毕业设计（论文）-基于TDOA的无线定位技术研究.docVIP

哈尔滨工程大学本科生毕业论文

摘要

无线定位服务是一种有着广阔市场前景的移动增值业务，基本原理是利用现有蜂窝网络，通过对各种位置特征参数，包括到达时间(TOA)、到达时间差(TDOA)、到达方向(DOA)的测量和估计，来实现移动用户的定位。本论文对无线通信网络中基于TDOA的无线定位技术进行了研究。

本文分析了国内外相关研究现状，给出了移动台定位的几种基本方法，并给出了TDOA定位的双曲线数学模型，分析了基于TDOA定位的Chan算法、遗传算法(GA)和差分演进算法(DE)，并对其进行了计算机仿真。仿真结果表明，三种算法各有优缺点:Chan算法定位精度较低但运算速度很快，GA算法和DE算法定位精度高但收敛时间较长。

在上述研究的基础上，本论文提出了三种新的定位算法:基于TDOA的Chan-GA算法、Chan-DE算法和Chan-IDE算法。并在相同的仿真环境下进行比较，仿真结果表明，在保证种群数量的情况下，所提的算法性能稳定，能找到逼近全局最优点的解，相对于Chan算法精度更高,相对于以前的算法在保证收敛性能的前提下有更快的收敛速度。

关键词:移动台定位;到达时间差;遗传算法;差分演进算法;免疫算法

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ABSTRACT

Cellularwirelesslocationserviceisanewmobilevalue-addedservicewithagoodmarketfuture.Itsbasicprincipleistoimplementmobileuserlocationthroughestimatingcharacteristicparametersrelativetoposition,includingtime-of-arrival(TOA),time-difference-of-arrival(TDOA),direction-of-arrival(DOA),etc.Thisthesisaimsattheresearchofwirelesslocationtechnologybasedontime-relatedmeasurementsinWirelessCommunicationSystem.

Thethesisanalyzesthedomesticandforeigncorrelationresearchofpresentsituation,andgivesseveralessentialmethodsofmobilelocation.Afterthat,themathematicalmodelofTDOAhyperbolicequationsisestablished,threelocationalgorithmsbasedontime-difference-of-arrival(TDOA),Chan,geneticalgorithmandDifferentialEvolutionareanalyzed,andhavebeencarriedonthesimulationtothem.Thesimulationresultsshowthatallthealgorithmshavetheadvantagesanddisadvantages.TheChanalgorithmhasbadlocationaccuracyandveryquick

operatingspeed.Tothecontrary,thegeneticalgorithmandDifferentialEvolutionhaveahighaccuracyandafastconvergencetime.

Basedontheaboveinvestigation,threenewlocationalgorithmscalledChan-GAalgorithm,Chan-DEalgorithmandChan-IDEalgorithmbasedon

TDOAmeasurementsareputforward.Carryingonthecomputersimulationtothemunderthesameenvironment,thesimulationresultsshowthatifthepopulationsizeis