一种在NLOS环境下提高精度的TDOA定位方法

根据NLOS传播环境下附加传播时延和均方根时延扩展的统计特性,对NLOS误差的均值和方差进行了估计,并对TDOA(到达时间差)的测量值和方差进行了修正,在一定程度上消除了NLOS误差的影响。采用Chan算法对移动台(MS)位置进行定位。仿真结果表明,该方法能够提高Chan算法在NLOS传播环境下的定位精度。     

基于三维空间域统计信道模型的空时特性

为了研究信号在三维空间域信道模型中的空时统计特性,建立了一种三维统计信道模型,其散射椭圆半球体的中心在移动台(MS),适用于设置低MS天线、高基站(BS)天线且重要散射体分布在移动台附近的室外宏蜂窝通信环境中。假设模型的发射信号服从均匀分布,给出了到达角度(AOA)和到达时延(TOA)概率密度的分析算法,能够估计多径衰落信道的重要空时特性,在方位角和仰角平面同时描述波达信号分别在BS和MS处的分布特性。理论分析和数值仿真结果与三维散射模型结果对比表明,本模型的信道参数估计符合理论与经验结果,更加适应各种室外移动通信环境,拓展了三维统计信道模型的分析和研究。     

非对称空间统计信道模型及其MIMO多天线系统

针对在非均匀散射体分布以及非对称空间分布的移动通信环境,引入几何分割法导出基于散射体高斯分布的非对称空间统计信道模型.在指向性天线覆盖下的非对称宏小区和微小区以及街道和室内小区的移动通信环境下,模型能估计多径衰落信道的重要空时信道参数,如信号到达角度(AOA)、到达时间(TOA)概率分布密度函数以及到达信号的空-时相关性.另外,在非对称空间统计信道下设置了MIMO多天线线性阵列(ULA)和圆环阵列(UCA),研究了此衰落信道的信道容量.通过信号的AOA和TOA概率密度函数的数值结果与多径衰落信道圆模型(GBSBM)的数值结果对比,表明本模型的信道参数估计结果符合实际的移动通信环境.假设非均匀散射体分布为高斯分布时,本模型的数值结果阐明了分布参数对信道参数的影响,拓展了空间统计信道模型的研究和应用,对评估MIMO多天线阵列系统空时处理算法和仿真无线通信系统提供了有力的工具.     

椭圆空间统计信道建模及其MIMO多天线系统性能

针对室内外移动通信环境,提出一个椭圆二维空间统计信道模型,该模型假设散射体均匀分布在椭圆内,移动台和基站分别位于椭圆的2个焦点处,并且在移动台分别设置了四单元的线性阵列(ULA)和圆环阵列(UCA)。在椭圆2D空间统计信道模型的基础上分析了多输入多输出系统(MIMO)的多天线系统性能,该模型不仅描述了波达信号在空间和时间上的统计分布特性,推导出了波达信号的到达角度(AOA)和到达时间(TOA)概率密度函数的解析表达式,同时也研究了MIMO多天线系统的空间衰落相关函数和信道容量。散射体均匀分布时,本模型的数值结果阐述了传输时延对信道参数的影响,与已经存在的空间统计信道模型比较,本模型适合室内外移动通信环境,为评估MIMO多天线系统与无线通信系统仿真提供了有力的工具。     

微蜂窝移动信道中基于分形的信号分布特性分析

在微蜂窝移动通信中,由于传播环境的时变性,以及多径造成的时延和移动台运动造成的多普勒效应,使得传播环境内的电波传播特性极其复杂。研究了在微蜂窝移动通信中信号的分形特性,基于这种特性计算出了两种不同情况下的信号的分形维数值。通过分形理论中最重要的参数———分数维,研究了微峰窝移动通信环境中电波的传播特性。     

对TDOA无线定位技术的研究与展望

TDOA(Time Difference Of Arrival)是一种基于时间到达 差来定位的技术,起始于"罗兰"导航系统,主要利用船上设备测量多个已经方位信号源的信号到达时间差来确定自身位置;对无线电监测来讲,TDOA就是利用一个信号源到达多个监测站的时间差来确定信号源的位置. TDOA技术概述 时差测向法(TDOA)是利用电磁波波前到达某一测向站不同天线单元的时差,采用距离单位的TDOA避免了传统相位测量的相位模糊问题,从而可以通过距离较远的天线接收单元(或不同位置的监测站)实现定位.     

