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標簽體積小,成本低廉,部署簡單,受到業(yè)界的高度關(guān)注,特別是基于標簽的室內(nèi)定位技術(shù)成為目前研究的熱點。室內(nèi)環(huán)境復雜,其中噪聲以及多徑傳播造成RFID射頻信號的測量信息存在很大的誤差,嚴重影響無源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,本文對基于相位信息的無源UHF RFID定位算法進行了深入研究,主要工作和創(chuàng)新點如下:(1)提出了基于無源參考標簽相位信息的Refer-All-phase-FFT測距算法。該算法通過計算單個閱讀器下所有參考標簽與待定位標簽關(guān)于相位信息的相似度,篩選出最鄰近的參考標簽,并將該參考標簽與相應閱讀器之間的視距距離作為待定位標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),且適當增加參考標簽數(shù)量可以進一步降低定位誤差。(2)提出了基于改進k-NN算法權(quán)重系數(shù)的Phase(improved k-NN)測距定位算法。Phase(improved k-NN)算法將統(tǒng)計理論引入鄰近參考標簽選擇過程,通過計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簽的視距距離。仿真實驗表明,Phase(improved k-NN)算法與k-NN算法相比,定位誤差明顯降低。(3)提出了一種用于測距的新型參考標簽部署方式,即弧線狀部署方式。該部署方式在增加參考標簽與待定位標簽距離鄰近性的同時,降低了標簽之間的干擾,不但減少了測距誤差,還提高了參考標簽的遍布性,從而保證了基于參考標簽測距的有效性。仿真實驗表明,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)提出一種基于雙標簽的兩步測距定位方法。當待定位目標物體的邊長大于載波波長時,提出在待定位目標上附著兩個間距為載波波長的一半的無源標簽部署方案。然后,在單閱讀器天線通信的情況下,通過閱讀器與標簽之間的三角幾何關(guān)系即可實現(xiàn)定位。使用兩個無源標簽不僅可以輔助調(diào)整測距信息,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。仿真實驗表明,該算法在不使用參考標簽的情況下,可進一步降低定位誤差。
【關(guān)鍵詞】：無源UHF RFID標簽 相位信息 參考標簽 多徑傳播
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：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 通信機制21-22
• 2.2 測量信息22-25
• 2.3 定位方法25-31
• 2.3.1 幾何定位算法25-30
• 2.3.2 場景分析算法30-31
• 2.4 多徑信道模型31-40
• 2.4.1 鏈路預算33-35
• 2.4.2 統(tǒng)計模型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 基于無源參考標簽相位信息的測距算法41-61
• 3.1 多徑傳播對測量信息的影響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k-NN算法的測距定位算法61-77
• 4.1 基于距離的參考標簽部署方式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 新型測距方案73-75
• 4.5 本章小結(jié)75-77
• 第五章 基于雙標簽的兩步測距定位算法77-91
• 5.1 載波相位和副載波相位77-81
• 5.2 基于雙標簽的測距定位方法81-87
• 5.2.1 基于雙標簽的測距方法81-83
• 5.2.2 基于雙標簽的定位方法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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