文档介绍：文章编号: 100425694 (2005) 0120011206
Ξ
CDM A 蜂窝系统中的 TDOA ƒAOA
混合定位算法
倪建军1 , 胡杰华2 , 李道本3 , 范跃祖1
(11 北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院, 北京 100083;
2. 海军后勤学院计算机教研室, 天津 300450; 31 北京方正连宇通信技术有限公司, 北京 100044)
摘要: CDM A 蜂窝系统由于存在“听力”问题而影响了定位效率, TDOA ƒA OA 混合定位方法可以解决这
个问题。提出了一种TDOA ƒA OA 定位方案, 建立了数学模型, 并提出2 种定位方程的解算方法: T ay lo r 级数展开的L S 估计和 Ka lm an 滤波。仿真结果表明: TDOA ƒA OA 混合定位的性能要优于TDOA 单一定位; 基于Ka lm an 滤波的定位算法性能优于 T ay lo r 级数展开的L S 估计。
关键词: CDM A ; TDOA ƒA OA ; 混合定位; Ka lm an 滤波
中图分类号: TN 529. 5
文献标识码: A
A OA 混合定位的研究开始出现4, 5 , 这种定位方案
可以有效地解决CDM A 系统的“听力”问题。
概
述
0
在CDM A 蜂窝系统中定位存在一个很大的问
题: 接收不到信号。对于CDM A 蜂窝系统来说, 由于存在远近效应问题而必须采用功率控制, 因此, 当一
个移动用户接近其服务基站时就要减小发射功率, 这样它就可能接收不到其他基站的信号。当采用测量到达时间或者时间差定位时, 这时候就可能导致出现定位基站数量不够, 从而不能正常定位的情况,
这就是众所周知的CDM A 系统的“听力”问题。针对这个问题, 人们提出了一些方法: 被定位移
动用户在一段时间内提高自己的发射功率, 使得尽可能多的基站可以接收到它的信号, 这种方法的效果在文献1 中做过仿真研究; 文献2 详细讨论了2 种基于提高功率的定位方法, 而且还讨论了 1 种基站采用周期空闲的方法来解决接收不到信号的问
题。不过这种方法对于干扰受限的CDM A 蜂窝系统来说有着极大的负面作用, 它直接增大了系统干扰,
影响系统的通信性能。随着智能天线技术成熟应用于移动通信系统,
对信号幅角的测量精度越来越高, 使得以前被抛弃
的 A OA 定位方法重新得到重视3 , 随之 TDOA ƒ
系统模型
TDOA ƒA OA 定位问题基于如下CDM A ƒFDD
系统:
1
系统内的基站(B S ) 通过 GP S ( g lo b a l
1 )
po sit io n in g sy stem ) 严格同步, 这样可以保证在前向
链路上的TDOA 测量精度。
2)
与现有的 3G 系统标准相类似, 每个移动站
(M S) 都分配 1 个专用反向导频信道, 用于基站对移
动站的初始捕获、序列跟踪、载波同步以及功控测量, 服务基站根据移动站的反向连续导频信号对移动站连续地进行功率控制。
3) 每个B S 采用多天线阵列, 自适应波束成形, 可以使得天线波形随M S 的移动而动态变化。现有的 3G 系统都是根据反向导频信号来实现波束成形
的。
4) 在前向链路上,