Исследование методов повышения точности определения местоположения источников радиоизлучений в системах мобильной связи

• Автор: Прошечкина, Наталья Викторовна
• Шифр специальности: 05.12.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 135 с. : ил.

Оглавление
Введение
ГЛАВА 1. ОБЗОР МЕТОДОВ И СИСТЕМ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ РАДИОСРЕДСТВ
1.1. Системы связи с подвижными объектами как источник оперативной информации
1.2. Роль системы МО источников радиоизлучений в службах радиоконтроля
1.3. Технологии местоопределения в сетях сотовой связи
1.3.1. Угломерный метод определения координат
1.3.2. Дальномерный и разностно-дальномерный методы определения координат
1.3.3. Позиционирование по "радиоотпечаткам"
1.3.4. Системы на основе GPS и ГЛОНАСС
1.3.5. «Интегрирование» технологий
Выводы к главе
ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ТОЧНОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СИСТЕМ МО ИСТОЧНИКОВ РАДИОИЗЛУЧЕНИЙ С ВЫСОКОПОДНЯТОЙ АНТЕННОЙ
2.1. Особенности распространения радиоволн диапазона УВЧ в условиях городов и сильно пересеченной местности
2.2. Обзор основных существующих моделей и экспериментальных исследований многолучевого канала связи в городских условиях
2.2.1.Статистическая модель городской застройки
2.2.2.Вероятность прямой видимости
2.3. Модель многолучевого распространения радиоволн системы GSM
2.3.1. Компьютерное моделирование имитатора релеевских замираний
2.4. Определение прямой видимости методом физической оптики. Первое приближение
2.5. Влияние экранирующих препятствий на распространение радиосигнала
2.6 Программное моделирование работы системы МО с ВПА
2.7. Определение технических характеристик системы с ВПА на основе аэростатной технологии
2.7.1. Определение размеров аэростата
2.7.2. Влияние температур и сопротивления воздуха на подъем аэростата
2.7.3. Определение максимальной высоты подъема аэростата с учетом аэродинамических характеристик
2.7.4. Расчет времени, требуемого для подъема аэростата
2.7.5. Влияние на точность пеленга смещение координат ВПА под воздействием ветровых нагрузок
2.8. Корректировка пеленга с учетом смещения координат ВПА
2.8.1. Беспроводные промышленные системы сбора и обработки данных

2.8.2. Использование радионавигационной системы ОРБ для определения собственных координат аэростата
2.8.3 Программные средства для корректировки пеленга из-за смещения ВПА
Выводы к главе
ГЛАВА 3. Исследование вопросов повышения точности угломерного и дальномерного методов позиционирования
3.1. Повышение точности угломерной и дальномерной систем МО
3.2. Уменьшение погрешности определения азимута угломерной системы МО за счет применения антенных решеток с цифровой обработкой сигнала
3.2.1. Характеристики направленности сферической антенной решетки
3.2.2 Построение адаптивной цифровой АР
3.2. Уменьшение погрешности дальномерной СМО, вызванной потерей временной синхронизации БС
3.2.1 Математическая модель стохастической фильтрации с использованием фильтра Калмана
3.2.2 Моделирование процесса фильтрации ошибки временной синхронизации с помощью фильтра Калмана
Выводы к главе
ГЛАВА 4. ПОСТРОЕНИЕ СИСТЕМЫ МО С ВПА
4.1. Структурная схема системы МО с ВПА
4.2. Принцип функционирования системы МО с ВПА
4.3. Решение вопросов, связанных с поворотом системы пеленга под воздействием метеорологических явлений
Выводы к главе
Заключение
Список использованных источников информации
Приложение П1
Программа моделирования многолучевого распространения радиоволн в среде МАТНСАБ
Приложение П2
Программное моделирование работы угломерной системы с ВПА
Приложение ПЗ
Моделирование процесса фильтрации ошибки временной синхронизации с помощью фильтра Калмана
Введение
Во всех поколениях сотовой связи функции определения местоположения абонентов являются одними из главных. Система сотовой связи должна постоянно получать сведения о местоположении мобильной станции (МС), чтобы обеспечить ей доставку вызова либо от абонента фиксированной сети, либо от мобильного абонента. В существующих стандартах систем связи с подвижными объектами (ССПО) местоположение МС определяет сама ССПО, при этом точность местоопределения (МО) может изменяться от сотен метров до километров.
Однако для развития услуг нового поколения, связанных с местоположением МС (навигационные, помощь при авариях, срочная медицинская помощь и т.д.), требуется более высокая точность определения географических координат МС и их однозначная привязка к цифровой карте местности. В этом случае точность МО МС в формате « в какой соте», доступная в условиях функционирования сотовых сетей второго поколения, недостаточна. Необходимо внедрение новых методов МО МС на основе дополнительных возможностей сетей цифровой сотовой связи, а также возможностей вспомогательных систем и устройств, обеспечивающих более точное определение координат объектов.
Одной из задач позиционирования является обеспечение отслеживания местоположения мобильных устройств в случае экстренных ситуаций, например, нахождение места абонента, позвонившего в одну из служб экстренной помощи с сотового телефона. Это, естественно, должно способствовать упрощению и ускорению прибытия спасательных служб. А абоненты благодаря внедрению этой технологии получают возможность, обращаясь за помощью в аварийных ситуациях, быть уверенными, что помощь придет.
На принципиально новом уровне вопрос позиционирования МС был поставлен Федеральной комиссией по электросвязи США (БРС). На этапе

Однако все эти модели и методики не позволяют определить зависимость «высота приемной антенны - изменение влияния многолучевости на радиосигнал - точность пеленгации».
В исследованиях Окамуры описывается зависимость мощности сигнала от высоты антенн. Согласно его исследованиям, изменение напряженности поля принимаемого сигнала с расстоянием и высотой антенны остается, по существу, одинаковым для всех частот в диапазоне от 200 до 2000 МГц. Для расстояний между антеннами менее 10 км мощность принимаемого сигнала изменяется почти пропорционально квадрату высоты антенны БС (6 дБ на октаву) [25, 33]. При очень больших высотах антенны БС и больших расстояниях (более 30 км) мощность принимаемого сигнала становится почти пропорциональной кубу высоты антенны (9 дБ на октаву).
На рис.2.1 представлено семейство кривых, позволяющих оценить изменение мощности принимаемого сигнала (называемое часто фактором «высота-усиление») при увеличении высоты антенны БС. Параметром служит расстояние между антеннами. Рассчитанные теоретически зависимости медианного значения мощности принимаемого сигнала нормированы к мощности при высоте антенн БС - 200 м и МТ - 3 м. Они могут использоваться для частот в диапазоне от 200 до 2000 МГц.

70...100 км у
/ ,40 км //У, 20 км
40 км
-10 20 100 200 1000
Высота антенны центральной станции Иь, н
Рисунок 2.1, - Изменение мощности принимаемого сигнала при увеличении высоты антенны БС