对抗NLOS误差的TOA/AOA混合无线定位算法

信道的时间和空间的变化所导致的非视距（NLOS）传输是移动定位技术面临的巨大困难。为此,利用蜂窝网络的结构、信号到达时间（TOA）以及信号到达角度（AOA）提出了一种TOA／AOA混合定位算法,有效地解决了这一问题。研究了算法在不同类型NLOS误差下的表现,结果表明该算法能够有效地降低NLOS误差的影响,定位精度比其它算法有显著提高,而且在不同分布的NLOS误差下表现稳定。     

基于扩展卡尔曼滤波的非视距误差消除算法

在蜂窝网无线定位中,到达时间(TOA)或到达时间差(TDOA)中的非视距(NLOS)误差会导致移动台的位置估计出现较大偏差.为了减轻NLOS误差的影响,提出了一种基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的非视距误差消除算法.算法通过引入一个NLOS转换因子改进EKF的迭代过程,消除NLOS误差对定位估计的影响.计算机仿真结果表明,在NLOS环境下定位精度的提高是显著的.     

TOA-Based NLOS Error Mitigation Algorithm for 3D Indoor Localization

In the process of indoor localization,the existence of the non-line of sight(NLOS)error will greatly reduce the localization accuracy.To reduce the impact of this error,a 3 dimensional(3D)indoor localization algorithm named LMR(LLS-Minimum-Residual)is proposed in this paper.We first estimate the NLOS error and use it to correct the measurement distances,and then calculate the target location with linear least squares(LLS)solution.The final nodes location can be obtained accurately by NLOS error mitigation.Our algorithm can work efficiently in both indoor 2D and 3D environments.The simulation results show that the proposed algorithm has better performance than traditional algorithms and it can significantly improve the localization accuracy.     

Ranking of TOA Measurements Based on the Estimate of the NLOS Propagation Contribution in a Wireless Location System

The presence of non-line-of-sight (NLOS) propagation is a key issue that limits the accuracy of wireless location systems. The lack of direct sight causes the measurements obtained by location systems to be so unpredictable that they can produce high inaccuracies in the estimation of the mobile station location. In this paper we propose a novel technique to improve location reliability and accuracy in cases where NLOS propagation is present. For that, in registers of time of arrival (TOA) measurements taken from each base station (BS) in view, we detect the presence of NLOS propagation and estimate the ratio of the measurements coming from NLOS propagation. With this estimate we can assess how much is NLOS propagation affecting the measurements taken from each BS and then we can identify the best measurements and BSs to achieve the highest accuracies in location.     

Mobility-Assisted Node Localization Based on TOA Measurements Without Time Synchronization in Wireless Sensor Networks

Wireless sensor networks (WSNs) have been proposed for a multitude of location-dependent applications. To stamp the collected data and facilitate communication protocols, it is necessary to identify the location of each sensor. In this paper, we discuss the performance of two novel positioning schemes, which use two generalized geometrical localization algorithms to achieve an accurate estimation based on time-of-arrival (TOA) measurements without time synchronization. In order to improve the network performance and address the limitations of static WSNs on position estimation, a mobile anchor is utilized effectively and two attractive movement strategies for mobile anchor are designed accordingly. The effectiveness of our approaches is validated and compared with the traditional Trilateration method by extensive simulations.     

一种基于TOA的定位优化算法

提出了一种在非视距环境下,当基站处于不良布站情况,即基站不能如蜂窝状包围住移动台时,测电波到达时间(TOA)定位算法的一种优化方法。其主要思想为先利用三基站相交线定位方法测得一个移动台的初始值坐标,再通过初始值坐标,确定基站选择和坐标优化机制,选择两两基站最优搭配,利用最优基站的圆周线相交定位方法,经过多次测量,消除NLOS误差对测量值的影响,最终确定出移动台坐标。此方法计算量小,结构简单,经验证,此方法比原来方法有更高的测量精度。     

一种NLOS环境下的TOA/AOA定位算法

为了减小NLOS传播的影响,基于几何结构的单次反射统计信道模型,该文提出一种NLOS环境下的TOA/AOA定位算法。利用RBF神经网络较快的学习特性和逼近任意非线性映射的能力,对NLOS传播的误差进行修正以减小NLOS传播的影响,再利用最小二乘(LS)算法进行定位,从而提高系统的定位精度。仿真结果表明,该算法在NLOS环境下有较高的定位精度,性能优于Chan算法,Taylor算法和LS算法。     

两种NLOS误差消除及TOA定位算法

在蜂窝网络定位中,由于NLOS环境造成的附加时延(NLOS误差)是导致定位精度下降的主要原因,本文将NLOS误差与系统测量误差合成的噪声分为均值部分和随机部分,利用卡尔曼滤波算法输出与噪声方差无关的特性,无需得到全部噪声方差的准确值,只利用系统测量噪声的方差,用卡尔曼滤波算法除随机部分,再根据噪声均值部分与移动台到基站距离的关系,提出了一种简单的最小二乘(LS)定位算法,或利用最优化方法进行定位;利用仿真实验得到滤波距离--误差先验信息,基于先验信息提出了第二种NLOS误差消除算法,再利用所提的最小二乘定位算法进行定位.仿真结果表明,本文提出的算法能够有效消除NLOS误差带来的影响,具有更高的定位精度与稳健性.     

