近年来定位系统方面的研究变得越来越热门,原因在于基于定位的服务发展迅速以及人们对智能设备的依赖越来越强。位置指纹定位技术算法简单,能够克服密集建筑带来的干扰,更适合复杂的室外环境,因此已经成为国内外研究的热点之一。由于运营商还未将位置指纹定位系统集成到现有的蜂窝网络中,所以本文在对LTE网络定位系统架构详细分析和改进的基础上,设计开发了一种基于蜂窝网络的位置指纹定位系统。本文主要内容如下:首先,分析国内外位置指纹定位技术研究成果,对蜂窝网中的指纹定位技术进行总结分析。其次,完善了LTE网络定位系统架构,根据位置指纹定位技术的特点设计了一种包含位置指纹定位功能的LTE网络定位架构,并详细设计了LTE网络下离线和在线阶段定位系统的模块结构以及指纹定位流程。再次,分别使用加权、滑模平均和卡尔曼滤波三种滤波算法对指纹数据进行了预处理,分别使用K均值聚类和AP聚类对数据库中的指纹数据进行了聚类处理。然后分别从噪声、K值和指纹间隔等定位性能的主要影响因素方面对最近邻法(NN)、K近邻法(KNN)、加权K近邻法(WKNN)和贝叶斯法(Bayes)四种匹配定位算法进行了仿真分析,结合WKNN算法和聚类算法提出了一种基于聚类的最强基站匹配算法(CSBS),结果表明提出的新的算法在定位误差、定位时间方面均有降低。针对不同终端设备引起的固有RSRP差异,仿真分析了一种终端差异补偿算法。然后,在对算法研究的基础上设计并开发了一种蜂窝网位置指纹定位演示系统,该系统使用C/S架构,客户端包含指纹数据采集和定位结果显示等功能,服务端包含指纹数据库交互和匹配定位计算等功能。接着,搭建系统测试环境,建立指纹数据库,测试系统的定位性能和主要功能。测试结果表明该系统运行良好,在指纹间隔大约为20米的情况下基本满足定位精度需求。最后,本文对上述研究内容进行分析总结,并规划了今后的研究重点。