UWB定位的NLOS誤差抑制算法測(cè)試與優(yōu)化
發(fā)布時(shí)間:2021-07-11 00:14
隨著物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來,人們對(duì)位置信息的精度要求也越來越高。隨著定位技術(shù)水平的提高以及無線通信中短距離高速率通信技術(shù)日趨完善,作為一項(xiàng)興起不久的技術(shù),超寬帶(Ultra Wide Band,UWB)技術(shù)既可滿足室內(nèi)無線定位高精度、低能耗,又可實(shí)現(xiàn)低復(fù)雜度的要求。對(duì)于直達(dá)路徑(Direct Path,DP)的研究在UWB定位系統(tǒng)中是一個(gè)重要部分,一個(gè)定位系統(tǒng)性能的好與壞我們要由系統(tǒng)定位位置和實(shí)際位置的距離差來比較,而造成距離誤差的主要原因是UWB信號(hào)傳輸過程中出現(xiàn)多徑傳播和非視距(Non-Line-of-Sight,NLOS)現(xiàn)象。雖然UWB信號(hào)的時(shí)間分辨率在納秒級(jí),可在一定程度上降低多徑效應(yīng)對(duì)定位精度的干擾,但系統(tǒng)的帶寬是有限的,于是同樣存在多徑誤差。NLOS誤差則為UWB信號(hào)在傳播過程中受到障礙物的干擾,導(dǎo)致信號(hào)傳播產(chǎn)生額外時(shí)延而導(dǎo)致的距離誤差。此時(shí)則需要誤差抑制算法對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行一定的修正或補(bǔ)償,這個(gè)過程產(chǎn)生四種經(jīng)典算法,后人又在這些經(jīng)典算法之上提出了一大批改進(jìn)算法,但這些算法還只停留在實(shí)驗(yàn)室中,很少有真正的工程應(yīng)用來證明他們的實(shí)際效果。實(shí)際定位情況中,環(huán)境一般都更加復(fù)雜,無法通過固...
【文章來源】:海南大學(xué)海南省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:58 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2超寬帶信號(hào)與窄帶信號(hào)的比較??Fig.2?Comparison?of?UWB?signal?and?narrow?band?signal??
道模型??通信方案的性能及實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化的工作,我們需要根據(jù)工作環(huán)境等型。但UWB信號(hào)有著極大的帶寬、持續(xù)時(shí)間又僅為納秒量級(jí)或會(huì)與傳統(tǒng)的窄帶系統(tǒng)有著不同的信道特性,但也需要借助原有窄為基礎(chǔ)進(jìn)行更深層次的研究。無線電波信號(hào)與周圍環(huán)境相互作用很大,而室內(nèi)環(huán)境相對(duì)封閉,物品擺放、裝修材料、建筑結(jié)構(gòu)都響,室內(nèi)無線通信的傳播速率低、覆蓋范圍小、環(huán)境復(fù)雜度高。延非常小,在每個(gè)可分辨的時(shí)延間隔中,多徑分量很小,所以為模型,我們需要知道多徑到達(dá)時(shí)間的統(tǒng)計(jì)情況。??信道模型??識(shí)可得,UWB信道中的多徑傳輸部分是成簇到達(dá)的(朱剛,al?(S-V)模型對(duì)這種成簇到達(dá)的信號(hào)進(jìn)行了比較合理的描述。??人為的將信號(hào)的到達(dá)情況分為兩部分進(jìn)行分析,且為兩個(gè)不相關(guān)分為信號(hào)中各簇的到達(dá)情況,第二部分分析簇內(nèi)各多徑信號(hào)的到達(dá)幅度服從瑞利分布。??幅??
