發(fā)布時(shí)間：2017-09-12 05:23

  本文關(guān)鍵詞：LTE系統(tǒng)中終端定位技術(shù)的研究

  更多相關(guān)文章： 長期演進(jìn)技術(shù) 定位 觀測到達(dá)時(shí)間差 非視距誤差

【摘要】：長期演進(jìn)技術(shù)(Long-term Evolution,LTE)作為新一代移動通信系統(tǒng)將成為承載移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的核心網(wǎng)絡(luò),且其作為3G技術(shù)的延續(xù),已在國內(nèi)外開始了商用部署。目前,基于位置的服務(wù)(Location Based Service,LBS)應(yīng)用層出不窮,如電子地圖,美食指南,旅游攻略等,隨著移動通信網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展,人們對終端定位精度的要求變得越來越高,因此,研究LTE用戶終端的定位技術(shù)具有實(shí)際的應(yīng)用價(jià)值和意義。LTE定位協(xié)議定義了三種定位技術(shù):增強(qiáng)型小區(qū)ID(Enhanced Cell ID,E-CID)、輔助全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(Assisted Global Navigation Satellite System,A-GNSS)和觀測到達(dá)時(shí)間差(Observed Time Difference of Arrival,OTDOA)。其中,E-CID定位技術(shù)實(shí)現(xiàn)簡單,硬件要求較低,但其定位精度取決于小區(qū)的面積大小,在定位過程中只能粗略地估計(jì)終端的位置。A-GNSS定位技術(shù)定位精度較高,但其功耗較大并且實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度較高,在衛(wèi)星信號覆蓋不到的室內(nèi)或者市區(qū)等地方,該方法不能實(shí)現(xiàn)終端定位。OTDOA定位技術(shù)是LTE定位系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛的一種定位技術(shù),和E-CID技術(shù)相比,OTDOA定位技術(shù)的定位性能更好,與A-GNSS定位技術(shù)相比,OTDOA定位技術(shù)不需要對終端進(jìn)行改動,因此OTDOA定位技術(shù)成為LTE用戶終端定位技術(shù)研究的熱點(diǎn)方向。本文主要內(nèi)容如下:首先,介紹了LTE定位技術(shù)的研究背景、研究意義,并闡述了蜂窩網(wǎng)中各定位算法的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,接著介紹了適用于LTE定位的無線定位系統(tǒng)和無線定位技術(shù),分析了LTE定位技術(shù)所面臨的難點(diǎn)問題,討論了LTE定位解決方案、基于OTDOA的雙曲線定位模型,LTE定位系統(tǒng)中的基站分布拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及評價(jià)終端定位精度的指標(biāo)。其次,闡述了無線蜂窩網(wǎng)中各經(jīng)典定位算法的原理及優(yōu)缺點(diǎn),在理想信道環(huán)境下驗(yàn)證不同基站個(gè)數(shù)、不同小區(qū)半徑、不同測量噪聲大小對各經(jīng)典定位算法性能的影響。然后,介紹了非視距(Non-Line of Sight,NLOS)誤差模型,闡述了NLOS誤差對LTE用戶終端定位性能的影響,并分析和討論了鑒別NLOS誤差的方法,通過簡化的殘差分析判決法來識別含NLOS誤差的基站。針對NLOS傳播情況,用基于經(jīng)典算法的改進(jìn)算法來抑制非視距誤差對終端定位精度的影響,改進(jìn)的定位算法無需知道OTDOA誤差的先驗(yàn)信息,利用分層協(xié)同定位思想來對LTE用戶終端位置進(jìn)行精確估計(jì),還給出了當(dāng)殘差加權(quán)算法中的基站組合為線性排列時(shí)的位置解算算法。最后,總結(jié)全文,并對今后的研究方向做出總結(jié)。
【關(guān)鍵詞】：長期演進(jìn)技術(shù) 定位 觀測到達(dá)時(shí)間差 非視距誤差
