5g|5G定位技术
从2G到4G , 蜂窝网络的定位技术主要有:E-CID、AoA、ToA、TDOA等 。
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E-CID
传统基站分为三个扇区 , 一个扇区对应一个小区 , 每扇区通常120度 , 每个小区都有不同的识别码(Cell ID) 。
由于基站的经纬度是已知的 , 根据Cell ID就可以大致锁定手机的位置 。但一个小区的覆盖范围很大 , 通常几百米到几公里 , 仅基于Cell ID的定位误差非常大 , 所有有了E-CID定位技术 。
E-CID , Enhanced Cell-ID , 指基于Cell ID的增强定位技术 , 包括Cell ID+RTT、Cell+RTT+AoA等 。
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Cell ID+RTT
在Cell ID的基础上增加RTT(Round Trip Time)测量 , 即通过TA(Time Advance , 时间提前量)得出信号从手机到达基站 , 或从基站到达手机的时间 , 再乘以光速(无线信号传播速度)来估算手机与基站之间的距离 。
在Cell ID+RTT的定位方式下 , 可对附近的三个基站进行距离估算来提升定位精准度 。
Cell ID+RTT+AoA
AoA , Angle-of-Arrival , 到达角 , 就是利用手机信号传送至基站的入射角度来进一步确定手机在该区域的位置 。
在Cell ID的基础上 , 增加RTT和AoA辅助可大幅提升定位精准度 。
E-CID , 就是在Cell ID的基础上增加TA、AoA、RSRP、RSRQ等辅助信息来提升定位精准度的定位方法 。
TOA
TOA , Time of Arrival(到达时间) 。
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指通过测量多个基站发送的参考信号到达手机的时间 , 来计算不同基站与手机之间的距离 , 并以该距离为半径分别画一个同心圆 , 再通过定位算法(三边定位算法、最小二乘算法) , 来估算手机位置 。
TDOA
TDOA , Time Difference of Arrival(到达时间差) 。
TOA定位法的缺点在于 , 若基站与手机之间时间不同步 , 双方都不知道信号发送的绝对时间 , 会造成计算和定位误差 。
而TDOA利用相对时间(时间差)来弥补了这一缺点 , 即通过测量手机与附近两个基站的信号到达时间差 , 来计算手机到基站的距离差 。
【5g|5G定位技术】
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从数学的观点看 , 手机的位置必定位于以这两个基站为焦点、以其距离差为定差的双曲线上 。这样一来 , 周围三个或三个以上的基站就能两两形成两条或两条以上的双曲线 , 双曲线的交点就是手机的二维位置坐标 。
上表中的OTDOA、UTDOA和E-OTD属于TDOA定位法 。
A-GNSS
A-GNSS , Assisted GNSS , 即网络辅助的卫星定位系统 。
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A-GNSS需要网络和手机都能接收GNSS信息 。在A-GNSS中 , 网络可以根据终端当前所在的区域 , 确定所在区域上空的GNSS卫星 , 将这些信息提供给终端 , 从而终端可以根据这些信息缩小卫星搜索范围、缩短搜索时间 , 更快的完成可用卫星的搜索过程 。终端快速获得自身的位置后再将位置信息发送到网络的定位服务中心可计算出更精准的位置 。
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