蜂窝网TDOA定位算法研究

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1、哈尔滨工程大学硕士学位论文摘要随着移动通信技术的迅速发展，无线定位技术已经成为下一代移动通信系统所必须具备的功能。近年来的研究结果表明，由于对移动台(MS)和基站(BS)无严格时间同步要求，TDOA定位法能适用于各类的蜂窝系统，且应用成本低、定位精度较高，因而受到广泛关注，并在3GPP中被确定为一种标准的定位方法。本文研究的主要内容是利用遗传、免疫算法解决TDOA定位估计中遇到的非线性优化问题。本文分别将遗传算法、免疫算法与Chan算法相结合，提出了两种混合定位算法。针对提高蜂窝网络移动台定位精度这一核心问题，以TDOA定位技术为重点，从传统

2、TDOA定位算法、基于混沌遗传算法的移动台定位技术、基于免疫克隆选择算法的定位技术等三个方面对基于蜂窝网络的移动台定位技术进行了深入研究。论文主要做了以下工作：(1)本文介绍了蜂窝网无线定位方法、信道模型和评估指标。给出了TDOA双曲线方程组的数学模型，详细地分析了三种主要TDOA定位算法的技术特点。(2)针对Chan氏算法等单一定位算法的缺陷，提出了一种将Chan氏算法与混沌遗传算法相结合的混合定位算法，并对其性能进行了仿真论证。(3)研究了免疫克隆选择算法，该算法采用疫苗接种、克隆选择以及自适应免疫操作等机制，并将该算法与Chart氏算法

3、相结合应用在TDOA定位估计中，对其性能进行了仿真论证。关键词：到达时间差定位；遗传算法；混沌；免疫算法；克隆选择哈尔滨工程大学硕士学位论文ABSTRACTWiththerapiddevelopmentofmobilecommunication,wirelesslocationtechnologyhasbecometheessentialfunctioninnextgenerationmobilecommunicationsystems．TheTDOAwirelesslocationtechnologyishighlyinterestedre

4、cently,becauseofnoneedforstricttime-synchronizationbetweenmobilestation(MS)andbasestation(BS)，widesuitabilityinvariouscellularsystems,lowcostandhighlocationaccuracy．Bydeepresearch,geneticalgorithm(GA)andimmunealgorithm(IA)canbeusedfornonlinearoptimizationinTDOA—basedlocatio

5、n。Inthispaper,twohybridmethodsbasedonGAandIAareproposedrespectively．InordertOimprovetheaccuracyofmobilelocation,thispaperaimsatTDOAlocationtechnologyandinvestigatesthefollowingcellularnetworkbasedonlocationtechnology：performanceanalysisofbasicTDOAlocationalgorithm，mobilesta

6、tionlocationtechnologybasedonchaoticgeneticalgorithm(CGA)，locationtechnologybasedonimmunecloneselectionalgorithm0CSA)．Themainworksofthepaperconcentrateonthefollowing：(1)Cellularnetworkwirelesslocationways,channelmodels,andevaluatingindicatorsisintroduced．Themathematicalmode

7、lofTDOAhyperbolicequationsisestablished，threemajorlocationalgorithmsbasedtime-difference-of-arrival(TDOA)areanalyzedindetail．(2)AccordingtothedefectofChanalgorithm，ahybridlocationalgorithmthatemploysChanandCGAisproposed．Thesimulationresukshowsitseffectivenessforimprovingloc

8、ationaccuracy．(3)Byvaccination,cloneselectionandadaptiveimmuneoperation,ICSAhasthe