本文關(guān)鍵詞：超寬帶無線定位技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：自從超寬帶技術(shù)被美國聯(lián)邦通信委員會(huì)允許應(yīng)用在民用產(chǎn)品上之后,開始受到許多科研機(jī)構(gòu)的廣泛關(guān)注。而今隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)與本地生活服務(wù)的融合,人們對(duì)基于位置的服務(wù)需求愈發(fā)強(qiáng)烈。超寬帶作為一種特殊的通信體制,在無線定位方面具有抗多徑衰落、強(qiáng)穿透力、高定位精度等優(yōu)點(diǎn),因此被認(rèn)為是極具潛力的無線定位技術(shù)。本文主要研究超寬帶定位系統(tǒng)的測(cè)距定位。根據(jù)超寬帶信號(hào)時(shí)間分辨率高的特點(diǎn)選擇基于到達(dá)時(shí)間差(TDOA)測(cè)距。通過對(duì)IEEE802.15.4a信道模型仿真分析得出測(cè)距結(jié)果受非視距(NLOS)誤差影響較大,而根據(jù)量化檢測(cè)受噪聲干擾較小的特點(diǎn),本文提出采用電平量化檢測(cè)的TOA估計(jì),并依據(jù)線性卡爾曼的平滑處理,實(shí)驗(yàn)證明三電平量化檢測(cè)有較好的TOA估計(jì)性能。定位方面,先介紹Chan和Taylor兩個(gè)經(jīng)典定位算法的實(shí)現(xiàn)原理及定位誤差分析;針對(duì)Taylor算法對(duì)初始值要求高但定位精度較高的特點(diǎn),采用融合的思想,提出先對(duì)初始坐標(biāo)進(jìn)行修正,再使用Taylor算法迭代定位�；诔跏甲鴺�(biāo)修正算法實(shí)現(xiàn)方式為:先將TDOA定位模型的求解轉(zhuǎn)化為求解無約束非線性最優(yōu)化問題,并得到目標(biāo)函數(shù);針對(duì)最速下降法收斂速度慢和牛頓算法計(jì)算量大的特點(diǎn),提出了基于變尺度法的初始坐標(biāo)修正算法。此外,為進(jìn)一步優(yōu)化算法,提出基于Armijo步長的變尺度法,并對(duì)改進(jìn)變尺度法的全局收斂性進(jìn)行分析。仿真結(jié)果表明,本文提出基于改進(jìn)變尺度法的初始坐標(biāo)修正算法,不僅能夠降低定位優(yōu)化算法對(duì)于初始坐標(biāo)的要求,而且具有比傳統(tǒng)最速下降法更高的定位精度和更快的優(yōu)化收斂速度,滿足Taylor級(jí)數(shù)展開法對(duì)初值的要求。最后將基于改進(jìn)變尺度法和Taylor算法的混合算法與Chan算法、Taylor算法在蜂窩網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行比較,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明混合算法具有比傳統(tǒng)定位算法更高的定位精度。
【關(guān)鍵詞】：超寬帶通信 變尺度算法 Armijo步長 到達(dá)時(shí)間差
【學(xué)位授予單位】：寧波大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN925
【目錄】：

• 論文摘要4-5
• Abstract5-8
• 引言8-9
• 1 緒論9-16
• 1.1 研究背景和意義9-10
• 1.2 概述10-12
• 1.2.1 超寬帶通信技術(shù)10-11
• 1.2.2 無線定位技術(shù)11-12
• 1.3 超寬帶定位的發(fā)展現(xiàn)狀12-14
• 1.4 本文的研究內(nèi)容及安排14-16
• 2 超寬帶通信系統(tǒng)16-33
• 2.1 超寬帶的定義16-17
• 2.2 超寬帶信號(hào)介紹17-20
• 2.3 超寬帶調(diào)制與多址接入20-25
• 2.3.1 跳時(shí)多址接入20-23
• 2.3.2 直接序列多址接入23-25
• 2.4 IEEE802.15.4a超寬帶信道模型25-30
• 2.4.1 路徑損耗模型26-27
• 2.4.2 多徑傳播模型27-29
• 2.4.3 小尺度衰落模型29-30
• 2.5 IEEE802.15.4a超寬帶信道模型仿真30-32
• 2.6 本章小結(jié)32-33
• 3 無線定位技術(shù)33-41
• 3.1 無線定位方法分類33-38
• 3.1.1 非測(cè)距定位方法33-34
• 3.1.2 基于測(cè)距的定位方法34-38
• 3.2 定位系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)38-40
• 3.3 定位誤差來源及分析40
• 3.4 本章小結(jié)40-41
• 4 UWB信號(hào)的TOA估計(jì)41-52
• 4.1NLOS的識(shí)別和抑制41-44
• 4.2 基于線性卡爾曼濾波的TOA估計(jì)44-46
• 4.3 基于電平量化檢測(cè)的TOA估計(jì)46-50
• 4.3.1 基于量化的二元假設(shè)檢驗(yàn)46-49
• 4.3.2 基于二元檢驗(yàn)的TOA估計(jì)49-50
• 4.4 TOA估計(jì)仿真50-51
• 4.5 本章小結(jié)51-52
• 5 超寬帶無線定位算法52-72
• 5.1 定位問題的描述52-53
• 5.2 Chan算法與Taylor算法53-57
• 5.2.1Chan算法53-55
• 5.2.2Taylor算法55-57
• 5.3 改進(jìn)定位算法及其收斂性分析57-63
• 5.3.1 變尺度法原理57-58
• 5.3.2 改進(jìn)變尺度法58-59
• 5.3.3 算法步驟59
• 5.3.4 基于修正后的初始坐標(biāo)進(jìn)行Taylor級(jí)數(shù)展開定位59-60
• 5.3.5 改進(jìn)變尺度法的收斂性分析60-63
• 5.4 仿真結(jié)果分析63-67
• 5.5 混合定位算法應(yīng)用于蜂窩網(wǎng)絡(luò)定位67-71
• 5.6 本章小結(jié)71-72
• 6 總結(jié)72-74
• 參考文獻(xiàn)74-78
• 在學(xué)研究成果78-79
• 致謝79

