CDMA移动定位技术及其精度分析

摘要　本文在介绍CDMA网络定位技术的基础上，分析了CDMA网络不同硬件对定位精度的影响，并给出了解决方法。

关键词　CDMA　位置业务　GPS

1、引言

　　随着移动通信网络逐渐从第二代向第三代演进，CDMA系统依靠其大容量、高速率等特点为越来越多的移动运营商所青睐，中国联通所使用的cdma1x系统就是其中之一。时至今日，移动通信网络提供给用户的不仅仅是简单的语音通信服务，在经历短消息服务的巨大变革之后，移动运营商相继推出了越来越多的移动增值业务：WAP、位置业务、流媒体等。

　　现有的CDMA移动通信网络部署初衷是完成语音通信功能，并没有充分考虑到以后会出现的各种增值业务，导致一些移动增值业务在发展过程中受到网络性能的制约。位置业务作为CDMA移动增值业务的亮点之一，其定位精度就受到了移动网络部件的影响。

2、CDMA移动定位简介

　　移动位置业务(Location Based Services-LBS)，是移动通信网所提供的一种新型的增值业务。该业务通过无线定位技术来获得移动台的位置信息(经纬度、移动速度等)，提供给用户本人、移动通讯网络或者其它外部实体，实现各种与位置相关的业务。

　　位置业务是CDMA系统的特色业务之一。它利用了CDMA系统的几个关键特性，包括由网络提供GPS信息、利用码片时延来确定距离等，这些都是CDMA系统独有的优势。

　　(1)定位算法

　　●三边定位算法：是把用户当前所在位置定义为一个未知点，通过确定三个(也可以用三个以上来提高精度)地理位置已知点，把这些已知点到达未知点的距离作为参数并且获得这些参数。以每个已知点为圆心，通过以这个已知点到达未知点(用户位置)的距离为半径画圆，求得这些圆的交点即为唯一确定的用户位置。采用这种算法最重要的两点就是确定已知点的地理位置和计算出已知点到达未知点的距离。

　　●基于无线信号强度匹配算法：首先采集某地区的无线场强数据，当用户在该地定位时，将用户接收到的场强参数和数据库中以往采集的数据相匹配，确定相关性最大的点为用户位置。

　　(2)定位技术

　　CDMA网络采取的定位技术主要有以下几种：

　　●Cell ID定位技术：根据CDMA蜂窝小区概念，由网络侧获取用户当前所在的Cell信息，然后根据用户上报的自身所处小区号等参数，获取用户当前位置。一般采用的方法是将用户所处小区的中心点位置估算为用户当前位置。

　　●AGPS定位技术：获取GPS卫星信号作为定位算法计算参数，确定用户位置的定位技术。用户将GPS卫星作为地理位置已知点，把获得的GPS伪距作为已知点到达未知点的距离来计算自身地理位置。

　　●AFLT定位技术：使用用户接收到的CDMA基站信号来作为参数计算用户位置的定位技术。CDMA网络中，用户的导频集中有多个基站导频信号，只要用户可以接收到3个或者3个以上的基站信号，就可以把这些基站作为地理位置已知点，把由基站信号到达时间计算出来的信号传播距离作为已知点到未知点的距离，根据三边定位算法确定用户位置。

　　●混合定位技术：混合定位技术同时使用GPS卫星信号和CDMA基站信号参与计算用户位置。

3、影响CDMA定位精度的要素概述

　　根据以上介绍的CDMA定位算法和定位技术，可见很多因素都有可能影响到定位精度：

　　(1)环境因素：定位算法普遍采取的参数如GPS信号、基站信号都是通过无线信道传输，无线信道时变的传输特性在一定程度上会影响信号传输。例如天气因素，大气层折射等因素会严重影响GPS卫星信号的传输；多径传播和非视距传播等因素会严重影响基站信号的到达。

　　(2)算法因素：根据三边算法，需要获得已知点到达未知点的距离，往往这种距离是根据测量已知点发出信号到达未知点的时间，然后用这个时间乘以光速来获取。在获得距离以后，根据画圆获取交点确定为用户位置。由于接收到无线信号的不稳定性和将信号到达时间转化为信号传播距离并且用信号传播距离代替两点间直线距离的不准确性，会导致计算出来的已知点到达未知点距离并不是正确的两点间直线距离。进行三边计算时会出现几个圆没有交点或者有多于一个交点的情况，会在一定程度上影响定位精度。

　　(3)硬件因素：在计算位置时要用到基站信号和GPS卫星信号，还要用到固定点的地理位置，所以如果作为地理位置已知点的基站、GPS卫星的位置存在偏差，会引入误差。移动网络部件对定位精度的影响就属于硬件因素。

　　(4)其它因素：各种噪声和硬件对于无线信号的处理时间、信号在硬件中的传输时间等同样都会影响定位精度。

4、移动网络部件对定位精度的影响

移动网络设计的最初目的是完成语音通信功能，在设计和规划移动网络部件初期并没有充分考虑到