本文關(guān)鍵詞：基于超寬帶系統(tǒng)的測(cè)距定位及誤差校正技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來,隨著基于位置的服務(wù)(Location based Services, LBS),無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network, WSN)等技術(shù)的快速發(fā)展以及室內(nèi)定位、導(dǎo)航需求的日益擴(kuò)大,室內(nèi)位置感知受到極大的關(guān)注。對(duì)基于測(cè)距的定位方法來說,能進(jìn)行精確定位的先決條件就是測(cè)距精度要足夠高。由于超寬帶(Ultra-wide Band, UWB)系統(tǒng)具有帶寬寬,時(shí)間、空間分辨率高,障礙物穿透能力強(qiáng)等特點(diǎn),有實(shí)現(xiàn)高精度的室內(nèi)測(cè)距定位的潛力。在超寬帶測(cè)距系統(tǒng)中,最大的挑戰(zhàn)就是惡劣的室內(nèi)環(huán)境,存在密集多徑和非視距(Non-Line-of-Sight, NLOS)情況,對(duì)測(cè)距以及定位精度有很大的影響。超寬帶系統(tǒng)測(cè)距定位的關(guān)鍵所在是到達(dá)時(shí)間(Time of Arrival, TOA)的準(zhǔn)確估計(jì)。為了減小室內(nèi)環(huán)境中密集多徑和非視距條件的影響,準(zhǔn)確估計(jì)超寬帶測(cè)距系統(tǒng)中首達(dá)徑分量(First Path, FP)的到達(dá)時(shí)間,首先,提出了一種新穎的基于信息熵的到達(dá)時(shí)間估計(jì)算法。信息熵用來衡量接收到信號(hào)的隨機(jī)程度,通過接收信號(hào)熵的跳變,可以估計(jì)出首達(dá)徑分量的到達(dá)時(shí)間。相比于傳統(tǒng)的過門限檢測(cè),相干檢測(cè)等方法,基于熵的方法性能有很大的提升。其次,在改進(jìn)的測(cè)距方法提升了測(cè)距性能的前提下,為了進(jìn)一步減小測(cè)距誤差,提出了以支持向量機(jī)(Support Vector Machine, SVM)為核心的回歸校正誤差的方法。通過提取出的信號(hào)的特征,利用支持向量機(jī)訓(xùn)練,建立回歸模型,對(duì)測(cè)距誤差進(jìn)行預(yù)測(cè)校正。最后,提出了將基于最小二乘法(Least Squared Error,LSE)和’Taylor級(jí)數(shù)展開算法結(jié)合的聯(lián)合定位算法,以LSE算法的結(jié)果作為Taylor級(jí)數(shù)展開的迭代初值,既解決了Taylor級(jí)數(shù)展開算法的迭代初值難以選擇的問題,又通過較少的迭代次數(shù)實(shí)現(xiàn)了比傳統(tǒng)LSE算法更好的結(jié)果。通過在IEEE 802.15.4a標(biāo)準(zhǔn)的CM1-CM4信道模型下的仿真,將本文中提出的算法和傳統(tǒng)算法相比,發(fā)現(xiàn)性能都有了很大程度的提升。在信噪比較高的情況下,測(cè)距和定位誤差都能達(dá)到厘米級(jí),能滿足實(shí)際應(yīng)用的需求。
【關(guān)鍵詞】：超寬帶 測(cè)距 到達(dá)時(shí)間估計(jì) 誤差校正 支持向量回歸 定位
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN925
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-17
• 1.1 課題研究的背景和意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-15
• 1.2.1 超寬帶技術(shù)9-11
• 1.2.2 超寬帶系統(tǒng)測(cè)距技術(shù)11-12
• 1.2.3 超寬帶系統(tǒng)測(cè)距誤差校正技術(shù)12-14
• 1.2.4 超寬帶系統(tǒng)定位技術(shù)14-15
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容15-17
• 第2章 超寬帶技術(shù)基礎(chǔ)及系統(tǒng)模型17-27
• 2.1 超寬帶技術(shù)基礎(chǔ)17-19
• 2.1.1 超寬帶信號(hào)的定義17
• 2.1.2 超寬帶信號(hào)的特點(diǎn)及實(shí)現(xiàn)方式17-19
• 2.2 超寬帶系統(tǒng)模型19-26
• 2.2.1 信號(hào)的產(chǎn)生19-20
• 2.2.2 信道模型20-25
• 2.2.3 接收端超寬帶信號(hào)的模型25-26
• 2.3 本章小結(jié)26-27
• 第3章 基于TOA和信息熵的超寬帶測(cè)距技術(shù)27-48
• 3.1 經(jīng)典的基于TOA的測(cè)距方法分析27-31
• 3.1.1 非相干檢測(cè)28-30
• 3.1.2 相干檢測(cè)30-31
• 3.2 基于TOA和信息熵的超寬帶測(cè)距技術(shù)31-44
• 3.2.1 信息熵的基本概念31-32
• 3.2.2 基于信息熵的TOA估計(jì)算法32-38
• 3.2.3 門限設(shè)定的進(jìn)一步探討38-44
• 3.3 實(shí)驗(yàn)仿真與分析44-47
• 3.4 本章小結(jié)47-48
• 第4章 基于支持向量機(jī)的誤差校正技術(shù)48-72
• 4.1 支持向量機(jī)基本理論48-55
• 4.1.1 機(jī)器學(xué)習(xí)和統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)理論48-50
• 4.1.2 支持向量機(jī)分類理論50-54
• 4.1.3 支持向量機(jī)回歸理論54-55
• 4.2 特征分析及選擇55-62
• 4.3 基于支持向量機(jī)的測(cè)距誤差校正算法62-63
• 4.3.1 直接校正算法62-63
• 4.3.2 兩步校正算法63
• 4.4 實(shí)驗(yàn)仿真與分析63-71
• 4.4.1 直接校正算法65-68
• 4.4.2 兩步校正算法68-71
• 4.5 本章小結(jié)71-72
• 第5章 超寬帶系統(tǒng)的定位技術(shù)72-83
• 5.1 傳統(tǒng)定位算法72-75
• 5.2 遺傳算法75
• 5.3 基于LSE和Taylor級(jí)數(shù)展開的聯(lián)合定位算法75-77
• 5.4 影響定位精度的因素分析77-79
• 5.4.1 參考節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)77-78
• 5.4.2 測(cè)距誤差78-79
• 5.5 實(shí)驗(yàn)仿真與分析79-82
• 5.6 本章小結(jié)82-83
• 結(jié)論83-84
• 參考文獻(xiàn)84-91
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果91-93
• 致謝93

