余小俊

（中通服咨詢?cè)O(shè)計(jì)研究院有限公司，江蘇 南京 210019）

0 引 言

基于位置服務(wù)的多元化需求，無論是室內(nèi)還是室外，快速準(zhǔn)確完成移動(dòng)終端位置信息定位管理的業(yè)務(wù)量逐漸增多。為了充分提升位置服務(wù)質(zhì)量和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用性能，要積極整合定位技術(shù)應(yīng)用模式，打造更加科學(xué)合理的信息保護(hù)安全管控機(jī)制，為通信系統(tǒng)定位管理工作的優(yōu)化提供保障。

1 無線通信系統(tǒng)定位技術(shù)

無線通信系統(tǒng)定位技術(shù)指借助Wi-Fi技術(shù)和傳感器等設(shè)備有效建立測(cè)量接收模式，對(duì)接收到的無線電波時(shí)間、幅度、相位等基礎(chǔ)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量分析，結(jié)合具體的算法規(guī)則完成被測(cè)物體的位置判定。通過建立定位、監(jiān)測(cè)、著重等控制模式，保證導(dǎo)航管理、機(jī)器人跟蹤、虛擬現(xiàn)實(shí)以及軍事目標(biāo)定位等基礎(chǔ)工作都能順利開展[1]。

1.1 GPS定位技術(shù)

全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System，GPS）定位是目前應(yīng)用最為廣泛的定位方式，借助工作衛(wèi)星和備用衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)相關(guān)信息的實(shí)時(shí)性接收和存儲(chǔ)。地面接收機(jī)接收GPS衛(wèi)星發(fā)送的實(shí)時(shí)性信號(hào)，配合數(shù)據(jù)處理獲取相關(guān)信息，依據(jù)衛(wèi)星廣播的星歷信息完成定位和導(dǎo)航。需要注意的是，GPS定位系統(tǒng)在較為開闊的環(huán)境下定位精準(zhǔn)度較高，抗干擾性和保密性較好[2]。

1.2 Cell-ID定位技術(shù)

Cell-ID定位技術(shù)通過獲取目標(biāo)手機(jī)所在的蜂窩小區(qū)ID來確定其具體位置，針對(duì)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行針對(duì)性跟蹤和管理，有效實(shí)現(xiàn)識(shí)別信號(hào)的可控性目標(biāo)[3]。在技術(shù)應(yīng)用體系內(nèi)，只要系統(tǒng)能將小區(qū)基站設(shè)置的中心位置和小區(qū)覆蓋半徑直接發(fā)送到終端設(shè)備上，就能結(jié)合相關(guān)信息描述的的內(nèi)容和關(guān)鍵點(diǎn)有效確定移動(dòng)終端的位置。

此外，Cell-ID定位技術(shù)能實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單定位和處理，實(shí)際的響應(yīng)速度較快，無須進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)終端的更改就能大大提升覆蓋范圍，保證信息傳遞和數(shù)據(jù)處理的可靠性。若是基站分布數(shù)量不足，則很難有效完成定位控制。為了滿足實(shí)際需求，需要將定位技術(shù)和其他實(shí)時(shí)性應(yīng)用要求相結(jié)合。

1.3 智能天線AOA技術(shù)

智能天線到達(dá)角度（Angle of Arrival，AOA）技術(shù)是建立2個(gè)以上位置點(diǎn)，基于位置點(diǎn)關(guān)系建立4～12組天線陣列，有效完成信息交互和共享處理。智能天線AOA技術(shù)模式中，天線陣列能確定移動(dòng)臺(tái)發(fā)送信號(hào)相對(duì)基站的具體角度，以此打造基站和移動(dòng)臺(tái)的直線連接模式，2個(gè)線路交匯位置就是待測(cè)定移動(dòng)臺(tái)的具體坐標(biāo)。根據(jù)智能天線AOA技術(shù)本身的特點(diǎn)，建立2個(gè)基站就能完成定位管理[4]。

1.4 UWB技術(shù)

超寬帶（Ultra Wide Band，UWB）技術(shù)主要是借助發(fā)送和接收納秒級(jí)及以下極窄脈沖信號(hào)的短程通信技術(shù)模式，實(shí)現(xiàn)無線數(shù)據(jù)的傳輸和高速處理，建立完整的數(shù)據(jù)信息節(jié)點(diǎn)控制體系，以保證相關(guān)技術(shù)內(nèi)容和應(yīng)用效果滿足預(yù)期，減少信息操作不當(dāng)造成的延時(shí)。UWB技術(shù)具有帶寬較寬、抗干擾能力較強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，能大大提升信號(hào)傳遞的安全性和規(guī)范性，保證無線通信系統(tǒng)定位技術(shù)處理控制水平能滿足應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)?；赨WB定位模式能利用到達(dá)時(shí)間差（Time Difference Of Arrival，TDOA）完成信息的匯總，將定位精度優(yōu)化到厘米級(jí)。

