局域范圍內(nèi)UWB定位算法優(yōu)化研究
本文選題:超寬帶 + 局域范圍內(nèi)信道模型; 參考:《成都理工大學(xué)》2017年碩士論文
【摘要】:隨著現(xiàn)代無線通信技術(shù)的飛速發(fā)展,新興的通信技術(shù)如雨后春筍般層出不窮,而傳統(tǒng)的定位技術(shù)已經(jīng)被大家廣泛熟知與應(yīng)用,繼而衍生出對(duì)于新型無線定位技術(shù)的渴求與渴望。自然環(huán)境的惡化,導(dǎo)致泥石流、洪水頻發(fā),也加速了對(duì)于尋求高效定位技術(shù)的渴望,F(xiàn)在的局域范圍內(nèi)定位技術(shù)還是非常局限的,特別是在局域范圍的復(fù)雜環(huán)境下,障礙物和噪聲對(duì)信號(hào)傳播的干擾,這些都是造成局域范圍內(nèi)定位技術(shù)現(xiàn)在還不成熟的原因。隨著無線技術(shù)的發(fā)展,超寬帶信號(hào)進(jìn)入了人們的眼簾,超寬帶(UWB)信號(hào)具有強(qiáng)穿透力、抗干擾能力以及低功耗和高多徑分辨率等優(yōu)點(diǎn),但是更多的運(yùn)用在超寬帶探地雷達(dá)上,對(duì)于災(zāi)害救助和生命搜索等一些大型野外活動(dòng)上,這明顯是局限了超寬帶的發(fā)展。經(jīng)過了很多年學(xué)者的努力,在數(shù)據(jù)時(shí)代的到來,超寬帶技術(shù)越來越多的走向了人們的生活,隨著越來越多的局域范圍內(nèi)環(huán)境需要位置信息,應(yīng)運(yùn)而生這種新的局域范圍內(nèi)定位方法,從而研究超寬帶局域范圍內(nèi)定位算法是非常有必要的。本論文先是研討了超寬帶信號(hào)的定義,介紹了超寬帶信號(hào)自身的優(yōu)點(diǎn),然后再對(duì)超寬帶在局域范圍內(nèi)環(huán)境下定位的原理及其流程進(jìn)行了分析,直觀的表示了超寬帶信號(hào)從產(chǎn)生到確定定位位置的全過程;之后講述了超寬帶信號(hào)的波形,在實(shí)際應(yīng)用和局域范圍內(nèi)仿真下大多采用理想的高斯信號(hào),但這也產(chǎn)生了不可避免的誤差,隨后又介紹了局域范圍內(nèi)信道模型,它可以修正在定位測(cè)量時(shí)的初始參數(shù),讓定位算法的初始值更加精確。通過簡單的比較以及前人的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),在論文中我們最終選擇了IEEE802.15.4a模型,該模型是在之前模型上的修改,并引進(jìn)了適合更適合的局域范圍內(nèi)信道參數(shù)。本論文重點(diǎn)與難點(diǎn)是優(yōu)化的定位算法,首先論文先對(duì)測(cè)量依據(jù)進(jìn)行了說明,分別提出了基于測(cè)距和非測(cè)距兩種,由于精確度和文章主次的原因?qū)Ψ菧y(cè)距定位只是輕描淡寫了一番,隨后論文對(duì)于到達(dá)時(shí)間(TOA)、到達(dá)時(shí)間差(TDOA)、到達(dá)角度(AOA)和信號(hào)強(qiáng)度(RSSI)等定位參數(shù)分別進(jìn)行原理分析以及算法研究。然后基于這四種參數(shù)提出了幾個(gè)優(yōu)化定位算法,然后也比較了它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)與適用環(huán)境。之后論文提出了新型的基于混合參數(shù)的定位算法,該算法優(yōu)點(diǎn)是不增加算法復(fù)雜度并能提高其定位精度,使得能更接近定位在理論情況下的下限值也就是克拉美羅下限。最后本文先是對(duì)超寬帶局域范圍內(nèi)定位的誤差來源進(jìn)行了詳細(xì)的分析,其次對(duì)誤差的判定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了分別列舉和選取,最后采用MATLAB仿真了在優(yōu)化算法中,已知節(jié)點(diǎn)數(shù)和信噪比各不同的情況下圖形,并分別對(duì)每個(gè)算法在兩種情況下的仿真圖做出來比對(duì)分析。最后從仿真對(duì)比上來看,我們可以清晰的看出混合參數(shù)算法具有更高精度。文章末尾對(duì)全文進(jìn)行了總結(jié),還對(duì)超寬帶局域范圍內(nèi)定位的前景和展望進(jìn)行了說明。
[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 .
【學(xué)位授予單位】:成都理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2017
【分類號(hào)】:TN925
【參考文獻(xiàn)】
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,本文編號(hào):1753997
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