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原文传递铁路场景无线网络定位技术研究

论文题名：	铁路场景无线网络定位技术研究
关键词：	铁路系统;无线网络;定位技术;数据融合
摘要：	近年来，移动通信技术迅猛发展，而对于移动台位置信息的需求也相应加大。无线网络定位，可以利用现有的通信网络，既可以减小资金投入，又可以获得位置信息。无线网络定位技术，包含基于信号到达时间定位、基于信号到达强度定位、基于信号到达时间差定位、基于信号到达角度定位、基于蜂窝小区标识定位、辅助的GPS定位等。对于铁路系统而言，在安全运营情况下，将旅客或货物能及时、准确地运送到目的地也越发凸显其重要性。因此能够将列车的位置（包括列车行车安全的相关间隔、速度）和运行状态等信息进行实时监控，可以对轨旁设备和车载设备等资源进行分配和故障诊断;同时在通信过程中，结合固定的行车路线，利用此刻用户的位置信息，预测下一时刻用户的位置，基站可以提前预留资源准备切换，不仅可以改善通信质量，还有利于资源管理。　　本文主要是对TDOA/AOA线性数据融合定位算法的研究。调研分析了无线网络定位技术，包括常见的几种定位技术、误差模型等都进行了讨论，并给出了几种定位精度评价指标。同时，对TDOA、AOA定位的典型算法进行了研究及定位性能进行了仿真分析。随后对数据融合技术进行了讨论，并利用前面的调研分析，结合线性数据融合理论，提出了TDOA/AOA线性数据融合定位算法，并在典型的公网场景下进行了仿真分析。随后讨论了复杂环境下，在进行数据融合时，对AOA定位误差设定了门限值，对AOA定位结果进行了选择判断，提出一种基于数据选择的定位方案，并给出了简单的理论分析。　　而在铁路场景下，由于小区半径较大，且参与定位的基站数目有限，无线网络定位技术中的定位误差主要来自系统测量误差。本文结合TDOA算法和AOA算法中系统测量误差在定位误差中影响的互补特性，并利用铁轨路径方程，采用TDOA/AOA线性数据融合算法，有效地减小了系统测量误差带来的定位影响，提高了定位精度。在仿真实验中，在不同条件下对三种定位算法进行仿真分析。结果表明，在铁路场景下，本文算法的定位均方根误差要小于TDOA算法和AOA算法，即该数据融合算法具有更好的定位性能。
作者：	赵洪蕾
专业：	通信与信息系统
导师：	朱刚
授予学位：	硕士
授予学位单位：	北京交通大学
学位年度：	2013
正文语种：	中文