基于圆形可重构智能超表面阵列的单基站定位方法

无线定位技术在物联网时代至关重要,在室外开阔场景下,GPS可以提供米级精度的定位;而在室内等特殊应用场景,其精确的位置信息则依赖于额外部署的基站来提供。通常而言,一个终端设备的位置信息至少需要3个定位基站同时工作,并通过几何解算的方式来提供。近些年,随着RIS的发展,其灵活性为单基站的高精度定位提供了新思路。基于RIS的单基站定位技术,通过同时估计目标方位和目标距离,来提供定位终端的位置信息。该系统具备低复杂度、高精度、和低成本的特点,有望在室内定位、自动驾驶、工业互联等领域发挥重要作用。

基于B-LM圆环模型的NLOS信息约束单基站定位算法

针对当前室外蜂窝网多基站定位需要基站之间时间同步、数据同步的要求,以及NLOS环境造成的非服务区基站的信号可测性问题,该文提出基于B-LM圆环模型的NLOS信息约束单基站定位算法。首先根据散射体、目标和基站间的几何位置关系以及NLOS多路径信息构建定位方程,然后将定位方程转化为最小二乘优化问题,之后基于LM算法海森矩阵修正思想和拟牛顿2阶偏导构造思想提出B-LM算法,保证算法收敛于最优解,以得到目标位置。仿真结果表明,所提单基站定位算法能在宏蜂窝NLOS环境实现较高的定位精度。

蜂窝网络单基站定位技术的研究与实现

基站定位已成为手机软件研发的热点。研究了手机蜂窝网络通信原理、基站信息的获取、单基站定位技术以及地图标示的基本原理与实现方法。通过创建Json串、激活手机GPRS、访问google服务器等获取单基站的主要信息,进而获得基站的经纬度,实现了手机定位技术。

基于单次反射的井下单基站DOA和TOA定位方法

针对井下巷道单基站定位系统中无线信号受多径效应、非视距传播影响导致定位误差较大的问题,提出了一种基于单次反射的到达方向(DOA)和到达时间(TOA)的联合估计定位方法。该方法利用视距路径和多条单次反射路径的TOA估计值构建以基站原点和单次反射点为焦点的双曲线,利用DOA估计值构建直线,从而建立含有连续位置信息的二元多次估计方程组,通过计算直线与双曲线的交点得到移动目标的精确位置。仿真结果表明,该方法较视距直接定位方法的定位精度有较大提高,且当单次反射路径为3条时即可达到较高的定位精度。

基于单基站的载人月球车相对定位技术

针对载人月球车在月球上对高精度、低部署成本导航定位技术的需求,研究了基于月球车与月球基地的无线通信数据链的单基站相对定位技术。为降低对高精度时钟的要求,使用伪随机码编码的双向飞行到达时间进行测距估计;利用定向天线组合的方式设计了测角阵列天线,研究了阵列天线到达信号幅度对信号到达角度进行估计方法。仿真表明,在不增加基站部署的情况下,能够满足月球车10 m以内(@1000 m)的定位精度。

基于MIMO的单基站混合定位算法研究

传统定位算法实现时往往需要3个以上的基站,且定位精度易受非视距信号的影响。针对上述问题,提出一种基于MIMO的单基站混合定位算法,利用信号路径参数以及基站、移动台、散射体之间的位置几何关系将定位问题转化成非线性约束优化问题,并使用改进的粒子群算法对其求解得到目标估计位置。计算机仿真表明,该算法在非视距环境下具有良好的定位精度和定位稳定性。

单基站TOA/AOA混合定位技术研究

为了克服传统的移动定位技术存在的缺陷,通过AOA定位以及TOA定位方式的结合,提出一种单基站AOA/TOA混合定位的方案,对方案中在NLOS条件下存在的TOA误差提出了Wylie和卡尔曼滤波2种消除和抑制误差方案,并对2种误差消除方案进行了仿真,仿真结果表明卡尔曼滤波后的结果能更好的逼近移动台的真实运动轨迹。

基于数据融合技术的单基站混合定位算法

针对传统的多基站定位容易引起通话质量干扰问题,提出了在TD-SCDMA蜂窝系统中,仅采用单个基站定位的混合定位算法(HPSR,hybrid positioning scheme with RSS)。在该算法中,设计了一种新的冗余RSS数据融合模型(RDFM,RSS data fusion model)以消除非视距(NLOS,non-line-of-sight)误差,提高定位精度,并从理论推导证明了此模型的有效性。给出了运用在实际中的定位流程图,并进行了仿真验证,仿真结果表明,HPSR同时提高了TOA/AOA算法的稳定度和精确度。

基于线性调频扩频的单基站室内定位系统研究

基于WLAN、蓝牙等无线信号的室内定位系统在布设与组网阶段需要布设大量的节点,在推广过程中严重受制于布设成本,因而提出了一种基于线性调频扩频(Chirp Spread Spectrum,CSS)信号的单基站室内定位系统及相关定位算法,结合使用线性调频测距方法与自主角度估计方法,测距精度优于1m,测角精度达1.5°,可为地下停车场等人员相对稀疏、定位精度需求相对较低的应用场景提供低成本的覆盖。经过室内停车场场景试验,该室内定位系统可在仅使用单一基站情况下,在约60m半径内提供1~3m的定位精度。

基于参数重构的非直达波混合定位算法

在蜂窝无线定位中,非视距(non-line-of-sight,NLOS)误差是影响定位精度的主要因素之一,故如何减轻NLOS误差影响是无线定位研究的热点。本文针对NLOS环境下的定位问题,基于几何结构的单次反射统计信道模型,提出基于参数重构的混合定位算法。首先利用波达角(angle-of-arrival,AOA)重构方法重构直达波AOA,随后充分利用AOA的重构结果,以最大似然估计法迭代估计直达波的波达时延(time-of-arrival,TOA),最后根据这两个重构后的参数利用视距(line-of-sight,LOS)混合定位方法估计出移动台的位置,以实现NLOS环境下的单基站定位,并获取较高的定位精度。这种方式无需视距与非视距识别,改进了传统的单目标参数重构模式。仿真结果验证了该算法的有效性。

基于AOA-TOA重构的单站定位算法

针对非视距环境,提出AOA-TOA重构的单站定位算法。算法分两步进行,第1步基于单次散射模型给出了一种关于波达角度(angle of arrival,AOA)的粗略的重构方法;第2步以单基站测得的波达时间(time of arrival,TOA)和AOA等信息,结合散射体分布模型的统计特性,对现有的AOA重构算法进行拓展,以最大似然估计法对TOA重构。改进了传统的单目标参数重构模式,实现了在非直达波(non-line-of-sight,NLOS)环境下基于散射体分布模型的单基站定位,并具有较高定位精度。仿真结果验证了该算法的有效性,同时,仿真结果还验证了该算法在密集多径环境下比多径稀疏的环境有更好的定位性能。

基于JADE算法定位技术的研究

文中重点对在TD-SCDMA系统中,采用JADE-MUSIC算法联合提取TOA和AOA定位参数,实现单基站定位的技术进行了分析和研究。通过上行同步偏移参量获得TOA值,通过智能天线的DOA估计获得AOA值,实现TOA与AOA相结合的单站定位是现在比较盛行的方法。但这种方法受限于同步偏移参量的步进。针对此,对基于经典JADE-MUSIC谱估计算法的联合AOA和TOA参数提取的单站定位技术进行区域划分进行一定的研究。