蜂窝网络无线定位算法研究

本论文主要针对蜂窝网络中如何提高对移动台无线定位的精度这一核心问题进行了研究。 首先,本文对课题的研究背景、研究意义及相关研究进展,蜂窝网络无线定位基本原理和不同定位技术的优缺点,几种常用于仿真评估的定位信道模型及准确率的评价指标进行了详细的介绍,并对影响蜂窝网络无线定位精度的因素做了简要说明。 其次,本文分析了Fang、Chan和Taylor序列展开三种经典的定位算法,在不同条件下对这些算法的性能进行了仿真比较,总结出这三种算法的特点。在此基础上,仿真验证了一种混合Chan与Taylor序列展开算法的协同定位算法,结果表明其定位精度优于Chan算法并且能够克服Taylor序列展开法因缺乏相对准确的初始估计值而无法收敛的缺点。 再次,本文对典型文化算法进行了深入研究。介绍了文化进化的基本概念,描述了典型文化算法的计算框架以及各功能函数的设计,在此基础上利用5个标准的非线性无约束函数对其进行了性能仿真测试,结果表明文化算法可以稳定快速的逼近全局最优解。基于以上的讨论,本文给出了两种蜂窝网络无线定位的方案,并将文化算法应用其中,提出了基于文化算法的场强定位算法和基于文化算法的TDOA定位算法。仿真结果表明两种算法各有特点,分别适用于不同条件下的蜂窝网络无线定位。同时,本文采用NLOS识别及TDOA/TOA平滑重构技术,结合前面的研究成果,尝试了在NLOS环境下进行蜂窝网络移动台无线定位。仿真结果表明,该方法可以有效地降低定位误差。 最后,对所做工作进行了总结,并且指出了其中的不足与进一步的展望。