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远距离同频干扰基站定位方法研究（下）

在实测中定位到移动基站是位于河海大学常州校区图书馆屋顶的移动TD-LTE的F频段(1 880 MHz—1 900 MHz)基站。接收天线是定向的射灯天线，装置在学校招待所屋顶，如图7所示。
如图7所示，利用红外线测距仪多次测量，得到X2～11.3m，Y3～0.5m，X3～12.1m；以接收天线1为原点，则三个接收天线的坐标分别为(0，0)，(-11.3，0)，(-23.4，0.5)。

图7 测试基站与接收天线图
实测步骤如下：
(1)将TD-LTE接收机各模块以及与接收天线端口的连线连接好，然后拨动信号采集板上的开关，直到信号采集板上的绿灯亮起，表明程序加载正确。
(2)安装串口驱动软件。需要说明的是，只有在电脑上初次使用上位机时需要执行此步骤。
(3)初始化上位机，配置“数据存储路径”和“串口号”两个参数，如图8所示：

图8 上位机初始化界面
(4)通过上位机进行数据采集和回传，回传结束如图9所示：

图9 数据回传结束示意图
(5)处理采集到的数据。数据内容为三个通道的采集数据，保存路径为之前设置的数据存储路径。记录文件名，并将数据代入相应的threetarget.fig程序，运行结果如图10所示，接着进行如下操作：1)选择三路信号输入；2)点击GCC按钮获得波程差；3)输入三个接收天线坐标；4)点击TDOA按钮获得基站坐标、距离与角度。

图10 三通道基站被动定位算法初始界面
3.2 测试结果分析
河海大学常州校区在百度地图中的显示比例为1cm:20m。经过测量，取河海大学招待所屋顶与河海大学图书馆的直线距离约为8cm，则按比例得出d≈160 m。
如图11所示，实验结果为：基站坐标(7，146)，距离为146.168m，角度为87.255°，表示基站位于坐标原点的西偏南87.255°方向，距原点146.168 m处。与从百度地图所得的160 m相比，距离误差约为8.6%，相位误差约为12.4%。实验结果表明，该定位法大致可以定位出已知基站的位置。

图11 三通道基站被动定位结果
3.3 误差分析
由于实验室设备的限制，测量结果的精度有限，系统中的误差主要分为相位误差和幅度误差，集中来自于噪声干扰、天线位置和电缆长度的测量误差。误差产生的主要原因分析：1)天线之间的间距是通过激光测距仪测量天线外壳之间的间距得出，与理论上要求的天线相位中心点之间的距离相比，存在一定误差，在转换成绝对坐标的过程中也产生了误差。2)在目标定位算法中，已经将三个天线到接收机的电缆长度差别考虑在内，然而，由于是先安装后测量，对三根电缆长度的测量存在一定的误差。3)由于目标与天线不在一个水平高度，且百度地图的精确度有限，d与目标到天线之间实际距离存在一定的误差。
为了降低误差，提高定位精度，建议采用先预设好天线坐标，再架设天线的方案。安装前就测定好电缆的精确长度，消除安装环境对电缆长度测量的影响。在正式测量前，架设数个绝对坐标已知的信号源作为校准目标，用以校准整个三通道被动定位系统。
4 结束语
本文针对大气波导所引起的TD-LTE远距离同频干扰源定位问题，结合被动雷达与无线定位的相关知识，提出一种三通道定位方法，用以实现对已知基站的定位。该三通道系统可接收1880 MHz—1920 MHz频段的信号，并将其转换为20 MHz～60 MHz的中频信号进行输出与采样，采样频率为150 MHz，而后将三通道收集到的信号相互之间进行GCC运算，得到时延差后，再根据TDOA的原理进行定位。实际测试是通过安装在河海大学常州校区招待所屋顶的三个射灯天线定位位于河海大学常州校区图书馆屋顶的移动TD-LTE的F频段基站，实验结果表明，定位系统能定位移动F频段基站，定位精度初步达到设计要求，后续研究还需要聚焦于降低误差的问题。
引用格式：朱金秀，吴文霞，唐玥，等.远距离同频干扰.基站定位方法研究[J].移动通信，2017，41(15)：86-91.
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：朱金秀：副教授，博士毕业于河海大学，现任河海大学物联网工程学院硕士生导师，主要研究方向为压缩感知、信号处理；唐玥：博士毕业于新加坡南洋理工大学，现任河海大学物联网工程学院讲师，主要研究方向为数字波束雷达、天线与阵列天线、无线电定位等；吴文霞：本科就读于河海大学物联网工程学院，主要研究方向为现代通信系统。

-全文完-