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随着个人无线通信产业的迅速发展,人们对提供紧急呼叫及其它增值业务的移动台精确位置定位需求逐渐上升。近年来,众多学者已提出了利用陆地无线网络设备和无线电信号的若干定位技术。然而,陆地无线系统中的精确定位受到了信号非视距传播以及可测性问题的影响。传统的定位算法假设移动台与各个基站之间信号存在视距传播路径,而这种假设在现实环境中很少遇到。现有NLOS误差抑制算法的趋势是以增加参与定位计算的基站数目来换取定位精度的提高。这些定位准则要求存在很多网络单元能以合格的链接质量从移动台接收信号或发送信号到移动台。由于多种原因,这在实际的无线网络中是不可行的。
在无线通信领域,采用若干发射和接收天线的多输入多输出技术已成为最引人注目的技术突破。在3G时代的到来下,MIMO技术已成为其核心技术之一,基于MIMO系统的移动定位技术正是本文研究的核心内容。NLOS误差是定位中的主要误差来源,直接影响了定位的精度。本文围绕着如何在NLOS环境中提高移动台定位的有效性展开,研究了非视距(NLOS)环境中的移动定位。传统的NLOS误差抑制技术在新的通信系统中也已日显其局限性与劣势。在MIMO系统下,基于NLOS信道模型的定位方法成为解决NLOS定位误差问题的利器。本文正是基于该模型,充分利用每条NLOS传播路径相对应的时延、到达角(AOA)和离开角(AOD)的知识,给出一种新颖的几何定位方法,仅采用两条NLOS路径就可计算移动台(MS)的位置,并且只需要利用单个基站便可完成MS位置的确定,克服了基站数目过少无法准确定位MS的缺陷。在此基础上,本文还给出了最小二乘与最大似然算法利用多条NLOS路径来改善定位精度。ML算法可联合估计出散射体与移动台的位置。此外,本文对给出的几何定位方法进行了扩展,利用它对NLOS环境下运动的MS进行定位跟踪。论文给出的理论分析和仿真结果都证实了本文给出的定位方法在NLOS环境中对MS定位的有效性与精确度。