基于位置指紋的無(wú)線蜂窩網(wǎng)定位算法研究.pdf

1、隨著移動(dòng)通信和蜂窩無(wú)線定位技術(shù)的深入發(fā)展與融合，移動(dòng)終端的廣泛普及，人們對(duì)于位置感知服務(wù)的需求越來(lái)越迫切，實(shí)現(xiàn)高精度的移動(dòng)終端定位成為了當(dāng)前的研究重點(diǎn)。近年來(lái)新興的位置指紋定位技術(shù)以其廣泛的適用范圍、成本低、部署方便、受環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)逐漸成為最具發(fā)展?jié)摿Φ臒o(wú)線定位技術(shù)之一。
　　 本文以基于指紋定位技術(shù)的無(wú)線蜂窩網(wǎng)移動(dòng)終端定位系統(tǒng)為研究對(duì)象，根據(jù)項(xiàng)目委托方的技術(shù)指標(biāo):針對(duì)移動(dòng)終端用戶，要求對(duì)67％概率的定位精度可以達(dá)到125m

2、，50％概率的定位精度可以達(dá)到100m，通過(guò)大量深入的研究，設(shè)計(jì)了一種針對(duì)該系統(tǒng)精度提高的技術(shù)方案。
　　 本文首先詳細(xì)闡述了蜂窩網(wǎng)指紋定位技術(shù)的基本原理、系統(tǒng)架構(gòu)及實(shí)現(xiàn)流程，并結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)的理論缺陷和共同存在的問(wèn)題，給出了精度提高技術(shù)方案;接著針對(duì)實(shí)測(cè)無(wú)線電波信號(hào)衰落特性和指紋庫(kù)特征，分別對(duì)傳統(tǒng)信號(hào)平滑處理方法和匹配定位算法進(jìn)行改進(jìn);最后結(jié)合移動(dòng)終端的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，采用兩種基于機(jī)動(dòng)目標(biāo)模型的定位跟蹤濾波技術(shù)對(duì)系統(tǒng)匹配定位結(jié)果進(jìn)行軌

3、跡優(yōu)化處理，通過(guò)多方面的對(duì)比分析，篩選出最適用于本系統(tǒng)的定位跟蹤算法和參數(shù)信息，為以后的工程應(yīng)用打下基礎(chǔ)。研究蜂窩網(wǎng)指紋定位技術(shù)獲得了以下成果:
　　 第一，針對(duì)無(wú)線電波信號(hào)易受環(huán)境影響而發(fā)生劇烈變動(dòng)的情況，在系統(tǒng)中加入信號(hào)強(qiáng)度平滑處理環(huán)節(jié)?；谀壳俺Ｓ玫男盘?hào)源數(shù)據(jù)處理方法，結(jié)合本文系統(tǒng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)特點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)，給出了適用于移動(dòng)終端各種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的信號(hào)強(qiáng)度平滑處理方法。利用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)仿真證明:該方法能消除小概率異常值的影響，較好的提高系

4、統(tǒng)的定位精度。
　　 第二，結(jié)合本文位置指紋庫(kù)和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)特征，在傳統(tǒng)KNN匹配算法的基礎(chǔ)上加入殘差的思想進(jìn)行改進(jìn)，充分利用了實(shí)測(cè)信號(hào)特征向量和指紋庫(kù)中的“位置指紋”向量，避免了定位數(shù)據(jù)浪費(fèi)。結(jié)果證明:在本系統(tǒng)中使用改進(jìn)型匹配算法可以獲得更高的定位精度。
　　 第三，針對(duì)移動(dòng)目標(biāo)在機(jī)動(dòng)環(huán)境下前后兩次定位結(jié)果差別較大的情況，在系統(tǒng)中加入軌跡優(yōu)化處理環(huán)節(jié)，并首次將基于機(jī)動(dòng)目標(biāo)模型的PF定位跟蹤算法引入蜂窩網(wǎng)指紋定位系統(tǒng)，并對(duì)比