圖4?TOA二維定位原理圖??Fig.4?two-dimensional?positioning?schematic?based?on?TOA??達(dá)時(shí)間差的定位算法——TDOA算法??原理基于圓形的幾何性質(zhì),TDOA算法在定位原理上與TOA算法是基于雙曲線的幾何性質(zhì)實(shí)現(xiàn)的,不同的是算法雖然相易實(shí)現(xiàn),精度也更高。我們己知的是電磁波在空氣中的的傳據(jù)包到各個(gè)基站,各個(gè)基站進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后進(jìn)行數(shù)據(jù)回傳給出標(biāo)簽到各個(gè)基站的信號(hào)到達(dá)時(shí)間差,電磁波傳播速度又己簽到各個(gè)基站的距離以及距離之差,此時(shí)標(biāo)簽的位置就在以兩個(gè)基站的距離之差為標(biāo)簽到不同參考基站距離差的雙曲線贏??'?BS1??\??、、、、、?/??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于TDOA無線定位的NLOS誤差抑制算法[J]. 王正,陳兵. 電子科技. 2014(06)
[2]單基站UWB定位距離的獲得及處理方法[J]. 安寶強(qiáng),張浩,崔學(xué)榮. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2014(07)
[3]基于單基站天線陣列的超寬帶定位AOA估計(jì)方法[J]. 張浩,劉興,Gulliver T A,崔學(xué)榮. 電子與信息學(xué)報(bào). 2013(08)
[4]脈沖超寬帶定位技術(shù)綜述[J]. 肖竹,黑永強(qiáng),于全,易克初. 中國(guó)科學(xué)(F輯:信息科學(xué)). 2009(10)
[5]UWB超寬帶技術(shù)研究及應(yīng)用[J]. 王一強(qiáng),孫罡. 江西通信科技. 2008(03)
[6]密集多徑環(huán)境下UWB測(cè)距的NLOS誤差減小方法[J]. 吳紹華,張欽宇,張乃通. 電子學(xué)報(bào). 2008(01)
[7]超寬帶脈沖信號(hào)波形失真仿真與分析[J]. 扈羅全,朱洪波. 中國(guó)電子科學(xué)研究院學(xué)報(bào). 2006(03)
[8]UWB室內(nèi)視距環(huán)境多徑傳播模型[J]. 汪洋,張乃通,唐珣,孫亞楠. 通信學(xué)報(bào). 2005(10)
[9]基于超寬帶技術(shù)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)[J]. 吳微威,王衛(wèi)東,衛(wèi)國(guó). 中興通訊技術(shù). 2005(04)
博士論文
[1]基于UWB信號(hào)的多基站與單基站定位算法的研究與性能分析[D]. 屠曉東.中國(guó)海洋大學(xué) 2012
[2]基于IR-UWB無線室內(nèi)定位的機(jī)理研究[D]. 蒙靜.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[3]LOS/NLOS無線定位方法研究[D]. 陳璋鑫.電子科技大學(xué) 2009
[4]復(fù)雜環(huán)境下GPS信號(hào)參數(shù)估計(jì)與定位方法研究[D]. 鄭利龍.清華大學(xué) 2004
碩士論文
[1]非視距環(huán)境下超寬帶定位技術(shù)研究[D]. 張同麗.西安科技大學(xué) 2018
[2]混合距離和角度測(cè)量的非視距識(shí)別和非視距減弱算法研究[D]. 周德軍.華中師范大學(xué) 2013
[3]蜂窩網(wǎng)絡(luò)抑制非視距誤差定位算法研究[D]. 郭東明.西南交通大學(xué) 2007
本文編號(hào):3276935
【文章來源】:海南大學(xué)海南省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:58 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2超寬帶信號(hào)與窄帶信號(hào)的比較??Fig.2?Comparison?of?UWB?signal?and?narrow?band?signal??
道模型??通信方案的性能及實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化的工作,我們需要根據(jù)工作環(huán)境等型。但UWB信號(hào)有著極大的帶寬、持續(xù)時(shí)間又僅為納秒量級(jí)或會(huì)與傳統(tǒng)的窄帶系統(tǒng)有著不同的信道特性,但也需要借助原有窄為基礎(chǔ)進(jìn)行更深層次的研究。無線電波信號(hào)與周圍環(huán)境相互作用很大,而室內(nèi)環(huán)境相對(duì)封閉,物品擺放、裝修材料、建筑結(jié)構(gòu)都響,室內(nèi)無線通信的傳播速率低、覆蓋范圍小、環(huán)境復(fù)雜度高。延非常小,在每個(gè)可分辨的時(shí)延間隔中,多徑分量很小,所以為模型,我們需要知道多徑到達(dá)時(shí)間的統(tǒng)計(jì)情況。??信道模型??識(shí)可得,UWB信道中的多徑傳輸部分是成簇到達(dá)的(朱剛,al?(S-V)模型對(duì)這種成簇到達(dá)的信號(hào)進(jìn)行了比較合理的描述。??人為的將信號(hào)的到達(dá)情況分為兩部分進(jìn)行分析,且為兩個(gè)不相關(guān)分為信號(hào)中各簇的到達(dá)情況,第二部分分析簇內(nèi)各多徑信號(hào)的到達(dá)幅度服從瑞利分布。??幅??