基于并行分层时间间隔测量的TDOA定位算法研究

基于到达时间差(TDOA)定位算法要求精确地时间同步技术作为支撑.由于传统时间同步技术精度低导致TDOA定位结果有偏差,提出一种基于并行分层次时间间隔测量的到达时间差(TDOA)和到达信号增益比(GROA)联合定位算法.基于TDOA与GROA联合定位模型,构造含拉格朗日系数的优化函数,然后采用约束加权最小二乘算法(TSWLS)来进行求解;同时,采用并行分层时间间隔测量法来控制定位算法的时间同步.实验分析表明,该算法相比较传统的TDOA定位算法而言,定位精度提高了25 d B,并且具有相对较高和较稳定的定位精度.     

室内外非对称信道模型及其MIMO研究

针对非均匀散射体分布以及非对称空间分布的移动通信环境,提出基于散射体高斯分布下室内外非对称空间信道模型.对指向性天线覆盖下的移动通信环境,使用该模型估计此非对称室内外多径衰落信道的重要空时信道参数,如信号的到达角度(AOA)和到达时间(TOA)的概率密度函数.数值仿真结果表明该模型的信道参数估计结果符合理论和经验,该模型的提出扩展了空间信道模型的研究,为多输入多输出(MIMO)多天线系统空时处理算法和仿真无线通信系统提供了精确和灵活多变的信道模型.     

基于TDOA和DOA测量的单站无源定位方法

空中运动目标无源定位和跟踪技术在航空、制导等领域应用广泛.探讨了一种基于辐射源的信号到达时间差（TDOA）和信号到达方向（DOA）信息,利用固定单站对机动目标进行无源定位与跟踪的新方法.在建立目标机动模型与测量方程的基础上,运用修正增益扩展卡尔曼滤波（MGEKF）算法,实现对机动目标进行定位与跟踪,讨论了其定位原理与算法,计算机仿真验证了该方法的正确性与有效性.     

基于三维空间域的宏小区移动通信正向链路信道参数估计

针对均匀分布的三维(3D)散射簇移动通信环境,提出了3D空间域的统计信道模型;在指向性天线覆盖下的宏小区通信环境中,用该模型来估计多径衰落信道的重要空时信道参数,推导了多径衰落信道正向信道链路的到达角与到达时延的概率密度函数、由移动台(MS)移动产生的多普勒频移(DS),分析了空间信道参数及其定向天线主瓣宽度对信道模型的影响.假设MS端散射体分布为高斯分布和指数分布时,该模型更适于描述特殊的移动通信环境.数值仿真结果表明,该模型的信道参数估计符合理论及实际的通信环境,弥补了现有三维散射簇统计信道模型的局限性.     

一种改进的减小NLOS影响的定位算法

根据蜂窝网络中非视距(NLOS)传播时延服从指数分布的统计特性,在视距重构/平滑算法的基础上,提出了一种改进的减小NLOS影响的定位方法.该方法首先根据NLOS传播时延的统计特性,估计NLOS传播时延的均值和方差;然后对到达时间差(TDOA)测量值进行修正,进而估计移动台(MS)位置;最后对不同时刻估计的移动台位置进行加权处理,进一步减小NLOS的影响.仿真结果证明该方法能够有效提高定位算法的定位精度.     

