随着通信网络的广泛覆盖和用户数量的快速增长,构建一个基于移动用户位置信息的公众安全无线网络不仅能够通过手机信号自动找到处于危险中的呼叫者,而且能够利用位置信息优化无线通信系统资源分配,还能为用户提供基于位置信息的多种类型的创新业务。虽然人们已经明确的认识到普遍存在的非直达波传播对定位性能的严重影响,但是,国内外在非直达波高精度定位理论和算法研究方面仍然进展缓慢。本项目研究计划首先分析非直达波传播状态下混合信号多维定位参数空、时、频分布的统计特性,建立统一的非直达波传播信号模型,然后发展直达波和非直达波传播状态估计方法、混合信号多维参数高分辨率估计方法,最后确定能够同时反映观测站和目标位置以及定位环境散射情况的定位方程,发展有效的非直达波误差校正和数据融合准则,实现高精度的、稳健的和低复杂性的非直达波定位求解算法,提高对移动通信用户的定位和跟踪能力,填补现有定位理论的空白。
为提高无线蜂窝通信网络环境中非直达波传播情况下的移动台定位精度,按项目计划开展了四个方面的研究。一是在非直达波测量误差统计分析的基础上提出了多种提高定位稳健性、抑制或校正非直达波定位误差的方法,包括利用高阶量、多维相似性信息提高非直达波定位精度、利用粒子滤波解决非线性、非高斯问题等;二是针对非直达波信道模型,将常规的盲目的抑制非直达波定位误差的思路转变为充分利用非直达波传播特性改善定位精度的思路,提出了多种散射定位方程的求解方法和低复杂性的算法;三是引入非参数化和数据库信息辅助的定位模型,探索了非网格数据和散乱数据处理理论及方法在非直达波定位中应用研究,提出了多种协同的、基于环境信息的学习型的非直达波定位方法;四是在分析非直达波传播状态下混合信号空、时分布统计特性的基础上,提出了多种直达波定位参数重建的方法,包括局部散射源的中心波达方向、角扩展参数估计和非直达波到达时差的二元状态检测等方法。近三年在本项目的支持下共发表和录用论文37篇,其中SCI检索3篇,EI检索近20篇,部分前沿工作已引起国际同行的关注,拓展时差定位的横向合作项目1项,培养研究生11人,包括博士生4人。