本文關(guān)鍵詞：基于相位信息的無源UHF RFID定位算法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：無源UHF RFID標(biāo)簽體積小,成本低廉,部署簡(jiǎn)單,受到業(yè)界的高度關(guān)注,特別是基于標(biāo)簽的室內(nèi)定位技術(shù)成為目前研究的熱點(diǎn)。室內(nèi)環(huán)境復(fù)雜,其中噪聲以及多徑傳播造成RFID射頻信號(hào)的測(cè)量信息存在很大的誤差,嚴(yán)重影響無源UHF RFID系統(tǒng)的定位精度。為了提高室內(nèi)環(huán)境下的定位精度,本文對(duì)基于相位信息的無源UHF RFID定位算法進(jìn)行了深入研究,主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下:(1)提出了基于無源參考標(biāo)簽相位信息的Refer-All-phase-FFT測(cè)距算法。該算法通過計(jì)算單個(gè)閱讀器下所有參考標(biāo)簽與待定位標(biāo)簽關(guān)于相位信息的相似度,篩選出最鄰近的參考標(biāo)簽,并將該參考標(biāo)簽與相應(yīng)閱讀器之間的視距距離作為待定位標(biāo)簽與該閱讀器的視距距離。在此基礎(chǔ)上,利用線性最小二乘算法完成定位。仿真結(jié)果表明,Refer-All-phase-FFT算法最終定位誤差小于LANDMARC系統(tǒng),且適當(dāng)增加參考標(biāo)簽數(shù)量可以進(jìn)一步降低定位誤差。(2)提出了基于改進(jìn)k-NN算法權(quán)重系數(shù)的Phase(improved k-NN)測(cè)距定位算法。Phase(improved k-NN)算法將統(tǒng)計(jì)理論引入鄰近參考標(biāo)簽選擇過程,通過計(jì)算其相位相似度的期望值,以此修正LANDMARC系統(tǒng)k-NN算法的權(quán)重系數(shù),最終估算出待定位標(biāo)簽的視距距離。仿真實(shí)驗(yàn)表明,Phase(improved k-NN)算法與k-NN算法相比,定位誤差明顯降低。(3)提出了一種用于測(cè)距的新型參考標(biāo)簽部署方式,即弧線狀部署方式。該部署方式在增加參考標(biāo)簽與待定位標(biāo)簽距離鄰近性的同時(shí),降低了標(biāo)簽之間的干擾,不但減少了測(cè)距誤差,還提高了參考標(biāo)簽的遍布性,從而保證了基于參考標(biāo)簽測(cè)距的有效性。仿真實(shí)驗(yàn)表明,與傳統(tǒng)網(wǎng)格式均勻部署方式相比,弧線狀部署方式定位誤差降低,且所需參考標(biāo)簽數(shù)量較少,說明弧線狀部署方式優(yōu)于傳統(tǒng)網(wǎng)格式均勻部署方式。(4)提出一種基于雙標(biāo)簽的兩步測(cè)距定位方法。當(dāng)待定位目標(biāo)物體的邊長(zhǎng)大于載波波長(zhǎng)時(shí),提出在待定位目標(biāo)上附著兩個(gè)間距為載波波長(zhǎng)的一半的無源標(biāo)簽部署方案。然后,在單閱讀器天線通信的情況下,通過閱讀器與標(biāo)簽之間的三角幾何關(guān)系即可實(shí)現(xiàn)定位。使用兩個(gè)無源標(biāo)簽不僅可以輔助調(diào)整測(cè)距信息,以減少最終的定位誤差,還可以在單閱讀器天線的條件下完成定位,降低了硬件使用成本。仿真實(shí)驗(yàn)表明,該算法在不使用參考標(biāo)簽的情況下,可進(jìn)一步降低定位誤差。
【關(guān)鍵詞】：無源UHF RFID標(biāo)簽 相位信息 參考標(biāo)簽 多徑傳播
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TP391.44
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-21
• 1.1 研究背景和意義9-10
• 1.2 研究歷史和現(xiàn)狀10-15
• 1.2.1 室內(nèi)定位技術(shù)概述10-12
• 1.2.2 無源UHF RFID定位技術(shù)概述12-13
• 1.2.3 無源UHF RFID定位算法研究現(xiàn)狀及發(fā)展方向13-15
• 1.3 本文的主要貢獻(xiàn)15-17
• 1.4 本文的組織結(jié)構(gòu)17-19
• 1.5 本章小結(jié)19-21
• 第二章 無源UHF RFID定位系統(tǒng)中的相關(guān)概念21-41
• 2.1 通信機(jī)制21-22
• 2.2 測(cè)量信息22-25
• 2.3 定位方法25-31
• 2.3.1 幾何定位算法25-30
• 2.3.2 場(chǎng)景分析算法30-31
• 2.4 多徑信道模型31-40
• 2.4.1 鏈路預(yù)算33-35
• 2.4.2 統(tǒng)計(jì)模型35-36
• 2.4.3 多徑信道性能分析36-40
• 2.5 本章小結(jié)40-41
• 第三章 基于無源參考標(biāo)簽相位信息的測(cè)距算法41-61
• 3.1 多徑傳播對(duì)測(cè)量信息的影響41-45
• 3.2 消除相位信息周期模糊問題的常用方法45-48
• 3.2.1 多頻載波法46-47
• 3.2.2 線性調(diào)頻法47-48
• 3.3 Refer-All-phase-FFT算法48-56
• 3.3.1 相位信息提取48-52
• 3.3.2 測(cè)距算法52-56
• 3.4 仿真結(jié)果分析與說明56-59
• 3.5 本章小結(jié)59-61
• 第四章 基于改進(jìn)k-NN算法的測(cè)距定位算法61-77
• 4.1 基于距離的參考標(biāo)簽部署方式61-64
• 4.2 Phase（improved k-NN）算法64-66
• 4.3 仿真結(jié)果分析與說明66-73
• 4.4 新型測(cè)距方案73-75
• 4.5 本章小結(jié)75-77
• 第五章 基于雙標(biāo)簽的兩步測(cè)距定位算法77-91
• 5.1 載波相位和副載波相位77-81
• 5.2 基于雙標(biāo)簽的測(cè)距定位方法81-87
• 5.2.1 基于雙標(biāo)簽的測(cè)距方法81-83
• 5.2.2 基于雙標(biāo)簽的定位方法83-87
• 5.3 仿真結(jié)果分析與說明87-90
• 5.4 本章小結(jié)90-91
• 第六章 總結(jié)與展望91-95
• 6.1 全文的工作總結(jié)91-92
• 6.2 未來工作展望92-95
• 參考文獻(xiàn)95-107
• 發(fā)表論文和參加科研情況說明107-109
• 致謝109-110

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本文編號(hào)：395392