基于GSM系统的定位技术研究

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。(4)信息服务，对移动台和旅行者定位并向其提供所在区域的信息及其它服务。 自E-911法规颁布以来，由于政府的强制性要求和市场利益的驱动，对提供定位服务的研究日益得到重视，无线定位受到人们的广泛关注，各大通信公司、许多大学和研究所均投入了对此项技术的研究。 本文在深入研究了无线蜂窝通信系统的定位技术基础上，综述了在蜂窝移动网络中实现无线定位的基本原理、定位方法、应用特点。针对该技术的发展，通过对无线信道中路径损耗模型的讨论和外场测试实验，给出了一种利用接收信号功率强度实现定位的方法，并开发出一个基于GSM通信网络的定位演示系统。结合演示系统的实际工作情况还给出了一个利用现有GSM通信网络提供的资源实现定位服务的方案。最后，针对在移动过程中实施定位存在一定的误差，本文还讨论了一种移动台定位跟踪方法。