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編輯推薦

適讀人群 ：移動無綫通信工程師以及大專院校信息通信專業師生
　　定位技術和位置服務已經廣泛應用於各個方麵，成為現在炙手可熱的熱點方嚮和領域！本書由業內一綫的技術前沿專傢編寫，內容涵蓋無綫定位領域的前沿發展成果，重點關注城市和市內環境下的定位導航技術；並研究探討瞭基於無綫定位技術的性能，以及相關問題的關鍵解決方案，是不可多得的研發知道！

內容簡介

　　本書從無綫定位技術的原理入手，係統地介紹瞭無綫定位技術的推導、算法、模型與應用，具有較強的參考性、專業性。全書內容共分為9章，第1章為緒論，主要介紹瞭幾種典型的定位導航係統。第2章主要介紹瞭無綫定位技術的原理。第3章主要介紹瞭定位參數測量和提取的過程。第4章主要介紹瞭四種典型的位置估計算法。第5章主要介紹瞭移動終端的位置跟蹤方法。第6章主要介紹瞭無綫係統定位涉及的場景和估計仿真模型。第7章主要介紹瞭幾種高級定位算法。第8章主要介紹瞭幾種典型通信係統中的無綫定位算法。第9章主要介紹瞭各種基於無綫定位技術的應用。本書材料豐富，體係科學完整，內容新穎翔實，知識係統全麵，兼備係統性、實用性和指導性。
　　本書可作為電信運營商、技術投資商、服務提供規劃者、設備開發工程師、物聯網及互聯網服務提供商、電信公司，以及無綫服務提供商的技術參考書或培訓教材，也可作為高等院校通信與信息係統專業的高校本科生、研究生教材。

目錄

前言
譯者序
原書前言
第1章緒論1
1.1地麵定位係統3
1.1.1DECCA4
1.1.2LORAN4
1.1.3OMEGA5
1.2衛星定位係統6
1.2.1GPS8
1.2.2格洛納斯10
1.2.3伽利略11
1.3GNSS增強係統13
1.3.1差分全球導航衛星係統（DGNSS）14
1.3.2廣域增強係統（WAAS）15
1.3.3歐洲同步衛星導航覆蓋服務（EGNOS）16
1.3.4多功能衛星增強係統（MSAS）17
1.3.5GPS輔助型靜地軌道增強導航（GAGAN）17
1.4關鍵環境17
第2章定位原理21
2.1傳播時間22
2.1.1到達時間（TOA）22
2.1.2到達時間差（TDOA）25
2.1.3往返到達時間（RTTOA）27
2.1.4圓形定位與雙麯綫定位對比29
2.2到達角（AOA）30
2.2.1二維30
2.2.2三維31
2.2.3上行鏈路中的到達角32
2.2.4非視距傳播問題32
2.3指紋33
2.3.1蜂窩小區標識34
2.3.2接收信號強度（RSS）35
2.3.3功率時延譜（PDP）35
第3章測量和參數提取38
3.1參數估計38
3.1.1估計問題38
3.1.2剋拉美羅下限（CRLB）40
3.2傳播時間43
3.2.1時間估計的剋拉美羅下限43
3.2.2高斯白噪聲中的定時估計48
3.3到達角（AOA）55
3.3.1均勻綫陣天綫55
3.3.2加性高斯白噪聲中的AOA估計58
3.3.3AOA估計中的剋拉美羅下限60
第4章位置估計64
4.1三角測量法64
4.1.1理想情況下的三角測量法64
4.1.2誤差測量下的三角測量法73
4.2三邊測量法77
4.2.1理想測量下的三邊測量法77
4.2.2誤差測量下的三邊測量法78
4.3多點定位法82
4.3.1理想測量下的多點定位法83
4.3.2誤差測量下的多點定位法84
4.4指紋定位法86
4.5性能邊界及評估標準87
4.5.1方均根誤差87
4.5.2纍積分布函數88
4.5.3圓概率誤差88
4.5.4定位剋拉美羅下限88
4.5.5精度因子89
4.5.6復雜度92
第5章位置跟蹤93
5.1卡爾曼濾波95
5.2擴展卡爾曼濾波98
5.3粒子濾波101
5.4其他的擴展算法106
5.4.1網格算法106
5.4.2二階擴展卡爾曼濾波算法107
5.4.3無跡卡爾曼濾波107
5.4.4高斯混閤濾波算法107
5.4.5Rao�睟lackwell算法108
5.4.6地圖匹配算法108
第6章場景與模型109
6.1場景109
6.1.1鄉村環境110
6.1.2城市環境111
6.1.3室外嚮室內渡越115
6.1.4室內環境115
6.2信道特徵116
6.2.1信道測量116
6.2.2射綫跟蹤116
6.3信道模型118
6.4移動模型118
第7章高級定位算法122
7.1混閤數據融閤122
7.1.1混閤數據融閤概述122
7.1.2多源衍生算法擴展122
7.1.3仿真結果124
7.2協作定位126
7.2.1協作定位概述126
7.2.2集中式協作定位實例127
7.2.3仿真結果130
7.3多徑與非視距效應緩解131
第8章係統133
8.1GSM133
8.1.1係統參數134
8.1.2測量參數137
8.1.3TA137
8.1.4增強型觀測時間差（EOTD）138
8.1.5上行鏈路到達時間（UTOA）140
8.1.6AGNSS140
8.1.7剋拉美羅下限141
8.2UMTS144
8.2.1係統參量144
8.2.2測量項146
8.2.3Cell�睮D與增強型Cell�睮D148
8.2.4OTDOA149
8.2.5UMTS與GSM比較150
8.2.6剋拉美羅下限151
8.33GPP�睱TE152
8.3.1係統參數154
8.3.2測量項157
8.3.3同步159
8.3.4剋拉美羅下限160
8.3.5性能結果164
8.4其他廣域及中程係統167
8.4.1WiMAX167
8.4.2WLAN168
8.5短距離係統171
8.5.1藍牙171
8.5.2ZigBee173
8.5.3UWB174
8.5.4RFID與NFC178
8.6標準化179
第9章應用182
9.1宏分集182
9.1.1蜂窩分集182
9.1.2蜂窩OFDM中基於位置的同步188
9.1.3位置感知自適應通信係統193
9.2無綫資源管理199
9.2.1基於位置的小區間乾擾協調200
9.2.2位置輔助中繼選擇方案203
9.3移動性管理206
9.3.1Wi�睩i和LTE中位置輔助切換預測算法207
9.3.2場景208
9.3.3結果總結209
9.4緊急呼叫209
9.5基於位置服務211
9.5.1移動及位置感知廣告211
9.5.2社交網絡212
9.5.3導航與路綫規劃212
9.5.4手機遊戲213
9.5.5其他突破性的應用213
9.5.6未來應用214
參考文獻215
附錄英文縮略語231

