基于rbf神经网络的tdoaaoa定位算法

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1、万方数据第34卷VoL34第3期No．3计算机工程ComputerEngineering2008年2月February2008·悄}士论文·文章编号：1000．_3428(2008)03—0052—04文献标识码：A中图分类号：TN929．53基于RBF神经网络的TDoA／AoA定位算法毛永毅1’乙3，李明远4，张宝军3(1．中国科学院国家授时中心，西安710600；2．中国科学院研究生院，北京100039；3．西安邮电学院电信系，西安710061；4．西安交通大学电子与信息工程学院，西安710049)摘要：为了减小NLO

2、S传播的影响，提出基于RBF网络的TDOAJAOA算法。利用RBF神经网络对NLOS传播的误差进行修正，使用TDO～AOA算法进行定位。仿真结果表明该算法减小了NLOS传播的影响，在NLOS环境下有较高的定位精度，性能优于TDOA／AOA算法、Taylor算法、Chan算法和最小二乘(Ls)算法。关键谓：到达时阅差；到达角；非视距传播；神经网络TDOA／AOALocalizationAlgorithmBasedonRBFNeuralNetworkMAOYong．yil，拍，LIMing．yuan4，ZHANGBao-jun

3、3(1．NationalTimeServiceCenter,ChineseAcademyofSciences，Xi’an710600；2．GraduateSchool，ChineseAcademyofSciences，Be{iing100039；3．Dept．ofElectronicandInformation，Xi’anUniversityofPostandTelecommunications。Xi’an710061：4．SchoolofElectronicsandInformationEngineering，Xi’an

4、JiaotongUniversity，Xi’an710049)[Abstract]InordertomitigatetheeffectofNLOSpropagation，aTDO～AOAlocalizationalgorithmbasedontheRBFneuralnetworkisproposed．TheRBFneuralnetworkismadeuseoftOcorrecttheerrorofNLOSpropagation，thenpositioniscalculatedbyTDOA／AOAalgorithm．Thes

5、imulationresultsindicatethattheeffectofNLOSpropagationismitigatedbythisalgorithm．ItslocationaccuracyissignificantlyimprovedandtheperformanceofthisalgorithmisbetterthanthatofTDOA／AOAalgorithm，Tayloralgorithm，ChanalgorithmandLSalgorithminNLOSenvironment．[Keywords

6、TD

7、OA；AOA；NLOS；neuralnetwork自E．911定位需求¨1颁布以来，移动台定位技术在国外受到高度重视和深入研究。Chan算法是基于TDOA方法的一种，在LOS环境下，有着较好的定位精度。如果服务基站能提供较准确的AOA测量值，还可采用TDOA／AOA混合定位法进一步提高定位性能。这些算法在NLOS传播条件下，定位性能均会大大下降。文献[2—3]通过统计处理对NLOS误差进行校正提高了定位精度。文献[4—5]则通过利用冗余数据来提高定位精度。本文提出的基于RBF神经网络的TDOA／AOA定位算法通过神经网络对

8、NLOS误差进行修正，使TDOA和AOA的测量值接近真实值，然后再利用TDOA／AOA算法进行位置估计，使其在NLOS环境中有更高的定位精度。1TDOA和AOA测量误差模型1．1TDOA测量误差模基设t为MS与Bsi之问的电波到达时间(TOA)测量值，由于存在系统的测量误差和由NLOS引起的附加时延误差，t可表示为t=to十n，+t。，i=l，2，·．-，M(1)其中，P为LOS环境下的TOA的值；吩为系统测量误差，服从0均值高斯分布；方差为《；t，为NLOS引起的附加时延误差，它是一个大的正均值随机变量，其均值记为∥。方

9、差为《，各％之间相互独立。则有t．1=t-r,=(芎一辞)+(n。一n1)+(t，一t。)=T¨O+n“+‰，i=2，3，⋯，M(2)其中，咒为在LOS环境下的TDOA的值；啊。为系统测量误一S2一差，服从0均值高斯分布方差为配。；‰为NLOS引起的附加时延误差，其均值为以。，方差为《．，各‰之间相互独