蜂窝网络TOA/TDOA定位技术研究

论文摘要

随着移动通信技术的大规模发展和3G时代的到来,蜂窝网无线定位技术在理论方面越来越成熟,在应用上也出现了越来越多的研究成果,蜂窝移动通信系统定位技术不仅为用户提供位置信息服务,紧急救助和物品跟踪功能,在保障国家安全和打击犯罪方面也发挥了有效的作用。蜂窝网无线定位系统的基本原理是在蜂窝网络中,根据移动台的位置特征参数(如到达时间TOA、到达时间差TDOA、到达角度AOA)对移动台的位置进行测量和估计,从而实现对移动台的定位。首先,本文介绍了无线定位技术在蜂窝网中的应用,对蜂窝网系统以及各种常用的定位技术进行了讨论。其次,本文介绍了蜂窝网中基于TOA的定位算法和基于TDOA定位算法的基本原理及其数学模型,分析了NLOS误差模型及其对定位系统的影响,同时对传统的定位算法(如Chan算法,Fang算法,Friedlander和Taylor序列展开法)进行了研究,也对一种抗NLOS误差的定位算法进行了分析。最后,本文对基于OFDM信号的定位技术进行了介绍,介绍了采用OFDM信号进行定位的优势,对OFDM信号的TOA估计算法与定位算法分别进行了仿真研究。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 蜂窝网定位技术的发展
• 1.3 无线定位精度评价指标
• 1.4 论文的结构安排
• 第二章 蜂窝网络无线定位
• 2.1 蜂窝网无线定位系统
• 2.2 蜂窝网无线定位系统结构
• 2.2.1 体系结构
• 2.2.2 系统组成
• 2.2.3 信令操作
• 2.3 蜂窝网无线定位原理
• 2.3.1 场强定位技术（SSOA）
• 2.3.2 到达入射角定位技术（AOA）
• 2.3.3 到达时间定位技术（TOA）
• 2.3.4 到达时间差定位技术（TDOA）
• 2.4 影响蜂窝网无线定位精度的因素
• 2.5 NLOS 误差对定位的影响及其模型分析
• 2.5.1 NLOS 误差的指数模型
• 2.5.2 散射环境下的NLOS 模型
• 2.6 本章小结
• 第三章 基于TDOA 的蜂窝网定位算法分析
• 3.1 TDOA 估计模型
• 3.2 常用的TDOA 定位算法分析
• 3.2.1 Fang 算法
• 3.2.2 Chan 算法
• 3.2.3 Friedlander 算法
• 3.2.4 Taylor 序列展开法
• 3.3 仿真性能分析
• 3.4 基于TDOA/AOA 的抗NLOS 误差定位算法
• 3.5 本章小结
• 第四章 基于OFDM 信号的蜂窝定位技术
• 4.1 OFDM 系统简介
• 4.1.1 OFDM 系统结构
• 4.1.2 OFDM 信号模型
• 4.1.3 OFDM 系统定位优势
• 4.2 基于OFDM 信号的TOA 估计
• 4.3 OFDM 系统定位仿真
• 4.3.1 三维空间的Fang 算法
• 4.3.2 三维空间的Chan 算法
• 4.4 仿真性能分析
• 4.5 本章小结
• 结束语
• 致谢
• 参考文献