蜂窝移动电话定位系统的时间同步

《蜂窝移动电话定位系统的时间同步》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、蜂窝移动电话定位系统的时间同步金慧琴周新力海军航空工程学院大马路1号403教研室（264001）jhq@public.ytptt

2、，接话方可根据用户号码，获得用户的准确位置，从而可以快速准确地处理这类事件。然而，由于现有移动通信网不能提供呼叫者的位置，对及时处理这类事件有很大的局限性，因此，蜂窝移动通信网络对拨打紧急呼叫电话的用户具有定位能力是非常有意义的°2蜂窝移动电话系统的定位方案动电话系^^基需动电刚植于网络定2」基于移动电话的定位方案基于移动电话的定位方案如图1所示，移动用户接收不同基站的信号，通过测量TDOA进行运算定位。这种系统要求对现有蜂窝网作必要改进，各个基站之间必须同步。同步信号图1基于移动电话的定位2.2基于网络的定位方案基于网络的定位系统如图2所示，由不同的基站接收

3、移动用户发射的信号，进行参数测量.实现对移动用户的定位，在基站中增加定位接收单元，处理来自移动用户业务信道的突发信息，以进行TOOA测量并送往定位中心站，计算TDOA值，求解定位点「要进行精确的TDOA测量和定位，基站之间必须同步。如果移动用户能检测、锁定来自3个基站的信号,就可以实现对移动用户的定位估计。同步信号图2基于网络的定位方案因此，无论是基于移动电话的定位方案还是基于网络的定位方案，系统的基站的时间之间都必须准确同步。3TOOA定位原理和基站间的时间同步TDOA是通过测出电波从发射机传播到多个接收机的传播时间差来确定目标移动用户的位置.通过检测电波到

4、达两个接收机的时间差，而不是由到达的绝对时间来确定移动用户的位置。发射机必定位于以两个接收机为焦点的双曲线方程上，确定发射机的二维位置坐标需要建立两个以上双曲线方程，两双曲线的交点即为发射机的二维位置坐标。TDOA定位方式可在现有手机上实现，手机无需作任何改动。具体实现步骤:（1）要定hi=1位的手机发出一已知信号，三个或多于三个基站同时接收该信号，已知信号是手机执行异步切换时发出的接入突发信号。（2）各基站得到信号到达时的绝对GPS时间后，可得到相对时间差。（3）根据前两步的信息，移动定位中心进行两两比较，计算突发信号到达的时间差，得出精确位置。在知道基站的

5、地理位置和各基站之间的时间偏移量的前提下，通过三角计算■■1¥1就可得岀手机精确位置由此可见，对于通过测量信号到达的时间差进行定位的系统.都需要对基站进行时间同步.否则会引入较大的定位误差。传统的时间同步方法有三种：自由同步、主从同步和转发同步。自由同步一般采用原子钟*具有髙精度、不受干扰的优点，但是设备复杂，价格昂贵。主从同步是主台发射信号，副台收到主台信号并经过一定延迟后发射信号，采用锁相环技术，具有一定的抗干扰能力。转发同步是副台直接转发主台发射的信号，受传播路径影响，干扰较严重。如果在系统中采用主从同步或转发同步的时间同步方法，虽然成本很低•但是定位精

6、度不够，而采用GPS时间同步技术可以解决蜂窝移动电话定位系统的时间同步问题。4GPS时间同步技术LI利用GPS同步具有精度高、方法简便，可全球连续、实时进行等优点，GPS时间同步所能达到的准确度与所采用的方法有很大关系，在一些特定的条件下采用合适的同步方式，可以大大改善时间同步的准确度。下面介绍几种主要的GPS时间同步方法。4.1单站法时间同步1¥1Til如果基站的位置已知，卫星位置由GPS接收机所获得的卫星导航电文求得，因此可计算卫星至用户接收机的距离。从而，计算出卫星发射信号的电波传播延迟。另外，由导航电文可获得信号发射时刻的卫星钟时间。把发射信号时刻的卫

7、星钟时间加上电波传播延迟，就可以确定在接收时刻的卫星钟时间。用导航电文中卫星钟修正参数，并根据预先在接收机中存储的星钟修正模型，对上述卫星钟时间进行修正口修正后的卫星钟时间就是GPS系统时间。为了校正用户本地钟的时间，把用户钟输出信号简单地与GPS系统时间比较，得出本地钟与GPS系统时的时差.用此时差校准本地钟时间，即可同步。因为GPS卫星昼夜向全球发射信号，卫星钟的时间都同步于GPS系统时间，所以分散在全球的用户钟都可将它们的时间同步到GPS系统时间上。由于用户的位置已知，授时接收设备不需求解位置。授时接收设备是无源的，用户不发射信号，也不需要进行通信，因此

8、只需接收一颗卫星信号可满足要求。这种方