移动通信系统中TDOA定位技术及误差抑制方法

摘要

近年来通信技术得到迅速发展，尤其是蜂窝移动通信技术的迅猛发展，用户数量迅速增加。推动移动通信发展的主要因素是通信质量的提高和新的服务业务的发展。因此当前的无线蜂窝系统并不仅仅限于传统的语音通信服务，而需要不断增加新的服务功能。其中利用无线蜂窝系统实现移动台的定位就是一项具有巨大市场前景的业务。
　　为了改善针对移动用户的公共安全服务质量，美国联邦通讯委员会(FCC Federal Communication Commission)于1996年7月发布了E-911条例，要求美国所有移动网络运营商必须在一定的时限内，在满足一定概率和定位精度对所有移动台用户实现定位功能。2001年10月FCC又进一步更新规范要求，要求在2005年12月31日之前所有移动网络运营商实现更高精度的定位服务。E-911条例大大促进了移动台定位技术的发展，在随后的几年中，各种针对不同的移动通信系统的移动台定位技术相继提出，以期能够在规定的时限内达到E-911条例的要求。因此不少国家政府和公司投入大量人力物力进行无线蜂窝系统定位技术的研究和试制。
　　本文在分析了信道中各种损耗的基础上，进一步研究了定位时两种通用的信道模型：圆形散射体模型和N.J.Thomas的信道模型。然后分析了无线通信系统中常用定位技术的基本原理和基本算法，重点对TDOA定位技术的三种常用定位算法：泰勒序列展开法、Fang算法、Chan算法进行了详细推导，并对三种算法进行简单比较。最后研究了基于TDOA定位技术的非视距传播误差的抑制方法。

目录

移动通信系统中TDOA定位技术及误差抑制方法

TDOA POSITIONING AND ERROR RESTRAING METHOD IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM

摘要

Abstract

目录

绪论

1.1 课题背景

1.2 无线定位技术概述

1.3 研究现状

1.3.1 国外研究现状

1.3.2 国内研究现状

1.4 无线定位技术的应用

1.5 无线定位技术存在的难点

1.6 本论文主要内容

第2章 移动通信系统的信道模型

2.1路径损耗模型

2.2阴影衰落

2.3多径衰落模型

2.4视距路径－非视距路径传播模型

2.4.1宏蜂窝情况下开阔地带的视距路径－非视距路径传播模型

2.4.2 基于CODIT模型的视距路径－非视距路径传播模型

2.5本章小结

第3章 现有蜂窝定位方法

3.1 基本定位方法

3.1.1 圆周定位方法

3.1.2双曲线定位

3.1.3方向角度定位

3.2 数据融合定位方法

3.2.1 圆周直线定位方法

3.2.2 双曲线直线定位方法

3.3 其他定位方法

3.3.1 信标辅助定位

3.3.2 电子地图辅助定位

3.3.3 GPS 辅助定位

3.4 定位方法性能指标

3.4.1 均方误差(MSE)与Cramer-Rao下界(CRLB)

3.4.2 圆误差概率(CEP)　

3.4.3 落入误差圆概率

3.4.4 几何精度因子(GDOP)

3.5 本章小结

第4章 TDOA测量的定位算法

4.1 定位问题的最小二乘法表示

4.1.1 TDOA双曲线方程组的数学模型

4.1.2 泰勒序列展开法

4.1.3 Fang 算法

4.1.4 Chan算法

4.2 算法比较分析

4.3 本章小结

第5章 基于TDOA的非视距误差抑制算法

5.1 数学模型

5.2 算法描述

5.3 实验结果

5.4 本章小结

结论

攻读学位期间发表的学术论文

参考文献　

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