蜂窩移動電話定位技術(shù)與應(yīng)用

	基于MS	基于網(wǎng)絡(luò)	混合方式
系統(tǒng)要求	同步	同步、LC(置于MSC)、定位接收器(改進(jìn)的BTS)	同步、LC
定位現(xiàn)有MS	不可以	可以	不可以
參數(shù)測量位置	MS	定位接收器(BTS)	MS
自主定位	可以	通過SMS間接定位	通過SMS間接定位
遠(yuǎn)程定位	通過SMS間接定位	可以	可以
同時定位 的容量	無限制(與蜂窩網(wǎng)MS容量同)	取決于蜂窩網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸能力和LC的信息處理能力	較大，主要決定于從MS采集TOA測量值的能力
連續(xù)定位	可以	可以，但有很大局限性	可以，但對定位容量有影響
對跳頻和功率控制的敏感性	不敏感	敏感	不敏感
附加于蜂窩網(wǎng)的數(shù)據(jù)信息量	少	多	多

　　基于MS的定位系統(tǒng)屬于自主定位系統(tǒng)，有兩類：一是將GPS或GLONASS接收機集成于MS中。其最大優(yōu)點是系統(tǒng)實現(xiàn)簡單，除了要對MS改進(jìn)外，無需對現(xiàn)有的蜂窩網(wǎng)做任何改動，只需在MS與特定的應(yīng)用中心之間建立數(shù)據(jù)鏈路(如SMS)，就可以進(jìn)行GPS／GLONASS定位信息與控制信息的傳送，實現(xiàn)各種應(yīng)用功能。另一類是MS接收不同BTS的信號，通過測量TDOA進(jìn)行運算定位。這種系統(tǒng)要求對現(xiàn)有蜂窩網(wǎng)作必要的改進(jìn)，除了要在MS中采用抗多徑算法和定位算法來精確測量TDOA之外，還應(yīng)在網(wǎng)絡(luò)同步方面采取適當(dāng)措施，如通過發(fā)射設(shè)備廣播GSP時間并在每個BTS中進(jìn)行校時接收，也可以用專門的接收機監(jiān)測不同BTS間的時鐘差并通過數(shù)據(jù)鏈路(如短消息業(yè)務(wù)SMS)傳給MS。可以用于TDOA測量的最簡單的邏輯信道是廣播控制信道BCCH，因其突發(fā)不受跳頻和功率控制的影響并且重復(fù)頻度也比同步信道SCH要高。另外，可以通過SMS將MS的定位數(shù)據(jù)傳往遠(yuǎn)端的應(yīng)用中心，構(gòu)成間接遠(yuǎn)程定位系統(tǒng)。


基于網(wǎng)絡(luò)的蜂窩電話定位方案


　　基于網(wǎng)絡(luò)的定位系統(tǒng)屬于遠(yuǎn)程定位系統(tǒng)，是由不同的BTS接收MS發(fā)射的信號，進(jìn)行參數(shù)測量，實現(xiàn)對MS的定位，如圖2(c)。實際的實現(xiàn)方案有兩種。一種是在BTS中增加定位接收單元處理來自MS的給定頻道的業(yè)務(wù)信道TCH中的突發(fā)信息，以進(jìn)行TOA測量并送往定位中心LC(可以設(shè)于MSC)，計算TDOA值、求解定位點。要進(jìn)行精確的TDOA測量和定位，基站網(wǎng)絡(luò)必須同步或者各BTS間的時鐘差在LC中已知(這可以通過多種方法做到)。另外，有些蜂窩網(wǎng)的TCH具有跳頻和功率控制功能，BTS中的定位接收單元要能夠適應(yīng)。


　　另一種實現(xiàn)方案是利用現(xiàn)有GSM系統(tǒng)中用于移動用戶突發(fā)定時控制的時隙超前信息。只要對給定的MS實施兩次強制切換就可以得到三個時隙超前量，從而為該MS的定位提供足夠的信息，更多的切換有利于提高定位精度。基于網(wǎng)絡(luò)的定位系統(tǒng)的突出優(yōu)點是無需對現(xiàn)有的MS進(jìn)行任何改進(jìn)而只需在BTS和MSC中增加有關(guān)定位的硬件和軟件功能便可提供有關(guān)MS定位的諸多服務(wù)，因而對開發(fā)現(xiàn)有蜂窩網(wǎng)的定位服務(wù)功能更具有吸引力。


