签订了移动定位商用合同。最近，联通国脉与日本著名的位置服务内容解决方案提供商Navitime签定合作协议，共同开发基于cdma2000 1x的位置服务。 2移动定位技术 采用适当的定位技术获得位置信息是实现位置服务的必要前提，根据不同的划分准则，蜂窝网络定位技术有以下几种分类方法： (1)根据定位系统所处的空间位置不同，可分为空基定位系统(GPS)、地基定位系统及混合定位系统三种。GPS系统以高精度、全天候等特点在全球广泛应用，在车辆调度管理中发挥重要作用。传统的广域无线电测向定位系统属于地基定位系统。A-GPS系统是GPS与蜂窝网络结合的产物，定位精度高，克服了GPS在建筑物内和市区存在盲区的缺点，是未
浅谈无线定位技术
龙源期刊网 https://www.sodocs.net/doc/5412956173.html, 浅谈无线定位技术 作者：李倩 来源：《卷宗》2012年第06期 摘要：无线定位作为无线技术的一项重要应用，近年来发展迅猛被广泛应用于导航、虚 拟实现和军事目标定位等方面。本文重点对几种常用的无线定位技术进行了深入分析和讨论。 关键词：无线定位、GPS、TDOA 1. 什么是无线定位技术 无线定位技术是利用WiFi技术的射频识别和传感器等设备，通过测量接收到的无线电波的时间、幅度、相位等参数，根据相关算法判断被测物体的位置，实现定位、监测和追踪特定目标位置，广泛应用于导航、机器人跟踪、虚拟实现和军事目标定位等方面。 2. 常用的无线定位技术 无线定位主要包括GPS、移动定位、超声波、UWB、 RFID、WiFi等几种定位方式。其 中GPS和移动定位主要应用在室外环境适合广域定位，其余几种主要应用在室内环境，适合短距离定位。下面本文将重点讨论几种常用的无线定位技术。 2.1 GPS定位技术 GPS包括21颗工作卫星和3颗备用卫星，均匀分布在6个轨道上。地面的接收机会接收GPS卫星发送的信号，从而获取导航和定位信息及观测量，并经过简单数据处理获取到达时间（TOA）信息，再结合卫星广播的星历信息实现实时导航和定位。GPS定位系统在开阔地定位精度高，具有良好的抗干扰和保密性，可应用于室外车辆定位导航。但由于卫星信号容易被建筑物、金属覆盖物、浓密树林阻挡，往往无法精确定位。目前比较实用的是A-GPS即辅助GPS技术。它利用通信网络基站从远程定位服务器获取当前卫星的星图、俯仰角等信息，从而提高 GPS 卫星定位系统的性能和速度。 2.2Cell-ID定位技术 Cell-ID即小区识别号，在移动网络中每个小区都有一个唯一的利用移动终端所在Cell对应的小区识别号。只要系统能够把该小区基站设置的中心位置和小区的覆盖半径发送给移动终端，就可以粗略确定移动终端的位置。Cell-ID定位实现简单，响应速度快，不需改动网络和 移动终端，有良好的覆盖性和可靠性。但是定位精度比较差且依赖于基站覆盖范围的大小，如果在基站分布较少的地区则很难精确定位，通常需与其他定位结合使用。 2.3智能天线AOA
无线定位技术简介
无线定位技术简介 现在的社会，是一个没有隐私的社会，只要有设备和条件，别人想跟踪你的位置实在是太简单了，行踪都很难不被暴露。好比看大片，罪犯在这边打电话，FBI在那边定位，唧唧几声，就把大概方位确定了。千万别以为这是什么高深技术，天朝网警照样玩的转。而且，随着网络越来越向智能化和移动化发展，一些很有意思的应用都可能和将来的定位技术联系起来，在一定程度上影响着生活，比如twitter，Aardvark，包括一些很有前途的mobile game，等等。 Google Latitude一出后, 很多朋友都惊诧于无gps条件下其定位的准确性，也有不少人因此对通过wifi定位比较感兴趣。其实各式各样的无线通信技术都可以用来定位，由于通信距离的不同，有的可以用来室内定位，有的可以用来室外定位。这里，对一些逐渐在普及的定位技术做一些讲解，考虑到GPS的普及性， GPS定位原理和优缺点就在这里忽略了。其实无线定位的流程很简单，大概都遵从交换信号===>数据融合===>建模求解的步骤。下面就针对不同技术的不同重点，把这个过程分割介绍。 手机基站网络 通过基站网络的检测来进行户外定位是一个相对成本低, 成熟, 但是精度 不高的方法. 它的工作原理是这样的, 手机要通信, 就需要通过蜂窝网络和一个个基站交换数据，从而实现和别的手机的通信. 而考虑到双方通信的距离和现实中基站的放置密度，每一个手机都可能被覆盖于多个基站，如果能通过某种方法得到每个基站对于手机的检测数据，通过特定的data fusion技术，就可以大致估算初当前手机的位置。在这里，data fusion是最关键的技术，事实上也是下面会介绍的大多数其他定位技术的基础，所以花多点篇幅介绍一下。为了简化，只考虑二维平面情况，也就是说每个点都只有(x,y)值, 不考虑z平面。 以前常用的data fusion技术包括TOA —time of arrival data fusion, AOA — angle of arrival data fusion, 以及混合型技术. 假设下面这张图是一个分布示意图, 图中出现的几个基站（Base Station）都能和当前手机, 也就是MS（Mobile Station）所在位置通信.
