基于災(zāi)害搜救場(chǎng)合的微弱信號(hào)檢測(cè)研究和新型無(wú)線定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2017-03-29 13:02
本文關(guān)鍵詞:基于災(zāi)害搜救場(chǎng)合的微弱信號(hào)檢測(cè)研究和新型無(wú)線定位系統(tǒng)設(shè)計(jì),由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:眾所周知,我國(guó)是一個(gè)災(zāi)害多發(fā)的國(guó)家。地震、滑坡、泥石流,房屋倒塌等等往往會(huì)造人員被困,埋在廢墟之中。為了對(duì)壓埋的幸存者進(jìn)行搜救,傳統(tǒng)上人們采用搜救犬、生命測(cè)儀的方式。但是這些方式都存在一些局限,如效率低,持續(xù)工作時(shí)間短。鑒于現(xiàn)在絕大數(shù)人都攜帶手機(jī),且手機(jī)信號(hào)比生命體征信號(hào)強(qiáng),我們提出一種通過(guò)定位幸存者的手機(jī)信來(lái)確定他們位置的無(wú)線定位技術(shù),從而快速有效地進(jìn)行人員搜救。要對(duì)手機(jī)信號(hào)進(jìn)行定位,首先要接收到手機(jī)信號(hào)。在一個(gè)固定的頻率上檢測(cè)是否有信號(hào)為頻譜感知。本文首先分析了高斯信道和瑞利信道的頻譜感知性能,并且對(duì)瑞利信道下提頻譜感知性能的幾種常見(jiàn)的融合準(zhǔn)則進(jìn)行介紹和對(duì)比。根據(jù)大量仿真和分析,提出了具有優(yōu)檢測(cè)性能的融合準(zhǔn)則。此外,本文分析了報(bào)告信道對(duì)各融合準(zhǔn)則檢測(cè)性能的影響,發(fā)現(xiàn)在報(bào)告信道有誤差時(shí)所有融合準(zhǔn)則的檢測(cè)性能曲線都有虛警概率下限的規(guī)律,并推導(dǎo)了該警概率下限的表達(dá)式。虛警概率下限是融合準(zhǔn)則檢測(cè)性能惡化的一個(gè)度量標(biāo)準(zhǔn),其表達(dá)式推導(dǎo)可為檢測(cè)性能提高提供指導(dǎo);谖墨I(xiàn)調(diào)研,本文提出了一種適用于災(zāi)害搜救場(chǎng)合的無(wú)線定位系統(tǒng),并搭建了該系統(tǒng)軟硬件構(gòu)架。其基本工作原理是:救援基站模塊首先誘發(fā)搜救區(qū)域的手機(jī)向外持續(xù)發(fā)射信,然后系統(tǒng)接收該手機(jī)信號(hào),并結(jié)合信號(hào)在無(wú)線信道中的傳播規(guī)律,采用合適的定位算法算目標(biāo)手機(jī)的位置。為了驗(yàn)證該方案的可行性,本文設(shè)計(jì)了一個(gè)演示系統(tǒng):通過(guò)三個(gè)節(jié)點(diǎn)量手機(jī)信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)并同時(shí)用GPS模塊記錄每個(gè)節(jié)點(diǎn)的位置,最后用定位算法求解出手機(jī)位置。對(duì)該驗(yàn)證系統(tǒng),本文著重于定位模塊的設(shè)計(jì),即用GPS模塊和FPGA實(shí)現(xiàn)提取GPS信號(hào)經(jīng)度和緯度信息,并將其轉(zhuǎn)換為直角坐標(biāo)。此外,本文設(shè)計(jì)了救援基站的部分功能模塊:頻前端模塊,基帶處理模塊和ADC模塊。
【關(guān)鍵詞】:救援 無(wú)線定位 頻譜感知 融合準(zhǔn)則 虛警概率下限 GPS模塊
【學(xué)位授予單位】:浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類(lèi)號(hào)】:P228.4;TN911.23;X43
【目錄】:
- 致謝4-5
- 摘要5-6
- Abstract6-8
- 縮略詞表8-11
- 第一章 緒論11-18
- 1.1 課題研究背景和意義概述11-12
- 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及存在的關(guān)鍵問(wèn)題12-16
- 1.2.1 無(wú)線定位系統(tǒng)研究現(xiàn)狀12-14
- 1.2.2 頻譜感知的研究現(xiàn)狀14-16
- 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)構(gòu)安排16-18
- 第二章 頻譜感知性能研究及仿真18-31
- 2.1 頻譜感知的基本模型18-19
- 2.2 基于能量檢測(cè)的頻譜感知19-21
- 2.3 AWGN信道下的頻譜感知21-23
- 2.4 災(zāi)害信道下的頻譜感知技術(shù)23-26
- 2.5 協(xié)作頻譜感知26-30
- 2.6 本章小結(jié)30-31
- 第三章 基于頻譜感知融合性能的優(yōu)化31-46
- 3.1 求解最優(yōu)檢測(cè)性能的融合算法31-36
- 3.2 非理想報(bào)告信道對(duì)最優(yōu)融合算法的影響36-44
- 3.2.1 報(bào)告信道的錯(cuò)誤概率36-37
- 3.2.2 比特誤碼率對(duì)信號(hào)融合算法的影響37-39
- 3.2.3 比特誤碼率對(duì)最優(yōu)融合算法選擇的影響39-44
- 3.3 本章小結(jié)44-46
- 第四章 無(wú)線定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)和部分硬件電路實(shí)現(xiàn)46-64
- 4.1 無(wú)線定位系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)46-50
- 4.1.1 無(wú)線定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)關(guān)鍵步驟46-47
- 4.1.2 無(wú)線定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路及框架47-48
- 4.1.3 無(wú)線定位系統(tǒng)的演示系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)48-50
- 4.2 實(shí)現(xiàn)接收機(jī)的相對(duì)直角坐標(biāo)的計(jì)算50-59
- 4.2.1 硬件介紹50-53
- 4.2.2 FPGA串口功能的實(shí)現(xiàn)和經(jīng)緯度的提取53-57
- 4.2.3 由經(jīng)緯度信息求解直角坐標(biāo)系57-59
- 4.3 救援基站部分功能模塊的設(shè)計(jì)59-63
- 4.3.1 射頻接收前端59-61
- 4.3.2 基帶轉(zhuǎn)換電路61-62
- 4.3.3 ADC電路62-63
- 4.4 本章小結(jié)63-64
- 第五章 總結(jié)與展望64-66
- 參考文獻(xiàn)66-70
- 研究生期間發(fā)表的論文與專(zhuān)利70-71
- 個(gè)人簡(jiǎn)介71
【參考文獻(xiàn)】
中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條
1 肖體瓊;陳怡群;常春;;GPS經(jīng)緯度坐標(biāo)轉(zhuǎn)平面坐標(biāo)的簡(jiǎn)化計(jì)算方法及精度分析[A];農(nóng)業(yè)工程科技創(chuàng)新與建設(shè)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)——2005年中國(guó)農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集第三分冊(cè)[C];2005年
本文關(guān)鍵詞:基于災(zāi)害搜救場(chǎng)合的微弱信號(hào)檢測(cè)研究和新型無(wú)線定位系統(tǒng)設(shè)計(jì),由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
,本文編號(hào):274515
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