本文主要研究的是基于散射体信息的无线定位算法。本文首先分析讨论了两种比较普遍的散射体信道模型:圆环(ROS)模型和圆盘(DOS)模型,分析表明ROS模型描述的是一种NLOS误差较DOS模型更严重的模型。同时还分析讨论了现有的几种直达波定位算法,并在直达波环境下和非直达波环境下对现有的基本直达波算法进行了仿真。仿真结果表明:在三基站参与定位的情况下,5种直达波定位算法性能相当,但其非直达波环境下的定位精度差于直达波环境下的定位精度,因此有必要提出新的算法提高非直达波环境下的定位精度。
然后分析讨论了现有的多种基于散射体信息的无线定位算法,由于基于散射体信道模型的定位算法太依赖于模型的准确性,因此本文主要分析了对散射体精确定位的算法中的两种:非线性最小二乘散射体算法和闭式散射体算法,并对这两种算法进行了仿真分析。仿真分析表明非线性最小二乘散射体算法存在两大缺陷:(1)需要六条多径测量参数才能定位。(2)算法中存在严重的非线性代价函数,定位精度不高。闭式散射体算法虽然解决了第一个问题,但是其要求至少3个散射体与基站位于同一直线上,约束条件太苛刻,实际环境中难以满足。
在上述研究的基础上,给出了两种新的散射体定位算法。第一种算法利用双基站的空时频信息,只需3条多径信号即可定位,且散射体可位于任何位置,突破了闭式散射体算法的约束。由于第一种算法需要智能天线进行DOA测量,而许多系统没有智能天线,因此给出了第二种散射体算法,该算法利用三基站的时频信息进行定位,不需要使用DOA值。对两种算法在ROS和DOS模型下进行了仿真,仿真结果表明算法性能优于非线性最小二乘算法和闭式散射体算法。同时对第二种算法进行了多反射模型下的仿真,结果表明性能仍然优于直达波算法,算法对多反射带来的误差的容忍性较好。
最后讨论了在雷达中利用散射体信息对目标进行定位的算法,给出了一种新的超视距多目标定位算法。该算法主要对海面上的超视距多目标进行定位,仿真结果表明算法能很好的对多目标的参数进行匹配,能成功的对多个目标同时进行定位。
