一种基于圆环模型的网格搜索定位算法

为了降低非视距(Non-Line-of-Sight,NLOS)误差对定位精度的不利影响,提出了一种基于圆环模型的到达时间(Time of Arrival,TOA)/到达角(Angle of Arrival,AOA)混合定位算法。假设各基站(Base Station,BS)接收的多径信号都经历了散射体的单次散射,首先利用圆环模型的几何特征搜索圆环的半径,再根据圆环的半径、TOA信息和AOA信息确定散射体的位置;然后将散射体作为虚拟基站规划移动台(Mobile Station,MS)的可能位置范围,并使用网格搜索和约束判断来获得多个MS可能的估计位置;最后根据误差目标函数的大小进行选择性平均。在不同NLOS场景下的仿真结果表明,与现有算法相比,所提算法取得了更好的定位性能。     

基于粒子群优化的多径辅助室内定位算法

由于室内多径信号丰富且包含了室内几何信息,可以利用室内多径信号对目标进行定位.基于此,本文提出了一种多径辅助的目标定位算法.首先,利用多径信号的差分飞行时间（Time of Flight,TOF）构建关于目标以及散射体位置的适应度函数;然后,提出了基于粒子群优化（Particle Swarm Optimization,PSO）的目标及散射体位置联合搜索算法,其中利用目标及散射体到达角（Angle of Arrival,AOA）确定搜索范围;其次,选取搜索到的散射体位置联合差分TOF求解目标位置;最后,利用仿射传播聚类（Affinity Propagation Clustering,APC）对所有散射体估计到的目标位置进行聚类,提出聚类准则消除大的定位误差点.仿真结果表明,本文所提算法利用单个基站可以达到较高定位精度.     

一种改进的多站AOA/TDOA联合无源定位闭合形式算法

为解决多平台协同外辐射源无源定位问题,提出了基于到达角(Angle of Arrival,AOA)与到达时间差(Time Difference of Arrival,TDOA)的闭合形式定位解算法。在保持两阶段定位闭合形式算法框架不变的前提下,所提算法不仅考虑了AOA与TDOA观测噪声对定位造成的不利影响,同时还缓解了传感器位置不确定引起的定位精度恶化问题。数值仿真结果验证了所提算法的高精度定位性能。     

移动电话定位技术及其应用

本文介绍了移动电话定位的核心技术-TDOA（Time Difference of Arrival）技术的内容及性能以及TDOA技术同其它时差定位技术的比较,并与GPS（Global Positioning System）和AOA(Angle of Arrival）定位技术进行了比较,最后进一步阐述了移动电话定位技术的应用及其在中国的应用前景。     

WCDMA系统定位方法分析

本文对了WCDMA系统的定位方法进行了分析,包括CELLID及其增强技术RTT(Round Trip Time,往返时间),OTDOA(Observed Time Difference Of Arrival,观察到达时间差)及其增强技术IPDL(Idle Period Downlink),AGPS和混合定位.     

一种基于卡尔曼滤波的UWB定位算法

文中提出了一种基于卡尔曼滤波的UWB(Ultra Wide Band)定位算法,先用卡尔曼滤波算法对信号的到达时间测量值进行处理,以消除TOA(Time Of Arrival)测量值中的NLOS(Non.Line of Sight)误差,再对经过处理的TOA测量值进行TOA定位,理论分析和计算机仿真实验都表明:该方法的定位误差性能优于单纯的TDOA定位方法,具有较强的实用价值.     

