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隨著移動通信技術的迅猛發展,對于移動臺的定位需求也越來越受到人們的普遍重視。1996年美國聯邦通信委員會(FCC)頒布了E-911法規,要求2001年10月1日起移動通信網絡必須能對發出緊急呼叫的移動臺提供精度在125m內的定位服務,而且滿足此定位精度的概率應不低于67%。1999年FCC對定位精度提出新的要求:對基于網絡定位要求提供精度為100m內的定位的概率應不低于67%,精度為300m內的定位概率應不低95%；對基于移動臺的定位為精度50m內的概率應不低于67%,精度150m以內的定位的概率應不低于95%。歐洲同樣也提出了相應的E112規定,規定提供定位服務應為移動通信網絡的基本功能之一。隨著移動通信技術的不斷發展，很多安全部門以及移動用戶為了保證安全和便捷，都要求移動通信系統提供無線定位業務，這也是第三代移動通信中的一個核心技術。無線定位技術有著重要意義，主要體現在靈活收費、智能交通系統、增強網絡性能、個人定位服務等方面。網絡管理中心和計算費用時會根據移動用戶所在的地理位置進行判斷；當蜂窩中提供了網絡無線定位技術后，智能交通系統就會利用這個功能替代傳統的AVL系統，即時的提供路況信息或旅客位置等；通過對移動臺的精確定位可以更好的對蜂窩進行分配，決定小區間的切換；在人們出外游玩時，可以通過服務中心獲得游玩地點附近的賓館信息，并通過MS對特定的移動目標進行定位跟蹤監視。

1.無線定位的技術原理

1.1SKT方法SKT屬于開發增值業務的命令，是一種應用范圍較小的編程語言，它可以讓SIM卡無阻礙的運行自身應用軟件。SKT技術的核心優勢在于它為SIM卡的增值業務提供了一個簡便易操作的開發平臺。一般的SIM卡手機只有電話簿等基本功能，讓手機中插入STK的SIM卡時，功能性能得到極大提升，手機中可以提供信息點播、位置服務、手機銀行等多種增值服務。在GSM移動通信網絡中的移動臺，會對服務對象小區以及附近的小區進行測量，并生成報告。報告中包括服務對象小區以及相鄰6個小區的CGI碼和接受場強，這些信息是移動臺進行無限定位的信息基礎。根據相關技術，可以讓移動臺將測量報告通過短消息的形式發送，在接收到數據后進行分析處理，并在數據庫中進行比對，最終確定位置。根據目前我國各個城市的基站數量，市區內的基站較為密集，移動臺完全可以覆蓋一個小區。但是這種方法也有一定的缺點，就是精確度難以保證。為了提高定位的精確度，可以通過路測獲取效應的數據，并建立實際路測數據庫，將測量后的報告和數據庫中的數據進行比對，這樣得出的移動臺位置較為精確，市區內一般誤差在150米之內。

1.2電波傳播時間定位法電波傳播時間定位法的原理是電磁波以光速在空間中傳播，將移動臺和接收基站A、B、C，分別將其之間電磁波的傳輸時間設備ta、tb、tc。在該測量方法中，主要的對象是傳播的時間差，而不是傳播時間，因此在MS和BTS之間不需要精確同步，在進行時間信號發射時也不需要進行標記等操作。因此在MS的定位方面，該測量方法起到了重要作用，和SKT方法相比，精確度更高，但是回應時間較慢。另一方面，該方法還有著一定局限性，在基站較多的市區中，精確度不一定比SKT更高，而且應答時間更長，再加上GSM網絡成本較高，因此要根據實際情況進行選擇。

1.3電波入射角定位法該方法目前在雷達追蹤、車輛導航系統中被廣泛運用，其原理是根據接收基站對電磁波的方法進行判定，從而確定移動臺的位置，通過兩個接收基站就能進行定位。這種方法的主要問題在于，想要檢測出信號傳播的方法，必須要在接收基站上配備方向性較強的監測天線排列，需要對現有的基站進行一定程度的改善。

1.4混合定位法每個測量值都能確定目標的一條軌跡，通過多個測量值，對軌跡交點進行分析，就能確定移動臺的位置。如何難以獲得足夠多的參數測量值，軌跡的交點就較為繁雜，定位點難以確定，要通過一些方法進行改善。例如通過移動目標運動軌跡的連續性或額外測量點確定定位等。

1.5場強定位法信號場強(signalstrength)定位法通過檢測接收信號的場強值,利用已知的信道衰落模型及發射信號的場強值可以估算出收發信機之間的距離,通過求解收發信機之間的距離方程組,即能確定目標移動臺位置。對于基于信號場強的定位,主要的誤差源是多徑衰落和陰影效應。此外,由于在CDMA網絡采用的功率控制技術來消除遠近效應,TDMA系統中采用功率控制以增強電池使用時間,因而信號強度定位系統必須知道MS的發送功率,并且需要合理的精度控制。

2.無線定位技術的兩種應用方案

根據定位估計的位置以及數據用途的不同，可以分為兩種定位方案：基于移動臺的定位系統。這種系統時移動臺的自主定位系統，也叫前向定位系統。通過MS接收到BTS的信息，進行信號參數測量，通過測量值分析出MS的位置；另一種是基于網絡的定位系統。目前移動通信網絡中的無線定位技術主要就是這種。和前者相比，后者有著多種特點：第一，不需要對現存的設備進行改動，大多數附加設備都可以在網絡上完成，用戶通過移動終端便能獲取定位信息；第二，網絡運營部門可以對移動用戶進行監督，便于實施移動終端盜打防范以及網絡資源的管理；第三，可以對特定的地區進行話務統計，為網絡的更新和設計奠定基礎。

3.無線定位技術中的誤差因素

無線定位技術受到環境的影響較大，導致在定位時精確度存在較大問題，其中的影響因素較多，主要是多徑傳播、NLOS傳播和多址干擾。多徑傳播是誤差出現的主要原因。多徑可能會使對來波的方向判斷失誤，在時間定位法上，會產生較大的誤差。可以通過高階譜估計、最小均仿估計等多種方法解決。NLOS傳播是是干擾精確度的另一原因。無論是何種測量方式，視距信號都是確定位置的前提。收到衰落以及陰影效應等多種因素的影響，基站接收到的視距信號可能較差。因此如何降低NLOS的影響是提高精確度的核心問題。可以將NLOS的測量值調整到接近視距信號的測量值，并在LS算法中，降低NLOS測量值的權重，增加約束項。受多址干擾影響最大是CDMA系統。系統中的用戶所使用的是統一頻段，因此和基站距離較遠的用戶信號會受到距離較近用戶的干擾，導致用戶信號難以被檢測到。可以通過改進軟切換方式、抗遠近效應延時估計器等方法。

4.結語

基于移動通信網絡的無限定位技術已經收到了人們的認可，為人們的生產生活帶來了較大的改善。但是目前還有大量的問題需要解決，除了要對移動臺和網絡進行改善之外，還要對蜂窩系統的定位功能進行完善，提高其精確度。

作者：張健 單位：中國能建湖南省電力設計院有限公司