面向LTE终端定位的时延估计算法研究.pdf

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学号: 20520101001
论文密级: 公开
中图分类号:
学科分类号:
学校代码: 90005



硕士学位论文
面向 LTE 终端定位的时延估计算法研究


论文作者: 赵卫波
指导教师: 胡捍英教授
申请学位: 工学硕士
学科名称: 通信与信息系统
研究方向: 无线与移动通信
论文提交日期: 2013 年 4 月 15 日
论文答辩日期: 2013 年 6 月 15 日



解放军信息工程大学信息系统工程学院

二○一三年四月
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A Dissertation Submitted to
PLA Information Engineering University
for the Degree of Master of Engineering




Research on Time Delay Estimation
Oriented to UE Position Location in LTE








Candidate: Zhao Weibo

Supervisor: Prof. Hu Hanying










Apr. 2013
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原创性说明
本人声明所提交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成
果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表
和撰写过的研究成果,也不包含为获得信息工程大学或其他教育机构的学位或证书而使
用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说
明并表示谢意。
学位论文题目: 面向 LTE 终端定位的时延估计算法研究
学位论文作者签名: 日期: 年月日
作者指导教师签名: 日期: 年月日


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学位论文题目: 面向 LTE 终端定位的时延估计算法研究
学位论文作者签名: 日期: 年月日
作者指导教师签名: 日期: 年月日
保密级别: 保密年限: 年月至年月
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摘要
基于位置的服务(LBS,Location Based Service)已经深入到人们生活的方方面面,面
对不断增长的定位服务需求,长期演进(LTE,Long Term Evolution)对定位提供了全面
支持:制定了新的定位协议、物理层链路加入了定位参考信号。以时延参数为基础的定
位技术,由于对环境和终端要求较低,成为 LTE 的主流定位技术之一。由于时延估计的
精确性是准确定位的前提,对时延估计开展研究既可以用于 LBS 业务中服务大众,也可
以在非合作定位中保障国家安全和社会稳定,具有重要的应用价值。
本文针对 LTE 定位中的时延估计技术,在考虑实际环境中可能影响时延估计的主要
因素前提下,对提高时延估计性能的方法进行了研究,主要工作如下:
1. 总结国内外时延估计的研究现状,指出了 LTE 时延估计现有研究的不足。在讨论
定位参考信号特点基础上,建立信号传播模型并仿真分析了影响时延估计性能的主要因
素:采样速率、频偏、多径和干扰等,为后续研究打下基础。
2. 在高斯白噪声信道下,从时延估计分辨率和抗噪声性能两方面考虑,给出一种分
级时延估计算法以及时延估计 CRLB。算法在估计和补偿接收信号的频偏基础上,利用定
位参考信号的自相关特性以及 CP 的循环移位特性建立目标函数,并结合循环相关在时域
快速搜索整数倍时延;利用时延与频域子载波相位偏移的线性关系建立参数估计模型,
采用 LMMSE 提取小数倍时延,从而得到完整结果。仿真表明,该算法可避免直接匹配滤
波带来的代价函数高旁瓣的缺陷,突破采样速率对时延估计分辨率的限制,可使其时延
估计性能接近 CRLB。
3. 在多径信道下,针对多径分量对首达径时延估计造成偏差的问题,给出一种基于
FastICA 的多径时