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自从1996年6月美国联邦通信委员会颁布了E-911定位需求,移动台定位技术受到高度重视和深入研究。早期的定位算法均为直达波算法,在直达波环境下其性能能够满足定位精度需求。然而在复杂的无线传播环境中,移动端发出的信号容易被散射体阻挡,信号只能以NLOS传播方式传播。此时,将适用于高斯噪声环境下位置估计的直达波定位算法用来处理NLOS误差环境下位置估计问题将无法满足精度需求。故减轻NLOS误差影响的非直达波定位算法成为无线定位研究的热点本文研究内容也是基于这一思路。
本文分析了散射体物理信道模型,并给出了AOA、TOA参数的联合概率密度函数以及边缘概率密度函数,介绍了现有的散射体分布类型,给出了圆盘和椭圆两大类散射体模型适用环境及其圆盘模型下的TOA分布特性。根据散射体模型对环境的良好近似,利用散射信道提供的统计信息,给出了AOA-TOA重构的单站定位算法。算法首先利用波达角重构方法重构直达波AOA,随后充分利用AOA的重构结果,以最大似然估计法迭代估计直达波TOA值,最后根据这两个重构后的参数利用视距混合定位方法估计出移动台的位置,改进了传统的单目标参数重构定位算法的局限性。最后分析了基于散射体线性约束的定位算法,针对算法较难满足前提条件,先是给出基于双基站的散射体线性约束定位方法,将参与定位的散射体数降低到2个并保留其定位性能;接着针对当移动端处于静止状态时,前两种方法均失效的情况,给出基于移动式基站的散射体线性约束定位方法。