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在蜂窝网络环境中,如果移动台和基站之间电波传播的 LOS 路径被建筑物阻挡,电波只能以反射、折射等非视距传播 (NLOS) 方式进行传播。若采用TOA和TDOA技术对移动台进行定位时,与有视距 (LOS) 路径情形相比,TOA 测量值中会产生一个正的附加超量时延,TDOA 测量值中也会对应产生一个误差分量。将这种具有较大误差的非高斯 TOA 或 TDOA 测量值应用于移动台的定位估计,必然造成定位算法的性能显著下降,无法取得移动台位置的最大似然估计,使估计位置出现较大偏差。由于在都市环境中NLOS传播普遍存在,要提高都市环境下移动台定位的准确性,就必须研究如何鉴别和消除非视距误差带来的影响。
本文讨论的是 NLOS 误差,并且重点研究了基于粒子滤波器的 NLOS 抑制算法,主要工作体现在:
(1) 系统地研究了各种NLOS抑制方法,包括基于卡尔曼滤波的 NLOS抑制算法等。并细致研究了粒子滤波器的原理。
(2) 在深入分析 NLOS 误差模型和粒子滤波器滤波原理的基础上,研究了粒子滤波器对 NLOS 误差模型参数的实时跟踪,快速简洁的实现了模型均方误差的判断,保证了跟踪模型的稳定性。
(3) 在上述工作的基础上,提出了粒子滤波器 NLOS 抑制算法,在时变噪声条件下,对 NLOS 误差进行增强滤波,试验结果表明,算法可以很好地跟踪非平稳信号,采用本文提出的粒子滤波 NLOS 抑制算法的信号,信噪比明显提高,使测量值更加接近真实值,移动台定位的准确性得到了很大的改善。