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1 海宇;;超寬帶系統(tǒng)中采樣門前置電路的仿真與分析[J];軍民兩用技術(shù)與產(chǎn)品;2007年01期

2 李輝;宋耀良;楊余旺;;基于多混沌載波的超寬帶系統(tǒng)[J];河南師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2008年04期

3 王鋒,李振強(qiáng),牛忠霞,王映民;超寬帶系統(tǒng)等距線陣的方向圖[J];計(jì)算機(jī)仿真;2005年06期

4 曾勇波;周正;;全數(shù)字超寬帶系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)及其發(fā)展[J];數(shù)據(jù)通信;2007年02期

5 楊婷婷;張淑芳;孫忠華;;基于博弈論的協(xié)作超寬帶系統(tǒng)資源分配算法[J];吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版);2010年03期

6 趙為春,劉丹譜,樂光新;多徑超寬帶系統(tǒng)修正自相關(guān)符號(hào)同步方案的實(shí)現(xiàn)[J];北京郵電大學(xué)學(xué)報(bào);2005年03期

7 邵世祥;陳麗琴;;一種具有同步跟蹤功能的超寬帶系統(tǒng)同步方案[J];南京郵電大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2006年02期

8 劉敏;顏彪;楊娜;張慧;楊銀霞;;基于載波調(diào)制的超寬帶系統(tǒng)性能的改善[J];信息與電子工程;2009年04期

9 周金;趙啟大;;啁啾多址的超寬帶系統(tǒng)[J];天津大學(xué)學(xué)報(bào);2010年06期

10 吳鋒;趙德雙;王秉中;葛廣頂;;壓縮感知理論在超寬帶系統(tǒng)中的應(yīng)用前景分析[J];核電子學(xué)與探測(cè)技術(shù);2011年06期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 于小娟;彭代淵;權(quán)偉;;影響超寬帶系統(tǒng)的性能因子分析[A];2006中國西部青年通信學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2006年

