面向LTE終端定位的實驗平臺設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、隨著信息化時代的到來，移動互聯(lián)網(wǎng)的接入用戶數(shù)量呈爆炸性增長，對于各種基于無線通信環(huán)境下的應(yīng)用的需求也在急劇增長，其中，基于位置服務(wù)的需求尤其迫切，目前主流的基于位置服務(wù)的定位系統(tǒng)，大多數(shù)利用的是GPS全球定位系統(tǒng)或者北斗全球定位導(dǎo)航系統(tǒng)，這兩個系統(tǒng)的定位精度高，技術(shù)也很成熟，但是缺點在于無法滿足室內(nèi)通信的應(yīng)用需求，因此，開發(fā)一款可以應(yīng)用于室內(nèi)環(huán)境的高精度定位系統(tǒng)已經(jīng)迫在眉睫。近幾年，基于LTE移動通信系統(tǒng)的4G網(wǎng)絡(luò)開始投入商用，中國的無

2、線通信開始全面進(jìn)入4G時代，LTE網(wǎng)絡(luò)的接入用戶也越來越多。所以，LTE架構(gòu)下的定位服務(wù)，必將是下一步研究的主流方向。因此本文主要研究了在LTE架構(gòu)下的室內(nèi)高精度定位系統(tǒng)，分別研究了時延估計，定位算法，以及系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)等幾個方面的內(nèi)容，并通過實驗仿真對系統(tǒng)進(jìn)行了分析與驗證。
　　本文的主要工作如下:
　　1.傳統(tǒng)的相關(guān)峰值檢測的檢測精度受限于系統(tǒng)的采樣速率，為了解決這個問題，本文提出了基于OFDM信號的兩步時延估計算法，

3、該算法通過傳統(tǒng)的相關(guān)峰值檢測得到初始時延值，再將信號變到頻域，通過對相位的檢測來確定小于一個采樣間隔的時延值，并利用OFDM信號的特征來提高計算精度。
　　2.針對室內(nèi)定位環(huán)境面臨的多徑干擾問題，本文提出了基于滑動窗函數(shù)的時延估計算法，該算法可以有效的抵抗噪聲和多徑信道的干擾，性能明顯好于傳統(tǒng)的峰值檢測方法。
　　3.提出了基于圓周向量法的定位算法，可以更加快速地確定目標(biāo)節(jié)點位置，同時提高解算精度。在此基礎(chǔ)上，提出了基于圓周

4、向量法和泰勒級數(shù)展開法的改進(jìn)定位算法。該算法首先利用圓周向量法得到目標(biāo)的大致位置，然后再利用泰勒級數(shù)在此位置展開，通過不斷的迭代來修正目標(biāo)位置，得到最終的結(jié)果。
　　4.針對TOA定位系統(tǒng)對于時間同步要求很高的問題，本文設(shè)計了基于北斗定位導(dǎo)航系統(tǒng)的高精度時鐘源，可以給FPGA提供精度在ns級的時鐘源，實現(xiàn)節(jié)點之間的時間同步。
　　5.設(shè)計了基于LTE的高精度定位系統(tǒng)，并給出了硬件設(shè)計的原理及方案，同時對該系統(tǒng)進(jìn)行仿真實驗，并