　　混合方式蜂窩定位系統(tǒng)方案


　　混合方式定位系統(tǒng)是上述兩種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的組合。一種解決方案是在MS中增加TOA測量功能對來自不同BTS的突發(fā)進(jìn)行TOA測量，并將其送往LC(可利用SMS)，LC利用MS送來的不同的TOA值產(chǎn)生TDOA通過定位算法求得MS的定位值。MS可以利用廣播控制信道BCCH或同步信道SCH進(jìn)行TOA測量，它們都不受跳頻和功率控制因素的影響。


　　蜂窩移動電話定位系統(tǒng)的應(yīng)用


　　蜂窩移動通信網(wǎng)的覆蓋面和用戶量都已具有相當(dāng)?shù)囊?guī)模，并正在快速增長。除了提供現(xiàn)有的各種移動通信業(yè)務(wù)外，還可以充分利用現(xiàn)有蜂窩網(wǎng)資源為移動用戶和有關(guān)的社會安全、公眾服務(wù)及商業(yè)運營部門等提供關(guān)于MS定位的增值服務(wù)。

緊急呼叫定位服務(wù)


　　移動用戶的流動性使得很多情況下用戶對周圍環(huán)境并不熟悉，因此緊急呼叫時很難準(zhǔn)確描述其所處的地理位置，這對處警十分不利甚至貽誤時機。如果移動用戶發(fā)出緊急呼叫(如110、119、120、122等)的同時，能自動地將MS的確切定位值提供給有關(guān)部門，并與GIS及其它的調(diào)度管理應(yīng)用系統(tǒng)配合構(gòu)成高度智能化的計算機輔助決策(CAD)系統(tǒng)，將為快速、準(zhǔn)確、科學(xué)合理地接警處警打下堅實的基礎(chǔ)，極大地提高社會聯(lián)動公眾緊急服務(wù)的現(xiàn)代化水平。


　　個人定位服務(wù)


　　在旅行時，可以通過有關(guān)的服務(wù)中心獲得就近的賓館信息等；可以利用特制的MS對需要限制活動范圍的移動目標(biāo)進(jìn)行定位跟蹤監(jiān)視，如某些老年病患者或處于假釋期的犯人等。


　　打擊針對蜂窩電話的犯罪活動


　　對失竊電話或逃避巨額話費的蜂窩電話進(jìn)行定位追蹤，可以有效地打擊針對蜂窩電話的犯罪。


　　智能交通系統(tǒng)(ITS)


　　自動車輛定位系統(tǒng)(AVLS)是ITS的核心，如ITS交通控制系統(tǒng)中的動態(tài)交通流分配、集成信息服務(wù)系統(tǒng)中的定位導(dǎo)航、安全保障系統(tǒng)中的事故應(yīng)急／安全防范／車輛追蹤、運輸管理系統(tǒng)中的車輛調(diào)度管理等都離不開它。利用蜂窩定位系統(tǒng)實現(xiàn)的AVLS將定位、通信、計算機信息處理與控制等構(gòu)成一個有機整體，更有利于多種信息的融合。并且，與其它的AVLS相比具有更好的城市覆蓋和靈活方便的漫游管理功能等。


　　蜂窩系統(tǒng)設(shè)計與資源管理


　　對蜂窩電話進(jìn)行準(zhǔn)確定位有利于蜂窩系統(tǒng)資源和移動性管理；從長遠(yuǎn)來說，通過對MS的長期定位觀察可以為系統(tǒng)蜂窩的合理布局與構(gòu)建以及系統(tǒng)資源配置等提供重要的實踐數(shù)據(jù)，促進(jìn)蜂窩系統(tǒng)的逐步完善和高效運行。


　　實行位置差別費率計費


　　根據(jù)通信時MS所處的不同位置(如家里、辦公室或路上)實行不同的費率標(biāo)準(zhǔn)，有利于提高蜂窩系統(tǒng)的運營競爭力、吸引更多的新用戶、鼓勵用戶按其需要在適合的場所(家里、辦公室或路上)使用移動業(yè)務(wù)、刺激用戶的移動業(yè)務(wù)消費。


　　蜂窩電話定位技術(shù)的開發(fā)和推廣應(yīng)用具有廣泛的社會和經(jīng)濟(jì)效益，越來越受到人們的重視，但是還存在著一系列問題有待解決。除了某些方案需要對現(xiàn)有移動臺和／或網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行必要的改進(jìn)外，還需要對蜂窩系統(tǒng)的定位性能，尤其是如何獲得滿意的定位精度等進(jìn)行深入的研究，因為有些應(yīng)用需要較精確的定位，如定位到樓層。除了技術(shù)因素外，蜂窩電話定位技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用涉及的用戶個人的行蹤，還應(yīng)考慮個人隱私權(quán)利的保護(hù)等方面。

摘自《中國通信標(biāo)準(zhǔn)研究組》