NLOS环境下无线通信网络中的TDOAAOA溷合定位算法

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1、万方数据第40卷第5期2010年9月东南大学学报(自然科学版)JOURNALOFSOUTHEASTUNIVERSITY(NamralScienceEdition)V01．40No．5Sept．2010doi：10．3969／j．issn．1001—0505．2010．05．005NLOS环境下无线通信网络中的TDOA／AOA混合定位算法龚福祥王庆张小国(东南大学仪器科学与工程学院，南京210096)摘要：为了提高在NLOS条件下无线定位的精度，采用多种测量值混合定位的方式，提出了一种TDOA／AOA最速下降混合定位算法．该算法以加权残差平方和为目标函数，以最速下

2、降算法为最优化方法．然后，以几何结构的单反射圆盘模型进行仿真，分别利用TDOA／AOA最速下降混合定位算法、TDOA／AOA泰勒级数混合定位算法以及单纯的TDOA泰勒级数经典算法对无线通信网络中不同的定位环境进行了仿真计算．仿真结果表明，当参与定位的基站数目分别为3，4，5，6，7，反射圆盘半径分别为200，300，400，500，600，700m时，与后2种算法相比，TDOA／AOA最速下降混合定位算法的均方差、平均误差及最大误差均较小，即该混合定位算法具有更高的定位精度，且参加定位的基站数目越多，这种优势越明显．关键词：非可视距；到达时间差；到达角度；混合无

3、线定位；最速下降法中图分类号：TN929．53文献标志码：A文章编号：1001—0505(2010)054)905-06TDOA／AOAhybridwirelesslocationalgorithmincellularnetworkswithNLOSconditionGongFuxiangWangQingZhangXiaoguo(SchoolofInstrumentScienceandEngineering，SoutheastUniversity。Nanjing210096，China)Abstract：Toachieveenoughaccuracyunderc

4、omplexwirelessenvironment，especiallyundertheNLOS(Bonelineofsight)condition，ahybridlocationalgorithmbasedonTDOA(timedifferenceofarrival)andAOA(angleofarrival)isproposed．Inthisalgorithm，theweightedresidualsumofsquaresisdefinedastheobjectivefunction，andthesteepestdescentmethodisusedasth

5、eoptimiza-tionmethod．Then，ageometricallybasedsinglebouncediskofscattersmodelistakenasansimula—tor．AndtheTDOA／AOAhybridlocationalgorithm，theTDOA／AOAhybridTaylorseriesalgo—rithmandtheTDOATaylorsedesalgorithmaleusedforcalculationindifferentenvironmentsincel—lularnetworks．Thesimulationre

6、sultsshowthatwhenthenumberoftheinvolvedbasesmtionsale3，4，5，6，7，andtheradiusofthescatterdiskare200，300，400，500，600，700m，respectively，therootmeansquarederror．tIlemeanerrorandthemaximumerroroftheTDOA／AOAhybridlocationalgorithmalesmallerthanthoseofthelattertwoalgorithms，indicatingthatthe

7、formeralgorithmcallachievehigheraccuracy．Thegreaterthenumberoftheinvolvedbasestationsis．themoreobviousthepredominanceis．Keywords：nonelineofsight；timedifferenceofarrival；angleofarrival；hybridwirelesslocation；steepestdescentalgorithm收稿日期：2010-01．14．作者简介：龚福祥(1976一)．男，博士生；王庆(联系人)．男，博士，教授

8、，博士生导师，wq～se