無線定位演算法

『壹』 AOA指什麼

在物聯網技術領域，AOA普遍的含義是：到達角度測距

到達角度測距(Angle-of-Arrival：AOA)：基於信號到達角度的定位演算法是一種典型的基於測距的定位演算法，通過某些硬體設備感知發射節點信號的到達方向，計算接基站和標簽（終端）的相對方位或角度，然後再利用三角測量法或其他方式計算出未知節點的位置。基於信號到達角度(AOA)的定位演算法是一種常見的無線感測器網路節點自定位演算法，演算法通信開銷低。

AOA原理示意

應用特性：

目前AOA主要應用的技術領域有藍牙、UWB，利用AOA計算方法，可在室內定位應用領域形成較為有效的高精度效果。

AOA的重點優勢是，可利用單基站，進行覆蓋區域內的位置定位識別；

AOA的典型劣勢是，因為利用角度進行計算，所以基站與標簽的相對高度需要較高，一般4米以上較為優，相對高度決定了單基站的覆蓋面積，一般計算方式為：S=π*（2h）²。

未來前景：

AOA具備較為典型的優劣勢，所以在不同應用場景展現的效果具有一定差異。因而，目前市面對於高精度定位，使用較多的，是TOF/TDOA方法，但此類方法，基本配套與UWB使用，AOA配合藍牙使用更有利於其優勢發揮。

『貳』 浜屾″鉤鍧囨硶鐨勭己鐐規湁

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『叄』 移動定位是原理是什麼

目前基於GSM網獲取用戶位置信息（亦稱LBS）的技術主要有以下3種:

1． COO（Cell of Origin）

COO定位技術即基於Cell-ID的定位技術，是美國E911無線定位呼叫的第一階段採用的技術，也是定業務平台首先採用的定位方式。這種技術不需要更改手機或者網路，因此能夠在現存的手機的基礎上構造位置查找系統。它通過採集移動台所處的小區識別號（Cell-ID號）來確定用戶的位置。只要系統能夠採集到移動台所在小區基站在地圖上的地理位置，以及小區的覆蓋半徑，則當移動台在所處小區注冊後，系統就會知道移動台處於哪一小區，當然小區的定位精度取決於其半徑。在城市商業區，COO定位完全能夠滿足要求。

COO技術具體實現又分為兩種：

（1）基於網路的實現方法：伺服器從網元（如MSC/VLR和SGSN）獲得Cell-ID，再由伺服器把Cell-ID翻譯成可以直接應用的經緯度數據。這種方法的好處是手機不需任何改變，只需對現網稍做改動（僅升級交換機軟體）就可支持定位服務。

（2）基於手機的實現方法：手機把它的Cell-ID通過WAP或SMS發給伺服器；伺服器把Cell-ID翻譯成可以直接應用的經緯度數據。這種方法的好處是不需對現網做任何改動，只需手機增加相應功能（如使用STK卡）就可支持定位功能。

2. E-OTD 增強觀測時差技術

E-OTD定位技術是從測量時間差（OTD）發展而來的，OTD指測量時間差，E-OTD指測量的方式。具體實現方式如下：

·手機需要測量至少三個基站的到達測量時間量（OTD值）；

·然後手機把上述OTD測量值上傳到SMLC（SERVING MOBILE LOCATION CENTER），SMLC一般放置在BSC內完成位置計算；

·同時放置在BTS側的LMU（LOCATION MEASUREMENT UNIT）測量基站的參考時間量(RTD)並上傳到SMLC；

·SMLC根據得到的測量時間差（OTD）和參考時間差（RTD）算出幾何時間量（GTD）,GTD=OTD-RTD，由GTD可以計算出手機的位置（通過測量三個 BTS到手機的信號傳輸時間，則可分別確定 三個BTS與手機之間的幾何距離，然後再根據此距離進行計算，最終確定手機的位置）完成定位服務。

上述第三步之所以要考慮測量參考時間量，是因為GSM網基站並不嚴格同步，因此需增加測量基站參考時間量這一環節。

3. AGPS

直接採用GPS接收機定位實現簡單但面臨一個問題，由於在市區內或建築物內一般很難收到衛星發回的GPS信號，無法實現定位，因此引入了A-GPS定位方法。

它的基本思想是通過在衛星信號接收效果較好的位置上設置若干參考GPS接收機，並利用GSM網把接收到的輔助GPS信號發給手機；同時配有GPS計算晶片的手機根據GSM網傳來的GPS數據計算手機位置，這種方法將GPS與GSM網結合，實現一種精度高、定位快的方式--輔助GPS定位。

綜合考慮投入成本、對現網的改變、對手機的要求等因素，目前世界上基於GSM網實現無線定位的技術方案主要採用基於Cell-ID的定位技術，因為這種技術實現簡單靈活，雖然存在精度不太高的缺點，但考慮到大多數服務定位精度要求並不需要太高的背景下，已經可以利用這種技術來實現許多位置服務。

目前基於CDMA網路的定位技術主要有以下幾種：

1. Cell-ID

根據CDMA蜂窩小區概念，由網路側獲取用戶當前所在的Cell信息，然後根據用戶上報的自身所處小區號等參數，獲取用戶當前位置。一般採用的方法是將用戶所處小區的中心點位置估算為用戶當前位置。此法與GSM網的同類方法類似。

2. AGPS

獲取GPS衛星信號作為定位演算法計算參數，確定用戶位置的定位技術。用戶將GPS衛星作為地理位置已知點，把獲得的GPS偽距作為已知點到達未知點的距離來計算自身地理位置。此法同樣在GSM網中也有應用，特點相同，在此不再復述。

3. AFLT

本法是採用用戶接收到的CDMA基站信號來作為參數計算用戶位置的定位技術。CDMA網路中，用戶的導頻集中有多個基站導頻信號，只要用戶可以接收到3個或者3個以上的基站信號，就可以把這些基站作為地理位置已知點，把由基站信號到達時間計算出來的信號傳播距離作為已知點到未知點的距離，根據三邊定位演算法確定用戶位置。此法原理上與GSM網的E-OTD技術類似，但2.5代CDMA網路特別是3G網路是同步的，所以本法比GSM網的類似方法更快捷、准確。

就移動網路定位技術的發展前景而言，混合定位技術應該是最佳的，適於專業應用，此法是衛星定位（GPS或其它）和AFLT等技術的結合，經互相補充正好彌補彼此的不足，是快速、精確定位的最佳方法。當然，對移動通訊用戶而言，這也是最昂貴的方法，目前已有這樣的高端手機產品上市。

『肆』 UWB定位技術是如何實現精確定位的

UWB簡介超寬頻技術是一種新型的無線通信技術，它通過對具有很陡上升和下降時間的沖激脈沖進行直接調制，使信號具有GHz量級的帶寬。它具有對信道衰落不敏感、發射信號功率譜密度低、低截獲能力、系統復雜度低、能提供數厘米的定位精度等優點。在早前被用來應用在近距離高速數據傳輸，近年來國內外開始利用其亞納秒級超窄脈沖來做近距離精確室內定位。

定位原理

UWB的定位原理和衛星導航定位原理很相似。如下圖，天上的衛星坐標為已知，地上的接收設備同時接收到四個衛星信號就能確定自己的位置坐標（平面和高程坐標）。UWB的定位原理就是通過在室內布置4個已知坐標的定位基站，需要定位的人員或者設備攜帶定位標簽，標簽按照一定的頻率發射脈沖，不斷和四個已知位置的基站進行測距，通過一定的演算法精確的計算定位標簽的位置。