现如今,高精度位置服务仍然在学术界、工业界乃至公共生活场景中扮演着重要角色。航天航空领域飞行器的轨迹位置跟踪与导航,车辆在地图中的实时路径规划,室内场景物流仓储定位、灾难救援,甚至如今火热的共享概念单车,精确位置获取在各个领域中都扮演着重要作用。当采用主流定位技术即卫星覆盖的全球定位导航系统(Global Position System,GPS)时,由于大范围尺度变化,卫星传输信号易衰落并且不具有穿透特性,GPS往往在特殊场景的定位性能上不尽人意。无线网络定位技术可以成为完善定位领域需求的有效手段。无线定位网络逐步成为定位领域的研究热点。然而,当使用无线定位系统时,网络将面临如下问题。复杂环境下,例如丛林密布的战场、高楼耸立的城市,无线网络中存在大量非视距信号传输,造成接收端所获得信号的信噪比较小,同时较大误检概率的发生还会使得信号传输中断,从而造成锚节点不能有效覆盖目标导致定位失败。另外,无线定位网络可用资源有限,系统需要关注资源能量的有效使用策略来充分发挥无线定位网络的优势。本文针对环境复杂、资源受限的无线定位网络易发生锚节点覆盖受限,资源不能有效利用的问题,提出基于到达时间估计(Time of Arrival,TOA)测量的待定目标的相互协作实现位置获取方案,资源分配下的载波优化能效使用策略。当待定目标不能完成相互协作定位时,运用基于混合到达时间/角度估计(TOA/Angle of Arrival,TOA/AOA)定位系统减少锚节点使用数量,资源优化分配并结合阵元天线优化选择能效使用策略。本文提出协作定位多资源类型优化分配下载波优化策略的混合整数规划(Mixed Integer Programming,MIP)求解数学模型,并且运用有效求解算法给出最优解。基于混合TOA/AOA测量的定位方式下,建立能效策略数学优化求解模型,同时针对该模型的复杂难解性,提出两阶段求解方案,给出了该能效策略的具体运用形式。仿真数据表明,TOA测量方式下MIP模型的载波优化求解算法的准确度和求解效率与传统穷举法相比性能上有大幅提升,并可以成功的扩展到协作定位情景。协作定位多资源分配的载波优化策略是TOA测量网络能效方案的最优策略。混合TOA/AOA测量方式下所提出的优化能效策略与传统策略相比有大幅提升。综上,本文给出了复杂环境下,无线定位网络锚节点覆盖受限时的有效方案,提高能效利用率的有效策略。
随着移动通信技术的不断发展,位置信息的获得显得越来越重要,而利用无线网络进行定位可以获得位置信息。无线网络定位技术,包括基于到达角定位技术、基于接收信号强度定位技术、小区标识定位技术、到达时间定位技术、到达时间差定位技术、辅助GPS定位技术等等。LTE(Long Term Evolution)作为3.9G通信技术,改善了小区边缘用户的性能,提高了小区容量,并且可以降低系统延迟。LTE系统中,无线定位技术包括增强的小区标识定位技术、观测到达时间差定位技术,以及辅助的全球卫星导航系统定位技术。而目前,利用无线网络进行定位一般针对公网,但在高速铁路环境下,还处于起步阶段。我国铁路上目前使用的是GSM-R系统,即2.5G,将LTE技术应用到铁路环境将是未来的发展趋势。
本文针对高速列车用户利用无线网络进行定位的技术进行研究。主要内容是调研以及分析目前在公网中运用的无线网络定位技术,尤其是LTE系统在下行链路中所使用的无线定位技术。同时学习LTE的主要技术,包括正交频分多址技术、多天线技术等等,以及LTE物理层的结构。然后对无线信道模型进行研究和讨论,选择一个比较适合铁路环境的信道模型并用于仿真。在前面调研分析的基础上,根据铁路的特殊环境(比如在铁路沿线铁路无线通信网采用的是链状蜂窝,和公网相比小区覆盖半径比较大,列车只能沿着固定的铁轨运行等等这些条件),建立铁路环境下的双基站TDOA定位模型,并通过MATLAB搭建LTE的仿真系统,其中为了模拟实际的铁路环境,信道模型使用WINNER信道的D2a模型。然后利用LTE仿真系统,对高速环境下双基站TDOA定位进行仿真,得到不同情况下的定位精度。最后,提出铁路环境下多基站TDOA定位方案,主要是三基站TDOA定位方案,提高定位精度。
随着社会和技术发展的需要,无线定位问题,无论室外定位还是室内定位,都越来越受到人们的重视,GPS定位系统在室外具有良好的性能,但由于建筑物遮挡,GPS不能进行室内定位,而且定位成本过高。射频识别（Radio Frequency Identification,RFI...
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随着社会和技术发展的需要,无线定位问题,无论室外定位还是室内定位,都越来越受到人们的重视,GPS定位系统在室外具有良好的性能,但由于建筑物遮挡,GPS不能进行室内定位,而且定位成本过高。射频识别（Radio Frequency Identification,RFID）应用于室内定位和小范围内低成本定位,表现出良好性能。RFID和其他技术相结合,例如：图论、树、模糊数学、概率论等,产生了很多相关的定位算法,该文主要论述了RFID定位问题及其与其他相关的技术结合形成的各种算法,并结合RSS与TDOA定位思想,提出一种新的定位思想,利用多个接入点接收到的RSS信号差值对目标物体进行定位,并讨论了WIFI网络和Ad-hoc等网络中的定位问题。
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