【學(xué)位授予單位】：桂林電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN929.5
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 縮略詞8-9
• 第一章 緒論9-14
• 1.1 研究背景和研究意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 主要研究工作12-13
• 1.4 本文的結(jié)構(gòu)安排13-14
• 第二章 LTE定位系統(tǒng)概述14-21
• 2.1 無線定位系統(tǒng)和定位技術(shù)概述14-16
• 2.1.1 無線定位系統(tǒng)14-15
• 2.1.2 無線定位技術(shù)15-16
• 2.1.3 LTE定位技術(shù)的研究難點(diǎn)16
• 2.2 LTE定位解決方案及處理流程16-18
• 2.2.1 定位解決方案16-17
• 2.2.2 LTE定位協(xié)議中基于OTDOA的定位原理17-18
• 2.3 LTE終端定位精度評價(jià)指標(biāo)18-20
• 2.3.1 LTE基站分布的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)18-19
• 2.3.2 均方根誤差和均方誤差19
• 2.3.3 克拉美羅下界19-20
• 2.3.4 累積分布函數(shù)20
• 2.4 本章小結(jié)20-21
• 第三章 基于OTDOA的LTE終端定位算法21-38
• 3.1 三種經(jīng)典的OTDOA定位算法21-28
• 3.1.1 OTDOA雙曲線定位模型21-22
• 3.1.2 Fang算法22-23
• 3.1.3 Chan算法23-26
• 3.1.4 Taylor級數(shù)展開算法26-28
• 3.2 其他基于OTDOA技術(shù)的定位算法28-31
• 3.2.1 Friendlander算法28-30
• 3.2.2 球面相交(SX)算法30-31
• 3.2.3 球面插值(SI)算法31
• 3.3 各算法定位性能仿真31-37
• 3.3.1 不同測量噪聲對各定位算法的影響32-34
• 3.3.2 不同基站個(gè)數(shù)對各定位算法的影響34
• 3.3.3 不同小區(qū)半徑對各定位算法的影響34-37
• 3.3.4 視距環(huán)境下各定位算法對比37
• 3.4 本章小結(jié)37-38
• 第四章 LTE定位中NLOS誤差的鑒別38-45
• 4.1 引言38
• 4.2 非視距誤差模型38-39
• 4.3 非視距誤差對定位精度的影響39-40
• 4.4 非視距誤差的鑒別方法40-41
• 4.4.1 Wylie識別算法40-41
• 4.4.2 殘差分析判決法41
• 4.4.3 假設(shè)檢驗(yàn)判決法41
• 4.5 簡化的殘差分析判決法41-44
• 4.5.1 算法描述41-42
• 4.5.2 數(shù)值仿真和分析42-44
• 4.6 本章小結(jié)44-45
• 第五章 LTE中NLOS誤差的抑制45-57
• 5.1 引言45
• 5.2 殘差加權(quán)算法45-47
• 5.2.1 算法模型46
• 5.2.2 基站組合為非線性排列46-47
• 5.2.3 基站組合為線性排列47
• 5.2.4 殘差加權(quán)47
• 5.3 改進(jìn)的Chan算法47-50
• 5.3.1 算法描述47-49
• 5.3.2 算法仿真和分析49-50
• 5.4 改進(jìn)的Taylor級數(shù)展開算法50-52
• 5.4.1 算法描述50-51
• 5.4.2 算法仿真和分析51-52
• 5.5 分層協(xié)同定位算法52-53
• 5.6 算法仿真與分析53-56
• 5.6.1 非視距誤差為確定值(RMSE)53-54
• 5.6.2 非視距誤差為確定值(CDF)54
• 5.6.3 非視距誤差服從COST259信道模型54-55
• 5.6.4 算法定位精度與迭代次數(shù)對比55-56
• 5.6.5 非視距環(huán)境下各定位算法對比56
• 5.7 本章小結(jié)56-57
• 第六章 總結(jié)與展望57-58
• 6.1 本文主要工作總結(jié)57
• 6.2 工作展望57-58
• 參考文獻(xiàn)58-64
• 致謝64-65
• 作者在攻讀碩士期間的主要研究成果65

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：835339