認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)主用戶定位算法研究.pdf

1、隨著無線通信業(yè)務(wù)的快速增長，可用頻譜資源基本上分配殆盡，頻譜資源供需矛盾越來越突出。認(rèn)知無線電以靈活、智能、可重配置為顯著特征，通過頻譜感知探測頻譜空洞，在不干擾主用戶的前提下實現(xiàn)頻譜共享，通過提高頻譜利用率來獲得新的頻譜使用機(jī)會。在認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中，為了實施功率控制、提供基于位置的業(yè)務(wù)、位置輔助網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化、位置輔助收發(fā)信機(jī)優(yōu)化、環(huán)境辨識等，需要獲得主用戶的位置信息。本文針對認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中主用戶定位技術(shù)開展研究，主要研究內(nèi)容有：

2、　　1）認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)主用戶定位包括測量和處理兩個階段，在測量階段，認(rèn)知用戶通過測量來自主用戶的發(fā)射信號估計電波參數(shù)（如接收信號強(qiáng)度、電波到達(dá)角等）；在處理階段，認(rèn)知用戶根據(jù)估計獲得的電波參數(shù)，基于隨機(jī)信號處理理論解算被測節(jié)點(diǎn)位置信息。本文總結(jié)分析了無線電波傳播機(jī)理及其典型的無線電傳播模型；闡述了基于TOA、TDOA、RSS和AOA測量的無線定位技術(shù)原理、特點(diǎn)和適用范圍；在定位解算算法分析中，分別介紹了圓周定位解算法、雙曲線定位解算法、

3、方位測量定位解算法、燈塔測量定位解算法的基本原理；定義了無線定位性能的評價指標(biāo)。
　　2）結(jié)合認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)主用戶定位需要，研究RSS定位技術(shù)和AOA定位技術(shù)：分別建立了電波接收信號強(qiáng)度與節(jié)點(diǎn)間距離關(guān)系模型和電波到達(dá)角與節(jié)點(diǎn)間距離關(guān)系模型；采用加權(quán)最小二乘法執(zhí)行位置解算，闡述了電波傳播路徑損耗指數(shù)、主用戶與認(rèn)知用戶之間的距離對定位性能的影響；以此為基礎(chǔ)，提出一種AOA-RSS混合定位算法，通過設(shè)置參考準(zhǔn)則，數(shù)據(jù)處理中心據(jù)此選擇 R

4、SS-WLS定位算法或 AOA-WLS定位算法執(zhí)行主用戶位置估計，仿真結(jié)果表明，該算法相對于單獨(dú)的RSS-WLS定位算法或AOA-WLS定位算法，其定位解的均方根誤差更小，性能更優(yōu)。
　　3）鑒于認(rèn)知用戶無法獲知主用戶發(fā)射功率參數(shù)，設(shè)計了一種RSS-IWLS主用戶定位算法。在對主用戶位置估計時，將主用戶發(fā)射功率作為未知變量，并綜合考慮噪聲、干擾、陰影效應(yīng)和傳輸損失等，采用加權(quán)最小二乘法解算主用戶位置。仿真結(jié)果表明，RSS-IWLS