基于泰勒级数展开的蜂窝TDOA定位算法

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1、万方数据器嚣。垦。期。。⋯⋯。。燕』‰差。；!。。⋯。。一。。搿裂兰翌堂兰!塑!!!型!!!!!!!!!型!里型!!!!!竺竺!!!!!坚!!!———————兰卫生!!竺基于泰勒级数展开的蜂窝TDoA定位算法熊瑾煜，王巍，朱中梁(I撕南}n丁电信技术研究所重点实验室，四川成都610041)摘要：基于用户位置的应用已经成为移动数据业务的重要组成部分，使得蜂窝系统用户定位技术成为蜂窝移动通信领域的研究热点。泰勒级数展开算法因为具有精度高和顽健性强等特点而在求解非线性定位方程组中得到了广泛的应用．但它对初始值有很

2、强的依赖性。本文使用最小二乘方法估计用户位置的静J始值并使用泰勒级数展，{：算法确定用户坐标。通过对算法的仿真分析，结果表明本算法具有近似于基于真实值的泰勒级数展开算法的性能。关键词：定位；到达时间差；最小二乘；泰勒级数展开：蜂窝网络中图分类号：TN92953文献标识码：A文章编号：1000_436x(2004)04-0144—07AnewTDOAalgorithmbasedonTaylorseriesexpansioninceUularnetworl【SXIONGJin-yu，WANGWei，ZHUZho

3、ng—liang(1kKeyL加ofSoumwestInstitukofElec砸cs卸dTekc0唧unk出0ns，CheⅡgdu6l004l，ChiIla)Abstmct．Applic砒ionsbasedonsubscdber’posidonhaveappearedtheseye盯s，whichmakeradiolocadoⅡtecllIliquesoncofmemostpopularresearchareaSofcellularnetwOrkThylorse“eselpansionmethodhasb

4、eenwidelyusedinsolvi“gnonunearequanonsforhshi曲accumcyand900drobustnes8since血eperfo加aⅡceofTaylorako血hmdepends11igMy帆theiIlit瑚es血1abon，anewalgo五thmbasedOnleastsquaresispr叩osedt0estimatettleinitialvalueandthensubscdbers’posidoncanbeesdmatedbyTaylors—es。xp蚰sio

5、nmethodTh。Proposedalgodthm粕dsevemlotlleralg吲血ms盯esimulatedandtheresuhsshownlat缸p盯fomlanceisco唧am¨etothetaylorsedesexpanslonm咖odbasedonttletmeposinOnKeywords：posiⅡ叩loc撕on；TDOA；lcastsquarcs；Taylorse血sexP粗si曲：cellularnetworkl引言GPRs、cdma20001x在世界范围内开始投入使用以及第三代

6、移动通信系统的迅速实用化极大地推动了移动数据业务的发展，而基于用户位置的各种应用是最有发展潜力的数据业务之一。美国Fcc于1996年制定的E911规范为提供紧急救援时移动电话用户的定位制定了精度标准并逐渐为世界各国所采纳‘“。采用信号到达时间差(TDOA)、到达时问(ToA)、到收稿日期：2002一12一19；修订日期：2003．09．29万方数据第4期熊瑾煜等：基于泰勒级数展丌的蜂窝TDoA定1口算浊达角度(AOA)和多径指纹等技术的定位系统已经开始投入实际使用“”1。TDOA是目前晟有发展潜力的蜂窝系统

7、移动台定位技术。根据TDOA测量值得到的定位方程组具有非线性特点，通常需要先将其转化为线性方程组之后进行求解。Friedlander”1、schsu”1、sIlli山“1均提出了基于最小二乘(Ls)的定位求解算法，但它们给出的都是次最优解。chanⅢ’采用二晕晟小二乘算法给出了定位力程组的非迭代闭式解，在TDoA测量误差比较小时，具有虽优估计性能，但随着‘IDoA测量误差的增加，该算法性能迅速下降。泰勒级数展开算法_1是求解非线性方程的有效方法，具有精度高、顽健性强等特点。但是它要求迭代运算的初始值必须具有

8、一定的准确度才能够保证比较快的收敛速度，而且算法是否收敛与移动台在小区内的位置有关”⋯。本文使用最小二乘算法估计用户初始位置，然后通过泰勒级数展开算法得到用户坐标，本文还对该算法的性能进行了分析和仿真评估。2算法描述基丁TDoA的蜂窝网络定位技术在得到多个TDOA测量值后，町以建立定位方程组尺¨=c4t=只．一月lf=2，···Ⅳ(1)其巾。。。。。。。。。。。。。。。。。。-。。。。。。。。。。。。。。。。。。