基于時間測量值的無線定位算法研究.pdf

1、西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第1頁摘要本論文致力于無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)中基于時間測量值的無線定位算法研究。通過分析國內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀，本文對現(xiàn)有多種定位方法進(jìn)行了分析，基于科學(xué)的定位精度評價指標(biāo)，在多種信道環(huán)境下對現(xiàn)有的基本定位算法進(jìn)行了仿真。妨真結(jié)果表明：Taylor算法和CHAN氏算法的定位精度高且易于實現(xiàn)。搠了詳細(xì)評價這兩種基本定位算法的性能，本文就兩種典型移動通信信道環(huán)境模型(COST259和T1P1)，研究了多種參數(shù)對定位算法的影響

2、，包括蜂窩小區(qū)的大小，參與定位的基站個數(shù)，設(shè)備測量誤差，信道中的NLOS誤差和基站排列方式等等。f仿真結(jié)果表明：Taylor算法和CHAN氏算法在不同環(huán)境和仿真條件下各有猶缺點。然而，為了使定位精度能達(dá)到E911的要求，還需要對基本定位算法進(jìn)行修正和改進(jìn)。戽在上述研究的基礎(chǔ)上，本論文提出了一種新的混合定位算法：TOA，AOA混合定位算法。并在相同的仿真環(huán)境下對TOA／AOA混合定位和TDOA／AOA混合定位進(jìn)行比較。f仿真結(jié)果表明：這種

3、加入了角度測量值的混合定位算法能夠充分利用蜂窩網(wǎng)絡(luò)的信息資源，當(dāng)有較精確的AOA測量值加入時，能顯著地提高定位精度。7、在相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，本文還提出了一種新的數(shù)據(jù)融合方法。f該方法融合了TOA、TDOA、AOA定位和貝葉斯推理等技術(shù)，并結(jié)合上文所提的混合定位算法，利用初步定位結(jié)果的統(tǒng)計特性對定位結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，從而達(dá)到較高的定位精度，提高定位性能。又K關(guān)鍵詞：到達(dá)角度，’到達(dá)時間差，到達(dá)時間i混合定位；數(shù)據(jù)融合，非視距傳播西南交通大

4、學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第l頁第1章緒論無線定位技術(shù)是一種古老而又年輕的技術(shù)。國內(nèi)外的相關(guān)學(xué)者和公司在這一領(lǐng)域進(jìn)行了長期的研究探索“1”。非常傳統(tǒng)的定位技術(shù)和導(dǎo)航是密不可分的，定位通常是指確定地球表面某種物體在某一參考坐標(biāo)系中的位置，導(dǎo)航則是指引導(dǎo)交通工具或其他物體從一個位置移動到另一個位置的過程，這一過程需要精確的定位結(jié)果。目前可以采用的定位方法通常有三種。推算定位(Deadreckoning)、衛(wèi)星定位和地面無線電定位。1、推算定位是一

5、種相對于一個參考點，借助地圖匹配算法確定移動目標(biāo)位置的技術(shù)，適用于對運動目標(biāo)的連續(xù)定位：2、衛(wèi)星定位是利用GPS、GLONASS等衛(wèi)星系統(tǒng)對移動目標(biāo)的自定位；3、地面無線電定位是通過溯量無線電波從發(fā)射機(jī)列接收機(jī)的傳播時間、時間差、相位或褶角等參數(shù)來定位，在蜂窩蹲絡(luò)巾對移動終端的定位通常屬于這一類。本世紀(jì)以來出現(xiàn)的各種地面無線電定位導(dǎo)航系統(tǒng)，如LoranC、Omega、雷達(dá)、Tacan、Vor、DMB以及AVL等，通?？裔槍焖僖苿幽繕?biāo)

6、，如飛機(jī)、艦船、車輛的定位與導(dǎo)航，提供目標(biāo)的位置、距離、速度、運動方向等信息。這些系統(tǒng)都采用了相同或相似的基本定位技術(shù)，其差別主要在于基于不同用途采用不同的無線電頻段和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的用戶設(shè)備(UE)通常懸隨用戶慢速移動的手機(jī)，不僅僅等同予傳統(tǒng)定位技術(shù)的導(dǎo)航功能，蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的無線定位主要提供用戶的位置信息及定位精度估計、時融等轆助信息，對速度、運動方向等信息目前還沒有明確要求。在蜂窩網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)對UE的定位，應(yīng)充分利用蜂窩網(wǎng)絡(luò)已有的系統(tǒng)