1.5 RFID定位技術(shù)

射頻識(shí)別（Radio Frequency Identification，RFID）定位主要是借助無線電信號(hào)對(duì)標(biāo)簽信息進(jìn)行識(shí)別處理，以便實(shí)現(xiàn)身份辨認(rèn)。在技術(shù)處理環(huán)節(jié)，借助位置感知和信號(hào)強(qiáng)度分析等方式獲取更加直觀的數(shù)據(jù)，通過位置感知方式匹配跟蹤對(duì)象RFID標(biāo)簽的相關(guān)內(nèi)容，從而完成標(biāo)簽讀取器的部署處理[5]。一旦跟蹤對(duì)象進(jìn)入到感知范圍內(nèi)，則利用RFID射頻識(shí)別定位就能實(shí)現(xiàn)跟蹤對(duì)象位置信息的實(shí)時(shí)性管理。與此同時(shí)，結(jié)合接收信號(hào)強(qiáng)度指示（Received Signal Strength Indication，RSSI）和接收信號(hào)強(qiáng)弱水平測(cè)定信號(hào)點(diǎn)和接收點(diǎn)的距離參數(shù)，依據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行定位結(jié)構(gòu)和相關(guān)內(nèi)容的測(cè)算分析，最大程度上保證測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2 無線通信系統(tǒng)定位技術(shù)的具體應(yīng)用

無線通信系統(tǒng)定位技術(shù)的應(yīng)用主要集中在室內(nèi)和室外，依據(jù)不同場(chǎng)景的具體需求選取相匹配的技術(shù)內(nèi)容和應(yīng)用控制模式，打造更加完整且規(guī)范的應(yīng)用管理平臺(tái)，保證通信系統(tǒng)定位管理控制的規(guī)范性和科學(xué)性，為整合整體資源結(jié)構(gòu)提供支持，維持良好的定位監(jiān)督管理效果[6]。

2.1 定 位

2.1.1 室內(nèi)定位

在技術(shù)綜合發(fā)展進(jìn)程不斷加快的時(shí)代背景下，室內(nèi)定位技術(shù)逐漸優(yōu)化和升級(jí)。為了滿足差異化環(huán)境下無線通信室內(nèi)定位機(jī)制的具體需求，需要結(jié)合具體場(chǎng)景落實(shí)相關(guān)工作。室內(nèi)定位模式的實(shí)現(xiàn)主要依托雙目測(cè)距原理和信息融合算法，在室內(nèi)固定場(chǎng)所區(qū)域搭建對(duì)應(yīng)的信息交互平臺(tái)，配合技術(shù)要求提供位置信息，基于應(yīng)用平臺(tái)對(duì)產(chǎn)品的類目予以劃分和管理。獲取產(chǎn)品位置并發(fā)送實(shí)時(shí)性共享指令，用戶借助位置信息能尋找到相關(guān)產(chǎn)品，并了解其詳細(xì)參數(shù)。

此外，室內(nèi)定位工作中還可以應(yīng)用UWB技術(shù)實(shí)現(xiàn)室內(nèi)精準(zhǔn)定位管理工作，減少冗余信息對(duì)定位操作處理造成的影響，匹配可控化信息匯總模式，維持良好的定位控制。

2.1.2 室外定位

室外定位也是無線通信系統(tǒng)定位技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域，以H3CWLAN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)管理（Web-based System Management，WSM）項(xiàng)目為例，在實(shí)現(xiàn)無線設(shè)備實(shí)時(shí)性定位管理的同時(shí)，基于位置建立安全控制模式[7]。

（1）建立無線接入點(diǎn)（Access Point，AP）設(shè)備物理位置定位系統(tǒng)，以便實(shí)現(xiàn)接入關(guān)系的實(shí)時(shí)性定位。結(jié)合無線有線統(tǒng)一管理框架可知，WSM能借助整網(wǎng)拓?fù)涮幚砟Ｊ街庇^地實(shí)現(xiàn)AP設(shè)備的定位管理，并配合業(yè)務(wù)傳輸路徑的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)虛擬化的室外定位跟蹤管理。利用有源以太網(wǎng)（Power Over Ethernet，POE）交換機(jī)接口實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)性關(guān)斷，提升整體物理位置定位的準(zhǔn)確性和規(guī)范性。與此同時(shí)，WSM還能實(shí)現(xiàn)對(duì)Rogue AP的拓?fù)涠ㄎ?，配合終端學(xué)習(xí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)交換機(jī)接口的實(shí)時(shí)性管理，有效隔離非法AP，保證AP所處地理位置得以直觀展示。