基于角度重构和差分飞行时间的室外多站定位

针对当前室外定位基站和目标之间的信号收发不同步,以及非视距(Non-Line of Sight,NLOS)环境下定位困难的问题,提出了一种基于角度重构和差分飞行时间(Time of Flight,TOF)的室外NLOS多站定位方法。首先,基于单次散射模型给出了一种关于散射体波达角(Angle of Arrival,AOA)的粗略重构方法,再利用多径信号的差分TOF并结合模型中目标、散射体、基站之间的几何位置关系构建定位方程;然后,结合先验信息添加约束区间并结合定位方程将定位问题转化为最小二乘优化问题,并利用列文伯格-马奈尔特法(Levenberg Marquardt,LM)算法进行初始解算得到基站到目标的初始估计距离;最后,将每个基站的距离估计结果进行联合多边定位得到最终目标位置。仿真结果表明,该方法利用多个基站能在室外NLOS环境中实现较高定位精度。     

基于Wi-Fi的室内实时角度定位算法

针对现有商用Wi-Fi接入点(Access Point,AP)天线的个数限制了基于多天线到达角(Angle of Arrival,AoA)高精度定位的问题,本文提出了一种基于Wi-Fi的室内实时角度定位算法.提出了基于Wi-Fi系统的角度估计算法,能够在天线数量以及快拍数少的情况下快速地估计直视(Line of Sight,LoS)路径的到达角,保证定位的实时性;利用IEEE 802.11 Saleh-Valenzuela(S-V)信道模型分析了多径信号对直达信号能量谱峰的影响;为了提高定位精度提出了基于天线选择的多AP联合定位算法;为了验证系统的有效性搭建了实时定位演示系统.本文通过实际测试验证了所提算法可以达到67％1.2m的定位精度,定位时延在0.5s以内.     

基于改进BFGS的蜂窝无线定位新算法

在蜂窝网络TDOA(Time Difference of Arrival,到达时间差)定位模型的基础上,将定位问题转化为无约束非线性优化问题,进而提出基于Wolfe步长的BFGS(Broyden-FletcherGoldfarb-Shanno)算法实现对蜂窝网络中移动台的定位。实验结果表明,采用改进的BFGS算法,不仅具有比现有算法更高的定位精度,而且能在一定程度上抑制NLOS(Non-line-ofsight,非视距)传播误差。     

RSS协助的ray-tracing室内定位算法

针对室内定位,当信号受到非视距(non-line-of-sight, NLOS)和多径传播的影响时,本文提出一种接收信号强度(Received Signal Strength, RSS)协助的Ray-tracing室内定位算法,改进已经提出的基于虚拟基站方法的信号到达时间 (Time of Arrival, TOA)和信号到达角度(Direction of Arrival, DOA)室内无线信号Ray-tracing模型,利用信号RSS测量值优化算法,实现TOA、DOA和RSS协同定位,提高室内多径及非视距环境下,无线定位的精度,降低算法复杂度,提高算法处理信号多重散射的能力并降低了对基站的依赖性适用环境更为广泛。首先通过RSS得到信号源可能存在的位置,随后利用Ray-tracing原理并使用虚拟基站,将非视距路径定位问题转化为视距路径定位问题,利用TOA和DOA对直射、透射、反射和绕射情况进行分析建模,最后使用最小二乘法对可能的位置进行筛选,得到信号源的最终位置。仿真结果表明,本算法较改进前拥有更高的定位精度。      

基于B-LM圆环模型的NLOS信息约束单基站定位算法

针对当前室外蜂窝网多基站定位需要基站之间时间同步、数据同步的要求,以及NLOS环境造成的非服务区基站的信号可测性问题,该文提出基于B-LM圆环模型的NLOS信息约束单基站定位算法。首先根据散射体、目标和基站间的几何位置关系以及NLOS多路径信息构建定位方程,然后将定位方程转化为最小二乘优化问题,之后基于LM算法海森矩阵修正思想和拟牛顿2阶偏导构造思想提出B-LM算法,保证算法收敛于最优解,以得到目标位置。仿真结果表明,所提单基站定位算法能在宏蜂窝NLOS环境实现较高的定位精度。     

NLOS环境下几种TOA定位算法的性能比较

通过测量基站3条或更多不同路径的来自移动站的信号到达时间,可以对移动站进行定位。然而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条件下获得的定位精度也不同。对几种TOA定位算法(包括最小均方算法、近似最大似然估计算法、残差加权和残差检测算法)在非视距环境下的性能进行仿真,根据仿真结果,在实际应用中可以针对不同的环境选择最合适的定位算法。     

