基于TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)的終端定位研究.pdf

1、TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)采用了上行同步和均勻圓陣(UCA)智能天線等新技術(shù)，因此服務(wù)基站可以方便的獲得移動(dòng)用戶信號(hào)的到達(dá)時(shí)間(TOA)和到達(dá)角度(DOA)。借助這兩個(gè)參數(shù)可以實(shí)現(xiàn)單基站的對(duì)移動(dòng)臺(tái)的定位，其中對(duì)DOA的精確估計(jì)是該定位技術(shù)中關(guān)鍵環(huán)節(jié)。但是，基于均勻線陣(ULA)的MUSIC經(jīng)典的估計(jì)算法不能直接應(yīng)用于UCA，如何把這些的經(jīng)典的估計(jì)算法應(yīng)用于UCA的陣列是一個(gè)重要的研究課題。 智能天線技術(shù)應(yīng)用于TD-SCDMA系統(tǒng)中具有

2、可以減少共信道干擾、提高頻譜利用率及增加系統(tǒng)容量、減少發(fā)射功率和空間電磁干擾、對(duì)小區(qū)進(jìn)行動(dòng)態(tài)劃分等優(yōu)點(diǎn)。與其它技術(shù)比較，智能天線技術(shù)在移動(dòng)通信的應(yīng)用中顯示出巨大的潛力。智能天線采用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)判斷用戶信號(hào)波達(dá)方向(DOA)，并在此方向形成天線主波束，以達(dá)到有效的抑制干擾的作用，因此研究智能天線技術(shù)就要重點(diǎn)研究波達(dá)方向估計(jì)技術(shù)。波達(dá)方向估計(jì)是陣列信號(hào)處理領(lǐng)域中的重要的研究方向，它是雷達(dá)、聲納、主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)以及智能天線等多個(gè)技

3、術(shù)領(lǐng)域的共性問題?；陉嚵行盘?hào)處理的波達(dá)方向估計(jì)方法可以同時(shí)對(duì)空間不同方向上的多個(gè)信號(hào)源實(shí)現(xiàn)高分辨率的方向估計(jì)。 通過對(duì)DOA估計(jì)技術(shù)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀、無線定位技術(shù)及TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)自身特點(diǎn)的分析研究，本文將基于子空間的DOA估計(jì)算法及其應(yīng)用作為主要研究課題。為了精確估計(jì)出用戶信號(hào)的DOA，本文首先深入研究了兩類基于ULA的子空間算法—MUSIC和ESPRIT算法，并針對(duì)傳統(tǒng)的MUSI算法不能分辨高度相關(guān)多徑信號(hào)DOA的問題

4、，對(duì)ULA通過對(duì)陣列的空間平滑可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)的解相關(guān)，但另一方面空間平滑技術(shù)不適用于UCA。為此，本文通過預(yù)處理技術(shù)把UCA轉(zhuǎn)換成虛擬均勻線陣，采用了模式空間的空間平滑算法來對(duì)信號(hào)解相關(guān)。通過建立恰當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型，對(duì)上述各算法在ULA和UCA上的性能進(jìn)行了詳細(xì)的仿真和對(duì)比分析。最后，在上述研究的基礎(chǔ)上，本文將所研究的DOA估計(jì)算法應(yīng)用于TD-SCDMA的單基站定位方案。通過建立合適的信道模型，對(duì)該方案的定位性能進(jìn)行了詳細(xì)的Matlab仿真，