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标题 移动通信中定位算法的仿真研究
范文 隋东南
摘 要 移动通信是当前发展最快、应用最广和最前沿的通信领域之一，蜂窝移动通信的出现，是移动通信的一次革命。文章介绍了移动通信系统的发展，讨论了蜂窝无线定位的基本理论；重点介绍了基于TDOA的蜂窝网络定位，并对Chan算法进行了仿真研究，仿真结果显示Chan算法能适应不同的测试环境，都得出确定的解。
关键词 移动通信；蜂窝无线定位；Chan算法
中图分类号 TN91 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2018）205-0136-02
移动通信是指通信中的信息交换是在双方或者至少有一方是在移动中进行，对于在运动过程中进行的通信而言，由于通信方的位置随时会发生变化，有线通信达不到我们所需要的要求，信号的传输只能依靠无线电波，因此无线电通信是移动通信的基础。在市场本身的驱动下，移动通信定位业务作为一项最具有竞争力和发展前景的移动业务越来越受到人们的重视，这一特点在3G移动通信中日益彰显。
蜂窝无线定位技术的快速发展主要动力来自市场本身的驱动和政府的强制性要求。FCC（美国联邦通信委员会）在1996年10月颁布了无线E911呼叫应急服务功能，要求移动运营商可以为手机用户提供紧急救助服务，以便为呼叫者提供及时、准确的救援。E911法规对在不同环境和条件下运营商对呼叫者的位置定位精度做出了详细明确的要求，FCC的这一规定的推动了美国甚至全球蜂窝无线定位技术的快速发展。
1 基于TDOA的蜂窝网定位算法分析
基于TDOA的蜂窝网定位算法通常需要经过两个步骤，第一步进行延时估计计算，得到算法计算需要的相应参数即移动台到达基站的时间差测量值TDOA；然后根据得到的参数值建立对应的方程并选择对应的相关算法求解。基于TDOA的蜂窝网定位算法的定位过程、定位原理如图所示。
2 定位算法仿真
2.1 无线定位精度评价指标
在实际应用中，为了正确评价各种算法在实际应用的定位性能，避免因为评价标准不同而产生评价差异，我们明确规定了评价定位准确率的指标。本文中用到的评价指标有以下方面。
2.1.1 均方誤差（MSE）
2.1.2 均方根误差（RMSE）
2.2 仿真性能分析
下面从不同的方面对Chan算法进行仿真：
1）基站个数是造成仿真准确度的一个重要因素，基站个数增加，会大大提高算法的定位精度。这是因为基站个数增加可以使得能利用的信息增多进而提高定位结果的准确性。
2）信道环境是影响算法精度的另外一个重要因素，下面是在非高斯通信环境下进行的仿真，仿真的条件是：小区半径从1 000m到5 000m，基站的个数是3个、5个、7个。本文分别是在闹市区和山区两种情况下进行仿真。可以看出，实际信道环境下仿真精度会受到很大影响。
从上可以看出，Chan算法能适应不同的测试环境，都得出确定的解。当基站个数为3时，算法的定位效果一般，但是当基站个数大于3时，算法可以给出很好的定位，这时因为在定位过程中可以利用的冗余信息增加。算法的定位精度受信道环境的影响比较明显，因此，在选择算法时，要根据实际情况选择最合适的算法。
参考文献
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更新时间：2025/3/17 10:17:21