前言/序言

　　隨著智能手機和平闆電腦的齣現，例如蘋果的iPhone、iPad和榖歌的Android設備，基於位置的服務已經被用戶廣泛使用。目前，這些服務使用的位置信息主要是由智能設備內置的全球定位係統（Global Positioning System，GPS）接收器提供的。通常，智能設備中的GPS隻有在晴朗無遮擋的天空視野下，纔能很好地工作。除GPS之外，智能設備還可以支持很多其他的通信技術，例如GSM、UMTS、LTE、Wi�睩i、藍牙和NFC。這些通信技術在基於位置服務方麵對GPS的功能進行瞭補充，尤其是在城市和室內環境中。因此，諸如蘋果或榖歌等很多公司，已經開始利用Wi�睩i熱點和蜂窩基站的ID，提供一種快速（有時比較粗略）的首次定位。除此之外，監管機構，例如美國聯邦通信委員會（FCC），也要求蜂窩通信網絡運營商能夠保證緊急呼叫及其中所需的測量位置的服務質量（參見1999年FCC文檔）。因此，這種強烈的市場需求和監管法規極大地推動瞭當前和今後無綫通信係統中的定位技術發展。
　　就個人而言，我們早在1997年就在德國航空航天中心（DLR）針對伽利略係統開展早期的信號設計方麵的研究工作。2005年，我們開始關注基於無綫通信進行定位，尤其是使用蜂窩通信技術進行定位，以補充GPS和未來的伽利略係統。由於我們的背景知識主要是信息、通信和信號處理方麵的理論，所以我們不是很熟悉定位及其相應的信號處理方麵具體的挑戰和要求。例如通信工程師通常使用延時為0作為起點的延時綫，對無綫信道進行建模。他們不會考慮首次到達路徑延時。該路徑與發射機和接收機之間的距離成正比，對確定移動終端的位置非常重要。因此，本書反映瞭我們在使用無綫通信進行定位上的學習過程，同時通過多個定位項目，也傳遞瞭我們的工作經驗。
　　本書分為9章。通過第1章和第2章，讀者可以快速瞭解並熟悉基於無綫通信的定位。第1章，介紹瞭過去、現在和未來的衛星與地麵無綫定位係統，適用於衛星定位係統的應用環境。第2章，討論瞭基本的定位原則。這些原則是當今各種無綫係統定位的理論基礎。
　　第3～5章，介紹瞭通信技術和信號處理方麵的知識，以便讀者可以更深入地理解基本的定位技術。第3章，介紹瞭無綫通信係統中定位相關測量項的參數估計問題及相關公式。第4章，介紹瞭在假設移動終端不移動的情況下，使用測量值估計移動終端位置的算法。第5章，將第4章的靜態定位過程擴展到移動終端動態位置跟蹤的應用場景。
　　第6~9章討論瞭一些更加高級的有關無綫通信定位的主題。首先，第6章，詳細討論瞭衛星定位和無綫通信係統定位工作的場景和環境。同時，還介紹瞭相應的無綫信號傳播模型和移動用戶運動模型。其次，第7章，介紹瞭一些高級定位算法，例如衛星導航與無綫通信定位混閤數據融閤、多移動終端協作定位以及多徑與非視距效應緩解概念。隨後，第8章，調查並統計瞭當前廣泛部署和使用的以及今後將要部署和使用的基於各種無綫通信係統的定位。最後，本書在第9章介紹瞭基於無綫通信定位的各種應用。目錄目錄

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