基于TDOA的无线局域网定位系统的研究与实现

发布时间：2017-11-12 09:32

  本文关键词：基于TDOA的无线局域网定位系统的研究与实现

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【摘要】：随着无线通信技术的进步,基于位置的服务(LBS)已经深入到生活的各个方面,为人们日常生活带来方便快捷的服务体验。LBS的基础是定位技术。目前广泛使用的卫星定位系统在建筑密集区域和室内难以应用。借助泛在的无线局域网(WLAN)进行定位,可以扩大LBS的应用范围,具有重要的现实意义和研究价值。在WLAN定位中,信号到达时间差(TDOA)方法不需要接收机和发射机同步,日益得到了人们的关注。本文研究基于TDOA的WLAN定位。针对传统帧检测方法接收时间戳分辨率过低的问题,提出了基于相关峰值修正的时间戳细估计方法和基于多信标(Beacon)帧统计平均的时间戳超分辨率估计方法,能有效改善定位精度。针对现有系统方案过于复杂的问题,利用软件无线电开放和可重构的优势,设计了基于通用软件无线电外设(USRP)和GNURadio的实现方案,可显著降低系统开发成本和周期。根据以上研究成果,本文还搭建了基于TDOA的WLAN定位样机。样机包括接收机和系统后端。接收机基于USRP开发,实现Beacon帧的捕获以及帧到达时间(Rx timestamp)的打戳。系统后端由定位客户端和定位服务器组成。定位客户端基于GNURadio开发,完成Rx timestamp的提取和转发;定位服务器由一台PC担当,用来汇总保存多个接收机的Rx timestamp数据,并利用均方误差算法计算定位目标的位置。最后,本文做了时间戳精度和定位精度现场测试。时间戳实测结果验证了本文提出的改进时间戳估计方法的有效性;定位实测结果表明,本文设计和搭建的基于TDOA的WLAN定位系统误差在1m以下,达到了预期目标。
【学位授予单位】：华侨大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN925.93

【参考文献】

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1 杨元喜;;北斗卫星导航系统的进展、贡献与挑战[J];测绘学报;2010年01期

2 郭华;;TDOA定位技术的基本原理和算法[J];西安邮电学院学报;2007年01期

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本文编号：1175343