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利用CDMA系统下行链路实现移动终端定位的研究

华云  
【摘要】: 近几年来,随着移动通信技术的迅猛发展,用户数量的急速膨胀,全球的移动通信网络已经发展成为一个庞大的通信网络并形成了一个巨大的市场。市场的扩大,用户数量的增多以及同时在高速发展着的INTERNET使得用户的需求不断变化,越来越多的用户希望移动通信系统除了能提供传统的语音业务外,还能提供诸如多媒体、INTERNET甚至定位等新的服务。 由于民用领域对定位服务的需求,因此在移动通信系统发展的初期,一些研究者就开始考虑能否以及如何利用移动通信网络设备实现移动终端的定位,以便向终端用户提供传统的通信系统所没有的业务。1996年7月,美国联邦通信委员会(FCC)发布了E-911条例,要求移动通信系统运营商在求助者使用移动电话拨打紧急求助电话时,能够在一定的精度要求下对其迅速定位。此后,移动终端定位技术渐渐呈现出非常诱人的市场前景并得到了迅速的发展,许多公司和研究机构投入了大量的资金和人力进行研究和开发。 CDMA固有的诸多优点使其成为第三代移动通信系统的主流多址方式,因此基于CDMA系统的定位技术的研究得到了广泛的关注。但是移动通信系统最初设计时对定位功能的忽略以及CDMA系统固有的多址干扰问题使得移动终端定位技术在CDMA系统中的实现至今还存在着诸多困难。本文在深入研究了CDMA系统和定位技术的基础上,提出了作者在其中几个问题上的个人看法,其主要工作包括 1.较为系统的分析和总结了适合于移动终端定位技术的研究、仿真和评价的两种常用信道模型的特点及适用环境。这两种模型对于今后移动终端定位技术的研究、仿真和评价有较高的参考价值。 2.提出使用串行干扰对消来抑制服务基站下行链路信号,降低服务基站下行链路信号对移动终端TOA测量结果干扰的方法。该算法对于在IS-95窄带CDMA系统中利用下行链路实现对移动终端的定位具有较高的参考价值。 3.通过对3G中的定位标准之一——OTDOA-IPDL方法的深入研究,经过 摘要 严格的数学推导得出对测量结果误差置信度的判决准则,并扼此提出使 用判决来剔除不可靠的TOA测量结果,提高定位系统抗多址干扰能力 的方法。 4.在判决算法的基础上,为了增加参与定位的基站的数目,提高系统的定 位精度井为今后对*LOS附加时延误差的抑制打下良好的基础,在对下 行链路进行充分研究的基础上,提出使用部分并行干扰对消炉)算法 来抑制邻近基站间下行链路信号的互扰,提高定位系统抗干扰能力的方 法。 5.通过对 NLOS附加时延误差本身特点的深入研究及其传播模型的分析, 提出使用滑动累积的方法来判决TOA测量结果中是否存在有NLOS附 加时延误差的方活。其目的是在增加观测样本的同时,当移动终端处于 LOS传播环境和 NLOS传播环境的交替过程时,降低判决的误判率。 6.根据其它研究者关于 NLOS附加时延误差抑制的研究成果,提出将判抉 结果和 NLOS附加时延误差抑制有机结合起来,利用 TOA测量序列中 LOS环境下的测量结果通过一元线性回归去预测其附近处于NLOS环境 下的TOA,并将结果迭入自适应噪声对消器中,去除宽带快变误差信号, 进一步提高定位的精度。


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