蜂窝定位是一种无线电定位,使用无线电波进行传播。现有无线定位系统基本都是采用相同或相似的定位方法和技术,绝大多数都是通过计算目标移动台的位置来定位,计算位置时需要用到的定位参数是通过测量传播于多个基站和移动台之间的定位信号获得。常用的无线定位方法主要有AOA定位、TOA定位、TDOA定位等。 一、AOA定位。 信号到达角度(AOA)定位方法也称方位测量定位方法,是由两个或多个基站接收到移动台的角度信息,然后利用其计算移动台的位置,如图6-9所示。 假设有两个基站BS1和BS2,a1和a2别是移动台MS到两个基站BS1和BS2的达到角度,则：
求解式(6-18),可估算出移动台位置(x,y)。
二、TOA定位。
TOA是基于时间的定位方法,称为圆周定位。它是通过测量两点间电波传播时间来计算移动台的位置。
如果能够获取三个以上基站到移动台的传播时间,那么移动台在以(xi,yi)为圆心,以cti为半径的圆上、就能得出移动台的位置,如图6-10所示。
BS1、BS2、BS2是三个基站,Ri表示基站i与移动台MS之间的直线距离,则移动台应该位于半径为R,、圆心在基站i所在位置的圆周上。记移动台的位置坐标为(x0,y0),基站位置的坐标为(xi,yi),则两者之间满足如下关系。
在实际无线电定位中,已知电磁波在空中的传播速度c,如果能够测得电磁波从移动台到达基站i的时间TOA为ti,则可以求出基站与目标移动台的距离Ri=cti，取i=1,2,3,联立式(6-19)构成三个方程组,可以求得移动台位置坐标(x0,y0)。
三、TDOA定位。
TDOA定位也称双曲线定位,定位原理如图6-11所示。它是利用移动台到达不同基站的时间不同,获取到达各个基站的时间差,建立方程组,求解移动台位置,这种定位要求各个基站时间必须同步。移动台位于以两个基站为交点的双曲线上,通过建立两个以上双曲线方程,求解双曲线交点即可得到移动台的二维坐标位置。
基站与移动台之间距离差通过测量信号从两基站同时出发到达移动台或从移动台出发到达两基站的时间差t21和t31来确定,即R21=R2-R1=c×t21,R31=R3-R1=c×t31,移动台坐标(x0,y0)和基站坐标(xi,yi)(i=1,2,3)之间的关系为：
求解式(6-20)和式(6-21)能获得移动台坐标,然后根据先验信息,消除位置的模糊性,求得移动台的真实位置。TDOA定位法是目前各种蜂窝网络中主要采用的定位方法。
四、混合定位。
混合定位技术就是把各种不同的测量信息和特征值进行融合对移动台进行定位的技术。常见的混合定位技术有TDOA/AOA、TDOA/TOA、TOA/AOA、TDOA/场强定位等。
场强定位的基本原理与到达时间定位原理相似,移动台利用接收到的场强值大小来求解移动台的位置。场强定位容易受到外界周围环境的影响,定位精度不高。
