【資料名稱】：CDMA蜂窩網(wǎng)絡(luò)移動臺無線定位技術(shù)的研究

【資料作者】：王巍

【資料日期】：200603

【資料語言】：中文

【資料格式】：其它

【資料目錄和簡介】：

隨著第三代(3G)移動通信的發(fā)展和美m(xù)E911規(guī)定的頒布，蜂窩網(wǎng)絡(luò)移動臺(Ms)
無線定位技術(shù)得到了越來越廣泛的注視。該服務(wù)能夠提供有關(guān)移動臺位置的信息。因
此，在很多領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用，如網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化、娛樂、緊急救護(hù)和國家安全等。同時，
無線傳播信道的復(fù)雜性又決定了蜂窩無線定位技術(shù)會面臨很多困難。如何提高定位精
度以更好地服務(wù)于大眾已成為國際上相關(guān)領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。
碼分多址(cDMA)系統(tǒng)是3G個人移動通信中一個影響非常廣泛的標(biāo)準(zhǔn)，將在
未來的市場格局中起到舉足輕重的作用。它以寬帶偽隨機(jī)(PN)序列來區(qū)分用戶。
不同用戶在頻率和時間上共享，提高了資源的利用率。因此，本文針對CDMA蜂窩網(wǎng)
絡(luò)，采用到達(dá)時間，時間差(TOAFrDOA)定位方式，以提高移動臺定位精度為目標(biāo)，
從被動定位的角度出發(fā)，在參數(shù)估計(jì)精度的克拉美羅下限、多徑信號的時延估計(jì)、多
址干擾條件下信號的時延估計(jì)和非視距(NLOS)環(huán)境下的定位算法等幾個方面深入
研究蜂窩網(wǎng)絡(luò)移動臺的無線定位技術(shù)。
首先，本文在理論分析和數(shù)據(jù)支持的基礎(chǔ)上明確了技術(shù)路線和研究內(nèi)容。論文簡
略地討論了常用的定位算法，定性地比較了它們的性能；詳細(xì)地分析了CDMA蜂窩無
線網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，確立了移動臺定位誤差的來源；概括了目前國內(nèi)外蜂窩無線定位技術(shù)
的研究現(xiàn)狀；進(jìn)而通過綜合分析，確定了研究的方法和重點(diǎn)。
其次，給出了主要定位參數(shù)的估計(jì)精度下限。本文推導(dǎo)了多徑、多址環(huán)境下時延
估計(jì)精度的克拉美羅下限(cItLB)；NLOS傳播環(huán)境下的定位精度下限。針對每一
種下限，詳細(xì)討論了它們的物理意義，獲得了結(jié)論，并以數(shù)值仿真的方式進(jìn)一步說明
了這些下限的物理含義。在檢驗(yàn)本文提出的新算法的性能時，基本上都與相應(yīng)的克拉
美羅下限進(jìn)行了比較。
第三，提出了兩種新的時延估計(jì)算法。當(dāng)比特能量與噪聲功率密度之比(EdNo)
較低時，提出了高分辨率的多徑信號時延估計(jì)算法。在五；，％=OdB且多徑時延差小于
一個碼片時，算法的時延估計(jì)誤差在5個樣點(diǎn)左右，接近CRLB，性能明顯好于傳統(tǒng)算
法和多重信號分類(MUSIC)方法【102】。同時，針對長碼擴(kuò)頻序列，提出了抗多址干擾
的時延估計(jì)算法。：姐gNo=15dB且干擾用戶數(shù)為7時，算法的時延估計(jì)誤差在2個樣
點(diǎn)以內(nèi)，接近CRLB，性能明顯好于傳統(tǒng)算法。時延，時延差是定位算法的入口參數(shù)，
其估計(jì)精度會嚴(yán)重影響定位精度。多徑干擾(加PI)和多址干擾(MAD是降低時延
估計(jì)精度的重要因素之一。經(jīng)仿真數(shù)據(jù)和實(shí)際數(shù)據(jù)的證明，本文提出的兩種算法都能
夠有效地抑制干擾，提高時延估計(jì)精度。·
第四，提出了快速定位算法和抗NLOS傳播誤差的定位算法�？焖俣ㄎ凰惴ㄒ赃f
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國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)研究生院學(xué)位論文
推的模式工作，每個時刻輸入算法的時延參數(shù)都作為新的信息，用來提高定位精度。
當(dāng)?shù)�代次�?shù)為100時，算法收斂且定位誤差很小。針對NLOS環(huán)境，本文提出了聯(lián)合檢
驗(yàn)算法和非線性最優(yōu)化算法。當(dāng)噪聲功率為．15dB，具有視距路徑(LOS)的基站數(shù)大于
3時(其他參與定位的基站為非視距路徑)，聯(lián)合檢驗(yàn)算法的定位誤差小于1(歸一化
單位)，接近CRLB，性能好于抗NLOS的經(jīng)典方法⋯．PiChun算法【115】。當(dāng)非視距引起
的最大誤差為6(歸一化單位)，具有非視距路徑的基站數(shù)大于等于3時，非線性最優(yōu)
化算法的定位誤差小于5(歸一化單位)，性能好于PiChun算法。
第五，針對IS．95／cdma2000 lx蜂窩網(wǎng)絡(luò)，建立了被動定位實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。討論了定位
系統(tǒng)的組成原理；建立了定位系統(tǒng)的組成框架；測試了部分算法在實(shí)際環(huán)境下的性能；
給出了郊區(qū)和城市環(huán)境下的定位結(jié)果及其分析；用實(shí)際數(shù)據(jù)證明了算法的有效性。
最后，對全文進(jìn)行了總結(jié)，歸納了創(chuàng)新點(diǎn)及不足，提出了今后的研究方向和研究
重點(diǎn)。