铁路场景无线网络定位技术研究

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1、劣参京】

2、p—，l硕士学位论文铁路场景无线网络定位技术研究ResearchonWirelessNetworkPositioningTechnologyinRailwayScenario作者：赵洪蕾导师：朱刚北京交通大学2013年3月中图分类号：TN929．532UDC：621．39学校代码：10004密级：公开北京交通大学硕士学位论文铁路场景无线网络定位技术研究ResearchonWirelessNetworkPositioningTechnologyinRailwayScenario作者姓名：赵洪蕾导师姓名：朱刚学位类别：工学学科专业

3、：通信与信息系统学号：09120229职称：教授学位级别：硕士研究方向：无线宽带通信与个人通信北京交通大学2013年3月致谢本论文的工作是在我的导师朱刚教授的悉心指导下完成的，朱刚教授严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在此衷心感谢三年来朱刚老师对我的关心和指导。朱刚教授悉心指导我完成了实验室的科研工作，对于我的科研工作和论文都提出了许多的宝贵意见，在学习上和生活上都给予了我很大的关心和帮助，在此表示衷心的感谢。在实验室工作及撰写论文期间，吴荻博士、刘丽娜博士等对我论文中的研究工作给予了热情帮助，还有我的同学姜立娜、郗

4、晓会、程波、王俊平、李绍元在我彷徨的时候给我我继续研究的勇气，在此向他们表达我的感激之情。另外也感谢家人和朋友，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学、lk。北京交通大学硕士学位论文中文摘要摘要：近年来，移动通信技术迅猛发展，而对于移动台位置信息的需求也相应加大。无线网络定位，可以利用现有的通信网络，既可以减小资金投入，又可以获得位置信息。无线网络定位技术，包含基于信号到达时间定位、基于信号到达强度定位、基于信号到达时间差定位、基于信号到达角度定位、基于蜂窝小区标识定位、辅助的GPS定位等。对于铁路系统而言，在安全运营情况下，将旅

5、客或货物能及时、准确地运送到目的地也越发凸显其重要性。因此能够将列车的位置(包括列车行车安全的相关间隔、速度)和运行状态等信息进行实时监控，可以对轨旁设备和车载设备等资源进行分配和故障诊断；同时在通信过程中，结合固定的行车路线，利用此刻用户的位置信息，预测下一时刻用户的位置，基站可以提前预留资源准备切换，不仅可以改善通信质量，还有利于资源管理。本文主要是对TDOA／AOA线性数据融合定位算法的研究。调研分析了无线网络定位技术，包括常见的几种定位技术、误差模型等都进行了讨论，并给出了几种定位精度评价指标。同时，对TDOA、AOA定位的典型

6、算法进行了研究及定位性能进行了仿真分析。随后对数据融合技术进行了讨论，并利用前面的调研分析，结合线性数据融合理论，提出了TDOA／AOA线性数据融合定位算法，并在典型的公网场景下进行了仿真分析。随后讨论了复杂环境下，在进行数据融合时，对AOA定位误差设定了门限值。对AOA定位结果进行了选择判断，提出一种基于数据选择的定位方案，并给出了简单的理论分析。而在铁路场景下，由于小区半径较大，且参与定位的基站数目有限，无线网络定位技术中的定位误差主要来自系统测量误差。本文结合TDOA算法和AOA算法中系统测量误差在定位误差中影响的互补特性，并利用

7、铁轨路径方程，采用TDOA／AOA线性数据融合算法，有效地减小了系统测量误差带来的定位影响，提高了定位精度。在仿真实验中，在不同条件下对三种定位算法进行仿真分析。结果表明，在铁路场景下，本文算法的定位均方根误差要小于TDOA算法和AOA算法，即该数据融合算法具有更好的定位性能。关键词：无线网络定位：TDOA；AOA；数据融合；OSM—R分类号：TN929．532北京交通大学硕士学位论文ABSTRACTABSTRACTABSTRACT：Inrecentyears，withthedevelopmentofmobilecommunicatio

8、ntechnologies，thedemandformobilestationlocationinformtionisincreasing．Basedonwirelessnetworkpositioningtechnologymakesuesoftheexistingcommunicationnetwork，notonlycanreducethefIlndinvestment。butalsocangetthepositioninformation．WirelessnetworkpositioningtechnologMwhichincl

9、udestimeofarrivalpositioning，strengthofarrivalpositioning，timedifferenceofarrivalpositioning，angleofarr