基于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的移動臺定位算法研究.pdf

1、蜂窩網(wǎng)無線定位，就是指利用現(xiàn)有的無線通信網(wǎng)絡(luò)資源，通過估計移動終端與各基站之間的各信號到達(dá)時間及到達(dá)角度測量值，在網(wǎng)絡(luò)或者移動終端中借助定位算法，確定移動終端的位置。1996年美國FCC(聯(lián)邦通信委員會)發(fā)布的E-911定位標(biāo)準(zhǔn)引發(fā)了無線定位技術(shù)的研究熱潮，無線定位所蘊(yùn)涵的無窮商業(yè)潛力更是成為這項(xiàng)研究的巨大推動力量。 目前，3GPP和3GPP2中的各項(xiàng)通信標(biāo)準(zhǔn)都提出了各自的定位解決方案。中國的TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)也將定位作為一項(xiàng)

2、重要功能。近年來，在定位方面有越來越多的研究及專利成果發(fā)表。 無線定位的實(shí)現(xiàn)主要需要兩大模塊：基于到達(dá)時間、到達(dá)角度等定位測量參數(shù)的估計及定位算法的實(shí)現(xiàn)。首先通過參數(shù)估計算法，從接收信號中提取到達(dá)時間(差)、到達(dá)角度等信息，然后利用相應(yīng)的定位算法求解移動臺的位置。難點(diǎn)在于克服各種信道特性帶來的定位參數(shù)估計誤差，以及根據(jù)估計的定位參數(shù)求解表征移動臺與基站之間幾何位置關(guān)系的非線性方程。 本文對無線定位技術(shù)中的關(guān)鍵問題做了系統(tǒng)

3、研究，提出了新的解決方案。在定位算法方面，提出了一種改進(jìn)的基于卡爾曼濾波的移動臺定位方案。該方案將卡爾曼濾波器運(yùn)用于定位參數(shù)估計中，將NLOS誤差作為卡爾曼濾波器狀態(tài)向量的一部分估計出來，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)測量值的重構(gòu)，經(jīng)過預(yù)處理的測量值輸入到定位算法中取得了很好的定位效果。另一方面，本文提出了一種改進(jìn)的基于交互式多模型(IMM)的移動臺定位方案。該方案設(shè)計了一個含有視距傳播(LOS)環(huán)境、郊區(qū)(Rural)環(huán)境、近郊(Suburban)環(huán)境和城

4、市(Urban)環(huán)境四種模型的模型集來描述移動臺可能的運(yùn)動狀態(tài)，采用基于卡爾曼濾波的IMM平滑算法來正確估計蜂窩網(wǎng)絡(luò)中基站(BS)與移動臺(MS)之間的距離。經(jīng)過性能分析與算法比較，本文提出的兩種算法均適用于NLOS的復(fù)雜環(huán)境，定位成功率及精度都有很大提高。本文還研究了定位系統(tǒng)中的定位測量參數(shù)估計問題，提出了一種基于內(nèi)插陣列變換的均勻圓陣DOA估計算法，該算法能正確地分辨兩相鄰的相干信號源。 最后對全文的研究工作進(jìn)行了總結(jié)，并對