无线网络位置指纹定位技术研究

摘要

随着无线通信技术的迅猛发展，种类繁多的无线网络纷纷涌现。但是没有一种单一的无线网络能够同时满足广覆盖、低时延、高带宽、低成本等要求。因此，异构网络成了无线通信发展的一种必然趋势。在同构网络中，许多增值业务的实现都要是依赖于定位技术；在异构网络中，定位技术同样举足轻重。
　　TDOA、AOA等传统的定位技术的研究主要都是基于单一网络进行分析，且受NLOS传播的影响较大。如何克服非视距传播的影响，寻找一种简单、易实现的高精度定位算法，对加快定化技术的发展及工程应用，具有一定的理论和实际意义。由于位置指纹定位技术具有较好的抗NLOS传播的能力，对该技术的研究已成为近年来无线定位技术的研究热点之一。本文就以DCM位置指纹定位算法为基础，对现有的网络结构进行分析、完善和改进，并重点研究了相关算法在WCDMA、WLAN两种网络及其构成的异构网络中的定位性能。
　　首先，在查阅大量文献的基础上，本文对位置指纹定位技术的国内外研究现状进行分析，并归纳总结了现有定位问题研究中存在的局限性和不足之处。
　　其次，对现有的定位算法的原理以及定位精度的评价标准进行了简要介绍，概述了具有定位功能的WCDMA和WLAN网络结构以及异构网络融合体系结构，结合位置指纹定位算法的特点对现有的网络结构进行分析、探讨和完善，并设计出一种具有位置指纹定位功能的异构网络融合架构。
　　再次，对WCDMA环境下的数据库相关算法和支持向量机回归算法进行详细的理论分析，在此基础上提出了基于Cell ID的改进算法，仿真结果表明改进的算法具有更高的定位准确性；随后，对WLAN下的数据库相关算法和支持向量机分类算法进行分析，并提出了改进的定位算法，通过仿真对比验证了改进算法的有效性。
　　然后，在前面定位仿真的基础上分析了AP个数以及基站个数对定位精度的影响。并结合位置指纹定位技术和最佳线性融合算法的特点，提出了数据源融合和决策融合两种思路和方法。通过仿真对比了不同场景下融合定位的性能，并结合仿真结果对异构网络不同网络环境下应该采用的定位算法进行了归纳总结。
　　最后，对本文开展的研究工作进行了总结，并给出了进一步研究的内容和建议。