双曲型蜂窝定位技术.doc

基于TDOA的双曲型蜂窝定位技术 摘要：为了提高蜂窝网络移动台定位精度，在分析传统定位算法基础上，提出了基于遗传算法的TDOA定位技术。论文主要做了以下工作:首先给出了TDOA双曲型方程组的数学模型，详细地分析了Chan,Taylor和Fang算法等三种传统定位算法的特点，并进行仿真，并针对三种算法的优点和缺陷，提出基于遗传算法的TDOA双曲型蜂窝定位技术。仿真结果表明，其定位精度高，效果优于传统定位算法。 关键词： 无线定位 信号到达时间差（TDOA）双曲型蜂窝网络 遗传算法 Study of Hyperbolic Cellular Positioning Based on TDOA Zhang Xinying, Tutor:Zhou yatong （School of Information Engineering， Hebei University of Technology， Tianjin 300401，China） Abstract:In order to solve the problem of mobile location accuracy improvement,a TDOA localization technology based on the genetic algorithm is proposed by the analysis of the foundation of tradition localization algorithm.The main step is as follows in this paper: to begin with, the mathematical model of TDOA hyperbolic type equation set is given, characteristic of three traditional localization algorithm such as Chan, Taylor and the Fang algorithm are analyzed in detail,and simulation is carried out. In view of three algorithms merits and the flaw, A TDOA localization technology based on genetic algorithm is proposed,the simulation result indicated that pointing accuracy of the technology is high, and the effect of which is superior to traditional localization algorithm obviously. Keywords:Wireless Location;Time Difference of Arrival(TDOA);Hyperbolic Cellular Networks; Genetic Algorithm 1 前言 近年来随着移动通信事业的迅猛发展，移动通信越来越多的受到地面发射源的干扰，这些干扰给正常的广播和通信业务的正常开展带来了巨大的威胁，甚至可能产生无法估量的社会影响。为了应对这些射频干扰，通过受扰卫星迅速而有效地确定地面干扰源位置是非常必要的，而利用传统的查找方法在精度和速度等方面却很难满足要求。 同一信号经历两颗卫星转发到达接收站的路径是不同的，因此，到达接收站的时间会存在一个时间差值，称之为TDOA（Time Difference of Arrival）。目前，TDOA的估计方法一般有两种：一种是求两个基站的信号到达时间TOA之差获得TDOA；另一种是采用互相关技术，将相邻基站接收到的同一信号进行互相关运算获得TDOA值。由于第一种需要两基站严格同步，因此，从实用角度出发本论文主要用第二种方法研究双曲型蜂窝定位技术，以提高定位精度。 移动通信定位系统定位精度的高低是定位技术在蜂窝网络中广泛应用的关键，但蜂窝移动通信系统的复杂信号环境却不可避免地会降低移动定位的精度。TDOA定位是移动电话定位中的一项关键技术，它通过检测信号到达不同基站的时间差对信号源进行位置估计。通信基站监测移动电话的传输信号，并估计信号到达相邻基站的时间(TOA)和时间差(TDOA)，同一信号到达两个基站的时间差决定了一条移动电话所在的双曲线，测出两条轨迹双曲线就可以得到移动电话位置。根据TDOA定位原理，如果能够获得准确的信号到达时间差，就可以计算出移动电话的精确位置，因此准确估计信号到达不同基站的时间差