隨著5G時代的到來,物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展進(jìn)入一個高峰期,人們對高精度室內(nèi)定位的需求激增。UWB技術(shù)因為其具有抗多徑能力強(qiáng)、納秒級別的極高時間分辨率等優(yōu)點,成為高精度室內(nèi)定位首選方案之一。室內(nèi)環(huán)境復(fù)雜多變,UWB室內(nèi)定位系統(tǒng)在進(jìn)行定位時,會存在測量噪聲和NLOS誤差,導(dǎo)致傳統(tǒng)定位算法在NLOS環(huán)境下的定位效果較差。如果不對系統(tǒng)中存在的NLOS誤差進(jìn)行糾正,會導(dǎo)致UWB室內(nèi)定位系統(tǒng)的性能大幅度下滑。想要抑制NLOS誤差,首要任務(wù)是對LOS和NLOS傳播環(huán)境進(jìn)行準(zhǔn)確鑒別,然后配合相關(guān)算法對誤差進(jìn)行抑制。本文以此為背景,研究室內(nèi)復(fù)雜環(huán)境下基于UWB的定位技術(shù)。主要工作如下:（1）實現(xiàn)UWB室內(nèi)定位接收信號的仿真,發(fā)射信號采用PPM-TH-UWB,信道模型采用IEEE802.15.3a定義的信道統(tǒng)計模型,并添加高斯噪聲模擬復(fù)雜環(huán)境。生成的信號數(shù)據(jù)為后面基于UWB信號的分類研究提供研究數(shù)據(jù)。（2）提出兩種無需先驗知識的,直接對接收的UWB信號進(jìn)行LOS、NLOS鑒別分類的方法。一種是基于1D-CNN的分類方法,直接對一維UWB信號進(jìn)行特征提取再進(jìn)行分類。另一種是基于遞歸圖和CAENN的分類方法,將UWB信號... 

【文章來源】：華僑大學(xué)福建省

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

信號分類示意圖

其中,α2表示脈沖形成因子。無直流分量是脈沖形成的基本條件,經(jīng)過求導(dǎo)后的高斯脈沖導(dǎo)函數(shù)都符合這個條件。圖2.2給出了高斯脈沖波形和它的前十一階高斯導(dǎo)函數(shù)的波形圖,通過分析對比時域波形可知,高斯導(dǎo)函數(shù)的階數(shù)越高,脈沖波形波峰也就越多,而波峰越多的信號越難被檢測和捕獲。反而高斯導(dǎo)函數(shù)的階數(shù)越低,其產(chǎn)生設(shè)備也越簡單,波形生成也越容易實現(xiàn)。

圖2.3給出高斯脈沖的前11階導(dǎo)函數(shù)的功率譜密度(PSD),從圖中可以看出,一階導(dǎo)函數(shù)的PSD雖然符合輻射極限,但形狀很窄,隨著高斯導(dǎo)函數(shù)階數(shù)的增加,PSD可以更加逼近FCC定義的室內(nèi)輻射極限,但是高斯導(dǎo)函數(shù)的階數(shù)越小,設(shè)備也越簡單,成本也就越低,所以綜合考量,通常選用高斯脈沖二階導(dǎo)函數(shù)作為脈沖波形。2.2 UWB信號分類

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]一種面向位置服務(wù)的超寬帶室內(nèi)定位算法[J]. 付文濤,董興波,符強(qiáng),紀(jì)元法,孫希延,何倩.  重慶大學(xué)學(xué)報. 2020(07)
[2]國內(nèi)室內(nèi)定位技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀綜述[J]. 閆大禹,宋偉,王旭丹,胡子燁.  導(dǎo)航定位學(xué)報. 2019(04)
[3]基于到達(dá)時間和到達(dá)角度的室內(nèi)聯(lián)合定位算法[J]. 楊超超,陳建輝,劉德亮,郭希維,方正.  激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2019(22)
[4]基于BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)移動定位技術(shù)[J]. 劉紹剛,李燕梅,李艷平.  現(xiàn)代電子技術(shù). 2019(15)
[5]基于UWB定位系統(tǒng)硬件平臺設(shè)計[J]. 劉琦,沈鋒,王銳.  電子科技. 2019(10)
[6]基于低功耗藍(lán)牙信標(biāo)的室內(nèi)定位方法研究[J]. 劉振遠(yuǎn),侯明祥,方維維,李陽陽,路紅英.  中國電子科學(xué)研究院學(xué)報. 2018(05)
[7]超寬帶室內(nèi)定位算法綜述[J]. 趙紅梅,趙杰磊.  電信科學(xué). 2018(09)
[8]室內(nèi)定位技術(shù)研究綜述[J]. 楊奎河,胡新紅.  信息通信. 2018(08)
[9]基于TW-TOF的UWB室內(nèi)定位技術(shù)與優(yōu)化算法研究[J]. 牛群峰,曹一帆,王莉,惠延波.  自動化與儀表. 2018(01)
[10]基于非視距鑒別的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)混合定位算法的研究與設(shè)計[J]. 胡婷,張錚.  數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用. 2017(02)

碩士論文
[1]超寬帶室內(nèi)定位算法研究與實現(xiàn)[D]. 趙杰磊.鄭州輕工業(yè)大學(xué) 2019
[2]基于Wi-Fi室內(nèi)定位的改進(jìn)算法及移動網(wǎng)絡(luò)微覆蓋研究[D]. 李娜.華僑大學(xué) 2018
[3]改進(jìn)的超寬帶室內(nèi)定位算法研究[D]. 劉浩杰.長安大學(xué) 2017



本文編號：3367342