GSM蜂窝基站定位原理浅析
位置服务已经成为越来越热的一门技术，也将成为以后所有移动设备（智能手机、掌上电脑等）的标配。随着人们对BLS(Based Location Serices，基于位置的服务)需求的飞速增长，无线定位技术也越来越得到重视。，以其定位速度快、成本低（不需要移动终端上添加额外的硬件）、耗电少、室内可用等优势，作为一种轻量级的定位方法，也越来越常用。本文简单介绍一下各种基于GSM蜂窝基站的定位方法及基本原理，给开发人员作为参考。我将尽量尝试用开发人员熟悉的方式来描述问题。 预备知识：GSM蜂窝网络基础结构 我们知道，GSM网络的基础结构是由一系列的蜂窝基站构成的，这些蜂窝基站把整个通信区域划分成如图所示的一个个蜂窝小区（当然实际上，一个基站往往不并不只是对应一个小区，但是这个与我们讨论的主题关系不大，我们不做深究）。这些小区小则几十米，大则几千米。如下图所示，我们用移动设备在GSM网络中通信，实际上就是通过某一个蜂窝基站接入GSM网络，然后通过GSM网络进行数据（语音数据、文本数据、多媒体数据等）传输的。也就是说我们在GSM中通信时，总是需要和某一个蜂窝基站连接的，或者说是处于某一个蜂窝小区中的。那么GSM定位，就是借助这些蜂窝基站进行定位。 1.COO（Cell of Origin）定位 COO定位是一种单基站定位，即根据设备当前连接的蜂窝基站的位置来确定设备的位置。那么很显然，定位的精度就取决于蜂窝小区的半径。在基站密集的城市中心地区，通常会采用多层小区，小区划分的很小，这时定位精度可以达到50M以内；而在其他地区，可能基站分布相对分散，小区半径较大，可能达到几千米，也就意味着定位精度只能粗略到几千米。目前Google地图移动版中，通过蜂窝基站确定“我的位置”，基本上用的就是这种方法。 从原理上我们可以看出，COO定位其精度是不太确定的。但是这却是GSM网络中的移动设备最快捷、最方便的定位方法，因为GSM网络端以及设备端都不需要任何的额外硬件投
室内无线人员定位技术介绍
无线定位技术介绍 随着数据业务和多媒体业务的快速增加，人们对定位与导航的需求日益增大，尤其在复杂的室内环境，如展厅、仓库、监狱、图书馆、地下停车场、矿井等环境中，常常需要确定移动终端或其持有者、设施与物品在室内的位置信息。但是受定位时间、定位精度以及复杂室内环境等条件的限制，比较完善的定位技术目前还无法很好地利用。室内定位技术解决方案主要有：A-GPS定位技术、超声波定位技术、蓝牙技术、红外线技术、射频识别技术、超宽带技术、无线局域网络等等。常用于室内人员定位的几种技术为： ● 超宽带技术（UWB） ● WI-FI无线技术（802.11） ● ZigBee无线技术(802.15) ● 射频识别技术（RFID）
超宽带技术是一种全新的、与传统通信技术有极大差异的通信新技术。它不需要使用传统通信体制中的载波，而是通过发送和接收具有纳秒或纳秒级以下的极窄脉冲来传输数据，从而具有3.1~10.6GHz 量级的带宽。 超宽带可用于室内精确定位，例如战场士兵的位置发现、机器人运动跟踪等。超宽带系统与传统的窄带系统相比，具有穿透力强、功耗低、抗多径效果好、安全性高、系统复杂度低、能提供精确定位精度等优点。因此，超宽带技术可以应用于室内静止或者移动物体以及人的定位跟踪与导航，且能提供十分精确的定位精度。 无线定位技术介绍无线定位技术介绍 ——超宽带技术（UWB ）
无线定位技术介绍 无线局域网络(WLAN)是一种全新的信息获取平台，可以在广泛的应用领域内实现复杂的大范围定位、监测和追踪任务，而网络节点自身定位是大多数应用的基础和前提。当前比较流行的Wi-Fi定位是无线局域网络系列标准之IEEE802.11的一种定位解决方案。该系统采用经验测试和信号传播模型相结合的方式，易于安装，需要很少基站，能采用相同的底层无线网络结构，系统总精度高。 芬兰的Ekahau公司开发了能够利用Wi-Fi进行室内定位的软件。Wi-Fi绘图的精确度大约在1米至20米的范围内，总体而言，它比蜂窝网络三角测量定位方法更精确。但是，如果定位的测算仅仅依赖于哪个Wi-Fi的接入点最近，而不是依赖于合成的信号强度图，那么在楼层定位上很容易出错。目前，它应用于小范围的室内定位，成本较低。但无论是用于室内还是室外定位，Wi-Fi收发器都只能覆盖半径90米以内的区域，而且很容易受到其他信号的干扰，从而影响其精度，定位器的能耗也较高。