圖4?TOA二維定位原理圖??Fig.4?two-dimensional?positioning?schematic?based?on?TOA??達(dá)時(shí)間差的定位算法——TDOA算法??原理基于圓形的幾何性質(zhì),TDOA算法在定位原理上與TOA算法是基于雙曲線的幾何性質(zhì)實(shí)現(xiàn)的,不同的是算法雖然相易實(shí)現(xiàn),精度也更高。我們己知的是電磁波在空氣中的的傳據(jù)包到各個(gè)基站,各個(gè)基站進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后進(jìn)行數(shù)據(jù)回傳給出標(biāo)簽到各個(gè)基站的信號(hào)到達(dá)時(shí)間差,電磁波傳播速度又己簽到各個(gè)基站的距離以及距離之差,此時(shí)標(biāo)簽的位置就在以兩個(gè)基站的距離之差為標(biāo)簽到不同參考基站距離差的雙曲線贏??'?BS1??\??、、、、、?/??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于TDOA無線定位的NLOS誤差抑制算法[J]. 王正,陳兵. 電子科技. 2014(06)
[2]單基站UWB定位距離的獲得及處理方法[J]. 安寶強(qiáng),張浩,崔學(xué)榮. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2014(07)
[3]基于單基站天線陣列的超寬帶定位AOA估計(jì)方法[J]. 張浩,劉興,Gulliver T A,崔學(xué)榮. 電子與信息學(xué)報(bào). 2013(08)
[4]脈沖超寬帶定位技術(shù)綜述[J]. 肖竹,黑永強(qiáng),于全,易克初. 中國(guó)科學(xué)(F輯:信息科學(xué)). 2009(10)
[5]UWB超寬帶技術(shù)研究及應(yīng)用[J]. 王一強(qiáng),孫罡. 江西通信科技. 2008(03)
[6]密集多徑環(huán)境下UWB測(cè)距的NLOS誤差減小方法[J]. 吳紹華,張欽宇,張乃通. 電子學(xué)報(bào). 2008(01)
[7]超寬帶脈沖信號(hào)波形失真仿真與分析[J]. 扈羅全,朱洪波. 中國(guó)電子科學(xué)研究院學(xué)報(bào). 2006(03)
[8]UWB室內(nèi)視距環(huán)境多徑傳播模型[J]. 汪洋,張乃通,唐珣,孫亞楠. 通信學(xué)報(bào). 2005(10)
[9]基于超寬帶技術(shù)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)[J]. 吳微威,王衛(wèi)東,衛(wèi)國(guó). 中興通訊技術(shù). 2005(04)
博士論文
[1]基于UWB信號(hào)的多基站與單基站定位算法的研究與性能分析[D]. 屠曉東.中國(guó)海洋大學(xué) 2012
[2]基于IR-UWB無線室內(nèi)定位的機(jī)理研究[D]. 蒙靜.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[3]LOS/NLOS無線定位方法研究[D]. 陳璋鑫.電子科技大學(xué) 2009
[4]復(fù)雜環(huán)境下GPS信號(hào)參數(shù)估計(jì)與定位方法研究[D]. 鄭利龍.清華大學(xué) 2004
碩士論文
[1]非視距環(huán)境下超寬帶定位技術(shù)研究[D]. 張同麗.西安科技大學(xué) 2018
[2]混合距離和角度測(cè)量的非視距識(shí)別和非視距減弱算法研究[D]. 周德軍.華中師范大學(xué) 2013
[3]蜂窩網(wǎng)絡(luò)抑制非視距誤差定位算法研究[D]. 郭東明.西南交通大學(xué) 2007
本文編號(hào):3276935
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