基于天线子阵的移动台定位方法及其性能分析

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1、第Ee卷第E期重庆邮电学院学报fghYEeigYEj??k年j月lgmnophgqrsgotuvotwovxynzv{

2、gq}gz{zpo~!yhy#g$$mov#p{vgoz%y&Yj??k"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""文章编号!"##$%&’($)*##$+#"%###"%#$基于天线子阵的移动台定位方法及其性能分析,马金明-吴伟陵)北京邮电大学信息工程学院-北京"##./’+摘要!基于常用的散射环)012+3散射盘)412+和截短高斯分布)562+

3、信道模型-对不同波束之间的7812附加误差的相关性进行了分析-并根据分析结果-提出了一种基于天线子阵的定位方法9仿真结果表明-与基于基站的定位方法相比-基于天线子阵的定位方法在抵抗7812附加误差的影响方面-具有明显的优势9关键词!天线子阵:;41<:7812中图分类号!;7.*.=’:;7.*#=">’文献标识码!<条件的影响9I为散射环)盘+的半径9当散射体等概?引言率分布于圆周的边沿时-该模型为散射环)012+模随着移动通信服务的日益普及-人们对移动台型9其7812分布密度函数为)@2+定位技术表现出越来越高的兴趣9在已有的定*)NG>FGPI+JK

4、LM)N+O-G位方法中-基于波束到达时间差);41<+的定位方****QR$IFGP)NG>*NGFGP*NGIP*IF+法-由于能够很好地抵抗多径传播引起的误差A"B-并#SNGS*IT)"+且-不要求@2与基站)C2+同步A*B-显示出较高的实式)"+中-I为散射环半径-N为反应在TGOFHGPFG用价值9尽管如此-传统的基于C2的;41<定位方C2G的7812附加误差9法-由于不能完全抵消多径传播带来的非视线传播散射体)7812+误差-其定位精度仍然不能满足实际应用FHGU的要求9U本文基于@2定位技术研究中经常使用的D种@2UUIU信道模型!散射

5、环)012+模型3散射盘)412+模型和FG截短高斯分布模型)562+-定性地分析了不同波束C2V的7812误差之间的相关性-并根据分析结果提出图"散射模型示意图了一种基于天线子阵的;41<定位方法9仿真结果WVXY"2Z[\]KV^X_L‘]‘当散射体等概率分布于整个圆形区域上时-该表明-在相同的散射模型下-本文给出的方法比基于模型为散射盘)412+模型9这时-7812附加误差的C2的方法的定位精度有较大幅度的提高9分布密度为ADBE散射模型a)NG+J412)NG+O)*+b)NG+图"是文献ADB描述的散射模型示意图9图"中-式)*+中-b)N*D

6、d*Dd*G+O$QIcNG)NG>*FG+-FG为C2G到@2的真实距离-FHG为C2G到@2的名义a)NG+OPNG)NG>*FG+)FG>NGP*Ic+距离-即距离实测值-它受到测量误差和7812传播,收稿日期!*##D%#&%**修订日期!*##D%#(%D#基金项目!国家自然科学基金资助项目)’#"/*#&"+9作者简介!马金明)"(’’%+-男-山东博兴人-博士研究生-主要研究方向为移动台定位3智能天线和语声信号处理9{"{重庆邮电学院学报!自然科学版("FF-年第8期

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74、天线!子(阵利用ghNc方法对<=进行位置估计-+!"#$%&’(!&’)"*’%"#$(%",!"&’)*’(%时6可以很好地抵消LMN=附加误差的影响6从而6""-这里65.!&’)*’(*’)*’/012304!5’(6’7获得较高的定位精度;因此6研究291随测量4V9:!’6T(""8&’)"*’)"&’*’%"!&’)*’(#$!&’)"*’(304,01229:"*/角跨度Q变化的规律对提高ghNc定位算法的精度"’!&’)*’%#$(6"+&’)"&’*’具有重要的意义;#$为散射盘

75、半径;当散射体与<=的距离>服从截短的高斯分布6ijklm附加误差的相关性研究即>的分布密度函数为已有的测量结果表明6通常先到的波束比迟到8""的波束具有更大的功率,-/D>E"ABFG>G#;因此6在实际的ghNcB+"@ABC估计过程中6可以只使用最先到达的波束;本文在用?>!>(7H!.(F其它仿真方法进行291定量分析时6采取以下.4V9:!’6T(时6散射模型为截短的高斯散射模型!IJ=(;式!.(个方面的处理n#B8%>"E"A"中6C7KDB$>6为归一化因子;AB为相!a(按照上述.种散射模型的约束条件6随机地F+"@AB分布一定数量的散射

76、体o应的高斯分布的均方根;这时6LMN=附加误差的分!aa(选取与