面向LTE終端定位的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著信息化時(shí)代的到來(lái)，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的接入用戶數(shù)量呈爆炸性增長(zhǎng)，對(duì)于各種基于無(wú)線通信環(huán)境下的應(yīng)用的需求也在急劇增長(zhǎng)，其中，基于位置服務(wù)的需求尤其迫切，目前主流的基于位置服務(wù)的定位系統(tǒng)，大多數(shù)利用的是GPS全球定位系統(tǒng)或者北斗全球定位導(dǎo)航系統(tǒng)，這兩個(gè)系統(tǒng)的定位精度高，技術(shù)也很成熟，但是缺點(diǎn)在于無(wú)法滿足室內(nèi)通信的應(yīng)用需求，因此，開(kāi)發(fā)一款可以應(yīng)用于室內(nèi)環(huán)境的高精度定位系統(tǒng)已經(jīng)迫在眉睫。近幾年，基于LTE移動(dòng)通信系統(tǒng)的4G網(wǎng)絡(luò)開(kāi)始投入商用，中國(guó)的無(wú)

2、線通信開(kāi)始全面進(jìn)入4G時(shí)代，LTE網(wǎng)絡(luò)的接入用戶也越來(lái)越多。所以，LTE架構(gòu)下的定位服務(wù)，必將是下一步研究的主流方向。因此本文主要研究了在LTE架構(gòu)下的室內(nèi)高精度定位系統(tǒng)，分別研究了時(shí)延估計(jì)，定位算法，以及系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)等幾個(gè)方面的內(nèi)容，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)仿真對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了分析與驗(yàn)證。
　　本文的主要工作如下:
　　1.傳統(tǒng)的相關(guān)峰值檢測(cè)的檢測(cè)精度受限于系統(tǒng)的采樣速率，為了解決這個(gè)問(wèn)題，本文提出了基于OFDM信號(hào)的兩步時(shí)延估計(jì)算法，

3、該算法通過(guò)傳統(tǒng)的相關(guān)峰值檢測(cè)得到初始時(shí)延值，再將信號(hào)變到頻域，通過(guò)對(duì)相位的檢測(cè)來(lái)確定小于一個(gè)采樣間隔的時(shí)延值，并利用OFDM信號(hào)的特征來(lái)提高計(jì)算精度。
　　2.針對(duì)室內(nèi)定位環(huán)境面臨的多徑干擾問(wèn)題，本文提出了基于滑動(dòng)窗函數(shù)的時(shí)延估計(jì)算法，該算法可以有效的抵抗噪聲和多徑信道的干擾，性能明顯好于傳統(tǒng)的峰值檢測(cè)方法。
　　3.提出了基于圓周向量法的定位算法，可以更加快速地確定目標(biāo)節(jié)點(diǎn)位置，同時(shí)提高解算精度。在此基礎(chǔ)上，提出了基于圓周

4、向量法和泰勒級(jí)數(shù)展開(kāi)法的改進(jìn)定位算法。該算法首先利用圓周向量法得到目標(biāo)的大致位置，然后再利用泰勒級(jí)數(shù)在此位置展開(kāi)，通過(guò)不斷的迭代來(lái)修正目標(biāo)位置，得到最終的結(jié)果。
　　4.針對(duì)TOA定位系統(tǒng)對(duì)于時(shí)間同步要求很高的問(wèn)題，本文設(shè)計(jì)了基于北斗定位導(dǎo)航系統(tǒng)的高精度時(shí)鐘源，可以給FPGA提供精度在ns級(jí)的時(shí)鐘源，實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)之間的時(shí)間同步。
　　5.設(shè)計(jì)了基于LTE的高精度定位系統(tǒng)，并給出了硬件設(shè)計(jì)的原理及方案，同時(shí)對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，并