无线通信系统定位技术的应用

2022-03-12余小俊

通信电源技术 2022年22期

余小俊

（中通服咨询设计研究院有限公司，江苏南京 210019）

0 引言

基于位置服务的多元化需求，无论是室内还是室外，快速准确完成移动终端位置信息定位管理的业务量逐渐增多。为了充分提升位置服务质量和网络应用性能，要积极整合定位技术应用模式，打造更加科学合理的信息保护安全管控机制，为通信系统定位管理工作的优化提供保障。

1 无线通信系统定位技术

无线通信系统定位技术指借助Wi-Fi技术和传感器等设备有效建立测量接收模式，对接收到的无线电波时间、幅度、相位等基础参数进行测量分析，结合具体的算法规则完成被测物体的位置判定。通过建立定位、监测、着重等控制模式，保证导航管理、机器人跟踪、虚拟现实以及军事目标定位等基础工作都能顺利开展[1]。

1.1 GPS定位技术

全球定位系统（Global Positioning System，GPS）定位是目前应用最为广泛的定位方式，借助工作卫星和备用卫星实现相关信息的实时性接收和存储。地面接收机接收GPS卫星发送的实时性信号，配合数据处理获取相关信息，依据卫星广播的星历信息完成定位和导航。需要注意的是，GPS定位系统在较为开阔的环境下定位精准度较高，抗干扰性和保密性较好[2]。

1.2 Cell-ID定位技术

Cell-ID定位技术通过获取目标手机所在的蜂窝小区ID来确定其具体位置，针对移动网络进行针对性跟踪和管理，有效实现识别信号的可控性目标[3]。在技术应用体系内，只要系统能将小区基站设置的中心位置和小区覆盖半径直接发送到终端设备上，就能结合相关信息描述的的内容和关键点有效确定移动终端的位置。

此外，Cell-ID定位技术能实现简单定位和处理，实际的响应速度较快，无须进行网络和移动终端的更改就能大大提升覆盖范围，保证信息传递和数据处理的可靠性。若是基站分布数量不足，则很难有效完成定位控制。为了满足实际需求，需要将定位技术和其他实时性应用要求相结合。

1.3 智能天线AOA技术

智能天线到达角度（Angle of Arrival，AOA）技术是建立2个以上位置点，基于位置点关系建立4～12组天线阵列，有效完成信息交互和共享处理。智能天线AOA技术模式中，天线阵列能确定移动台发送信号相对基站的具体角度，以此打造基站和移动台的直线连接模式，2个线路交汇位置就是待测定移动台的具体坐标。根据智能天线AOA技术本身的特点，建立2个基站就能完成定位管理[4]。

1.4 UWB技术

超宽带（Ultra Wide Band，UWB）技术主要是借助发送和接收纳秒级及以下极窄脉冲信号的短程通信技术模式，实现无线数据的传输和高速处理，建立完整的数据信息节点控制体系，以保证相关技术内容和应用效果满足预期，减少信息操作不当造成的延时。UWB技术具有带宽较宽、抗干扰能力较强等优势，能大大提升信号传递的安全性和规范性，保证无线通信系统定位技术处理控制水平能满足应用标准。基于UWB定位模式能利用到达时间差（Time Difference Of Arrival，TDOA）完成信息的汇总，将定位精度优化到厘米级。

1.5 RFID定位技术

射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）定位主要是借助无线电信号对标签信息进行识别处理，以便实现身份辨认。在技术处理环节，借助位置感知和信号强度分析等方式获取更加直观的数据，通过位置感知方式匹配跟踪对象RFID标签的相关内容，从而完成标签读取器的部署处理[5]。一旦跟踪对象进入到感知范围内，则利用RFID射频识别定位就能实现跟踪对象位置信息的实时性管理。与此同时，结合接收信号强度指示（Received Signal Strength Indication，RSSI）和接收信号强弱水平测定信号点和接收点的距离参数，依据数据进行定位结构和相关内容的测算分析，最大程度上保证测定结果的准确性。

2 无线通信系统定位技术的具体应用

无线通信系统定位技术的应用主要集中在室内和室外，依据不同场景的具体需求选取相匹配的技术内容和应用控制模式，打造更加完整且规范的应用管理平台，保证通信系统定位管理控制的规范性和科学性，为整合整体资源结构提供支持，维持良好的定位监督管理效果[6]。

