多径环境下LTE无线定位系统的研究

发布时间：2017-07-18 20:21

  本文关键词：多径环境下LTE无线定位系统的研究

  更多相关文章： LTE TOA 首径时延 多径时延 信道估计

【摘要】：随着LTE商用化的推进和人们对定位业务需求量的增长,对于LTE无线定位系统的研究成为热门的研究课题。由于基于时延测量的OTDOA定位技术对环境和终端的要求较低,成为LTE定位系统的主流定位技术。但是,由于移动用户终端所处环境往往是多径环境,定位信号受多径效应和NLOS影响严重,克服多径效应和NLOS干扰对于LTE定位系统来说是巨大的挑战,所以对多径环境下的LTE定位系统进行研究并提高定位性能具有重要意义。本文首先介绍了LTE定位系统的特点,对LTE定位技术进行概述,对其定位协议和定位方法进行详细分析,并研究影响终端定位精度的主要因素,为LTE无线定位系统的研究提供相关的理论知识。在前面研究工作的基础上,寻找切实可行的提高定位精度改进方法,考虑到多径环境下,可能存在首径不是主径的情况,如果不能准确估计出首径的时延将对定位精度带来误差。所以,从提高多径环境下首径时延的估计精度入手,先对传统LTE定位系统终端的几种常用多径环境下的时延估计算法进行理论推导并进行仿真分析其不足,然后对经典TDOA定位算法进行详细推导,并进行仿真验证定位算法的性能。最后,对传统算法基于信道估计的前沿检测法进行分析,在该算法的基础上提出了多径环境下TOA估计的改进算法,利用信道估计的冲激响应多径分量存在脉冲的特性,设置搜索窗,对窗内脉冲的功率进行求和,然后进行前向搜索首径,得到首径与主径之间的时间差,对初始时延估计进行修正,得到更精确的时延估计值,从而提高定位精度。通过MATLAB进行模拟多径信道,对本文所提算法以及传统算法进行仿真,仿真结果表明,该改进算法对首径能量不是最强时的首径时延具有非常高的检测概率,能有效提高TOA估计精度,从而提高定位性能,具有实际应用价值。
【关键词】：LTE TOA 首径时延 多径时延 信道估计
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.5
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 符号对照表11-12
• 缩略语对照表12-15
• 第一章 绪论15-21
• 1.1 研究背景和意义15-16
• 1.2 国内外研究现状16-17
• 1.3 LTE无线定位的研究难点17-18
• 1.4 本文的研究内容与结构18-21
• 第二章 LTE无线定位系统概述21-35
• 2.1 LTE定位系统的特点21-24
• 2.1.1 LTE物理层帧结构和定位参考信号21-23
• 2.1.2 下行链路OFDM技术23-24
• 2.1.3 多输入多输出（MIMO）技术24
• 2.1.4 LTE采用严格的同步机制24
• 2.2 LTE定位技术概述24-30
• 2.2.1 LTE定位架构24-26
• 2.2.2 定位协议26-27
• 2.2.3 定位方法27-30
• 2.3 定位误差分析30-32
• 2.3.1 定位参数估计误差31
• 2.3.2 基站的影响31-32
• 2.3.3 定位算法的影响32
• 2.4 LTE终端无线定位性能的评估指标32-33
• 2.4.1 均方误差（MSE）和均方根误差（RMSE）32
• 2.4.2 克拉美罗界（CRB）32-33
• 2.4.3 累计分布函数（CDF）33
• 2.5 本章小结33-35
• 第三章 LTE定位系统终端TOA估计35-53
• 3.1 研究基础35-38
• 3.1.1 信号传输模型35-37
• 3.1.2 基于训练序列的同步技术37-38
• 3.1.3 基于LS准则的频域信道估计38
• 3.2 TOA估计算法38-44
• 3.2.1 基于门限相关峰值检测法39-40
• 3.2.2 MUSIC算法40-41
• 3.2.3 FastICA（快速ICA）多径时延估计算法41-42
• 3.2.4 算法仿真与分析42-44
• 3.3 基于TDOA定位算法44-51
• 3.3.1 Chan算法45-47
• 3.3.2 泰勒级数展开法47-48
• 3.3.3 Chan-Taylor算法48-49
• 3.3.4 算法仿真与分析49-51
• 3.4 本章小结51-53
• 第四章 改进的多径环境TOA估计53-67
• 4.1 基于信道估计的前沿检测法53-54
• 4.2 解调偏移时的信道估计54-59
• 4.2.1 解调位置偏移54-56
• 4.2.2 解调偏离对信道估计的影响56-59
• 4.3 多径环境下改进的TOA估计算法59-66
• 4.3.1 改进的基于信道估计的前沿检测法59-62
• 4.3.2 仿真结果和分析62-66
• 4.4 本章小结66-67
• 第五章 总结与展望67-69
• 5.1 本文总结67
• 5.2 展望67-69
• 参考文献69-73
• 致谢73-75
• 作者简介75-76

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前9条

1 尤肖虎;潘志文;高西奇;曹淑敏;邬贺铨;;5G移动通信发展趋势与若干关键技术[J];中国科学:信息科学;2014年05期

2 宋远峰;刘新;;基于RFID的定位系统综述[J];数字通信;2013年04期

3 赵卫波;胡捍英;周游;漆飞;;基于FastICA的高精度多径时延估计算法[J];电子技术应用;2013年04期

4 陈德章;唐皓;吴季达;;基于Chan和Taylor的TDOA协同定位算法研究[J];计算机科学;2011年S1期

5 蒋伊琳;司锡才;;基于互相关和MUSIC算法的时延估计[J];弹箭与制导学报;2009年05期

6 董秀洁;王莉;王素菊;;一种改进的LS信道估计算法[J];哈尔滨理工大学学报;2009年01期

7 庞艳;乔静;;UWB无线定位技术探讨[J];电信快报;2005年11期

8 刘琚,李静;一种在非视距环境中的TDOA/AOA混合定位方法[J];通信学报;2005年05期

9 邓平,范平志;蜂窝系统无线定位原理及应用[J];移动通信;2000年05期

，

本文编号：559639