蜂窝移动通信系统单基站定位技术研究

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1、西南交通大学硕士学位论文蜂窝移动通信系统单基站定位技术研究姓名：赵鸣翔申请学位级别：硕士专业：通信与信息系统指导教师：邓平20090601西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要长期以来，对无线网络无线定位技术的研究，都是围绕两个核心问题：一个是在复杂多变的无线信道环境中如何获得尽可能准确的TOA、TDOA、AOA、RSSI等电波特征测量值，另一个则是设计出可靠、有效的定位方案、方法及高精度的定位处理算法。本文的主要研究是蜂窝网络通信系统的单基站混合定位和跟踪技术。同时为了提高定位精度和稳定性j对与之相关的几个重要问题的进行研究，如非视距误差抑制、数据融合技术、扩展卡尔曼滤

2、波、采用MIMO天线阵列测量AOA和AOD等，提出了一些新的思路以及传统定位方案的改进。本文主要内容如下：1、研究了TOA／AOA单站混合定位技术，介绍了如何获取AOA和TOA测量值，在此基础上采用Wylie和卡尔曼滤波两种方法抑制NLOS观测误差。同时，研究了一种引入RSS场强观测值的数据融合算法，通过仿真证明该算法能进一步改善定位精度。最后研究了一种利用TOA、AOA和AOA变化率定位目标的单站定位法，使用扩展卡尔曼滤波对移动目标进行跟踪和速度估计，并通过仿真比较了不同条件下的卡尔曼滤波性能。2、研究了CDMA网络系统的单站TDOA／AOA定位算法。通过可移动、载有阵列

3、天线和GPS装置的单台定位设备进行移动台被动定位，建立新的TDOA／AOA混合定位数学模型，利用泰勒级数展开的最小二乘法求解并在此基础上推导扩展卡尔曼滤波的定位算法，最后通过仿真表明，后者具有更高的定位精度。3、研究了一种借鉴近年来出现的一种MIMO信道双向估计方法，对各多径支路进行TOA、AOA、AOD参数测量，利用多条多径参数实现TDOA／AOA／AOD混合定位。推导了它的卡尔曼滤波模型，并通过仿真对比两种算法的性能。关键词：单基站混合定位；扩展卡尔曼滤波；数据融合西南交通大学硕士研究生学位论文第1I页AbstractForquitealongtime，research

4、onwirelesslocationtechnologyhasbeendevelopedbasedOiltwokeyquestions：Oneishowtoacquiresignalcharacteristicmeasuredvaluesfromcomplicatedwirelesschannelenvironmentasaccurateaspossible，theotherisdesigningdependableandavailablelocationschemes，methodsandhigh-precisionalgorithms．Inthisthesis．main

5、researchisfocusedonhybrid10cationandtrackingtechniquesbasedonsinglebasestationincellularnetworks．Meanwhile，fortheimprovementof10cationaccuracyandstability,therelatedissues．suchasNLOSerrormitigation，datafusion，extendKalmanfiltering，measuringAOAandAODbyMIMOarrayantennas，havebeeninvestigated．

6、Inaddition，someideasandimprovedmethodsfortraditionallocationschemesareproposed．Primarycontentsofthethesisareasfollows：1、TOA／AOAhybridlocationtechnologyisstudied,andhowtoacquiremeasuredAOAandAODisdiscussed．andthenNLOSerrorsaremitigatedbymeansofWylieandKalmanfiltering．Meanwhile，anoveldatafus

7、ionmodelisstudied，inwhichRSSparameterisbroughttoenhanceredundancyandlocationprecision。thentheconclusionistestifiedbysimulationexperiment．In也eend，asinglebaselocationmethodutilmingTOA．AOAandvarianceratioofAOAisstudiedincellularenvironmentandEKFisusedtotracktarge