金家保,张 颂,杨景曙

(1.解放军电子工程学院信息系,合肥 230037;2.总参陆航研究所,北京 101121)

一种基于二阶锥规划的新时差定位算法

金家保1,张 颂2,杨景曙1

(1.解放军电子工程学院信息系,合肥 230037;2.总参陆航研究所,北京 101121)

针对传统时差定位算法在量测噪声较大情况下定位性能不佳的缺点,提出了一种基于二阶锥规划的新时差定位算法。该算法通过凸松弛和引入惩罚项,将难以求解的用户位置最大似然估计问题转换为一个易于求解的二阶锥规划问题,并将松弛问题的最优解作为用户位置的初始估计,利用传统的泰勒级数展开法得到最终定位结果。仿真给出了不同基站数目及量测噪声下算法的定位性能。仿真结果表明,在量测噪声较大的情况下,新算法的定位精度仍可以逼近理论克拉美罗下限,而且算法中惩罚因子的选取范围易于确定。

到达时差;定位算法;最大似然估计;泰勒级数展开;二阶锥规划;惩罚因子

1 引 言

随着移动通信技术的迅速发展,无线定位技术已经成为第三代移动通信系统所必须具备的业务,而基于用户位置的各种应用也成为最具发展潜力的数据业务之一[1]。移动通信定位根据定位采用的信息不同,可以分为到达信号能量定位法、到达时间(Time of Arrival,TOA)定位法、到达时差(Time Difference of Arrival,TDOA)定位法。由于TDOA定位法不要求移动台与基站之间的时间严格同步,能应用于各种移动通信系统,且定位精度较高,因而受到广泛关注。

在时差定位问题中,由于TDOA量测值与目标位置之间的非线性关系,使得即使在高斯量测噪声的情况下,也难以得到目标位置的最大似然估计。……