移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)與相關(guān)算法研究.pdf

1、自美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)發(fā)布E-911規(guī)范以來(lái)，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)研究一直處于快速發(fā)展?fàn)顟B(tài)，各種移動(dòng)定位技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與算法相繼被提出。由于受到各種無(wú)線電環(huán)境和系統(tǒng)干擾，以及測(cè)量誤差影響，目前定位精度與可靠性仍然不夠理想。本論文從影響移動(dòng)定位系統(tǒng)精度與可靠性的多個(gè)關(guān)鍵相關(guān)環(huán)節(jié)出發(fā)，提出了幾個(gè)提高定位精度與改善可靠性的定位算法，從側(cè)面消除復(fù)雜傳輸環(huán)境所產(chǎn)生的多徑、衰落和反射等干擾影響，實(shí)現(xiàn)間接抗干擾定位，以補(bǔ)充和完善移動(dòng)定位技術(shù)方案。 關(guān)

2、于移動(dòng)定位精度與可靠性的研究是一個(gè)非常實(shí)用，又具有挑戰(zhàn)性的研究課題。所研究的定位技術(shù)與算法必須提供更高精度的三維空間位置信息，以及更可靠的定位服務(wù)。本論文從技術(shù)綜合的角度出發(fā)，混合定位系統(tǒng)可融合的各種單一定位技術(shù)與算法，利用各種已知測(cè)量數(shù)據(jù)或冗余測(cè)量信息實(shí)現(xiàn)各種誤差消除定位算法，因此得到比任何單一定位方法更好的三維空間位置定位精度和可靠性，是一種比較好的移動(dòng)定位折衷方案。 本論文通過(guò)對(duì)移動(dòng)定位系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)完整性研究，以及對(duì)提高定

3、位精度和可靠性關(guān)鍵技術(shù)深入研究，完成的創(chuàng)新性工作如下： 1.通過(guò)研究定位系統(tǒng)同步機(jī)制，提出了移動(dòng)定位系統(tǒng)分層協(xié)同同步模型與載波相位統(tǒng)計(jì)差分同步算法，使得原本分離的同步機(jī)制統(tǒng)一協(xié)調(diào)工作，可在所需要的精度層次上實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)同步。算法運(yùn)用多級(jí)差分處理，可消除信道傳輸干擾和測(cè)量誤差，提高網(wǎng)絡(luò)定位算法精度和可靠性。仿真結(jié)果表明，系統(tǒng)分層協(xié)同同步模型算法可顯著消除基站系統(tǒng)同步誤差和通道測(cè)量參數(shù)誤差，根據(jù)定位精度需要選取所需系統(tǒng)同步精度。

4、 2.提出了天線陣列差分三維定位算法，將天線陣列差分定位算法簡(jiǎn)化為線性平面定位方程組，抵消信號(hào)信道傳輸干擾，減少移動(dòng)定位對(duì)基站分布的數(shù)量需求，提高系統(tǒng)定位精度、可靠性和冗余度。仿真結(jié)果表明，天線陣列差分定位算法可減少參與定位的基站個(gè)數(shù)，實(shí)現(xiàn)單個(gè)基站天線陣列定位或網(wǎng)絡(luò)多基站天線陣列差分定位，可顯著提高網(wǎng)絡(luò)傳輸效率和系統(tǒng)定位計(jì)算速度，提高定位可靠性，且算法簡(jiǎn)便易行。 3.針對(duì)移動(dòng)通信系統(tǒng)定位信號(hào)受干擾不穩(wěn)定、數(shù)據(jù)參數(shù)模糊與變化范圍較

5、大特點(diǎn)，給出了定位信號(hào)分層分類模糊識(shí)別模式和混合定位算法模型。算法采用抗干擾識(shí)別處理，根據(jù)通道模糊信號(hào)特點(diǎn)選擇小波分析與卡爾曼濾波實(shí)現(xiàn)分類分層識(shí)別，建立定位模糊信號(hào)分層、分類分解識(shí)別結(jié)構(gòu)，通過(guò)TOA、TDOA和天線陣列AOA參數(shù)轉(zhuǎn)換混合定位模式組合定位，從而在弱信號(hào)、強(qiáng)干擾環(huán)境下實(shí)現(xiàn)可靠定位，并且改善系統(tǒng)定位精度。仿真結(jié)果表明模糊識(shí)別混合定位算法可在多種定位方案中選提取適當(dāng)組合定位模式，獲得較好定位精度效果。 4.研究了網(wǎng)絡(luò)定位

6、誤差與基站不同定位算法誤著分布的關(guān)系，提出了一種參數(shù)優(yōu)選誤差消除定位算法，利用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)定位資源共享模式選擇最優(yōu)參數(shù)實(shí)現(xiàn)定位，提高定位精度和可靠性。仿真結(jié)果表明，采用系統(tǒng)參數(shù)選優(yōu)誤差消除定位算法能消除由不同定位算法導(dǎo)致的計(jì)算誤差和干擾產(chǎn)生的定位計(jì)算誤差，明顯減少定位位置計(jì)算誤差，且具有可靠定位優(yōu)勢(shì)。 5.在移動(dòng)定位系統(tǒng)中，GDOP是影響定位計(jì)算精度的重要環(huán)節(jié)之一，針對(duì)其誤差分布特點(diǎn)，提出了一種用戶定位區(qū)域坐標(biāo)體系變換算法，通過(guò)建立