BC/NW 2006, №1 (8): 8.1

 

Точность ОЦЕНКи МЕсТОПОЛОЖЕНИЯ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ

В СИСТЕМАХ СОТОВОЙ СВЯЗИ

 

 

И.М. Аверин, А.Д. Плужников

 

(НГТУ, г. Нижний Новгород)

 

 

Определение положения пользователя является одной из важных задач сервиса в действующих и перспективных сотовых системах связи. Существуют различные подходы к решению данной проблемы. Один из перспективных методов определения положения (триангуляционный метод) основан на использовании информации об угле прихода сигнала от пользователя на антенну базовой станции (БС). В условиях города наблюдается многолучевой характер распространения волн, что приводит к ошибке пеленгации сигнала пользователя [1]. В настоящей работе исследуется точность оценивания положения пользователя с помощью триангуляционного метода и данных об углах прихода сигнала на трех БС.

В работе [2] рассмотрена проблема оценивания положения пользователя триангуляционным методом с использованием двух БС. Тем не менее, представляется очевидным, что увеличение числа используемых БС приводит к увеличению точности оценки. Практический интерес представляет случай трёх БС, оценивающих независимо направления прихода сигнала одного и того же пользователя. При условии релеевских замираний и гауссовского шума точность оценивания местоположения определяется точностью измерения пеленгов и взаимным расположением БС и пользователя.

Если бы ошибки измерения угла прихода сигнала отсутствовали, то все три линии пеленга, соответствующие трем измеренным значениям углов φ₁, φ₂, φ₃, пересекались бы в одной точке – в точке расположения пользователя. При наличии ошибок измерения эти три пеленга, в общем случае, имеют три точки пересечения, то есть образуют некоторый пеленгационный треугольник. Значения параметров a₁, a₂, a₃, максимизирующих соответствующую функцию правдоподобия, являются максимально правдоподобной оценкой угловых координат пользователя.

К сожалению, получить аналитическое выражение для максмимально правдоподобной оценки местоположения пользователя для случая трех БС не представляется возможным. Тем не менее, максмимально правдоподобную оценку можно найти, используя численные методы. Результаты моделирования показывают, что при переходе от двух БС к трём БС можно получить выигрыш в точности оценки местоположения пользователя на 30÷50%.

Следует отметить, что поиск максмимально правдоподобной оценки местоположения пользователя для случая трех БС требует больших вычислительных ресурсов. В связи с этим представляют интерес квазиоптимальные оценки. В качестве такой квазиоптимальной оценки местоположения пользователя можно предложить координаты точки пересечения биссектрис пеленгационного треугольника. Моделирование показывает, что при использовании такого подхода точность оценки ухудшается не более чем на 5÷8% по сравнению с максмимально правдоподобной оценкой. При этом требования к вычислительным ресурсам существенно ниже, что придает данной квазиоптимальной оценке практический интерес.

 

ЛИТЕРАТУРА

 

1.      Ермолаев В.Т., Флаксман А.Г., Аверин И.М. Гауссовская модель многолучевого канала в городских условиях // Труды X международной научно-технической конференции “Радиолокация, навигация, связь”. Воронеж. 2004. Т. 1. С. 295.

2.      Ермолаев В.Т., Флаксман А.Г., Аверин И.М. Точность оценки местоположения пользователя в системах сотовой связи // Тезисы докладов международной научной конференции «Теория и техника передачи, приема и обработки информации». Туапсе. 2004. часть 1. Стр. 6-7.