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1、. . 装 订 线 . . . xxxx 大学 毕 业 论 文 题目：对抗室外环境下 NLOS 误差的 TOA 无 线定位迭代算法 学 院 信息科学与工程学院 专业班级 通 信 工 程1班 届 次 学生姓名 学 号 指导教师 二 O 一四 年 六 月 十四 日 目 录 1 1 绪论绪论 1 1 1.1 无线定位技术的简介 .1 1.1.1 无线定位的概述.2 1.1.2 无线定位技术的发展过程 .2 2 2 无线定位技术的原理及算法介绍无线定位技术的原理及算法介绍 4 4 2.1 无线定位技术的工作原理.4 2.2 基于 TOA 测距算法介绍.5 2.2.1 最小均方(LS)算法【1】6 2.
2、2.2 近似最大似然估计(AML)算法【1】.7 2.2.3 残差加权(Rwgh)算法【1】8 2.2.4 残差检测(RT)算法【1】9 3 3 基于基于 T TO OA A 的新算法的思路与设计的新算法的思路与设计1111 3.1 新算法的思路 11 3.1.1 牛顿迭代算法11 3.1.2 高斯牛顿迭代法11 3.1.3 最速下降法 12 3.2 TOA 新算法设计与说明 12 3.2.1 TOA 算法设计 12 3.2.2 TOA 算法说明 12 4 4 算法仿真与算法仿真与结结果分析果分析1414 4.1 算法仿真过程14 4.2 仿真结果分析16 5 5 TOATOA 算算法法展望展
3、望【2】 【2】 1818 参考文献参考文献1919 致致 谢谢2020 附附 录录2 21 1 Contents 1 Foreword1 1.1The introduction of Wireless positioning technology2 1.1.1 Overview of wireless positioning technology2 1.1.2 The history of wireless positioning technology2 2 The principle and algorithm of wireless positioning technology5 2.1
4、 The technology indicators of digital oscilloscope5 2.2 Based on TOA ranging algorithm6 2.2.1 LS algorithm6 2.2.2 AML algorithm6 2.2.3 RWGH algorithm6 2.2.4 RT algorithm6 3 Thinking and design of new algorithm based on TOA13 3.1 The new method of thinking13 3.1.1 Newton-Raphson method13 3.1.2 Gauss-
5、Newton method13 3.1.3 Steepest descent method13 3.2 New algorithm design and description17 3.2.1 Algorithm design13 3.2.2 The simulation software of PROTEUS17 3.2.2 PROTEUS platform using simulation system18 4 Algorithm simulation and result analysis20 4.1 Algorithm simulation process20 4.2 Simulati
6、on result analysis20 5 TOA algorithm prospect22 References24 Acknowledgments 25 Appendix26 对抗室外环境下 NLOS 误差的 TOA 无线定位迭代算法 【摘要】通过测量基站 3 条以上路径移动站的信号的到达时间（TOA）,可以对移动站进行定位。然而 信道的时间和空间的变化所导致非视距(NLOS)传输导致无线定位技术面临的巨大困难,信号的非视距传 输却极大地影响了 TOA 定位算法的定位精度，不同的定位算法在不同的环境条件下获得的定位精度也 是不同的。传统的 TOA 定位算法有包括最小均方算法 1 、最大似
7、然估计算法 1 、残差加权 1 和残 差检测算法 1 。本文也提出一种在非视距环境下克服 NLOS 误差的新的算法思路。以迭代法为主不断 逼近准确值，达到减小误差的目的。 【关键词】 非视距，TOA、迭代、凸松弛 NLOS Error Mitigation for TOA-Based Localization via Iterative 【Abstract】The location of MS can be got according to three or more arrival time of signals from MS to BS . But, the accuracy of TO
8、A (time of arrival) is influenced by the non-line-of-sight (NLOS) transmission. The NLOS transmission of the signal affects the accuracy of the TOA, and the different positioning accuracy of the positioning algorithm is also different in different environment conditions. The traditional TOA localiza
9、tion algorithm includes LS algorithm, the AML algorithm, the RWGH algorithm and the RT algorithm. This paper also proposes a new algorithm for overcoming the NLOS error in the NLOS environment. Simulation results show that the proposed location algorithm can restrain NLOS error effectively, and has
10、better location accuracy than the traditional location algorithms. 【Key words】NLOS, Time of Arrival，Iterative，Convex Relaxation 1 1 绪论绪论 对移动台的定位是无线通信业务提供商的一项基本业务，自从 1996 年美国 FCC 提出 第一个紧急呼救检测的条款以来，对移动目标的定位已经引起了人们的极大关注。如今， 手机等移动终端大量普及，它们的各种应用都有定位的请求。如地图，团购等客户端。 同时，无线定位技术在公共安全服务(如紧急医疗、紧急定位、紧急报警服务)、犯罪侦
11、查、蜂窝系统设计、动态资源管理、基于位置的信息服务、车辆及船舶管理、导航和智 能交通系统等方面的应用非常广泛【16】。因而定位的准确度是决定此类软件服务好坏的 重要条件。因此，我们迫切的需要找到适合的方法来满足高度精确定位需求。 首先，提高定位的精确度，可以提高民众生活的便利性，可以精确的指导出行，减 少了出行成本;其次，也为野外救援，抗震救灾打下了坚实的技术支持，为生命提供了生 存的可能;最后，高精度的定位也为军事，矿产，农业等领域的提供了便利。使打击目标 更加精确；使井下人员活动情况得到了解；使农业病虫害更加精确防治。 当前，移动站的无线定位方法主要包括：基于信号到达时间的(TOA)、基于信号到达 时间差的(TDOA)、基于信号到达角度的(AOA)和基于到达信号强