Geometrical statistical channel model arisen from scatterers around the mobile with an inverted-parabolic spatial distribution

In this paper,firstly presented a geometrically based statistical channel model with scatterers that are with an inverted parabolic spatial distribution around mobile station(MS) within a circle wherein the base station(BS) and MS are included.This paper proposed a technique to simply derive probability density functions(PDFs) of angle of arrival(AOA),time of arrival(TOA) and Doppler spectra to characterize the outdoor macrocell and microcell environments by employing various distances between BS and MS,or different size of circular region.Employing this channel model,we analyze the impacts of a directional antenna at BS with the main-lobe width 2 on the fading and the Doppler spectra.     

Improved TOA‐Based Localization Method with BS Selection Scheme for Wireless Sensor Networks

The purpose of a localization system is to estimate the coordinates of the geographic location of a mobile device. The accuracy of wireless localization is influenced by non‐line‐of‐sight (NLOS) errors in wireless sensor networks. In this paper, we present an improved time of arrival (TOA)–based localization method for wireless sensor networks. TOA‐based localization estimates the geographic location of a mobile device using the distances between a mobile station (MS) and three or more base stations (BSs). However, each of the NLOS errors along a distance measured from an MS (device) to a BS (device) is different because of dissimilar obstacles in the direct signal path between the two devices. To accurately estimate the geographic location of a mobile device in TOA‐based localization, we propose an optimized localization method with a BS selection scheme that selects three measured distances that contain a relatively small number of NLOS errors, in this paper. Performance evaluations are presented, and the experimental results are validated through comparisons of various localization methods with the proposed method.     

Statistical cellular Gaussian scatter density channel model employing a directional antenna for mobile environments

The statistical Gaussian scatter density model (GSDM) is used to evaluate the effects on the Doppler power density spectrum (PDS) when a directional antenna at base station (BS) is employed. We derive the angle of arrival (AOA) probability density function (pdf ) of the multipath components at the mobile station (MS). The AOA pdf at the MS and the PDS, are compared with those for the Clarke's model and the macrocell circular model. We demonstrate that the circular model overestimates the probability of scatterers with AOA near to the line of sight (LoS), resulting in a poorer estimation of the PDS unlike the Gaussian model.     

基于CFR虚拟阵列天线的AOA室内定位

准确地估计信号的到达角（Angle Of Arrival,AOA）为实现在室内高精度定位提供了可能,为了能够准确地估计室内多径信号的AOA,并提取出直射路径的AOA信息进行定位,本文提出一种利用信道频率响应信息（Channel Frequency Response,CFR）扩展阵列天线的亚米级室内定位系统.首先,采集CFR信息进行AOA和信号到达时间（Time Of Arrival,TOA）的联合估计;其次,提出了一种基于AOA和TOA二维聚类信息的直射路径识别算法;另外,还提出了可视环境（Line Of Sight,LOS）以及非可视环境（Non Line Of Sight,NLOS）的识别算法,可以准确的判断出当前接收机相对发射机是处于LOS还是NLOS环境;最后,利用现有的三天线Wi-Fi设备在室内进行了测角以及定位测试,实验结果表明本文提出的定位系统在室内LOS和NLOS环境下分别可以达到中值误差为0.8m,1.3m的定位精度,可用于室内高精度定位.     

基于参数重构的非直达波混合定位算法

在蜂窝无线定位中,非视距(non-line-of-sight,NLOS)误差是影响定位精度的主要因素之一,故如何减轻NLOS误差影响是无线定位研究的热点。本文针对NLOS环境下的定位问题,提出基于参数重构的混合定位算法。首先利用波达角（angle-of-arrival,AOA）重构方法重构直达波AOA,随后充分利用AOA的重构结果,以最大似然估计法迭代估计直达波的波达时延（time-of-arrival,TOA）,最后利用这两个重构后的参数以视距（line-of-sight,LOS）混合定位方法估计出移动台的位置,以实现NLOS环境下的单基站定位,并获取较高的定位精度。这种方式无需视距与非视距识别,改进了传统的单目标参数重构模式。仿真结果验证了该算法的有效性。