本文關(guān)鍵詞：波分多址超寬帶系統(tǒng)測距定位及誤差校正技術(shù)研究

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【摘要】：隨著互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的發(fā)展,室內(nèi)成為人們活動的主要場所,人們對室內(nèi)高精度定位的需求日益擴(kuò)大。而在室內(nèi)環(huán)境存在密集多徑和非視距情況等不利因素的影響,這給室內(nèi)精確定位帶來挑戰(zhàn)。波分多址超寬帶(Wavelength Division Multiple Access Ultra Wide Band,WDMA-UWB)系統(tǒng)不僅具有超寬帶信號極窄脈沖,時間分辨率高、復(fù)雜度低等優(yōu)點,還具有基于正交小波的波分多址技術(shù)的抗干擾能力強(qiáng)、傳輸速率高等優(yōu)勢,是非常適合于室內(nèi)的定位技術(shù)。首先,針對波分多址超寬帶系統(tǒng)測距的到達(dá)時間(Time of Arrival,TOA)估計,采用了一種基于熵的低復(fù)雜度估計算法。通過利用接收到信號的熵值變化來分辨信號區(qū)和噪聲區(qū),從而確定首達(dá)徑分量的到達(dá)時間。仿真表明,測距性能相比于傳統(tǒng)方法有很大的提高。其次,對于測距誤差校正方法,本課題提出了基于高斯過程回歸的測距誤差校正方法。通過對接收信號提取的特征作為輸入,送入訓(xùn)練好的高斯過程回歸模型,對測距誤差進(jìn)行預(yù)測校正,經(jīng)過校正后的結(jié)果性能提升明顯。最后,針對室內(nèi)定位技術(shù),先對影響定位精度的主要因素進(jìn)行分析,提出了一種基于LSE-Taylor和PSO-Taylor的協(xié)同定位算法。通過對不同測距誤差情況下實驗仿真,驗證了協(xié)同定位算法的有效性及實用性。在波分多址超寬帶通信體制下,本文通過對室內(nèi)居住與辦公信道模型下進(jìn)行仿真分析,所采用的系統(tǒng)能達(dá)到厘米量級室內(nèi)定位的需求。
【關(guān)鍵詞】：波分多址超寬帶 到達(dá)時間估計 高斯過程回歸 誤差校正 協(xié)同定位
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN925
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-16
• 1.1 課題背景及研究的意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外在該方向的研究現(xiàn)狀9-15
• 1.2.1 超寬帶技術(shù)現(xiàn)狀9-10
• 1.2.2 超寬帶測距技術(shù)現(xiàn)狀10-13
• 1.2.3 超寬帶誤差校正技術(shù)現(xiàn)狀13
• 1.2.4 超寬帶定位技術(shù)現(xiàn)狀13-15
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容15-16
• 第2章 超寬帶技術(shù)基礎(chǔ)及系統(tǒng)模型16-27
• 2.1 基于TOA估計的超寬帶技術(shù)基礎(chǔ)16-18
• 2.1.1 波分多址超寬帶的定義與特點16-17
• 2.1.2 波分多址超寬帶定位的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及實現(xiàn)方式17-18
• 2.2 超寬帶定位系統(tǒng)模型18-26
• 2.2.1 超寬帶信號波形實現(xiàn)18-22
• 2.2.2 信道模型22-25
• 2.2.3 接收信號模型25-26
• 2.3 本章小結(jié)26-27
• 第3章 超寬帶測距TOA估計算法27-40
• 3.1 基于經(jīng)典TOA估計原理與性能分析27-29
• 3.2 基于信息熵的超寬帶測距算法29-37
• 3.2.1 信息熵的基本理論29-30
• 3.2.2 基于熵的TOA估計算法30-37
• 3.3 仿真分析37-39
• 3.4 本章小結(jié)39-40
• 第4章 基于高斯過程回歸的誤差校正技術(shù)40-52
• 4.1 高斯過程基本理論40-44
• 4.1.1 機(jī)器學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)40-41
• 4.1.2 貝葉斯學(xué)習(xí)方法41-42
• 4.1.3 高斯過程回歸原理42-44
• 4.2 特征提取及選擇44-48
• 4.3 基于GPR的測距誤差校正算法48-49
• 4.4 仿真與分析49-51
• 4.5 本章小結(jié)51-52
• 第5章 超寬帶系統(tǒng)的室內(nèi)定位技術(shù)52-61
• 5.1 最小二乘算法及粒子群算法52-54
• 5.2 基于多節(jié)點的協(xié)同定位算法54-56
• 5.3 影響定位精度的因素分析56-57
• 5.3.1 參考節(jié)點數(shù)56-57
• 5.3.2 測距誤差57
• 5.4 實驗仿真分析57-60
• 5.5 本章小結(jié)60-61
• 結(jié)論61-62
• 參考文獻(xiàn)62-68
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果68-70
• 致謝70

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本文編號：786372