蜂窝网无线定位，就是指利用现有的无线通信网络资源，通过估计移动终端与各基站之间的各信号到达时间及到达角度测量值，在网络或者移动终端中借助定位算法，确定移动终端的位置。1996年美国FCC(联邦通信委员会)发布的E-911定位标准引发了无线定位技术的研究热潮，无线定位所蕴涵的无穷商业潜力更是成为这项研究的巨大推动力量。目前，3GPP和3GPP2中的各项通信标准都提出了各自的定位解决方案。中国的TD-SCDMA标准也将定位作为一项重要功能。近年来，在定位方面有越来越多的研究及专利成果发表。无线定位的实现主要需要两大模块：基于到达时间、到达角度等定位测量参数的估计及定位算法的实现。首先通过参数估计算法，从接收信号中提取到达时间(差)、到达角度等信息，然后利用相应的定位算法求解移动台的位置。难点在于克服各种信道特性带来的定位参数估计误差，以及根据估计的定位参数求解表征移动台与基站之间几何位置关系的非线性方程。本文对无线定位技术中的关键问题做了系统研究，提出了新的解决方案。在定位算法方面，提出了一种改进的基于卡尔曼滤波的移动台定位方案。该方案将卡尔曼滤波器运用于定位参数估计中，将NLOS误差作为卡尔曼滤波器状态向量的一部分估计出来，进而实现测量值的重构，经过预处理的测量值输入到定位算法中取得了很好的定位效果。另一方面，本文提出了一种改进的基于交互式多模型(IMM)的移动台定位方案。该方案设计了一个含有视距传播(LOS)环境、郊区(Rural)环境、近郊(Suburban)环境和城市(Urban)环境四种模型的模型集来描述移动台可能的运动状态，采用基于卡尔曼滤波的IMM平滑算法来正确估计蜂窝网络中基站(BS)与移动台(MS)之间的距离。经过性能分析与算法比较，本文提出的两种算法均适用于NLOS的复杂环境，定位成功率及精度都有很大提高。本文还研究了定位系统中的定位测量参数估计问题，提出了一种基于内插阵列变换的均匀圆阵DOA估计算法，该算法能正确地分辨两相邻的相干信号源。最后对全文的研究工作进行了总结，并对下一步研究工作做出了展望。