《基于cdma蜂窝网络的移动台定位方法研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于cdma蜂窝网络的移动台定位方法研究（66页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、大连理工大学 硕士学位论文 基于CDMA蜂窝网络的移动台定位方法研究 姓名：张晨 申请学位级别：硕士 专业：通信与信息系统 指导教师：刘军民 20040314 摘要 近年柬，随着无线通信行业的飞速发展，用户对于安全性的要求成为移动台定位研 究的重要驱动力量，并使无线网络中的移动台定位问题成为研究的热点之一。目前在蜂 窝网络中对移动台定位的方案有两类：基于网络的定位方案和基于移动台的定位方案。 其中基于网络的定位方案不需要对移动台进行修改，可以保护用户已有的投资，因此得 到人们的极大重视。由于定位业务已经成为3 G P P 以及3 G P P 2 必须支持的业务，而在 第三代移动通信中主要采用的
2、是C D M A 网络，因此基于C D M A 网络的移动台定位就成 为研究的重点。 C D M A 蜂窝网络本身的特点决定采用的多为基于T D O A 测量值的双曲定位方法， 而利用多组到达时间差( T D O A ) 测量数据进行移动台定位的关键在于如何获得非线性双 曲定位方程组的解。C h a n 算法是一种常用的T D O A 定位算法，当测量数据误差服从高 斯分布时可以获得优秀的定位性能。但是实际环境中，T D O A 测量往往受到非视线路径 ( N L O S ) 传播误差的影响。从而使定位算法性能大幅下降。本文通过对C h a n 算法计 算过程的中f l j 阶段所获得的数据进
3、行数据融合，提出了一种基于蜂窝网络的新的定位模 型。通过仿真验证，在存在非视线路径( N L O S ) 干扰的条件下，在不显著提高定位时间 以及复杂度的前提下，该方法比传统的C h a r t 算法具有更优秀的定位性能。针对该数据 融合模型在闹市环境下的定位性能进一步提出了一种基于多基站组合测量结果的数据 融合模型，以增大计算量为代价获得了理想的定位性能。 关键字：蜂窝网络；移动台定位；到达时间差( T D O A ) ；数据融合；非视线路径( N L O S ) A b s t r a c t R e c e n t l y , c o n s u m e rd e s i r ef o
4、rs e c u r i t yh a sb e e nt h em a i nd r i v i n gf a c t o r so ft h em o b i l e p o s i t i o nl o c a t i o nr e s e a r c hw i t ht h ee x p l o s i v eg r o w t ho fc e l l u l a rs e r v i c e s ，a n dm a k e saf l u r r y o fr e s e a r c ha n d d e v e l o p m e n t a c t i v i t i e sd
5、e d i c a t e dt o p o s i t i o n 1 0 c a t i o n T h e1 0 c a t i o n t e c h n o l o g i e si nc e l l u l a rn e t w o r k c a l lb el o o s e l yg r o u p e di n t oh a n d s e t - b a s e dt e c h n o l o g i e sa n d n e t w o r k b a s e dt e c h n o l o g i e s M o r ea t t e n t i o ni Sp
6、a i dt ot l l el a t t e rt e c h n o l o g i e sb e c a u s ei td o e s n o tn e e da n ym o d i f i c a t i o no fm o b i l e p h o n e T h em o b i l e s m t i o nl O C a t i o nh a sb e e nt h e i m p o r t a n t s e r v i c es u p p o g e d b y3 G P Pa n d3 G P P 2 a n dt h eC D M A i sm a i n
7、t e c h n o l o g ys e l e c t e d b yt h et h i r dg e n e r a t i o nc o m m u n i c a t i o n ，S Ow ed e d i c a t eo u rr e s e a r c ht ot h em o b i l el o c a t i o ni n C D M Ac e l l u l a rn e t w o r k s H y p e r b o l i cI o c a t i o nt e c h n o l o g yb a s e do nT D O A m e a s u r
8、e m e n t si Sa l w a y ss e l e c t e di n C D M An e t w o r k sb e c a u s eo fa l lb a s es t a t i o n sh a v eb e e ns y n c h r o n i z e db vt h en e t w o r k T h e k e yf a c t o ro f t h ep o s i t i o nl o c a t i o nu s e dm e a s u r e dT D O A s i g n a l st r a n s m i t t e df r o m
