無線定位系統通常利用電波傳達時間(Time of Arrival, TOA)，電 波傳達時間差(Time Difference of Arrival, TDOA)，電波訊號強度 (Signal Strength)及電波入射角度(Angle of Arrival, AOA)等無線訊號 量測作為定位時的參考變數，將行動台的位置定出來，其基本原理是
R2 =(T2−T0)×C (2.2) R3 =(T3−T0)×C (2.3)
同樣的，我們亦可以推斷行動台應處在 BS2 與 BS3 所圍成的圓 上，將上述所推導三個圓的交點就是行動台的位置，如圖 2-1 所示。
圖 2-1 以抵達時間作為參考變數之定位法
而此定位方法會因視線波被障礙物阻擋時，訊號必須由反射或繞 射來傳播這種現象稱為非視線(Non-Line of Sight, NLOS)傳播，它會造 成訊號傳播時間的延遲，此時上述的三圓就不會交於一點而會是一個 區域，它將會造成定位的誤差，如圖 2-2 所示。其中:
R_ 1=R1+α1C (2.4)
R_ 2=R2+α2C (2.5) R_ 3=R3+α3C (2.6)
_1
R 、R_ 2、R_ 3為各基地台量測距離，R1、R2、R3為行動台到各基 地台實際距離，α1、α2、α3為行動台到各基地台的延遲時間。
圖 2-2 非視線傳播下行動台可能出現的區域
2.2 TDOA 定位法
TDOA 是測量訊號由行動台到達兩個基地台的時間差，換成幾何 位置來看行動台到兩基地台的距離差會成一個雙曲線如下式所表示:
2 2 2
12 1 2 1 1 2 2
R =(t −t ) C× = (X −x) +(Y −y) − (X −x) +(Y −y)2 (2.7) 其中 和 分別是行動台到達基地台的時間，t1 t2 C是光速，(X Y1, )1 和
2 2
(X Y, )分別是基地台的位置，而行動台位置就落於這雙曲線上的任一
點。若要定出行動台的位置至少需要三個基地台間任意兩條由 TDOA 所構成的雙曲線來決定[8]，而行動台就位於此兩條雙曲線的交點，
如圖 2-3 所示:
圖 2-3 利用時間差異為資訊的定位方法
然而此 TDOA 定位法仍然會由於多重路徑傳播所造成定位上的 誤差，此時行動台位置已不會落在兩雙曲線上的交點，而是會形成一 個區域，如圖 2-4 所示:
2.3 訊號強度定位法
訊號強度定位法是利用通道傳播模型去描述路徑損耗對於距離 的衰減情形。欲利用此一資訊進行定位，需事先建構該環境的傳播損 失模型，才能藉由訊號強度的衰減來決定行動台和基地台的距離，該 行動台位置應位於以對應基地台為圓心預估距離為半徑所畫的圓 上，如所以說需要至少有三個基地台方能進行定位，下圖(圖 2-5)顯 示利用三個基地台對應預估半徑(在自由真空環境中)分別畫的三個 圓之交點即為行動台之預估位置。
圖 2-5 三圓交點即為行動台預估位置，各圓以基地台位置為圓心，利 用傳播損失推估距離為半徑
其中 R1、R2 及 R3 分別代表利用通道傳播模型及 BS1,BS2 及 BS3
log-distance model 作為室內傳播模型[9]，可推出個別的傳播距離:
2.4 入射角度定位法
基地台利用陣列天線接收從行動台所發射的訊號，透過陣列訊號 處理算出訊號抵達基地台的入射角度，要決定行動台的位置至少需要 兩個以上的基地台提供入射角(AOA 值)的資訊，如圖 2-7 所示。
圖 2-7 用角度的資訊來定位
然而由於受到區域散射和非視線傳播影響，使的訊號的入射角度 改變而造成定位的誤差，如圖 2-8 所示，圖中因為基地台(BS1)的視 線波被障礙物阻擋，訊號經由反射到達基地台，基地台誤判入射角為
'
θ
1，進而將手機的位置預估在MS'。
圖 2-8 非視線傳播造成 AOA 定位誤差