（2）建立無線終端定位模式的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)性信息匯總?；赪eb站點(diǎn)（Web Site，WS）自身無線終端管理能力較好的優(yōu)勢(shì)，能將當(dāng)前的在線終端和用戶在線歷史信息等進(jìn)行匯總處理，配合直觀展示的方式讀取相應(yīng)的信號(hào)強(qiáng)度、信道內(nèi)容以及流量等參數(shù)，為用戶連接AP設(shè)備予以支持。此外，WSM還能輔助管理人員完成初始位置的鎖定控制，借助用戶漫游AP的相關(guān)情況了解用戶大致的活動(dòng)范圍，實(shí)現(xiàn)較為精準(zhǔn)的室外定位管理工作[8]。

（3）配合無線通信系統(tǒng)定位技術(shù)建立指紋算法定位管理模式，在拓?fù)鋮?shù)中完成用戶物理位置的定位管理，保證終端實(shí)時(shí)性跟蹤和定位控制工作都能順利開展。由于WLAN RSS定位模塊中會(huì)出現(xiàn)跳變的情況，為了滿足無線運(yùn)維管理要求，要對(duì)其進(jìn)行專業(yè)定位常見的約束管控。

（4）依據(jù)位置信息的應(yīng)用要求，建立安全控制模式和增值服務(wù)模式。WSM應(yīng)用狀態(tài)能實(shí)現(xiàn)位置信息的準(zhǔn)入處理，結(jié)合控制區(qū)域的設(shè)置模式就能對(duì)區(qū)域客戶端進(jìn)行警告、隔離以及安全管理，拒絕不安全用戶訪問內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，從而建立運(yùn)動(dòng)軌跡定位、網(wǎng)絡(luò)行為分析的控制模式，及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患并及時(shí)處理，最大程度上提高無線通信系統(tǒng)定位技術(shù)應(yīng)用的安全性和規(guī)范性。此外，WSM的應(yīng)用還能及時(shí)檢索高增益天線內(nèi)容、偽造MAC地址內(nèi)容等，為邊界安全管理提供保障，在降低成本的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)入侵檢測(cè)和防護(hù)定位的集成化管理[9]。

2.2 導(dǎo) 航

在無線定位技術(shù)全面發(fā)展的時(shí)代背景下，選取輔助GPS（Assisted GPS，A-GPS）技術(shù)體系進(jìn)行導(dǎo)航處理。結(jié)合實(shí)際應(yīng)用需求，借助通信網(wǎng)絡(luò)基站在遠(yuǎn)程定位服務(wù)器內(nèi)完成衛(wèi)星星圖、俯仰角等基礎(chǔ)信息的匯總，從而保證GPS衛(wèi)星系統(tǒng)的性能和速度均滿足實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)，提升統(tǒng)籌管控的規(guī)范性，為更好地完成導(dǎo)航管理任務(wù)提供保障。

2.3 跟 蹤

利用智能天線AOA技術(shù)模式，在障礙物較少的開闊環(huán)境中提升定位精度，建立完整的跟蹤控制模式。近年來，終端和基站的距離不斷增加，跟蹤定位的精度受到影響。為了減少多徑干擾造成的跟蹤信息定位不準(zhǔn)確等問題，將智能AOA系統(tǒng)、智能方向天線以及復(fù)雜的設(shè)備應(yīng)用模式融合應(yīng)用于城市蜂窩定位系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)合理性跟蹤評(píng)估[10]。此外，將RFID定位技術(shù)應(yīng)用在材料跟蹤管理工作中，配置二維碼匹配相應(yīng)的待跟蹤對(duì)象，利用標(biāo)簽和部署不同參考信息的方式有效實(shí)現(xiàn)對(duì)具體材料的跟蹤定位，提高規(guī)?；渴鸸ぷ鞯馁|(zhì)量和水平。

3 結(jié) 論

隨著無線通信系統(tǒng)定位技術(shù)的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，基于技術(shù)手段建立實(shí)時(shí)性跟蹤、定位、導(dǎo)航等體系，在發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，打造更加科學(xué)合理的定位控制模式，確保實(shí)時(shí)性管理場(chǎng)景控制質(zhì)量和控制效果最優(yōu)化。