【摘要】：在當(dāng)今信息時代,隨著無線網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)的深入發(fā)展,室內(nèi)定位成為當(dāng)前研究熱點(diǎn)。然而,現(xiàn)有的室內(nèi)定位精度無法滿足人們?nèi)找嬖鲩L的定位需求。因此,提高室內(nèi)定位精度將是首要的、具有挑戰(zhàn)性的工作。大量研究表明,造成室內(nèi)定位精度低的主要原因是室內(nèi)復(fù)雜環(huán)境下嚴(yán)重的多徑效應(yīng)引起信號衰落。眾所周知,時間反轉(zhuǎn)鏡(Time Reversal Mirror,TRM)能夠充分利用室內(nèi)的多徑效應(yīng)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的精確定位,但其高精度定位的前提是需要已知傳播信道模型,如果能夠找到一種方法來提前預(yù)測室內(nèi)環(huán)境信息,那么室內(nèi)定位精度將會有很大地提高。因此,本文給出了一種基于TRM的室內(nèi)定位方法—FMM-TRM方法。該方法將快速行進(jìn)方法(Fast Matching Method,FMM)與TRM相結(jié)合,首先通過改進(jìn)FMM算法準(zhǔn)確預(yù)測出室內(nèi)環(huán)境模型,然后利用TRM技術(shù)定位室內(nèi)終端目標(biāo)。本文主要工作包括:(1)對FMM算法進(jìn)行三種不同的改進(jìn),通過理論與仿真研究,分析了三種不同的室內(nèi)信道模型預(yù)測方法,通過對比選取最優(yōu)的方法應(yīng)用于室內(nèi)定位。在電磁學(xué)中,室內(nèi)信道模型的參數(shù)主要是由物體的介電常數(shù)?與電導(dǎo)率?決定的,?主要影響信號的傳播時間,而?主要影響信號的強(qiáng)度值。由于FMM算法是通過渡越時間(Time Of Flight,TOF)差來進(jìn)行模型估計,使用的是時間變量,所以,本文將通過計算?的分布來預(yù)測室內(nèi)環(huán)境模型。(2)將FMM算法與TRM技術(shù)相結(jié)合,形成FMM-TRM室內(nèi)定位方法。設(shè)置大小為7.2m×7.2m的二維室內(nèi)區(qū)域,將該空間均勻劃分成長dx為0.003m的網(wǎng)格,每一步所需時間dt為2.5E-12秒。圍繞室內(nèi)環(huán)境設(shè)置200個環(huán)形天線,并設(shè)置四個發(fā)射源依次發(fā)射高斯脈沖信號來迭代更新室內(nèi)環(huán)境模型,源位置分別為源一(3.60m,3.60m)、源二(3.60m,5.10m)、源三(2.28m,2.82m)、源四(4.86m,2.82m)。在這樣的條件下,進(jìn)行仿真研究并對比分析了FMM-TRM方法與未知環(huán)境下TRM方法的定位結(jié)果,仿真結(jié)果表明,常規(guī)TRM方法定位精度約為72.19cm,而FMM-TRM方法的定位精度約為2.20cm,相比之下精度提高了30多倍,極大地提升了無線室內(nèi)定位的性能,進(jìn)一步驗(yàn)證了FMM-TRM室內(nèi)定位方法的有效性及優(yōu)越性。(3)對FMM-TRM室內(nèi)定位方法性能進(jìn)行了進(jìn)一步仿真分析,包括穩(wěn)定性、可行性以及定位效率。FMM-TRM室內(nèi)定位方法通過室內(nèi)信道模型預(yù)測算法FMM與時間反轉(zhuǎn)鏡定位技術(shù)TRM相結(jié)合,結(jié)合了各自的優(yōu)點(diǎn)。不但估計出接近實(shí)際環(huán)境的信道模型,而且在此基礎(chǔ)上能夠?qū)崿F(xiàn)精確定位。因此將該方法推廣到實(shí)際定位應(yīng)用中,將會有較高的研究價值和現(xiàn)實(shí)意義。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN92

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1 本報記者 馬靜t

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