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无线定位中抗非视距干扰的算法

作　者: 赵超敏
导　师: 张端金
学　校: 郑州大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 无线定位 非视距 多径环境 协作定位
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


无线定位是一种由解决无线电信号,获取相关参数,然后进行定位解算的技术。随着美国E-911议案的发行,通信公司和科研机构加大了无线定位技术的研究,使该技术得到快速发展。结合各种各样的无线信号,比如Chirp信号,Zigbee信号,超宽频信号以及通信系统的频率信号,使无线定位可以适用于不同的地区、使人们的生活更丰富多彩。如何提高无线定位的精确度,让这种服务的大众化比以前更好,是无线定位的关键。实现移动定位需要两个步骤,第一步：依据不同的定位类型,估计相应的位置参数。第二步：根据第一步定位参数的估计,提出了相应的定位算法对移动位置进行估计。现代无线通讯的环境(尤其是在城市移动下的环境)因为受到非视距(NLOS)多径传播、几何精度因子等多种不利因素,使得现行的每个移动终端(MS)定位方法必然受到很大的影响,导致定位的性能显著下降,定位的精度难以在非视距多径条件下满足E-911的要求。在本文中,根据以上的情况,提出了高精度无线定位算法及其算法的性能分析。这些算法旨在提高无线定位系统的定位精度。本文从无线定位过程中的第二步出发,为克服多径环境下非视距定位的误差,首先分析非视距多径传播对TOA/TDOA算法的显著影响,并在此基础上研究了克服显著误差无线定位的新算法。克服非视距误差的新型定位算法是基于经典Chan和Taylor算法的协同定位改进的算法。然后通过使用单反射椭圆模型,提出了一种能够有效的抑制非视距传播(NLOS)干扰的定位算法。通过数值仿真分析了算法的有效性。最后,总结全文,并对今后的研究方向做出展望。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章 绪论  8-16
  1.1 课题研究的背景、目的和意义  8-10
  1.2 无线定位常用的算法  10-14
  1.3 无线定位的研究现状  14
  1.4 论文的框架  14-16
第二章 基于时延的定位算法性能分析  16-31
  2.1 定位的最小二乘(LS)算法  16-17
  2.2 TOA定位模型  17-19
    2.2.1 圆周定位(CLOP)模型  17-18
    2.2.2 相交线模型(LLOP)  18-19
  2.3 有关TDOA双曲线的定位模型  19-27
    2.3.1 Fang算法  20-22
    2.3.2 Chan算法  22-26
    2.3.3 Taylor级数展开算法  26-27
  2.4 仿真的信道模型  27-29
    2.4.1 信道的T1P1(COST259)模型  27-28
    2.4.2 时延扩展的Gerstein模型  28-29
  2.5 移动台的分布  29-31
第三章 NLOS误差的鉴别方法研究  31-43
  3.1 NLOS环境下TDOA/TOA误差分析  31-33
  3.2 NLOS误差鉴别  33-38
    3.2.1 Wylie鉴别方法  33-36
    3.2.2 残差分析判决法  36-37
    3.2.3 假设检验判决法  37-38
  3.3 NLOS误差的抑制与消除  38-40
  3.4 定位准确度评价指标  40-43
    3.4.1 均方误差  40-41
    3.4.2 累积分布函数(CDF)  41
    3.4.3 几何精度因子(GDOP)  41
    3.4.4 圆(球)误差概率CEP  41-42
    3.4.5 相对定位误差(RPE)  42-43
第四章 协作定位算法克服NLOS误差的性能  43-51
  4.1 Chan算法与Taylor级数的展开法的特点  43-46
    4.1.1 Chan算法的优缺点  44-46
  4.2 Chan算法和Taylor级数展开法的协同定位的改善算法  46-48
  4.3 仿真  48-51
第五章 基于单次反射统计信道模型算法研究  51-59
  5.1 基于几何结构的单次反射统计信道模型  52-53
  5.2 基于单次反射统计信道的定位算法  53-56
    5.2.1 基于椭圆模型短半径的NLOS抑制算法  53-54
    5.2.2 基于GBSBEM模型pdf的NLOS抑制算法  54-56
  5.3 仿真  56-59
第六章 全文总结  59-61
参考文献  61-63
致谢  63-64
个人简历  64

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 移动通信
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