定位服務中的通信技術(shù)

吳昊 胡博

摘要：近幾年來，無線通信系統(tǒng)正以驚人的速度成長著。無線技術(shù)已經(jīng)進入了通信、工業(yè)、醫(yī)療、消費應用、物流運輸以及公共安全等領域，其發(fā)展與人民的日常生活息息相關。目前，自組織無線傳感器網(wǎng)絡能提供跟蹤、導航等內(nèi)容的信息服務。而無線網(wǎng)絡的發(fā)展，使得用戶能廣泛地獲得無線信息接。

關鍵詞：定位服務；通信

隨著無線電技術(shù)、移動和網(wǎng)絡技術(shù)應用的發(fā)展，激發(fā)了人們對位置系統(tǒng)的興趣，物理位置也就是定位服務系統(tǒng)受到了極大的關注。定位服務又叫做移動位置服務，目前手機的定位服務功能應用非常廣泛，是一種可以通過電信的網(wǎng)絡獲取手機的位置信息，也就是用戶的實時位置，它在電子地圖的支持下，能為用戶提供一種新型的增值服務業(yè)務，是全球各大運營商公認為繼短信之后的新一輪技術(shù)革命。利用大數(shù)據(jù)的數(shù)學模型，對移動通信網(wǎng)絡數(shù)據(jù)進行精密計算，得到手機位置的經(jīng)緯度坐標，在電子地圖平臺的支持下，就可以得到相應位置。定位技術(shù)的研究成為了最近學術(shù)界的一個熱點。近幾年，很多系統(tǒng)都在盡力解決感知自動位置的問題。在生產(chǎn)、生活的各個領域都用到定位系統(tǒng)。自動目標定位檢測也順應而出。

在人類漫長的歷史發(fā)展中，每一次變革都會給人類帶來經(jīng)久不衰的震撼和深刻的影響。由農(nóng)業(yè)經(jīng)濟向工業(yè)經(jīng)濟轉(zhuǎn)變，蒸汽機與電氣技術(shù)是其推動力量；自世紀年代以來，數(shù)字化、網(wǎng)絡化和信息化趨勢，又一次改變了人類的生產(chǎn)、工作與生活方式，電子和信息革命標志知識經(jīng)濟的到來。知識經(jīng)濟是經(jīng)濟合作與發(fā)展組織提出以知識為基礎的經(jīng)濟的概念。

以知識為基礎的經(jīng)濟強調(diào)在未來社會人力資本和知識是經(jīng)濟發(fā)展的核心。1902年，Heaviside為了解釋無線電波的反射而假設有“導電層”存在；1925年，Appleton首先利用地波與天波干涉法 證明了電離層的存在；1926年，Breit測量了電離層垂直反射無線電脈沖的傳播時間。這樣，電離層從發(fā)現(xiàn)開始就和電磁波傳播結(jié)下不解之緣。

目前手機定位只有兩種，一種是類似于GPS定位，要手機硬件支持，還要有衛(wèi)星信號，特定的手機才有這個功能，并且定位信息只有在手機上才能看到。另一種是運營商根據(jù)手機反饋上來的信息，查到手機所占用的小區(qū)，基站也就是平時見到的信號塔，由于每個信號塔都是有編號的，可以判斷用戶的所在地，精確到10米左右。這種定位不需要用戶授權(quán)，就能查看位置信息，而且不需要安裝任何硬件或軟件。隨著人們生活水平的提高，出行坐車成為日常生活中不可缺少的一部分。而乘往目的地的線路需要隨時掌握，為了能在手機上隨時查詢交通線路，針對基于位置可以查詢路線等。包括公交、地鐵線路、地圖的查詢、指南針以及道路交通擁堵情況的查詢。

目前常用的定位技術(shù)有以下兩種：一種是利用時間到達原理，另一種是到達角定位原理。圖1是利用時間到達原理，圖2是到達角定位原理。圖1中利用3個基站所在位置接收到信息的不同時間，可以確認手機的位置。圖2是采用到達角定位原理，利用三個天線陣收到的信息來確認手機的位置。

全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)設備技術(shù)改造旨在對現(xiàn)有系統(tǒng)進行軟硬件升級改造，主要工作內(nèi)容包括以下方面：

1.提高全球衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)速傳輸速率。一是對非洲（中東、中非、南部非洲、中亞區(qū)域）的衛(wèi)星廣播數(shù)據(jù)速率由現(xiàn)在的256Kbps提高到2Mbps，使系統(tǒng)信息廣播傳輸能力提高4倍。二是對亞太區(qū)域，包括中國大陸及中國周邊、東南亞、亞太區(qū)域的衛(wèi)星廣播數(shù)據(jù)速率由現(xiàn)在的3.2Mbps提高到8Mbps，使系統(tǒng)信息廣播傳輸能力提高3倍。形成XXX強大的新聞信息全球衛(wèi)星廣播網(wǎng)絡。

2.更新全球衛(wèi)星定位基帶設備，建立標準的DVB/IP廣播系統(tǒng)利用現(xiàn)有的天線及射頻系統(tǒng)，采用標準的衛(wèi)星廣播DVB/IP技術(shù)，更新改造全球衛(wèi)星廣播網(wǎng)基帶設備，包括DVB—S調(diào)制器、IP封裝機、高性能復用器等，選用低成本標準的國產(chǎn)IRD代替原設備，降低用戶端設備投資。采用IPCA進行IP數(shù)據(jù)加密，提供用戶授權(quán)信息和用戶管理。主站所要進行衛(wèi)星廣播網(wǎng)基帶設備更新改造的設備包括高速衛(wèi)星網(wǎng)和低速衛(wèi)星網(wǎng)兩套。

3.衛(wèi)星接收端用戶技術(shù)改造。對海內(nèi)外用戶需要更換衛(wèi)星接收機、終端微機及部分衛(wèi)星天線和高頻頭，并進行設備、接收軟件的安裝和調(diào)試。

目前市場上典型的一套短距離無線通信系統(tǒng)，一般都由一個無線發(fā)射器和一個無線接收器組成。無線發(fā)射器包括數(shù)據(jù)源、調(diào)制器、源、功率放大器、天線和電源。無線接收器包括數(shù)據(jù)接收電路、解調(diào)器、譯碼器、低噪聲放大器、天線和電源。無線網(wǎng)絡是利用無線電射頻或紅外線等無線傳輸媒體與技術(shù)構(gòu)成的通信網(wǎng)絡系統(tǒng)。

就目前而言，已經(jīng)出現(xiàn)了幾種主要的短距離無線通信技術(shù)：無線局域網(wǎng)、藍牙、超寬頻以及近距離無線傳輸?？煽啃愿?，建網(wǎng)快速，便捷，可移動性好，網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)彈性化，組網(wǎng)靈活?；诘亩嘀悄軝C器人無線通信系統(tǒng)的硬件平臺研究廠商進入該領域門濫較低，不用耗費大師資金，節(jié)約了成本。