局域范围内UWB定位算法优化研究

发布时间：2018-04-15 11:38

本文选题：超宽带 + 局域范围内信道模型　；参考：《成都理工大学》2017年硕士论文

【摘要】：随着现代无线通信技术的飞速发展,新兴的通信技术如雨后春笋般层出不穷,而传统的定位技术已经被大家广泛熟知与应用,继而衍生出对于新型无线定位技术的渴求与渴望。自然环境的恶化,导致泥石流、洪水频发,也加速了对于寻求高效定位技术的渴望。现在的局域范围内定位技术还是非常局限的,特别是在局域范围的复杂环境下,障碍物和噪声对信号传播的干扰,这些都是造成局域范围内定位技术现在还不成熟的原因。随着无线技术的发展,超宽带信号进入了人们的眼帘,超宽带(UWB)信号具有强穿透力、抗干扰能力以及低功耗和高多径分辨率等优点,但是更多的运用在超宽带探地雷达上,对于灾害救助和生命搜索等一些大型野外活动上,这明显是局限了超宽带的发展。经过了很多年学者的努力,在数据时代的到来,超宽带技术越来越多的走向了人们的生活,随着越来越多的局域范围内环境需要位置信息,应运而生这种新的局域范围内定位方法,从而研究超宽带局域范围内定位算法是非常有必要的。本论文先是研讨了超宽带信号的定义,介绍了超宽带信号自身的优点,然后再对超宽带在局域范围内环境下定位的原理及其流程进行了分析,直观的表示了超宽带信号从产生到确定定位位置的全过程;之后讲述了超宽带信号的波形,在实际应用和局域范围内仿真下大多采用理想的高斯信号,但这也产生了不可避免的误差,随后又介绍了局域范围内信道模型,它可以修正在定位测量时的初始参数,让定位算法的初始值更加精确。通过简单的比较以及前人的经验教训,在论文中我们最终选择了IEEE802.15.4a模型,该模型是在之前模型上的修改,并引进了适合更适合的局域范围内信道参数。本论文重点与难点是优化的定位算法,首先论文先对测量依据进行了说明,分别提出了基于测距和非测距两种,由于精确度和文章主次的原因对非测距定位只是轻描淡写了一番,随后论文对于到达时间(TOA)、到达时间差(TDOA)、到达角度(AOA)和信号强度(RSSI)等定位参数分别进行原理分析以及算法研究。然后基于这四种参数提出了几个优化定位算法,然后也比较了它们各自的优缺点与适用环境。之后论文提出了新型的基于混合参数的定位算法,该算法优点是不增加算法复杂度并能提高其定位精度,使得能更接近定位在理论情况下的下限值也就是克拉美罗下限。最后本文先是对超宽带局域范围内定位的误差来源进行了详细的分析,其次对误差的判定标准进行了分别列举和选取,最后采用MATLAB仿真了在优化算法中,已知节点数和信噪比各不同的情况下图形,并分别对每个算法在两种情况下的仿真图做出来比对分析。最后从仿真对比上来看,我们可以清晰的看出混合参数算法具有更高精度。文章末尾对全文进行了总结,还对超宽带局域范围内定位的前景和展望进行了说明。
[Abstract]:With the rapid development of modern wireless communication technology , the new communication technology has been widely known and applied , and the traditional positioning technology has been widely known and applied . In the end of this paper , we can see clearly that the mixed parameter algorithm has higher accuracy . At the end of the article , we can clearly see that the mixed parameter algorithm has higher accuracy . At the end of the article , we summarize the full text , and also give a description of the prospect and prospect of the localization in ultra - wide band local area .

【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TN925

【参考文献】