蜂窝网络中基于TDOA的无线定位算法研究

无线电定位技术有着广泛的应用前景,也是未来第三代移动通信的一个支撑技术。蜂窝无线定位的基本原理是利用现有蜂窝网络,通过对各种位置特征参数(例如到达时间(TOA)、到达时间差(TDOA)、到达角度(AOA))的测量和估计,从而实现对移动台的定位。 首先,本文介绍了移动通信系统中无线定位技术的应用,然后讨论了几种常用的无线定位技术以及无线定位系统的分类。 其次,本文给出了TDOA双曲线方程组的数学模型,详细地分析了基于TDOA的Chan算法和Taylor序列展开法两种基本算法以及它们的特点,指出了在移动通信系统内实现移动台精确定位的主要技术难点和提高精度的对策。 再次,提出了基于TDOA的约束加权最小二乘算法,并把该算法用于TDOA/AOA的混合估计中。在对该算法的仿真结果分析中可以看到,该算法基本上达到克拉美罗下限,并在同等条件下优于其它算法。 然后,本文深入研究了Kleine-Ostmann提出的移动台定位估计数据融合模型,并以该模型为基础,提出了一种改进型数据融合模型。该模型中的第二层和第四层数据融合均采用的是最佳线性数据融合,本文对该融合规则进行了分析,通过仿真验证了该模型对提高移动台定位性能的有效性。 最后,我们对已经完成的工作进行了总结,并对以后的研究方向做出展望。