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随着无线通信产业的蓬勃发展,人们对于位置信息的需求也越来越大。LTE无线通信系统的普及使定位技术产生的新的机遇和挑战,面向LTE的无线定位技术成为当前研究的热点。LTE系统中所使用的智能天线促进了基于AOA的定位技术的研究发展。因此本文研究面向LTE的AOA无线定位技术,深入讨论了AOA估计的基本算法,对LTE上行信号的AOA估计及LTE系统的天线阵设计等问题,提出了改进的算法,并做了仿真测试来验证问题的分析。 本文的主要工作如下: 1.研究了LTE系统的基本架构和关键技术特别是OFDM传输技术,并对LTE的定位结构和三种定位方案做了分析,详细分析了使用AOA+TA定位的E-CID定位方案。为LTE定位技术提供了理论依据。 2.研究了基本的AOA估计算法,阐述了波束形成方法、Capon最小方差法、最大似然方法和两种子空间算法的原理。并对其估计性能进行了仿真。仿真结果表明,MUSIC算法的分辨率较高,误差较小但所需时间较长,ESPRIT算法用时少,但误差略高于MUSIC算法。 3.阐述了LTE上行信号的原理和生成方法,并基于上行信号进行了AOA估计算法的仿真。仿真结果表明,直接对LTE上行信号进行AOA估计误差较大。于是在此基础上,提出了基于子载波的AOA估计方法。该方法在接收到信号时对OFDM信号的子载波进行AOA的估计。仿真结果证明,该方法的误差远小于直接进行AOA估计的误差。 4.在分析了基本接收天线阵列的基础上,提出了面向定位需求的均匀十字形天线阵。该阵列由两个均匀直线子阵组成。进行AOA估计时,由两个子阵分别进行AOA估计,结果再进行平均。仿真结果表明,该阵列能够解决均匀直线阵的到达角在接近90°时误差急剧增大的问题。