【共引文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 鄧冬虎;張群;林永照;柏鵬;高昭昭;;碼分多址定位中時(shí)延配對(duì)及非視距誤差抑制[J];電波科學(xué)學(xué)報(bào);2012年06期

2 景哲;;一種改進(jìn)的RSSI井下定位算法[J];測(cè)試技術(shù)學(xué)報(bào);2013年05期

3 苗晟;董亮;何麗波;姚紹文;;一種基于信息過濾的無線電定位方法[J];國外電子測(cè)量技術(shù);2014年03期

4 沈國清;高憲波;安連鎖;張世平;;Chan-Taylor協(xié)同定位算法在電站鍋爐泄漏定位中的應(yīng)用[J];電力科學(xué)與工程;2014年03期

5 蔡新梅;;UWB技術(shù)在船舶避碰系統(tǒng)中的應(yīng)用[J];船電技術(shù);2014年03期

6 田子建;李宗偉;劉曉陽;王文清;方柯;石玉凌風(fēng);;基于電磁波及超聲波聯(lián)合測(cè)距的井下定位方法[J];北京理工大學(xué)學(xué)報(bào);2014年05期

7 楊洲;汪云甲;陳國良;張言哲;;超寬帶室內(nèi)高精度定位技術(shù)研究[J];導(dǎo)航定位學(xué)報(bào);2014年04期

8 韋子輝;馮正和;王志峰;孫少欣;;脈沖超寬帶定位單元設(shè)計(jì)及應(yīng)用測(cè)試[J];電視技術(shù);2014年23期

9 后茜;林基明;周繼華;劉俊;;LTE中抑制非視距誤差的分層協(xié)同定位算法[J];電視技術(shù);2015年17期

10 陳德章;唐皓;吳季達(dá);;基于Chan和Taylor的TDOA協(xié)同定位算法研究[J];計(jì)算機(jī)科學(xué);2011年S1期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 牟大中;脈沖超寬帶信號(hào)的非相干接收技術(shù)研究[D];北京交通大學(xué);2011年

2 胡佳文;基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的空間坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2013年

3 樊啟高;綜采工作面“三機(jī)”控制中設(shè)備定位及任務(wù)協(xié)調(diào)研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2013年

4 李鵬霄;光子輔助寬帶微波模擬信號(hào)處理技術(shù)研究[D];清華大學(xué);2014年

5 羅成名;鏈?zhǔn)絺鞲芯W(wǎng)中煤礦井下移動(dòng)裝備位姿感知理論及技術(shù)研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2014年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 李斐;寬帶射頻接收機(jī)前端低噪聲放大器設(shè)計(jì)[D];北京交通大學(xué);2011年

2 馬琳琳;超寬帶室內(nèi)定位標(biāo)簽關(guān)鍵技術(shù)的研究[D];鄭州輕工業(yè)學(xué)院;2013年

3 宮晗;多頻段和超寬帶天線的研究[D];天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué);2012年

4 王崢;基于0.13μm CMOS工藝脈沖超寬帶系統(tǒng)中高速低功耗ADC研究與設(shè)計(jì)[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2014年

5 吳松林;超寬帶信號(hào)指紋定位算法的研究[D];中國海洋大學(xué);2014年

6 陳穎;超寬帶通信系統(tǒng)TDT同步算法研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2014年

7 陳寧宇;壓縮感知超寬帶系統(tǒng)中的干擾抑制技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

  本文關(guān)鍵詞：超寬帶無線定位技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：371368