基于反演传播模型的室内移动终端定位技术研究

发布时间：2017-05-09 15:13

  本文关键词：基于反演传播模型的室内移动终端定位技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来，随着通信技术的不断发展，人们对室内定位的需求越来越强烈。然而，精度问题一直是室内定位的研究难点。现有的许多定位方法在精度上都存在各种定位局限，全球定位系统(Global Positioning System, GPS)是目前应用最广泛的定位技术，其良好的定位精度解决了很多实际问题，但是，GPS信号到达室内时较弱，不适合在室内定位。因此，必须研究新的室内定位技术以弥补GPS的不足。 研究表明，现有室内定位技术精度不够理想的主要原因是不能准确获取室内信道模型。时间反转(Time Reversal, TR)能够克服多径效应并且在已知信道信息的前提下精确定位目标位置，如果能够找到一种方法来预测出室内环境信息，那么室内定位精度将会有很大的提高。因此，本文给出了一种新的定位方法，基于反演传播模型的室内定位方法——TR-FMM。 TR-FMM是一种将反演技术TR与快速行进方法FMM(Fast Matching Method,FMM)相结合的定位方法。所谓反演，其实就是TR，时间反转的意思，是一种利用收发信道互易性原理在发射源位置实现时空聚焦的定位技术。传播模型是指信号的传播信道，由于TR高精度定位需要依赖准确的环境模型，因此本文改进FMM算法后将其引入室内来估计信道模型。TR-FMM方法首先通过FMM算法准确获取室内信道模型，然后利用TR技术对室内终端进行精确定位。以小型移动终端（一般在8*12cm左右）为定位目标，本文主要工作包括： (1)对FMM算法进行插值改进，来估计室内信道模型使其最接近实际环境。由无线电磁理论可知，室内信道信息主要取决于物体的介电常数ε分布，所以，本文重点通过求解室内物体的ε分布来估计室内环境模型。为TR反演创造定位环境，也为预测室内传播模型提供了新的研究思路。 (2)对室内静止状态下的终端（包括单个终端和多个终端同时存在的情况）和移动状态下的终端分别进行TR-FMM仿真定位。结果表明，该方法可以有效定位室内终端并追踪移动终端，平均定位误差在2cm左右，而常规TR方法定位误差约为89.7cm，极大地提高了室内小型移动终端的定位精度。 (3)对TR-FMM方法的定位性能进行仿真和对比分析。包括该方法的可行性、稳定性、优越性以及定位高效性，从各方面验证了反演传播模型方法的定位优势。 TR-FMM定位方法发挥TR与FMM各自的优长，既可以提供最接近实际室内环境的传播模型，又可以在该模型的基础上实现对室内小型移动终端的精确定位，具有较高的实用价值。
【关键词】：室内定位 时间反转 快速行进算法 信道模型
【学位授予单位】：重庆邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN92
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 注释表9-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 研究现状11-13
• 1.3 研究意义13-14
• 1.4 论文研究内容及组织结构14-16
• 第2章 室内定位技术概述16-30
• 2.1 引言16
• 2.2 现有室内定位技术分析16-21
• 2.2.1 WIFI 室内定位技术16-18
• 2.2.2 红外线室内定位技术18
• 2.2.3 蓝牙室内定位技术18-19
• 2.2.4 射频识别室内定位技术19-21
• 2.3 现有室内定位算法介绍21-24
• 2.4 室内无线信号传播模型24-26
• 2.4.1 经验模型24-25
• 2.4.2 确定模型25-26
• 2.5 室内复杂环境下信道特点及定位分析26-29
• 2.6 TR-FMM 室内定位方法的优势29
• 2.7 本章小结29-30
• 第3章 反演传播模型的室内定位技术原理30-43
• 3.1 引言30
• 3.2 反演传播模型的基本原理及优势30-35
• 3.2.1 TR 反演的基本原理30-33
• 3.2.2 TR 在室内定位中的优势33-35
• 3.3 快速行进算法 FMM35-40
• 3.3.1 FMM 基本原理35-37
• 3.3.2 改进 FMM 来估计室内信道模型37-40
• 3.4 TR-FMM 室内定位方法40-42
• 3.5 本章小结42-43
• 第4章 室内信道模型估计43-51
• 4.1 引言43
• 4.2 搭建仿真环境43-45
• 4.3 分析渡越时间45-48
• 4.4 估计室内模型48-50
• 4.5 本章小结50-51
• 第5章 基于反演传播模型的室内终端定位研究51-68
• 5.1 引言51
• 5.2 对室内终端定位的研究思路51-54
• 5.2.1 静止状态下的终端51-53
• 5.2.2 移动状态下的终端53-54
• 5.3 静止状态的终端定位研究54-57
• 5.3.1 对单个终端的定位研究54-55
• 5.3.2 对多个终端同时定位的研究55-57
• 5.4 移动状态的终端定位研究57-62
• 5.5 TR-FMM 方法定位性能分析62-67
• 5.6 本章小结67-68
• 第6章 总结与展望68-70
• 6.1 全文总结68-69
• 6.2 下一步工作69-70
• 致谢70-71
• 参考文献71-76
• 攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得的成果76

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前9条

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中国博士学位论文全文数据库 前1条

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  本文关键词：基于反演传播模型的室内移动终端定位技术研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：352726