移动台定位中的DOA估计技术研究

摘要

利用移动通信网络进行移动终端的测向定位为人类的生活带来极大的便利,鉴于近年来利用移动台定位要求的迅速上升,无线电测向技术已成为无线移动通信系统发展的一个重要问题。定位服务将是今后各种蜂窝网,特别是3G网络必备的基本功能,定位方法可分为两种——测距和测向。
　　本文针对其中的测向技术进行了研究,主要是通过使用阵列信号处理和参数估计方法来估计信号源的方向。
　　本文首先介绍了移动通信网络中移动终端的定位方法的产生背景、发展现状和定位技术的分类,以及目前全球范围内普遍使用的移动定位技术。介绍了阵列信号处理和超高分辨率测向技术的基本概念,建立了宽带信号和窄带信号的数学模型,以及阵列信号处理的基本模型以及一些理论方法,并且对已有的一些 DOA估计算法的特点进行了分析,这些方法包括相位干涉的计算方法还有DOA估计中著名的MUSIC测向算法,以及空间平滑法、智能优化类的窄带相干信号方向估计方法。对于每种方法都进行了仿真实验分析,相比之下智能优化类方法的估计精度更高,但是计算量相对较大。
　　在宽带相干信号测向算法中,分析了已有较为经典的TCT算法,它的性能比起其它的宽带测向方法性能较好,但是计算量较大。论文采用了一种改进的测向方法,能快速的估计二维宽带相干信号。这种方法直接对数据的协方差矩阵——信号子空间和噪声子空间分解,仅利用聚焦矩阵的信号子空间计算,与传统的TCT算法相比,在不影响估计精度的情况下计算量大大减少,提升了宽带信号 DOA估计的实时性,并以任意的平面阵为模型进行了计算机仿真实验验证了它的性能。

目录

移动台定位中的DOA估计技术研究

RESEARCH ON DIRECTION OF ARRIVAL OF LOCATION ON MOBILE STATION

摘要

Abstract

第1章绪论

1.1课题背景及研究目的和意义

1.2移动台定位技术的发展概况

1.3本文的主要研究内容

第2章移动台定位基础

2.1定位方法

2.2窄带信号模型

2.3宽带信号阵列模型

2.4高斯白噪声背景下的信源数目估计

2.5色噪声背景下的信源数目估计

2.6本章小结

第3章DOA测向算法的研究

3.1相位干涉仪测向方法

3.2经典MUSIC算法

3.3仿真实验分析

3.4本章小结

第4章窄带相干信DOA估计算法

4.1相干信号源的数学模型

4.2空间平滑MUSIC算法

4.3智能优化类的相干信号DOA估计方法

4.4本章小结

第5章宽带相干信号测向技术研究

5.1基于相干信号的处理方法

5.2二维宽带相干信号快速测向算法

5.3本章小结

结论

参考文献

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致谢

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