本文關(guān)鍵詞：巷道中無線多頻道精確測距方法的研究

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【摘要】：完善的無線通信系統(tǒng)在巷道受限空間中非常重要,其中精確度高、穩(wěn)定性強的定位系統(tǒng)可以保證巷道中人員和設(shè)備的安全,提高工作效率�？紤]成本,巷道中無線精確定位多采用與距離有關(guān)的定位;先測距,然后定位,所以測距的精度和準(zhǔn)確性會直接影響定位的精度。巷道中無線傳播具有特殊性,巷道空間狹長,巷道壁以及周邊物體會引起無線信號發(fā)生反射、散射和衍射等現(xiàn)象,多徑效應(yīng)顯著,使得到達接收機時電磁波的幅度不平穩(wěn),某些區(qū)域產(chǎn)生很大的深衰落。由于以上原因RSSI測距精度具有很大的偏差,基于RSSI(接收信號強度)傳統(tǒng)定位方法在巷道中的應(yīng)用受到了限制。本文主要針對巷道中RSSI測距偏差大的問題,提出采用多頻道補償方式提高RSSI測距精度。首先,論文分別對巷道的近距離和遠距離的無線信號深衰落特點進行分析。近距離采用射線跟蹤法,遠距離分析則采用波模理論。深衰落的位置與幅度受天線位置、巷道尺寸、以及信號頻率等因素影響。通過理論仿真證明信號頻率的微變會引起深衰落區(qū)位置的變化。針對該發(fā)現(xiàn),論文利用CC2530 Zig Bee無線模塊在實驗樓走廊中模擬巷道進行了實驗,實驗結(jié)果也證明了Zig Bee不同頻道的深衰落位置會有較小程度的偏差。最后,利用以上結(jié)論,論文提出了多頻道補償精確測距方法。論文采用三個頻道的RSSI數(shù)據(jù)對深衰落區(qū)進行補償,先利用高斯濾波對各頻道進行處理,然后通過求導(dǎo)方式確定需補償?shù)念l道,再采用卡爾曼對該頻道進行預(yù)處理,最后通過求均值方法補償。通過仿真和實際實驗,對單頻道和三頻道補償算法測距誤差進行對比分析,結(jié)果表明,多頻道補償算法測距誤差比單頻道要小,測距精度從4m降到2m。
【關(guān)鍵詞】：巷道 多波模理論 射線跟蹤 多頻道 測距定位
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN92
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-15
• 1 緒論15-23
• 1.1 課題背景及意義15
• 1.2 課題研究現(xiàn)狀15-21
• 1.3 課題任務(wù)21-22
• 1.4 論文結(jié)構(gòu)22-23
• 2 無線信道環(huán)境特征23-26
• 2.1 引言23
• 2.2 大尺度衰落23-24
• 2.3 小尺度衰落24-25
• 2.4 小結(jié)25-26
• 3 巷道中近距離的無線衰落分析26-37
• 3.1 引言26
• 3.2 射線跟蹤法建模26-30
• 3.3 深衰落區(qū)與距離的關(guān)系30-32
• 3.4 仿真與分析32-36
• 3.5 小結(jié)36-37
• 4 巷道中遠距離的無線衰落分析37-47
• 4.1 引言37
• 4.2 波模理論37-40
• 4.3 多波模理論40-42
• 4.4 深衰落區(qū)與距離的關(guān)系42
• 4.5 仿真與分析42-46
• 4.6 小結(jié)46-47
• 5 多頻道補償算法47-58
• 5.1 引言47
• 5.2 單頻道測距方法47-48
• 5.3 多頻道補償算法48-49
• 5.4 補償頻道確定49
• 5.5 卡爾曼預(yù)處理49-50
• 5.6 實驗與仿真50-57
• 5.7 小結(jié)57-58
• 6 總結(jié)與展望58-60
• 6.1 總結(jié)58-59
• 6.2 展望59-60
• 參考文獻60-63
• 作者簡歷63-65
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集65

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本文編號：754119