基于OFDM信號(hào)的TDOA定位技術(shù)的研究.pdf

1、近些年來(lái)，隨著LTE技術(shù)的蓬勃發(fā)展，基于LTE的定位技術(shù)也得到了廣泛的關(guān)注。LTE系統(tǒng)的下行鏈路采用OFDM技術(shù)，最大帶寬可達(dá)20MHz，在提高定位精度方面有著巨大的優(yōu)勢(shì)。到達(dá)時(shí)間差（TDOA，Time Difference of Arrival）方法是目前比較流行的性能較好的定位方法。因此本文主要研究了基于OFDM信號(hào)的TDOA定位技術(shù)，深入討論了時(shí)延估計(jì)和定位解算兩方面問(wèn)題，提出了改進(jìn)的方法，并通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證分析。
　

2、　本文的主要工作如下:
　　1.以LTE系統(tǒng)為研究背景，闡述了現(xiàn)有的LTE系統(tǒng)下的各種定位技術(shù)的原理及實(shí)施方案。在基于LTE的定位系統(tǒng)中，詳盡分析了影響定位精度的因素，包括信號(hào)的遠(yuǎn)近效應(yīng)、多徑傳播干擾以及非視距傳播(NLOS)干擾等，并針對(duì)這些影響因素提出了解決方案。
　　2.闡述了OFDM信號(hào)的基本原理，并在此基礎(chǔ)上研究了幾種基于OFDM信號(hào)的時(shí)延估計(jì)算法，對(duì)基本相關(guān)法、廣義相關(guān)法以及二次相關(guān)法在OFDM系統(tǒng)中的時(shí)延估計(jì)性

3、能進(jìn)行了仿真與分析。仿真結(jié)果表明，二次相關(guān)法通過(guò)相關(guān)函數(shù)減少了噪聲干擾，提高了時(shí)延估計(jì)算法的抗噪性能，更加適用于低信噪比環(huán)境。
　　3.針對(duì)多徑信道，提出了一種基于OFDM符號(hào)序列的改進(jìn)型低維度MUSIC時(shí)延估計(jì)算法。仿真測(cè)試表明，在信噪比較低時(shí)，該算法時(shí)延估計(jì)的性能比傳統(tǒng)MUSIC算法高出很多。與傳統(tǒng)MUSIC算法相比，該算法在應(yīng)用時(shí)并不需要知道多徑的數(shù)目，且時(shí)間分辨率得以提高。此外，該算法還降低了計(jì)算的復(fù)雜度，更加適用于移動(dòng)終

4、端等功耗低的場(chǎng)合。
　　4.在研究了Chan算法以及Taylor算法的基礎(chǔ)上，針對(duì)NLOS環(huán)境，提出了一種基于Taylor級(jí)數(shù)的NLOS誤差抑制定位算法。該算法設(shè)定了NLOS基站的校正因子，然后結(jié)合最陡梯度下降算法和Taylor算法，逐步迭代，從而修正非視距傳輸誤差，實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)臺(tái)的定位。仿真實(shí)驗(yàn)表明，在NLOS環(huán)境下，該算法性能穩(wěn)定，方法簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，且定位性能優(yōu)于Chan算法和Taylor算法。此外，該算法還引入了額外的參考點(diǎn)