基于TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)的終端定位研究.pdf

1、TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)采用了上行同步和均勻圓陣(UCA)智能天線等新技術(shù)，因此服務基站可以方便的獲得移動用戶信號的到達時間(TOA)和到達角度(DOA)。借助這兩個參數(shù)可以實現(xiàn)單基站的對移動臺的定位，其中對DOA的精確估計是該定位技術(shù)中關(guān)鍵環(huán)節(jié)。但是，基于均勻線陣(ULA)的MUSIC經(jīng)典的估計算法不能直接應用于UCA，如何把這些的經(jīng)典的估計算法應用于UCA的陣列是一個重要的研究課題。 智能天線技術(shù)應用于TD-SCDMA系統(tǒng)中具有

2、可以減少共信道干擾、提高頻譜利用率及增加系統(tǒng)容量、減少發(fā)射功率和空間電磁干擾、對小區(qū)進行動態(tài)劃分等優(yōu)點。與其它技術(shù)比較，智能天線技術(shù)在移動通信的應用中顯示出巨大的潛力。智能天線采用數(shù)字信號處理技術(shù)判斷用戶信號波達方向(DOA)，并在此方向形成天線主波束，以達到有效的抑制干擾的作用，因此研究智能天線技術(shù)就要重點研究波達方向估計技術(shù)。波達方向估計是陣列信號處理領(lǐng)域中的重要的研究方向，它是雷達、聲納、主動防護系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)以及智能天線等多個技

3、術(shù)領(lǐng)域的共性問題。基于陣列信號處理的波達方向估計方法可以同時對空間不同方向上的多個信號源實現(xiàn)高分辨率的方向估計。 通過對DOA估計技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、無線定位技術(shù)及TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)自身特點的分析研究，本文將基于子空間的DOA估計算法及其應用作為主要研究課題。為了精確估計出用戶信號的DOA，本文首先深入研究了兩類基于ULA的子空間算法—MUSIC和ESPRIT算法，并針對傳統(tǒng)的MUSI算法不能分辨高度相關(guān)多徑信號DOA的問題

4、，對ULA通過對陣列的空間平滑可以實現(xiàn)信號的解相關(guān)，但另一方面空間平滑技術(shù)不適用于UCA。為此，本文通過預處理技術(shù)把UCA轉(zhuǎn)換成虛擬均勻線陣，采用了模式空間的空間平滑算法來對信號解相關(guān)。通過建立恰當?shù)臄?shù)學模型，對上述各算法在ULA和UCA上的性能進行了詳細的仿真和對比分析。最后，在上述研究的基礎(chǔ)上，本文將所研究的DOA估計算法應用于TD-SCDMA的單基站定位方案。通過建立合適的信道模型，對該方案的定位性能進行了詳細的Matlab仿真，