基于協(xié)作和機(jī)會(huì)信號(hào)的無線定位技術(shù)研究.pdf

1、隨著無線通信和信息技術(shù)的快速發(fā)展，無線定位系統(tǒng)的商業(yè)化規(guī)模逐步增大，位置信息的需求不斷提升。常見的GPS、北斗、伽利略等基于衛(wèi)星的定位技術(shù)在室內(nèi)、地下、密集城區(qū)和惡劣天氣情況下往往無法使用，因此基于陸基的無線定位技術(shù)成為了必要的補(bǔ)充。此類技術(shù)雖然已經(jīng)有商業(yè)化的案例，但其性能受限于環(huán)境的復(fù)雜性，導(dǎo)致測(cè)量值誤差較大，定位精度不理想，同時(shí)考慮到定位精度與計(jì)算量和復(fù)雜度之間的矛盾，因此，低復(fù)雜度的無線定位誤差抑制技術(shù)成為了目前定位領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)

2、。本文通過對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)和研究現(xiàn)狀的查閱，對(duì)基于陸基的無線定位技術(shù)中協(xié)作定位技術(shù)和基于機(jī)會(huì)信號(hào)的自適應(yīng)定位技術(shù)這兩方面進(jìn)行了研究。本文的研究內(nèi)容和主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)如下:
　　(1)在蜂窩網(wǎng)無線定位技術(shù)的研究中，本文將協(xié)作的思想引入其中，對(duì)基于到達(dá)時(shí)間(Time of arrival，TOA)的協(xié)作定位方案進(jìn)行了分析和研究。并將其應(yīng)用到二維空間上的蜂窩小區(qū)環(huán)境中，針對(duì)非視距(Non-Line-of-Sight，NLOS)誤差的問題，利用移動(dòng)節(jié)

3、點(diǎn)和移動(dòng)節(jié)點(diǎn)間相互協(xié)作的方式，將符合條件的已定位移動(dòng)節(jié)點(diǎn)升級(jí)為錨節(jié)點(diǎn)，然后再利用該已定位移動(dòng)節(jié)點(diǎn)與不存在NLOS誤差路徑的錨節(jié)點(diǎn)一起對(duì)待定位節(jié)點(diǎn)進(jìn)行位置估計(jì)，仿真結(jié)果表明該算法的有效性;針對(duì)蜂窩網(wǎng)內(nèi)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的可測(cè)性問題（可測(cè)性問題:在某一蜂窩小區(qū)內(nèi)的移動(dòng)臺(tái)僅能收到本小區(qū)內(nèi)錨節(jié)點(diǎn)發(fā)送的信息而收不到其他小區(qū)錨節(jié)點(diǎn)發(fā)送的信息，從而無法完成定位的問題），本文提出了一種基于TOA的多圓協(xié)作定位算法，首先利用傳統(tǒng)的TOA定位算法估計(jì)出一個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的

4、位置坐標(biāo)，然后利用節(jié)點(diǎn)間的連通性對(duì)存在可測(cè)性問題的待定位節(jié)點(diǎn)進(jìn)行位置估計(jì)。仿真結(jié)果表明，該算法比傳統(tǒng)最小二乘(Least-square，LS)法和AHLos算法的定位精度有所提升。
　　(2)在室內(nèi)定位技術(shù)的研究中，位置指紋定位算法以其定位精度高、無需額外的設(shè)備和普適性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛應(yīng)用。位置指紋定位算法分為離線和在線兩個(gè)階段，離線階段主要是采樣建立指紋數(shù)據(jù)庫，在線階段主要是根據(jù)一定的匹配算法，將當(dāng)前采集到的信號(hào)值與數(shù)據(jù)庫進(jìn)

5、行匹配，得到定位坐標(biāo)。大多研究把定位匹配算法作為重點(diǎn)研究方向，而忽略了由于用戶分布不均勻造成的無線接入點(diǎn)(Access Point，AP)間負(fù)載分布不均衡的問題，本文提出了基于機(jī)會(huì)信號(hào)和定位精度提高的自適應(yīng)AP選擇方法并將K近鄰（K-Nearest Neighbor，KNN）和加權(quán)K近鄰法（Weighted K-Nearest Neighbor，WKNN）算法作為本文檢驗(yàn)定位精度的算法。仿真結(jié)果表明，本文提出的自適應(yīng)AP選擇方案能有效提