【摘要】：隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展,人們對(duì)定位服務(wù)的需求從室外定位延伸到了室內(nèi)定位。近年來,一批無線定位技術(shù)如無線局域網(wǎng)技術(shù)(WLAN)、無線射頻識(shí)別技術(shù)(RFID)、超寬帶技術(shù)(UWB)成為了眾多研究者研究的熱門。其中,超寬帶技術(shù)憑借傳輸速率高、抗干擾能力強(qiáng)、定位精準(zhǔn)度高的優(yōu)勢(shì),獲得了較高的關(guān)注度。但是,有關(guān)超寬帶室內(nèi)定位研究方向大多集中于定位算法、定位技術(shù)融合等,鮮有對(duì)節(jié)點(diǎn)高密度場(chǎng)景下的研究,例如在物流倉(cāng)儲(chǔ)、化工工廠等場(chǎng)景下對(duì)大量人或物進(jìn)行定位。在節(jié)點(diǎn)高密度的場(chǎng)景下,室內(nèi)定位系統(tǒng)面臨鏈路資源緊張的問題,如果缺乏對(duì)鏈路資源的合理規(guī)劃,會(huì)導(dǎo)致信號(hào)頻繁在空間發(fā)生碰撞,產(chǎn)生很大時(shí)延,從而極大地影響定位實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性。本文針對(duì)上述問題,利用無線傳感網(wǎng)絡(luò)的思想,設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)了基于TDMA的UWB高密度室內(nèi)精準(zhǔn)定位系統(tǒng)。通過將時(shí)間劃分成時(shí)隙,讓節(jié)點(diǎn)在時(shí)隙中有序地收發(fā)數(shù)據(jù),使得定位系統(tǒng)可以承載大量定位節(jié)點(diǎn),并且保證定位的實(shí)時(shí)性和精準(zhǔn)度。本文針對(duì)定位系統(tǒng)無法適應(yīng)節(jié)點(diǎn)高密度的問題,對(duì)定位系統(tǒng)的MAC層進(jìn)行了如下通信方案的設(shè)計(jì):首先基于TDMA協(xié)議設(shè)計(jì)了鏈路調(diào)度模塊,包括超幀結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、時(shí)隙的設(shè)置、時(shí)隙時(shí)序的安排、數(shù)據(jù)收發(fā)的控制,通過對(duì)上述設(shè)計(jì)使定位系統(tǒng)可以容納大量定位節(jié)點(diǎn),其次,本文設(shè)計(jì)了網(wǎng)絡(luò)控制管理模塊,該模塊以鏈路調(diào)度模塊為基礎(chǔ),控制節(jié)點(diǎn)完成同步,入網(wǎng),出網(wǎng),從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)同步工作,達(dá)到規(guī)劃鏈路資源,保證定位實(shí)時(shí)性的目的。根據(jù)上述設(shè)計(jì),本文將MAC層分為MAC控制子層和MAC調(diào)度子層進(jìn)行實(shí)現(xiàn),MAC控制子層提供控制管理服務(wù)和數(shù)據(jù)服務(wù),負(fù)責(zé)為上層應(yīng)用提供收發(fā)的接口,幀和時(shí)隙的管理與分配,存儲(chǔ)調(diào)度信息。MAC調(diào)度子層主要負(fù)責(zé)時(shí)隙的調(diào)度,控制射頻芯片進(jìn)行收發(fā)以及數(shù)據(jù)包的解析。兩個(gè)子層共同完成了協(xié)議棧的相關(guān)功能。本文對(duì)上述提出的MAC協(xié)議進(jìn)行了功能性測(cè)試,并對(duì)節(jié)點(diǎn)高密度場(chǎng)景下的定位系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試分析。結(jié)果表明,基于TDMA的MAC層協(xié)議可以支持節(jié)點(diǎn)高密度場(chǎng)景下的室內(nèi)精準(zhǔn)定位。
【圖文】：

圖１－１論文的主要工作與結(jié)構(gòu)框架逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｍａｉｎ邋ｗｏｒｋ邋ａｎｄ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ邋ｆｒａｍｅｗｏｒｋ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｐａｐｅｒ逡逑

圖２－１各類無線信號(hào)的功率對(duì)比圖逡逑Ｆｉｇ．２－１邋Ｐｏｗｅｒ邋ｃｏｎｔｒａｓｔ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｖａｒｉｏｕｓ邋ｗｉｒｅｌｅｓｓ邋ｓｉｇｎａｌｓ逡逑
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN925;TP212.9

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2597959