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蜂窩網(wǎng)絡(luò)無線定位技術(shù)及應(yīng)用( 二 )

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以上兩種基于時間的定位技術(shù)的只要求基站能夠從接收到的射頻信號中準(zhǔn)確的提取時延估計值，而無需對現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備加以大規(guī)模的改造就可以實現(xiàn)對移動臺的高精度定位，因此成為了蜂窩網(wǎng)絡(luò)無線定位技術(shù)的研究重點 。TruePosition公司所提供40米精度的定位業(yè)務(wù)就是采用了U-TDOA定位技術(shù) 。
三、影響定位精度的主要因素
由于移動通信系統(tǒng)的通信環(huán)境復(fù)雜多變，因此各種依靠于通信信號測量的定位技術(shù)都受到各中因素的影響 。
1．多徑傳傳播
影響蜂窩無線定位的？個基本因素之一就是多徑傳播問題 。在移動信道中，由于反射物體和散射體的存在會產(chǎn)生一個不斷變化的環(huán)境，使得信號能量在幅值、相位和時間延遲方面產(chǎn)生彌散 。這些效應(yīng)導(dǎo)致發(fā)射信號經(jīng)過不同的路徑到達(dá)接收天線時的形式各異，顯示出不同的時間和空間方位 。不問的多徑分量的隨機幅值和相位引起信號強度的擾動，從而產(chǎn)生小尺度衰落和信號畸變，使接收信號的信噪比嚴(yán)重下降，最終影響定位精度 。多徑傳播是造成定位誤差的主要原因，因此多徑干擾的抑止是定位的要害技術(shù)之？ 。
2．NLOS傳播
導(dǎo)致定位錯誤的另一個重要因素是移動臺和基站之間的信號為非視距傳播(NLOS)信號 。LOS傳播是得到準(zhǔn)確的信號特征測量值的必要條件 。但是在城市和近郊，移動臺和多個基站之間實現(xiàn)LOS傳播通常是很困難的，更多的情況是通過反射和折射的方式進(jìn)行傳播的，從而影響了到達(dá)場強，接收電波的到達(dá)方向，以及電波傳播時間 。在這樣環(huán)境下，即便沒有多徑干擾且系統(tǒng)能提供足夠高的定時精度也同樣會導(dǎo)致定位測量誤差 。

;3．CDMA多址接入干擾
由于CDMA系統(tǒng)個的各用戶均使用同一頻段，這種高容量也帶來了遠(yuǎn)近效應(yīng)和多址干擾 。多址干擾會嚴(yán)重影響定位測量信號估計 。在CDMA系統(tǒng)中通常采用功率控制來克服遠(yuǎn)近效應(yīng)，但由于無線定位需要多個基站同時監(jiān)測移動臺發(fā)射的信號，功率控制只對服務(wù)基站起作用，對非服務(wù)基站，移動臺的信號仍然受到嚴(yán)重的多址干擾，因而影響常規(guī)接收機的性能 。研究表明，多址干擾會嚴(yán)重影響TOA和TDOA的定位精度 。
4．參與定位的基站數(shù)的限制
本文所述的定位技術(shù)需要至少兩個或三個以上基站的參與 。但是，在基站稀疏的環(huán)境下很難同時存在多個基站參與移動臺定位，即使在基站稠密的城市環(huán)境中，也可能由于建筑物的遮擋而無法接收到視距傳播的信號 。另外，由于CDMA系統(tǒng)采用了功率控制技術(shù)來克服遠(yuǎn)近效應(yīng)，當(dāng)移動臺靠近服務(wù)基站時，其它基站就很難接收到移動臺發(fā)出的定位測量信號 。
表1給出了各種環(huán)境下所能參與移動臺定位的基站數(shù)量的統(tǒng)計情況 。統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，在鄉(xiāng)村或郊區(qū)同時存在三個或三個以上基站與移動臺保持聯(lián)系的可能性較小 。為此，摩托羅拉公司提出了將目標(biāo)移動臺發(fā)射功率瞬時調(diào)到最大的PowerUp方法來加以改善 。
表1各種環(huán)境下不同X取值統(tǒng)計表
【蜂窩網(wǎng)絡(luò)無線定位技術(shù)及應(yīng)用】 區(qū)域　X表示能夠同時接收到信號功率大于-100dBm的基站數(shù)
X=1X=2X=3X=4 X=5
鄉(xiāng)村　98.3?3% 57.1% 33.8% 16.7%
郊區(qū)　91.9€.9% 69.2% 56.7% 44.1%
城市　100.0?8?4% 85.0% 76.2%
5．幾何精度因子（GDOP）
參與定位的各基站之間的相對位置、移動臺與基站之問的相對位置的差異造成的幾何精度因子(GDOP)的不同也會影響定位算法的性能，造成定位精度的差異 。非凡是在高速公路四周，基站沿著高速公路直線分布的情況下，TDOA的定位精度將嚴(yán)重惡化 。為此，人們提出采用TDOA/AOA混合定位技術(shù)來克服這種由于基站地理位置帶來的對定位準(zhǔn)確度的影響 。

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