一种基于TDOA的多点协同UWB定位系统

移动通信和定位技术的结合，是当前通信市场一个新的业务增长点。文中结合UWB定位系统的特点和优势，设计了一种实用的UWB多点协同精确地理定位系统方案，并用一种简单有效的算法来验证其定位精确度。通过实测数据计算目标位置，说明在多个UWB收发机协同定位时能达到厘米级定位精度。该方案实现简单，可移植性强，具有一定的实用价值。     

移动台混合定位方法的研究

移动通信系统中,针对移动台的定位精度问题,提出基于A-GPS的混合定位方法.当GPS无法独立完成定位需求时,则切换至基于移动台的定位方法完成定位服务.在基于移动台的定位算法上,采用到达时间差(TDOA)的方法,并通过最小二乘法降低由非视距传播带来的误差影响,提高TDOA的定位精度.经过计算机的仿真试验,证实此算法在一定噪声环境中能够达到克拉美罗下限,并且优于其它同类算法,取得了较好的定位效果:适用范围广,定位速度快、精度高,完全可以满足定位服务的要求.     

基于冗余代码插入外部时间信道屏蔽的算法

提出了一种基于冗余代码插入的方法来平衡时间差,从而避免攻击者通过观察程序的执行时间来获取机密信息,并对转化方法进行了证明。     

时间模式放大器设计

互补性金属氧化物半导体(complementary metal-oxide semiconductor,CMOS)工艺尺寸的不断缩小从正面影响了系统的尺寸和性能,同时也对集成电路的可靠性和信号完整性产生了严重的负面影响。为了解决这个问题,提出了一种时间模式信号处理电路代替传统的电压模式信号处理电路,在此基础上,设计了一种基于BSIM3模型、0.18umCMOS工艺的时间模式放大器(TMA,Time-Mode Amplifier)电路,并对该电路进行了原理分析和Hspice仿真,实验结果表明,当输入时间差为皮秒级时,输出时间差会达到纳秒级,能很好地实现时间模式放大功能。     

完全同步法实现对相位差的高精度测量

本文从分析完全同步法入手，采用多周期完全同步法测量两同频信号的时间差，最后得到相位差，相位差与被测信号频率无关，这样可以提高测量相位差的准确度及信号的频率测量范围，在实际相位测量系统中得到应用。     

TDOA/DOA数据联合无线蜂窝定位

针对传统的双曲线定位和圆周定位方法至少需要3个基站参与定位的问题,提出了一种在WCDMA上行链路中利用移动台信号到达基站的时间差和角度信息来实现对移动台定位的优化方法。该方法最少需要两个基站信息实现定位,降低了系统实现的复杂度,在相同数量基站信息下比单纯利用移动台信号到达基站的时间差方法精度高。最后给出了利用该实现方案和算法在WCDMA环境下的仿真结果和性能分析。     

TDOA参数估计算法

对基于广义互相关法（GCC）的波束到达时间差（TDOA）估计算法的捕获概率进行了分析，推导了计算捕获概率的数值算法，并在此基础上，对2种常用TDOA估计方法的算法效率进行比较．这2种方法分别是直接对2个接收信号做互相关运算来估计TDOA的方法，以及将2个接收信号分别与1个无噪声的m-序列做互相关运算来估计TDOA的方法．仿真结果表明，后者有较高的算法效率．     

煤矿井下超宽带定位混合解算方法

超宽带定位是根据基站测定的标记点距离,基于一组非线性定位方程组,通过泰勒(Taylor)级数展开算法、Chan算法或最小二乘法解算获得精确的设备位置。其中,Taylor级数展开算法的求解精度高,但是对初始值具有很强的依赖性,如果初始值选择不恰当,会导致算法不收敛。针对上述问题,提出了一种结合头脑风暴优化(BSO)和Taylor级数展开的混合解算(BSO-Taylor)方法。采用BSO算法求解移动站到基站的误差函数最小化的最优解,将最优个体的到达时间差(TDOA)值作为Taylor级数展开算法的初始值,进行Taylor展开解算得到定位信息,解决了Taylor级数展开算法需要较好初始值的问题。对Chan算法、Taylor级数展开算法和BSO-Taylor混合解算方法的结果进行了对比实验,结果表明,BSO-Taylor混合解算方法通过全局搜索策略,获得了接近于真实位置的迭代初始值,既可以获得接近真值的定位性能,又解决了Taylor级数展开算法对不良初始值的敏感性;相较于Chan算法,BSO-Taylor混合解算方法的解算结果更加稳定,且准确性更好;相较于初始位置为真实位置的Taylor级数展开算法,BSO-Taylor混合解算方法的解算误差稍大;定位距离的变化和TDOA测量值标准差的变化对Taylor级数展开算法和BSOTaylor混合解算方法的影响基本一致,而对Chan算法的影响较大。     

未知信号传播速度的TDOA定位方法研究

研究了未知信号传播速度时的到达时间差(Time-Difference-Of-Arrival, TDOA)定位问题,提出两种联合估计信号传播速度和目标位置的定位方法。第一种方法为两步加权最小二乘方法。在该方法中,首先不考虑变量之间关系,得到一个关于未知变量的初始加权最小二乘估计。为改进第一步估计的性能,第二步考虑第一步估计中变量之间的关系,将其转换为一个标准的广义信赖域子问题,最终获得更高精度的估计性能。第二种方法为半正定松弛方法,通过构建非线性非凸加权最小二乘问题,然后利用半正定松弛技术将其松弛为凸的半正定规划问题,容易求解。仿真结果表明,所提两种方法均能够在高斯噪声下,且噪声不太大时达到克拉美-罗界。     

利用TDOA方法实现单站机动无源定位

传统的到达时间差定位法（TDOA）一般需要至少一个探测站点和两个辅助站才能达到定位目的,而只用单站就能实现TDOA无源定位的理论尚未有人探讨.该文就本着这一思路探讨了在机动单站的情况下,如何利用TDOA方法实现精确的无源定位,并推导了已知定位舰具体信息情况下获取几何精度衰减因子（GDOP）的计算公式,根据推出的公式写出了获取GDOP的等高线图的计算机实现软件流程,并在计算机上根据相应数据进行了仿真.通过对获得的GDOP的等高线仿真图和数据的观察分析,得出了相应的结论,同时也提出了改善定位精度的建议.