对抗室外申请立项环境下nlos误差的toa无线定位迭代算法无线定位优化.docx

1、对抗室外申请立项环境下nlos误差的toa无线定位迭代算法无线定位优化. . xxxx大学毕 业 论 文题目：对抗室外环境下NLOS误差的TOA无 线定位迭代算法 学 院 信息科学与工程学院 专业班级 通信工程1班 届 次 学生姓名 学 号 指导教师 二O一四 年 六 月 十四 日装订线. . . 目 录1 绪论 11.1 无线定位技术的简介 11.1.1 无线定位的概述 21.1.2无线定位技术的发展过程 22 无线定位技术的原理及算法介绍 42.1 无线定位技术的工作原理 42.2 基于TOA测距算法介绍 52.2.1最小均方(LS)算法【1】 62.2.2近似最大似然估计(AML)算法【

2、1】 72.2.3残差加权(Rwgh)算法【1】 82.2.4 残差检测(RT)算法【1】 93 基于TOA的新算法的思路与设计 113.1新算法的思路 113.1.1 牛顿迭代算法 113.1.2 高斯牛顿迭代法 113.1.3最速下降法 123.2 TOA新算法设计与说明 123.2.1 TOA算法设计 123.2.2 TOA算法说明 124 算法仿真与结果分析 144.1 算法仿真过程 144.2 仿真结果分析 165 TOA算法展望【2】 18参考文献 19致 谢 20附 录 21Contents1 Foreword1 1.1The introduction of Wireless p

3、ositioning technology2 1.1.1 Overview of wireless positioning technology2 1.1.2 The history of wireless positioning technology22 The principle and algorithm of wireless positioning technology5 2.1 The technology indicators of digital oscilloscope5 2.2 Based on TOA ranging algorithm6 2.2.1 LS algorit

4、hm6 2.2.2 AML algorithm6 2.2.3 RWGH algorithm6 2.2.4 RT algorithm63 Thinking and design of new algorithm based on TOA13 3.1 The new method of thinking13 3.1.1 Newton-Raphson method13 3.1.2 Gauss-Newton method13 3.1.3 Steepest descent method13 3.2 New algorithm design and description17 3.2.1 Algorith

5、m design13 3.2.2 The simulation software of PROTEUS17 3.2.2 PROTEUS platform using simulation system184 Algorithm simulation and result analysis20 4.1 Algorithm simulation process20 4.2 Simulation result analysis205 TOA algorithm prospect22References24Acknowledgments 25Appendix26对抗室外环境下NLOS误差的TOA无线定

6、位迭代算法【摘要】通过测量基站3条以上路径移动站的信号的到达时间（TOA）,可以对移动站进行定位。然而信道的时间和空间的变化所导致非视距(NLOS)传输导致无线定位技术面临的巨大困难,信号的非视距传输却极大地影响了TOA定位算法的定位精度，不同的定位算法在不同的环境条件下获得的定位精度也是不同的。传统的TOA定位算法有包括最小均方算法、最大似然估计算法、残差加权和残差检测算法。本文也提出一种在非视距环境下克服NLOS误差的新的算法思路。以迭代法为主不断逼近准确值，达到减小误差的目的。【关键词】 非视距，TOA、迭代、凸松弛NLOS Error Mitigation for TOA-Based

7、Localization via Iterative【Abstract】The location of MS can be got according to three or more arrival time of signals from MS to BS . But, the accuracy of TOA (time of arrival) is influenced by the non-line-of-sight (NLOS) transmission. The NLOS transmission of the signal affects the accuracy of the

8、TOA, and the different positioning accuracy of the positioning algorithm is also different in different environment conditions. The traditional TOA localization algorithm includes LS algorithm, the AML algorithm, the RWGH algorithm and the RT algorithm. This paper also proposes a new algorithm for o

9、vercoming the NLOS error in the NLOS environment. Simulation results show that the proposed location algorithm can restrain NLOS error effectively, and has better location accuracy than the traditional location algorithms.【Key words】NLOS, Time of Arrival，Iterative，Convex Relaxation 1 绪论 对移动台的定位是无线通信

10、业务提供商的一项基本业务，自从1996年美国FCC提出第一个紧急呼救检测的条款以来，对移动目标的定位已经引起了人们的极大关注。如今，手机等移动终端大量普及，它们的各种应用都有定位的请求。如地图，团购等客户端。同时，无线定位技术在公共安全服务(如紧急医疗、紧急定位、紧急报警服务)、犯罪侦查、蜂窝系统设计、动态资源管理、基于位置的信息服务、车辆及船舶管理、导航和智能交通系统等方面的应用非常广泛【16】。因而定位的准确度是决定此类软件服务好坏的重要条件。因此，我们迫切的需要找到适合的方法来满足高度精确定位需求。首先，提高定位的精确度，可以提高民众生活的便利性，可以精确的指导出行，减少了出行成本;其次，也为野外救援，抗震救灾打下了坚实的技术支持，为生命提供了生存的可能;最后，高精度的定位也为军事，矿产，农业等领域的提供了便利。使打击目标更加精确；使井下人员活动情况得到了解；使农业病虫害更加精确防治。 当前，移动站的无线定位方法主要包括：基于信号到达时间的(TOA)、基于信号到达时间差的(TDOA)、基于信号到达角度的(AOA)和基于到达信号强度的(RSSI)4种方法。基于上述各参量的定位技术各