2.1 定位

2.1.1 室内定位

在技术综合发展进程不断加快的时代背景下，室内定位技术逐渐优化和升级。为了满足差异化环境下无线通信室内定位机制的具体需求，需要结合具体场景落实相关工作。室内定位模式的实现主要依托双目测距原理和信息融合算法，在室内固定场所区域搭建对应的信息交互平台，配合技术要求提供位置信息，基于应用平台对产品的类目予以划分和管理。获取产品位置并发送实时性共享指令，用户借助位置信息能寻找到相关产品，并了解其详细参数。

此外，室内定位工作中还可以应用UWB技术实现室内精准定位管理工作，减少冗余信息对定位操作处理造成的影响，匹配可控化信息汇总模式，维持良好的定位控制。

2.1.2 室外定位

室外定位也是无线通信系统定位技术的主要应用领域，以H3CWLAN网络系统管理（Web-based System Management，WSM）项目为例，在实现无线设备实时性定位管理的同时，基于位置建立安全控制模式[7]。

（1）建立无线接入点（Access Point，AP）设备物理位置定位系统，以便实现接入关系的实时性定位。结合无线有线统一管理框架可知，WSM能借助整网拓扑处理模式直观地实现AP设备的定位管理，并配合业务传输路径的应用实现虚拟化的室外定位跟踪管理。利用有源以太网（Power Over Ethernet，POE）交换机接口实现实时性关断，提升整体物理位置定位的准确性和规范性。与此同时，WSM还能实现对Rogue AP的拓扑定位，配合终端学习技术实现交换机接口的实时性管理，有效隔离非法AP，保证AP所处地理位置得以直观展示。

（2）建立无线终端定位模式的同时，实现实时性信息汇总。基于Web站点（Web Site，WS）自身无线终端管理能力较好的优势，能将当前的在线终端和用户在线历史信息等进行汇总处理，配合直观展示的方式读取相应的信号强度、信道内容以及流量等参数，为用户连接AP设备予以支持。此外，WSM还能辅助管理人员完成初始位置的锁定控制，借助用户漫游AP的相关情况了解用户大致的活动范围，实现较为精准的室外定位管理工作[8]。

（3）配合无线通信系统定位技术建立指纹算法定位管理模式，在拓扑参数中完成用户物理位置的定位管理，保证终端实时性跟踪和定位控制工作都能顺利开展。由于WLAN RSS定位模块中会出现跳变的情况，为了满足无线运维管理要求，要对其进行专业定位常见的约束管控。

（4）依据位置信息的应用要求，建立安全控制模式和增值服务模式。WSM应用状态能实现位置信息的准入处理，结合控制区域的设置模式就能对区域客户端进行警告、隔离以及安全管理，拒绝不安全用户访问内部网络，从而建立运动轨迹定位、网络行为分析的控制模式，及时发现安全隐患并及时处理，最大程度上提高无线通信系统定位技术应用的安全性和规范性。此外，WSM的应用还能及时检索高增益天线内容、伪造MAC地址内容等，为边界安全管理提供保障，在降低成本的同时，实现入侵检测和防护定位的集成化管理[9]。

2.2 导航

在无线定位技术全面发展的时代背景下，选取辅助GPS（Assisted GPS，A-GPS）技术体系进行导航处理。结合实际应用需求，借助通信网络基站在远程定位服务器内完成卫星星图、俯仰角等基础信息的汇总，从而保证GPS卫星系统的性能和速度均满足实际标准，提升统筹管控的规范性，为更好地完成导航管理任务提供保障。

2.3 跟踪

利用智能天线AOA技术模式，在障碍物较少的开阔环境中提升定位精度，建立完整的跟踪控制模式。近年来，终端和基站的距离不断增加，跟踪定位的精度受到影响。为了减少多径干扰造成的跟踪信息定位不准确等问题，将智能AOA系统、智能方向天线以及复杂的设备应用模式融合应用于城市蜂窝定位系统，实现合理性跟踪评估[10]。此外，将RFID定位技术应用在材料跟踪管理工作中，配置二维码匹配相应的待跟踪对象，利用标签和部署不同参考信息的方式有效实现对具体材料的跟踪定位，提高规模化部署工作的质量和水平。