WCDMA系统的三大主要移动定位技术简介

3G除了在带宽方面比2G有了明显的提高之外，还可以支持更加丰富的移动增值业务。其中移动

定位业务就是其中之一。仅在WCDMA系统中,就有三种主要技术可以实现移动定位。包括基于CELLID

(小区识别)的定位技术、OTDOA(ObservedTimeDifferenceOfAr rival)定位技术和网络辅助的GPS定

位技术。
    基于CELLID的定位技术

    基于CELLID的定位技术是一种最基本的定位方法，适用于所有的蜂窝网络。它不需要移动台提

供任何定位测量信息，也无须对现网进行改动，只要在网络侧增加简单的定位流程处理即可，因而

最容易实现。目前这种定位技术已经在各移动网络中广泛使用。它的定位原理很简单：网络根据移

动台当前服务基站的位置和小区覆盖来定位移动台。若小区为全向小区，则移动台的位置是以服务

基站为中心，半径为小区覆盖半径的一个圆内；若小区分扇区，则可以进一步确定移动台处于某扇

区覆盖的范围内。

    显而易见，这种定位方法的精度完全取决于移动台所处小区的大小，从几百米到几十公里不等

。在农村地区，小区的覆盖范围很大，所以 CELL-ID的定位精度很差。而城区环境的小区覆盖范围

较小，一般小区半径在1～2km，对于繁华的城区，有可能采用微蜂窝，小区半径可能到几百米，此

时CELL-ID的定位精度将相应提高为几百米。

    由于CELL-ID 定位不需要移动台的定位测量，并且空中接口的定位信令传输很少，所以定位响

应时间较短，一般在3s以内。

    OTDOA技术

    OTDOA(ObservedTimeDifferenceOfAr rival)是一种应用于3G网络下的定位方式。在GSM网络中

也有类似的定位方法，称为E-OTD (EnhancedObservedTimeDifference)。这种定位方法的基本原理

是：移动台测量不同基站的下行导频信号，得到不同基站下行导频的TOA( TimeofArrival，到达时

刻)，即所谓的导频相位测量。 根据该测量结果并结合基站的坐标，采用合适的位置估计算法，就

能够计算出移动台的位置。实际的位置估计算法需要考虑多基站(3个或3个以上)定位的情况，因此

算法要复杂很多。一般而言，移动台测量的基站数目越多，测量精度越高，定位性能改善越明显。

    使用这种方法，需要移动台所测量的基站同时发出下行导频信号。因此，网络中的所有基站必

须实现时间同步。一般可通过在基站安装GPS接收机或连接到时间同步网来实现基站的同步。

    OTDOA的定位精度相比 CELLID方法要高，但它的精度受到环境的影响，在郊区和农村可以将移

动台定位在10～20米范围内；在城区由于高大建筑物较多，电波传播环境不好，信号很难直接从基

站到达移动台，一般要经过折射或反射，下行导频信号的 TOA也就出现了误差，因此定位精度会受

到影响，定位范围为100～200米。一般情况OTDOA定位响应时间在3～6s之间。

    网络辅助的GPS定位

    A-GPS(AssistedGlobalPositioningSys tems) 是网络辅助的GPS定位的简称，这种方法需要网

络和移动台都能够接收 GPS信息。它的基本原理是：网络向移动台提供辅助GPS信息，包括GPS伪距

测量的辅助信息( 例如GPS捕获辅助信息、GPS定位辅助信息、GPS灵敏度辅助信息、GPS卫星工作状

况信息等)和移动台位置计算的辅助信息(例如GPS历书以及修正数据、GPS星历、GPS导航电文等)，

利用这些信息，移动台可以很快捕获卫星并接收到测量信息，然后将测量信息发送给网络中的定位

服务中心，由它计算出移动台当前所处的位置。由于位置计算是在网络上完成的，移动台的 GPS接

收实现复杂度大大降低，并能够降低功耗。

    在开阔的环境中，如城郊或乡村，多径和遮挡是可以忽略的，A-GPS的定位精度能够达到10m左

右甚至更优；如果移动台处于城区环境，无遮挡并且多径不严重，定位精度将在 30～70m之间；如

果移动台在室内或其他多径和遮挡严重的区域，此时移动台难以捕获到足够的卫星信号，A-GPS 将

无法完成定位，这是它的最大局限性。

    与前两种定位技术相比，A-GPS定位方法的响应时间稍长，在冷启动情况下，A-GPS的定位响应

时间为10s～30s；在正常工作状态下，响应时间为3～10s之间。

    以上介绍的是WCDMAR99中规定的三种基本定位技术，它们可以在不同情况下使用，基于CELLID

的定位方法可以在定位精度要求较低时使用；OTDOA 方法可以在定位精度要求较高并且终端和网络

无GPS接收装置时使用；而网络辅助GPS定位方法则适宜定位精度要求高且终端和网络有 GPS接收装

置时使用。另外，这几种方法可以同时混合使用，以弥补彼此的不足。例如同时使用CELL-ID和OTD

OA技术，就可以在农村和密集城区获得较好的定位效果。在WCDMA网络商用初期，多数终端没有GPS

设备，而且定位业务种类不丰富，网络将主要利用前两种方法提供定位业务；随着网络的发展和成

熟，网络辅助的 GPS定位技术的应用将会有所增加，网络将同时使用多种定位技术在不同情况下为

不同的应用和不同的用户提供定位服务。