无线通信系统中的定位技术与应用PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 地面定位系统 3

1.1.1 DECCA 4

1.1.2 LORAN 4

1.1.3 OMEGA 5

1.2 卫星定位系统 6

1.2.1 GPS 8

1.2.2 格洛纳斯 10

1.2.3 伽利略 11

1.3 GNSS增强系统 13

1.3.1 差分全球导航卫星系统（DGNSS） 14

1.3.2 广域增强系统（WAAS） 15

1.3.3 欧洲同步卫星导航覆盖服务（EGNOS） 16

1.3.4 多功能卫星增强系统（MSAS） 17

1.3.5 GPS辅助型静地轨道增强导航（GAGAN） 17

1.4 关键环境 17

第2章 定位原理 21

2.1 传播时间 22

2.1.1 到达时间（TOA） 22

2.1.2 到达时间差（TDOA） 25

2.1.3 往返到达时间（RTTOA） 27

2.1.4 圆形定位与双曲线定位对比 29

2.2 到达角（AOA） 30

2.2.1 二维 30

2.2.2 三维 31

2.2.3 上行链路中的到达角 32

2.2.4 非视距传播问题 32

2.3 指纹 33

2.3.1 蜂窝小区标识 34

2.3.2 接收信号强度（RSS） 35

2.3.3 功率时延谱（PDP） 35

第3章 测量和参数提取 38

3.1 参数估计 38

3.1.1 估计问题 38

3.1.2 克拉美罗下限（CRLB） 40

3.2 传播时间 43

3.2.1 时间估计的克拉美罗下限 43

3.2.2 高斯白噪声中的定时估计 48

3.3 到达角（AOA） 55

3.3.1 均匀线阵天线 55

3.3.2 加性高斯白噪声中的AOA估计 58

3.3.3 AOA估计中的克拉美罗下限 60

第4章 位置估计 64

4.1 三角测量法 64

4.1.1 理想情况下的三角测量法 64

4.1.2 误差测量下的三角测量法 73

4.2 三边测量法 77

4.2.1 理想测量下的三边测量法 77

4.2.2 误差测量下的三边测量法 78

4.3 多点定位法 82

4.3.1 理想测量下的多点定位法 83

4.3.2 误差测量下的多点定位法 84

4.4 指纹定位法 86

4.5 性能边界及评估标准 87

4.5.1 方均根误差 87

4.5.2 累积分布函数 88

4.5.3 圆概率误差 88

4.5.4 定位克拉美罗下限 88

4.5.5 精度因子 89

4.5.6 复杂度 92

第5章 位置跟踪 93

5.1 卡尔曼滤波 95

5.2 扩展卡尔曼滤波 98

5.3 粒子滤波 101

5.4 其他的扩展算法 106

5.4.1 网格算法 106

5.4.2 二阶扩展卡尔曼滤波算法 107

5.4.3 无迹卡尔曼滤波 107

5.4.4 高斯混合滤波算法 107

5.4.5 Rao-Blackwell算法 108

5.4.6 地图匹配算法 108

第6章 场景与模型 109

6.1 场景 109

6.1.1 乡村环境 110

6.1.2 城市环境 111

6.1.3 室外向室内渡越 115

6.1.4 室内环境 115

6.2 信道特征 116

6.2.1 信道测量 116

6.2.2 射线跟踪 116

6.3 信道模型 118

6.4 移动模型 118

第7章 高级定位算法 122

7.1 混合数据融合 122

7.1.1 混合数据融合概述 122

7.1.2 多源衍生算法扩展 122

7.1.3 仿真结果 124

7.2 协作定位 126

7.2.1 协作定位概述 126

7.2.2 集中式协作定位实例 127

7.2.3 仿真结果 130

7.3 多径与非视距效应缓解 131

第8章 系统 133

8.1 GSM 133

8.1.1 系统参数 134

8.1.2 测量参数 137

8.1.3 TA 137

8.1.4 增强型观测时间差（EOTD） 138

8.1.5 上行链路到达时间（UTOA） 140

8.1.6 AGNSS 140

8.1.7 克拉美罗下限 141

8.2 UMTS 144

8.2.1 系统参量 144

8.2.2 测量项 146

8.2.3 Cell-ID与增强型Cell-ID 148

8.2.4 OTDOA 149

8.2.5 UMTS与GSM比较 150

8.2.6 克拉美罗下限 151

8.3 3GPP-LTE 152

8.3.1 系统参数 154

8.3.2 测量项 157

8.3.3 同步 159

8.3.4 克拉美罗下限 160

8.3.5 性能结果 164

8.4 其他广域及中程系统 167

8.4.1 WiMAX 167

8.4.2 WLAN 168

8.5 短距离系统 171

8.5.1 蓝牙 171

8.5.2 ZigBee 173

8.5.3 UWB 174

8.5.4 RFID与NFC 178

8.6 标准化 179

第9章 应用 182

9.1 宏分集 182

9.1.1 蜂窝分集 182

9.1.2 蜂窝OFDM中基于位置的同步 188

9.1.3 位置感知自适应通信系统 193

9.2 无线资源管理 199

9.2.1 基于位置的小区间干扰协调 200

9.2.2 位置辅助中继选择方案 203

9.3 移动性管理 206

9.3.1 Wi-Fi和LTE中位置辅助切换预测算法 207

9.3.2 场景 208

9.3.3 结果总结 209

9.4 紧急呼叫 209

9.5 基于位置服务 211

9.5.1 移动及位置感知广告 211

9.5.2 社交网络 212

9.5.3 导航与路线规划 212

9.5.4 手机游戏 213

9.5.5 其他突破性的应用 213

9.5.6 未来应用 214

参考文献 215

附录 英文缩略语 231