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基于LTE微基站的定位系统

作　者: 黄鹏飞
导　师: 韦岗; 赖权
学　校: 华南理工大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: LTE 微基站 定位 系统
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 60次
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内容摘要


随着通信技术的不断发展，无线城市的推进，基于位置的服务需求日趋增加，如当下比较火热的微信摇一摇。而LTE（Long Term Evolution）网络的普及必然会将定位服务推向一个顶峰，在未来，一个完善的定位系统方案将是移动运营商或小型的企业网络的最佳选择。目前应用最多的GPS系统有着明显的耗电高、成本高、穿透能力差、室内信号弱的缺点，以至于其在实现室内的需求上已无法满足用户需求。随着数字移动通信的发展，室内无线数据业务所占的比重越来越大。因此室内定位技术引起了学者们的研究热潮。本文首先通过调研已有的无线定位系统，深入分析这些系统的优缺点，然后通过对LTE技术的物理层原理和3GPP协议的学习，结合前期调研结果引出了基于LTE微基站的定位系统。在LTE微基站定位系统设计时着重针对CELL-ID定位、RSRP（ReferenceSignal Receiving Power）信号强度定位、基于基站的TDOA（Time Difference Of Arrival）定位进行研究，最终实现一种基于LTE微基站规模组网下的混合定位系统。相比GPS定位系统，LTE微基站定位系统实了室内或封闭区域的定位功能，被定位的终端在成本和耗电量上更具优势。对比WIFI定位技术时，本文先指出该WIFI系统的缺点：WIFI是公用系统，在一个公共场合经常会有多个WIFI信道，随着手机热点的介入，WIFI系统的干扰缺点越来越明显。与之不同，LTE微基站系统除了具有SON（Self-OrganizedNetwork）技术优势，上电自动侦听邻区，能够将干扰降到最低；LTE制式还有其特有的上行同步测量机制，相比WIFI系统更加容易实现TOA和TDOA技术。与现有的2G/3G如GSM，WCDMA宏蜂窝定位系统相比，LTE系统有其特有的ICIC技术，一定程度上优化了同频组网性能，提高频谱利用率，使其在提高定位精度方更具优势。论文最后介绍了真实实验场景下的测试情况，通过对大量的实验数据进行整理分析，总结整个系统的设计及测试工作，并基于系统特点及发展趋势，提出对未来的工作展望。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章 绪论  9-18
  1.1 研究背景  9-10
  1.2 国内外研究现状  10-16
    1.2.1 GPS 定位系统  10-11
    1.2.2 微蜂窝定位系统  11-12
    1.2.3 室内 WIFI 定位系统  12-14
    1.2.4 LTE 定位发展情况  14-16
  1.3 研究意义与创新  16-17
  1.4 结构安排  17-18
第二章 基于无线网络的定位技术  18-30
  2.1 无线网络的定位技术  18-25
    2.1.1 基于小区标示（CELL-ID）  18-19
    2.1.2 基于信号强度（RSSI/RSRP）  19-21
    2.1.3 基于无线电波传输时间（TOA）  21-22
    2.1.4 基于无线电波传输时间差（TDOA）  22-23
    2.1.5 基于角度检测定位技术（AOA）  23-25
    2.1.6 混合定位技术  25
  2.2 LTE 系统特点  25-30
    2.2.1 LTE 物理层帧结构和时隙结构  25-26
    2.2.2 下行链路采用 OFDM 符号  26-27
    2.2.3 多输入多输出（MIMO）技术  27
    2.2.4 LTE 采用严格的同步机制  27-28
    2.2.5 定位导频信号  28-30
第三章 LTE 系统定位系统设计  30-49
  3.1 LTE SMALL CELL 定位系统网元  30-34
    3.1.1 LTE Small Cell 组网架构  30-31
    3.1.2 终端  31-32
    3.1.3 测距节点 Small Cell  32
    3.1.4 定位核心-Small Cell 网关  32
    3.1.5 定位发起-Small Cell 网管  32-33
    3.1.6 核心网  33-34
  3.2 混合定位  34-49
    3.2.1 基于 CELLID 定位  34-36
    3.2.2 基于 RSRP 场强测量定位  36-41
    3.2.3 基于 TDOA 的定位  41-47
    3.2.4 三种定位算法对比  47-49
第四章 定位系统测试及结果分析  49-55
  4.1 实验环境介绍  49-50
  4.2 指纹训练数据采集  50-51
  4.3 定位实验结果  51-53
  4.4 性能评估  53-54
  4.5 实验小结  54-55
第五章 总结与展望  55-57
  5.1 工作总结  55-56
  5.2 工作展望  56-57
参考文献  57-59
攻读硕士学位期间取得的研究成果  59-60
致谢  60-61
附件  61

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 移动通信
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