超宽带无线定位算法的研究与仿真
超宽带(UWB,Ultra-Wide-Band)无线定位技术主要应用于短距离无线通信领域,而超宽带技术本身的优势使其在定位技术上有着其他技术不可替代的优良性能,研究定位这一课题是当今科技发展的一项重要探索,对于我国的超宽带领域的发展具有极为重要的意义,并且对人们的日常生活水平也会有很大的提高。本论文深入研究了适合超宽带环境的定位算法,并研究了如何能够更为精确地进行定位估算。 论文首先对超宽带技术的由来、发展进行了回顾和展望,并对国内外的发展状况进行了探究,简要概述了超宽带技术的几项重要应用,并对超宽带定位中用到的几种测距方式进行了分析比较,同样也对超宽带中的定位算法做出了分析比较。本文主要是基于IEEE802.15.4a信道模型的研究,在协议规定的信道环境中对定位的算法进行了应用,分为两部分研究:第一部分选取了定位精度比较高的泰勒(Taylor)级数展开法作为主要的算法,由于该算法需要设定特殊的初始值来保证算法收敛,选择了在视距环境中定位较为理想的Chan算法作为初始算法,以Chan算法的估算结果代入到泰勒级数法中进行迭代估算,得到最终的定位结果,实验证明,在视距环境中,Chan-Taylor结合的算法更为接近真实值代入的泰勒级数展开法的估计结果,因此在超宽带视距环境中,这种算法定位性能很好;第二部分研究了一种基于数据融合技术的定位算法,该算法是将多种算法进行加权融合,得到融合后的定位结果,当环境变化较多或者算法较多时,可以考虑综合每种算法,计算出加权系数,从而得到一个更为平稳的计算结果,本文中采用了TDOA算法与AOA算法结合的方式,将结果采用了加权融合,得到了较为平稳的估计值,仿真结果表明,数据融合算法的估计结果是介于两种算法结果中间的值,即当TDOA估计出的定位值或者AOA估计出的定位值有任何的偏差和波动,数据融合算法都能够很好的将两者结果进行综合,在实际的环境中较为实用有效。这些研究为后续提高定位算法的精确度研究提供了必要的参考。
超宽带;无线定位算法;信道模型;数据融合算法;泰勒级数展开法
中国海洋大学
硕士
电子与通信工程
张浩
2012
中文
TP301.6;TN92
67
2012-12-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）