削减NLOS误差的UWB室内定位算法

为了解决非视距（non-line of sight，NLOS）环境下超宽带（ultra-wideband，UWB）室内定位精度低的问题，提出一种基于到达时间差（time difference of arrival，TDOA）的UWB室内定位算法来削减NLOS误差，提高定位精度。利用卡尔曼滤波算法，初次估计移动标签节点与各锚节点间的TDOA值；基于TDOA差值进行NLOS误差判别，依据判别结果对受NLOS误差影响的测量值进行视距（line of sight，LOS）重构，并利用仅受LOS误差影响的历史值更新卡尔曼滤波的协方差阵；利用Chan-Taylor算法进行迭代计算，得到最终精确的定位结果。实验结果表明，在LOS环境下，提出的算法能达到分米级的定位精度；在受NLOS影响的环境下，该算法能有效提高定位精度，减小定位误差，具有更好的稳定性。     

基于Wigner-Ville时延分析的传感器网络定位方法

到达时间差(TDOA)定位是根据各个传感器接收信号的时差来实现目标定位的,时延估计的准确程度直接影响到定位的精度。从信号能量角度出发,根据Wigner-Ville变换得出一种时频能量分布,通过对应频率下能量的最大值来确定信号的到达时间,进而确定出时间差,同时计算了振动信号在实验介质中的传播速度,最终实现了振动定位的目的。试验结果表明,基于WVD时频能量分析的方法有利于减少实际测量环境下的振动源定位误差,从而提高定位的精度。     

一种减小TOA测量距离中NLOS影响的DMS模型和估计算法

有效的滤波方法和多尺度估计是无线定位技术的重要研究方向。为了减小在蜂窝网无线定位中非视距传 播(NLOS)对波达时间(TOA)测量距离的误差影响,先结合NLOS误差特性对标准Kalman滤波进行修正,然后提 出将不同采样率的修正Kalman滤波方程与多个尺度联系起来,建立了一种动态多尺度系统(DMS)模型,并给出基 于Haar小波的实现方法。仿真结果表明,基于上述方法优于直接进行Kalman滤波的效果,能较大幅度地提高 TOA测量距离的精度。     

蜂窝网中一种改进的TDOA/AOA联合定位算法

智能天线在第三代移动通信定位中的运用，使信号来波角的测量成为可能，提出在基于TDOA／AOA定位算法的基础上，引入松弛变量，采用反复叠代的方法，消除了大部分NLOS的影响，提高了定位精度．因此，这种方法适合于未来移动通信定位系统的应用．     

一种基于Watterson模型的短波信号时延估计算法

基于TDOA的短波信源定位技术相比于传统的基于AOA的短波定位技术具有设备简单、成本较低且架构方便的优点。然而,对短波信号直接进行传统的TDOA估计并不能得到信号的时延信息。以Watterson短波信道模型构造短波信号,在研究对比基本相关与模值相关算法的基础上,提出了基于广义相关熵模值的时延估计算法。仿真实验表明,即使在较低信噪比下,该方法仍然保持着较高的时延估计性能,是一种适用于短波信号的新型时延估计算法。     

WLAN无线定位中NLOS误差排序与抑制的研究

提出在WLAN中使用TDOA定位方法的Chan算法对移动终端进行位置估计,然后对位置估计结果使用残差加权算法进行NLOS误差抑制。通过仿真证明,尽可能选择不受NLOS影响的时间测量值参与Chan算法和残差加权算法,通常能以较小的计算代价取得相对理想的定位精度。并在数学理论上证明了可将Wylie方法用于NLOS误差排序,以挑选出合适的时间测量值。     

一种减轻非视距传播影响的移动台定位方法

提出了一种使用判决和卡尔曼滤波器相结合抑制消除非视距(NLOS)误差的定位方法.该方法假设目标移动台正处于跟踪状态,首先对距离测量结果中是否存在NLOS误差进行判断;然后根据判决结果选择两种不同的滤波器,对于NLOS传播由偏差卡尔曼滤波器消除NLOS误差,而对于LOS传播由无偏差卡尔曼滤波器对测量值进行平滑处理;最后利用处理后的数据估计移动台的位置.仿真结果表明在NLOS传播环境下该方法具有较高的准确性,可以有效消除NLOS误差,取得满足要求的定位精度.     

基于神经网络的TDOA定位改进算法研究

针对传统的Chan算法在实际的非视距环境中性能将会受到很大影响这一问题,提出了一种基于神经网络的TDOA定位改进算法,这种算法通过对非视距误差进行修正,使其具有更好的定位效果.仿真实验结果表明,与传统的Chan算法相比,这种算法具有更好的定位精度和收敛速度,是一种有效的定位算法.