9、t h em o b i l e s t a t i o ni st of i n dt h es o l u t i o no ft h en o n l i n e a r h y p e r b o l i ce q u a t i o n s C h a na l g o r i t h m i sa g o o d T D O Al o c a t i o nm e t h o d 。I tc a na c q u i r e g o o d l o c a t i o n p e r f o r m a n c e w h e nt h eT D O A m e a s u r e
10、 m e n t so b e yt h eG a u s sd i s t r i b u t i o n B u ti n r e a le n v i r o n m e n t t h em e a s u r e m e n t s a l w a y sc o r r u p t e db yt h eN o n L i n e - o f - S i g h tr N L O S ) e r r o r , a n d t h el o c a t i o na c c u r a c yo fC h a n a l g o r i t h mw i l ld e c r e a
11、 s ed r a m a t i c a l l y I nt h i sP a D e r , ad a t af u s i o nm o d e lb a s e do nd i f f e r e n t i n t e rs t a g er e s u l t sc a l c u l a t e db yC h a na l g o r i t h mi s p r o p o s e d S i m u l a t i o nr e s u l t ss h o w t h a t p o s i t i o n i n ga c c u r a c yo fp r o p
12、o s e dm o d e l i sb e R e rt h a nt h eC h a n a l g o r i t h ma n d C a nr e d u c et h e l o c a t i o nf a i l t t r e p r o b a b i l i t yo b v i o u s l yw i t hs l i g h t i n c r e m e n to fc a l c u l a t i o nt i m ew h e nt h e l o c a t i o ne s t i m a t e sa r ec o r r u p t e db y
13、t h eN L O Se r r o r Al o c a t i o nd a t af u s i o nm o d e li Sf u r t h e r p r o p o s e db a s e do nt h e r e s u l to ft h ed i f i e r e n tb a s ec o m b i n a t i o nt o i m p r o v et h el O C a t i o n a c c u r a c yi nt h eb a du r b a ne n v i r o n m e n to fp r e v i o u sd a t a
14、f u s i o nm o d e l T h es i m u l a t i o nr e s u l t s s h o wt h a ti tC a na c h i e v et h ea n t i c i p a t e dp e r f o r m a n c ew i t hr u nu po f t h el o c a t i o nt i m e K e yW o r d s ：C e Il u Ia rN e t w o r k s ；M o b iI eI o c a t i o n ：T D O A ；D a t aF u s i o n ；N L O Se r
15、r o r 基于C D M A 蜂窝网络的移动台定位方法研究 0 前言 国际上对于无线电定位技术的研究始于上个世纪6 0 年代的自动车辆定位( A V L ) 系统，随后该项技术就在货物运输、交通管理、犯罪跟踪和紧急救助服务等范围内得到 了小规模应用。上世纪末以来，随着蜂窝移动通信系统的出现和飞速发展以及人们对智 能交通运输系统( I T S ) 的需求，人们对于无线定位技术也有了新的要求，从而促使更 多的研究者投入到这个领域的研究中来。美国联邦通信委员会( F C C ) 于1 9 9 6 年公布 了E 一9 l I ( E m e r g e n c y c a l l9 1 I ) 定位
16、需求u ，2 J ，要求在2 0 0 1 年l O 月1 日前，各种无线蜂 窝网络必须能对发出E 9 1 1 紧急呼叫的移动台以不低于6 7 的概率提供精度在1 2 5 m 以 内的定位服务；在2 0 0 1 年以后，系统必须提供更高的定位精度以及三维位置信息。美 国F C C 的这一规定明确了提供E - 9 1 l 定位服务将是今后各种蜂窝网络，也包括3 G 网络 必备的基本功能。 由于相关法规的强制性要求和巨大市场利益的驱动，各大电信公司均开始积极就 G S M 、1 S 一9 5 和第三代移动通信系统等网络制订各自的定位方案【3 4 】，从而在国际上掀起 了基于蜂窝网络的无线定位技术的研究热潮。就目前的研究而言，虽然出现了很多新的 定位方法和技术，但是如果不利用其它手段而仅依赖于蜂窝网络资源，要想完全满足 E 9 “定位要求还是有一定差距的，也有许多问题有待深入研究。为了进一步提高定位 精度，还出现了一种综合利用蜂窝网络资源和G P S 定位系统的混合无线定位技术【5 1 ，但 是该技术要对移动终端进行改造，又会大幅度增加移动终端的成
