基于超宽带的定位技术研究与应用

发布时间：2017-06-05 21:17

  本文关键词：基于超宽带的定位技术研究与应用，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,无线传感网络迅速发展,随之而兴起的无线定位技术也愈发被人们所重视。红外线、蓝牙、超声波、RFID、WiFi等传统无线定位技术虽然有着诸多应用,但是其在系统成本、定位精度、功耗等方面已经不能完全满足用户的需求。超宽带(Ultral Wide Band,UWB)技术具有发射功率低、抗多径干扰能力强、穿透力强、保密性好等特点,由于其时间分辨率高,UWB定位技术可以达到极高的精度,UWB定位技术有着广泛地应用前景,因此值得对其进行深入研究。本文首先介绍了UWB定位技术研究现状,包括节点算法的研究现状、UWB定位产品的开发现状。文章随后介绍了超宽带定位的相关技术,包括超宽带信号的调制、超宽带信道、无线定位中常用的测距技术和超宽带信号的检测。文章对影响UWB定位精度的因素进行了研究和分析,分为几何精度因子和测距精度因子两大类,包括参考点的几何布局、多径和遮挡效应、多用户干扰、同频干扰。几何布局决定了几何精度因子,其他干扰因素则影响了测距精度。针对无线定位问题,已有许多经典定位算法,本文着重研究和推导了Fang算法、Chan算法、最小二乘法、泰勒级数展开法等传统定位算法,并分析了各自的特点,然后提出了一种通过BP神经网络修正TOA测量值的改进算法。搭建了仿真环境,在LOS环境和NLOS环境下对传统算法和本文提出的算法进行了仿真分析。结果表明,本文提出的算法在NLOS环境下的定位精度高于传统算法。本文最后介绍了一种UWB定位系统的实现方案,该方案复杂度较低,其特征是使用高速比较器进行单比特取样,在数字处理部分进行并行化处理,另外在测距中使用双程测距协议,从而弱化了对于系统时钟同步的要求。经过测试,在非视距环境中定位系统达到了较好的定位精度。
【关键词】：超宽带 干扰 定位算法 精度
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN925

  本文关键词：基于超宽带的定位技术研究与应用，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：424655