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時間在通信領域的應用

添加時間:2018-05-18 19:03:53 來源:《北斗與GNSS系統概述》
  衛星導航接收機與無線電通信機的結合是自然發生的,這種融合產生的意義是非常深遠的。實際上,這是移動計算機(PDA)、蜂窩電話和GPS接收機的系統集成和完美整合。美國的E911和歐洲的E112 明確提出了要求,凡無線報警者,必須同時帶有所在位置信息。而且還頒布了相關規定與標準。這無疑大大促進了衛星導航與蜂窩通信的融合。由于GNSS接收機越做越小和功耗越做越低,為兩者融合奠定了技術與物質基礎。網絡協助的A-GPS技術與產品又完美地綜合了雙方的優勢,高通公司(Qualcomm)的快照跟蹤(SnapTrack)技術運用在CDMA網絡上形成了gpsOne這樣的一體化產品,僅在開始投入市場不到一年半的時間內,在日、韓、美市場便銷售了1000多萬臺,據權威機構預測,2003和2004年AGPS手機銷售量將分別占全年手機銷售總量的5.1%和9.8%。至2008年,全球應用gpsOne手機的用戶量已經有2-3億戶。更加值得注意的是,以蘋果iPhone為代表的智能移動手機問世,把衛星導航功能直接變成智能手機的標準配置,從而大大地促進了衛星導航的大眾化消費市場,僅2015年的智能手機全球銷售量達到12.96億步,年增長率達到10.3%,估計全球帶有衛星定位功能的智能手機社會總持有量超過40億步。
 
  隨著移動通信的迅猛發展以及GNSS在各個領域的廣泛應用,將GNSS與移動通信相互融合已成為現代信息產業發展的主流技術之一。GNSS技術以其具有精度高、速度快、成本低的特點,已成為目前世界上應用范圍最廣、實用性最強的大眾消費電子設備之一。GNSS定位技術的出現給移動目標的導航提供了高精度的實時定位能力,基于GNSS我們可以實時獲取移動目標的位置信息,從而實現移動目標的實時監控。過去由于數據通信的障礙,使GNSS技術的應用受到限制。隨著現代通信技術的飛速發展,這一技術上的瓶頸可通過采用移動通信網的相關功能得以解決。目前基于GSM和GPRS、3G/4G與LTE的GNSS定位信息傳輸系統發展,會對GNSS定位與移動通信的相互結合滲透產生重大影響,將形成綜合定位、導航、監控和調度指揮系統。在交通運輸行業得到廣泛的應用,這一系統的應用大大增加了監控的對象和范圍,這也是移動目標服務的必然趨勢。系統總體結構可分為2大部分:定位信息的獲取與發送(GNSS接收機);定位信息相互傳遞(形式多樣的移動通信系統)。若在移動目標上增加了數字攝像頭,系統能將捕獲到的移動目標信息經移動終端處理后送至監控中心,以便控制中心能及時掌握移動目標的動態位置信息。今天三大信息產業的互聯網、個人移動通信和GNSS的結合,必將對GNSS的發展產生深遠的影響,具有GNSS功能的智能移動手機投入商用,并且得到出乎意料之外的大發展就是個明顯實例。
 
  在寬帶和高速無線電通信中,時間基準是個很重要的參量,在碼分多址(CDMA,和WCDMA)通信中,通信傳輸系統的時間參照和統一問題是件大事,不然會造成誤碼率的增加。尤其是移動通信已經進入3G/4G/5G發展階段,信號傳輸帶寬和速率明顯增加,所以參考基準時間的精度要求越來越高,而衛星導航是最好的統一時間參考基準,差不多所有的移動基站都有專門的依托衛星導航接收機的時間模塊,目前已經逐步從主要使用GPS模塊,發展到使用多系統的GNSS模塊,我國已經開始使用北斗/GPS兼容時間接收機作為時間參考基準。由于移動通信的無線電基站的數量上數以十萬計,或者百萬計,所以這是衛星導航時間應用方面一個很大的用戶群。
 
  衛星導航要實現大眾化應用,必須解決保證任何時候和任何地方都能夠實現導航定位,尤其是室內導航定位的問題,其最終的解決辦法是與其他多種多樣的系統實現相互融合,其中最最重要的則是不同形式的無線電通信系統,特別是蜂窩移動通信電話網絡,以及各種各樣的無線電局域網和傳感器網,如WiFi、Wimax、藍牙(Bluetooth)、RFID等等,無線電網絡不僅可以進行通信,而且能夠實現一定的定位功能,是衛星導航的重要互補、填充、后備技術手段,是相輔相成的系統,是解決室內外無縫導航的最佳解決方案。
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