基于TDOA无线定位的NLOS误差抑制算法

在无线定位算法中,非视距误差是影响定位精度的一个重要因素。为了减小NLOS误差的影响,文中提出了一种基于TDOA的NLOS误差抑制算法。该算法引入信息阈值和修正参数,对卡尔曼滤波迭代过程进行改进,有效地抑制了TDOA测量值中的NLOS误差。仿真结果表明,该算法在NLOS误差严重且误差模型不确定的环境下仍可保持较高的定位精度,且性能优于已有基于卡尔曼滤波的NLOS误差抑制算法。     

A novel TOA estimation method with effective NLOS error reduction

It is well known that non-line-of-sight （NLOS） error has been the major factor impeding the enhancement of accuracy for time of arrival （TOA） estimation and wireless positioning. This article proposes a novel method of TOA estimation effectively reducing the NLOS error by 60%, comparing with the traditional timing and synchronization method. By constructing the orthogonal training sequences, this method converts the traditional TOA estimation to the detection of the first arrival path （FAP） in the NLOS multipath environment, and then estimates the TOA by the round-trip transmission （RTT） technology. Both theoretical analysis and numerical simulations prove that the method proposed in this article achieves better performance than the traditional methods.     

A Review of Indoor Localization Techniques and Wireless Technologies

Wireless Personal Communications - This paper introduces a review article on indoor localization techniques and technologies. The paper starts with current localization systems and...     

NLOS Identification for Localization Based on the Application of UWB

Wireless Personal Communications - Ultra-wide bandwidth (UWB) transmission is a promising technology for localization systems, due to its power efficiency, strong penetrability, and robust...     

基于几何特性的非直达波定位算法

现有的无线传感器网络定位算法未考虑非直达波误差,由于无线传感器网络中任意两节点之间都可能存在通信,因此其定位问题比无线蜂窝通信系统更为复杂.为了解决现有节点定位算法未考虑非直达波误差的问题,依据分布式节点定位体系结构,提出非直达波环境下的基于几何特性的节点定位算法.该算法将不等式约束、非直达波统计特征和稳健代价函数等非直达波抑制准则,与无线传感器节点定位手段如距离测量矩阵相结合,仿真结果表明,它在无线传感器网络定位应用中要优于其他的定位算法.     

无线传感器网络定位算法综述

无线传感器网络(WSN)是一个多学科的研究领域,具有很广泛的应用前景,其中,WSN的定位是非常重要的研究方向。介绍了国内外研究机构在WSN定位方面的研究进展,并对这些工作进行了归纳和总结。将每种定位算法按照需不需要测距分为两大类,而且在具体算法中讨论了其以下几个特征,包括:需要/不需要锚节点、集中式/分布式、固定/移动等。     

井下人员无线定位关键技术研究

针对现有井下人员定位系统亟待解决的功耗、漏检率和定位精度等技术问题,从探讨基于ZigBee通信技术的无线传感器网络体系架构出发,对人员无线定位系统中的传感器终端设计、定位机制及无线网拓扑等关键技术进行了较为深入的研究,给出了传感器节点设计、定位算法以及无线组网等工程实现过程,及各单元模块所采用的技术优化或改进策略,改善了现有系统的综合性能.     

基于毫米波雷达的非视距目标探测和定位方法研究

隐蔽非直视目标探测和定位技术在城市巷战、安防、防暴等领域具有广泛的应用。本文针对L形非视距区域内单目标的探测与定位问题进行研究。首先,对雷达布设位置及可探测区域进行了分析;其次,针对共同可探测区域,设计了多路径联合检测器;最后,基于设计的多径雷达应用系统,利用所提检测定位方法进行实验验证。与现有研究相比,本文的创新点在于：在L形非视距场景下,对宽波束毫米波雷达布设位置及可探测区域进行分析并给出合理建议;其次利用所提多路径联合检测器将不同反射面的多条路径联合使用,提高了检测性能。本文通过实验验证了系统的可靠性及雷达位置对可探测区域的影响,通过仿真与实验探究了所提检测器的性能改善。     

在非视距环境下基于数据融合的无线定位算法研究

在基于TDOA数据融合算法的基础上,给出了一种在非视距环境下改进型数据融合模型。该模型利用联合卡尔曼法消除偏差较大的测量值对后续估计值的影响,有效抑制了卡尔曼滤波的不收敛,降低了对可采用系数的限制,从而使可采用的系数进一步降低,更大程度地消除了非视距误差,提高定位精度。     

无线网络中TOA定位算法的误差分析

利用误差分析的方法探讨了影响无线网络定位精度的有关因素。其定位误差主要取决于网络中各信标台的几何分布,及各测量值的大小。仿真显示:不同的信标组合其定位误差不同,通过TOA定位算法的分析、仿真及总结,给出了影响定位精度因素及提高定位精度的方法,为移动台的定位方案的选取提供理论依据。     

传感器网络节点定位精度的几何稀释分析

通过分析时间到达(Time of Arrival,TOA)算法的定位原理,利用定位精度的几何稀释(Geometrical Dilution ofPrecision,GDOP),描述定位误差与锚节点群几何布局关系,并给出基于测距的算法中GDOP的计算方法。采用蒙特卡罗仿真方法,仿真次数100,设定锚节点的测距误差相同,取锚节点数为3、5,对基于锚节点群内点、外点的未知节点定位误差的归一化GDOP值和GDOP均值求解,结合质心算法原理,验证了自身节点定位精度与确定该节点位置的锚节点的几何关系密切相关,得到锚节点群内点定位精度高的结论。     

A Survey of Handover Techniques for Wireless ATM Networks

This paper provides a review and comprehensivecomparison of existing handover schemes proposed forwireless ATM networks. Existing schemes include thoseproposed by NEC, Olivetti, Bell Labs, Cambridge, Stanford, CMU, Berkeley, Michigan, VTT, andColumbia. We highlight the methodologies employed by thevarious schemes and reveal their differences. We discussissues related to the effect of ATM switch architectures on mobility implementation and on futurehandover paradigms.