基于TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)的終端定位研究.pdf

1、TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)采用了上行同步和均勻圓陣(UCA)智能天線等新技術(shù)，因此服務(wù)基站可以方便的獲得移動用戶信號的到達(dá)時間(TOA)和到達(dá)角度(DOA)。借助這兩個參數(shù)可以實(shí)現(xiàn)單基站的對移動臺的定位，其中對DOA的精確估計是該定位技術(shù)中關(guān)鍵環(huán)節(jié)。但是，基于均勻線陣(ULA)的MUSIC經(jīng)典的估計算法不能直接應(yīng)用于UCA，如何把這些的經(jīng)典的估計算法應(yīng)用于UCA的陣列是一個重要的研究課題。 智能天線技術(shù)應(yīng)用于TD-SCDMA系統(tǒng)中具有

2、可以減少共信道干擾、提高頻譜利用率及增加系統(tǒng)容量、減少發(fā)射功率和空間電磁干擾、對小區(qū)進(jìn)行動態(tài)劃分等優(yōu)點(diǎn)。與其它技術(shù)比較，智能天線技術(shù)在移動通信的應(yīng)用中顯示出巨大的潛力。智能天線采用數(shù)字信號處理技術(shù)判斷用戶信號波達(dá)方向(DOA)，并在此方向形成天線主波束，以達(dá)到有效的抑制干擾的作用，因此研究智能天線技術(shù)就要重點(diǎn)研究波達(dá)方向估計技術(shù)。波達(dá)方向估計是陣列信號處理領(lǐng)域中的重要的研究方向，它是雷達(dá)、聲納、主動防護(hù)系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)以及智能天線等多個技

3、術(shù)領(lǐng)域的共性問題。基于陣列信號處理的波達(dá)方向估計方法可以同時對空間不同方向上的多個信號源實(shí)現(xiàn)高分辨率的方向估計。 通過對DOA估計技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、無線定位技術(shù)及TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)自身特點(diǎn)的分析研究，本文將基于子空間的DOA估計算法及其應(yīng)用作為主要研究課題。為了精確估計出用戶信號的DOA，本文首先深入研究了兩類基于ULA的子空間算法—MUSIC和ESPRIT算法，并針對傳統(tǒng)的MUSI算法不能分辨高度相關(guān)多徑信號DOA的問題

4、，對ULA通過對陣列的空間平滑可以實(shí)現(xiàn)信號的解相關(guān)，但另一方面空間平滑技術(shù)不適用于UCA。為此，本文通過預(yù)處理技術(shù)把UCA轉(zhuǎn)換成虛擬均勻線陣，采用了模式空間的空間平滑算法來對信號解相關(guān)。通過建立恰當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型，對上述各算法在ULA和UCA上的性能進(jìn)行了詳細(xì)的仿真和對比分析。最后，在上述研究的基礎(chǔ)上，本文將所研究的DOA估計算法應(yīng)用于TD-SCDMA的單基站定位方案。通過建立合適的信道模型，對該方案的定位性能進(jìn)行了詳細(xì)的Matlab仿真，