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时间在通信领域的应用

添加时间:2018-05-18 来源:《北斗与GNSS系统概述》 作者:曹 冲
  卫星导航接收机与无线电通信机的结合是自然发生的,这种融合产生的意义是非常深远的。实际上,这是移动计算机(PDA)、蜂窝电话和GPS接收机的系统集成和完美整合。美国的E911和欧洲的E112 明确提出了要求,凡无线报警者,必须同时带有所在位置信息。而且还颁布了相关规定与标准。这无疑大大促进了卫星导航与蜂窝通信的融合。由于GNSS接收机越做越小和功耗越做越低,为两者融合奠定了技术与物质基础。网络协助的A-GPS技术与产品又完美地综合了双方的优势,高通公司(Qualcomm)的快照跟踪(SnapTrack)技术运用在CDMA网络上形成了gpsOne这样的一体化产品,仅在开始投入市场不到一年半的时间内,在日、韩、美市场便销售了1000多万台,据权威机构预测,2003和2004年AGPS手机销售量将分别占全年手机销售总量的5.1%和9.8%。至2008年,全球应用gpsOne手机的用户量已经有2-3亿户。更加值得注意的是,以苹果iPhone为代表的智能移动手机问世,把卫星导航功能直接变成智能手机的标准配置,从而大大地促进了卫星导航的大众化消费市场,仅2015年的智能手机全球销售量达到12.96亿步,年增长率达到10.3%,估计全球带有卫星定位功能的智能手机社会总持有量超过40亿步。
 
  随着移动通信的迅猛发展以及GNSS在各个领域的广泛应用,将GNSS与移动通信相互融合已成为现代信息产业发展的主流技术之一。GNSS技术以其具有精度高、速度快、成本低的特点,已成为目前世界上应用范围最广、实用性最强的大众消费电子设备之一。GNSS定位技术的出现给移动目标的导航提供了高精度的实时定位能力,基于GNSS我们可以实时获取移动目标的位置信息,从而实现移动目标的实时监控。过去由于数据通信的障碍,使GNSS技术的应用受到限制。随着现代通信技术的飞速发展,这一技术上的瓶颈可通过采用移动通信网的相关功能得以解决。目前基于GSM和GPRS、3G/4G与LTE的GNSS定位信息传输系统发展,会对GNSS定位与移动通信的相互结合渗透产生重大影响,将形成综合定位、导航、监控和调度指挥系统。在交通运输行业得到广泛的应用,这一系统的应用大大增加了监控的对象和范围,这也是移动目标服务的必然趋势。系统总体结构可分为2大部分:定位信息的获取与发送(GNSS接收机);定位信息相互传递(形式多样的移动通信系统)。若在移动目标上增加了数字摄像头,系统能将捕获到的移动目标信息经移动终端处理后送至监控中心,以便控制中心能及时掌握移动目标的动态位置信息。今天三大信息产业的互联网、个人移动通信和GNSS的结合,必将对GNSS的发展产生深远的影响,具有GNSS功能的智能移动手机投入商用,并且得到出乎意料之外的大发展就是个明显实例。
 
  在宽带和高速无线电通信中,时间基准是个很重要的参量,在码分多址(CDMA,和WCDMA)通信中,通信传输系统的时间参照和统一问题是件大事,不然会造成误码率的增加。尤其是移动通信已经进入3G/4G/5G发展阶段,信号传输带宽和速率明显增加,所以参考基准时间的精度要求越来越高,而卫星导航是最好的统一时间参考基准,差不多所有的移动基站都有专门的依托卫星导航接收机的时间模块,目前已经逐步从主要使用GPS模块,发展到使用多系统的GNSS模块,我国已经开始使用北斗/GPS兼容时间接收机作为时间参考基准。由于移动通信的无线电基站的数量上数以十万计,或者百万计,所以这是卫星导航时间应用方面一个很大的用户群。
 
  卫星导航要实现大众化应用,必须解决保证任何时候和任何地方都能够实现导航定位,尤其是室内导航定位的问题,其最终的解决办法是与其他多种多样的系统实现相互融合,其中最最重要的则是不同形式的无线电通信系统,特别是蜂窝移动通信电话网络,以及各种各样的无线电局域网和传感器网,如WiFi、Wimax、蓝牙(Bluetooth)、RFID等等,无线电网络不仅可以进行通信,而且能够实现一定的定位功能,是卫星导航的重要互补、填充、后备技术手段,是相辅相成的系统,是解决室内外无缝导航的最佳解决方案。
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