蜂窝网无线定位算法研究

论文题目: 蜂窝网无线定位算法研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 通信与信息系统

作者: 李静

导师: 刘琚

关键词: 无线移动定位,卡尔曼滤波器,非视距误差,混合定位

文献来源: 山东大学

发表年度: 2005

论文摘要: 蜂窝网无线定位,就是指利用现有的无线通信网络资源,通过估计移动终端与各基站之间的各信号到达时间及到达角度测量值,并在网络或者移动终端中借助一定的定位算法,确定移动终端的位置。1996年美国FCC(联邦通信委员会)发布的E—911定位标准引发了无线定位技术的研究热潮,无线定位所蕴涵的无穷商业潜力更是成为这项研究的巨大推动力量。 目前,3GPP和3GPP2中的各项通信标准都提出了各自的定位解决方案。中国的TD-SCDMA标准也将定位作为一项重要功能。近年来,在定位方面有越来越多的研究及专利成果发表。 无线定位的实现主要需要两大模块:基于到达时间、到达角度等定位测量参数的估计及定位算法的实现。首先通过参数估计算法,从接收信号中提取到达时间(差)、到达角度等信息,然后利用相应的定位算法求解移动台的位置。难点在于克服各种信道特性带来的定位参数估计误差,以及根据估计的定位参数求解表征移动台与基站之间几何位置关系的非线性方程。 我们在广泛查阅国内外最新资料的基础上,对无线定位关键技术做了系统研究。在定位算法方面,提出了基于卡尔曼滤波的混合定位方法。该方法利用卡尔曼滤波器的跟踪性能,实现了较高精度的混合定位,并可根据参数质量对测量参数实现自适应选择,对测量参数种类和数量的变化具有鲁棒性。在非视距误差消除方面,提出三种基于卡尔曼滤波的非视距误差消除方法。这三种方法从分析非视距误差的统计特性入手,分别对标准卡尔曼滤波器的迭代过程进行改进,可有效消除到达时间测量值中非视距误差的影响。 此外,我们还对移动台位置估计、非视距误差消除等方面的研究方法做了总结,为后续研究打好基础、扩展思路。最后介绍室内定位技术的发展,从一个具体角度展望今后的研究方向。

论文目录:

中文摘要

ABSTRACT

英文缩写索引

第一章 无线定位技术概述

1.1 定位技术的渊源

1.2 无线定位的提出及其应用

1.3 无线定位技术的研究现状

1.4 无线定位研究的基本方法

1.4.1 无线定位的基本方法

1.4.2 影响定位精度的因素

1.4.3 衡量定位算法优劣的性能指标

1.5 本文的主要研究内容及结构

第二章 定位参数的估计

2.1 TOA、TDOA、AOA估计算法

2.1.1 TOA估计

2.1.2 TDOA估计

2.1.3 AOA估计

2.2 联合角度—时延估计

2.3 智能天线对参数估计精度的改善

2.4 小结

第三章 移动台位置估计

3.1 定位算法基础—缓小二乘(LS)算法

3.2 各种定位方案的数学模型

3.2.1 TOA定位模型

3.2.2 TDOA定位的双曲线模型

3.2.3 AOA定位的方位线模型

3.2.4 场强定位法

3.3 典型的定位算法

3.3.1 具有解析表达式解的算法

3.3.2 递归算法

3.3.3 其它算法

3.4 基于卡尔曼滤波的混合定位方法

3.4.1 卡尔曼滤波

3.4.2 混合定位

3.4.3 基于卡尔曼滤波的混合定位方法

3.5 小结

第四章 非视距误差消除

4.1 非视距误差(NLOS)

4.1.1 非视距问题及其对无线定位的影响

4.1.2 非视距误差模型及其特点

4.2 非视距误差的鉴别

4.3 非视距误差的消除

4.3.1 直接法

4.3.2 间接法

4.3.3 非视距误差消除方法总结

4.4 三种用卡尔曼滤波器实现的非视距误差消除新算法

4.4.1 测量值丢弃法

4.4.2 整体偏移法

4.4.3 两步卡尔曼滤波法

4.4.4 仿真及分析

4.5 小结

第五章 室内定位技术

5.1 室内定位的技术现状

5.2 室内定位的要求及其应用

5.3 室内定位的方法

5.3.1 无线局域网中的定位

5.3.2 传感器网络中的定位

5.3.3 用UWB技术实现室内定位

第六章 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 对移动台位置估计需要进一步解决的问题

6.3 对非视距误差消除需要继续研究的问题

6.4 展望

附录: 本文中的变量及其意义

参考文献

致谢

作者硕士期间发表的论文目录

发布时间: 2005-10-17

参考文献

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• [2].一种基于测距的无线传感网络的高精度定位改进算法[D]. 施智勇.上海师范大学2018
• [3].基于信号特征地图的差分非视距误差补偿方法研究[D]. 闫小涵.北京邮电大学2018
• [4].混合距离和角度测量的非视距识别和非视距减弱算法研究[D]. 周德军.华中师范大学2013
• [5].基于无线传感器网络非视距误差消弱算法研究[D]. 崔玮.东北大学2013
• [6].非视距环境下无源定位技术研究[D]. 陈瑞祥.中国石油大学(华东)2016
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• [8].蜂窝网络抑制非视距误差定位算法研究[D]. 郭东明.西南交通大学2007
• [9].室内基于声信号的智能移动终端非视距定位方法研究[D]. 黄丹洁.浙江大学2017
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• [5].蜂窝网无线定位新算法的研究与仿真[D]. 刘纯青.哈尔滨工程大学2005
• [6].蜂窝网络中基于TDOA和AOA的定位算法研究[D]. 史有华.哈尔滨工程大学2006
• [7].基于混合定位法的蜂窝网无线定位方法研究[D]. 高金宝.吉林大学2006
• [8].无线蜂窝网中抗NLOS定位与跟踪技术研究[D]. 蒋非颖.电子科技大学2006
• [9].TOA/TDOA蜂窝网络定位算法研究[D]. 孙国林.电子科技大学2003
• [10].CDMA蜂窝网无线定位关键技术研究[D]. 吴骏涛.西安电子科技大学2004

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