随着3G、3.5G(Wimax)、4G(LTE,Long Time Evaluation)的发展,无线网络提供了更加丰富的业务。其中,无线网络定位业务(Wireless Network Positioning Services)被运营商看好。由于许多无线网络定位技术缺乏系统性、自主工作能力和自适应性,导致无线网络定位系统实施复杂、成本高、精度低,很难普及。无线网络定位产品也很难与GPS定位产品竞争。本文针对这些问题,提出了无线网络自主定位概念及其性能的优化策略。 自主定位是自主完成信号的搜集、预处理、定位运算、结果输出等任务,在定位过程中较少占用其他网络设备资源。 无线网络自主定位的性能主要包括定位准确性和实时性。为了提高定位精度,本文在定位过程前期,增加了原始数据处理,分析定位环境的非线性特征,动态地提取信道噪声；在位置几何方程描述中,根据误差对线性位置估计方程进行了非线性校正；在定位过程中,系统的提高定位过程的自适应性能力,包括用卡尔曼(Kalman)滤波方法提取定位噪声,用概率密度方法(PDF)判断非视距传输(NLOS)并给予误差补偿,用最小二乘法(LS)从冗余位置方程中运算出移动台位置,并采用二次处理的方法优化结果。通过这些方法,可以提高定位的准确性能。为了保证定位的实时性能,在相关(Correlation)延时估计中采用动态分组相关运算和最优家族遗传算法(OFGA),保证延时估计准确性的基础上增加定位运算的速度。 本文模块化地设计了无线网络自主定位系统的软硬件系统。分别描述了在移动台、基站、核心网中实施定位的流程。介绍了运算、控制、通信等硬件模块并给出部分硬件原理图。同时说明了软件的运算功能、操作系统、接口及高层应用模块并给出部分架构图和源代码。 无线网络自主定位采用优化的定位算法,具有系统性的自适应能力,能保障无线定位的实时性能和准确性能。同时自主定位适合模块化的软硬件设计,容易降低成本,便于后期改进和片上实现,并能灵活地安装在无线网络的移动端、基站、核心网中。这些优点可以促进无线网络定位的普及和有关定位产品的发展,打破GPS产品对定位市场的垄断。
| 无线网络自主定位性能的优化研究.pdf |