2 邵世祥;陳麗琴;王志君;;一種具有同步跟蹤功能的超寬帶系統(tǒng)同步方案[A];2005年全國超寬帶無線通信技術(shù)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2005年

3 趙為春;劉丹譜;樂光新;;一種多徑超寬帶系統(tǒng)符號(hào)同步方案的實(shí)現(xiàn)[A];第九屆全國青年通信學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2004年

4 高正隆;;一種用于超寬帶系統(tǒng)的平面槽天線設(shè)計(jì)[A];“第十四屆全國微波能應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議”暨“2009年微波創(chuàng)造美的生活高峰論壇”論文集[C];2009年

5 程璐;唐友喜;李少謙;;UWB系統(tǒng)的時(shí)域與頻域?qū)崿F(xiàn)方法對(duì)比[A];2005年全國超寬帶無線通信技術(shù)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2005年

6 孫華明;周正;;超寬帶系統(tǒng)多用戶調(diào)制方式分析[A];第九屆全國青年通信學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2004年

7 陳晨;張?jiān)阼?;1-bit采樣超寬帶系統(tǒng)接收端方案的研究[A];2008通信理論與技術(shù)新發(fā)展——第十三屆全國青年通信學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（下）[C];2008年

8 陳軍;王蔚婷;;一種適用于MB-OFDM超寬帶系統(tǒng)的信道估計(jì)方法及性能仿真[A];2005年全國超寬帶無線通信技術(shù)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2005年

9 馮寶榮;岳殿武;王光健;;Nakagami衰落下超寬帶系統(tǒng)中空時(shí)分組碼的性能研究[A];2007通信理論與技術(shù)新發(fā)展——第十二屆全國青年通信學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（下冊(cè)）[C];2007年

10 郭明喜;沈越泓;;多頻段OFDM超寬帶系統(tǒng)[A];2005年全國超寬帶無線通信技術(shù)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2005年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 包東智;UWB發(fā)展應(yīng)關(guān)注的問題[N];計(jì)算機(jī)世界;2007年

2 河北電信設(shè)計(jì)咨詢有限公司 包東智;UWB挑戰(zhàn)最后一公里[N];通信產(chǎn)業(yè)報(bào);2007年

3 東南大學(xué)移動(dòng)通信國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 張正琛 畢光國;兩種標(biāo)準(zhǔn)方案角力[N];計(jì)算機(jī)世界;2004年

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1 陳芳妮;合作超寬帶系統(tǒng)中的資源優(yōu)化分配和合作策略研究[D];浙江大學(xué);2008年

2 康曉非;超寬帶系統(tǒng)中接收技術(shù)研究[D];西安電子科技大學(xué);2012年

3 楊婷婷;協(xié)作超寬帶系統(tǒng)資源優(yōu)化分配算法研究[D];大連海事大學(xué);2010年

4 胡君萍;直接序列超寬帶系統(tǒng)的脈沖波形研究[D];武漢理工大學(xué);2008年

5 蒙文武;超寬帶系統(tǒng)資源分配研究[D];華中科技大學(xué);2008年

6 王澄;直接序列超寬帶系統(tǒng)中的窄帶干擾抑制問題研究[D];上海交通大學(xué);2011年

7 姜曉斐;并行組合擴(kuò)頻超寬帶通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2012年

8 呂威;多帶正交頻分復(fù)用超寬帶系統(tǒng)信道估計(jì)方法[D];哈爾濱工程大學(xué);2011年

9 呂婷婷;寬帶脈沖無線電通信關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用研究[D];中國海洋大學(xué);2013年

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1 崔凱;基于超寬帶系統(tǒng)的測(cè)距定位及誤差校正技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

2 楊巖巖;認(rèn)知超寬帶系統(tǒng)中頻譜抑制方法的研究[D];北京郵電大學(xué);2011年

3 李斌;超寬帶系統(tǒng)中多普勒效應(yīng)的跟蹤與檢測(cè)[D];浙江大學(xué);2011年

4 谷俊嶸;非相干超寬帶系統(tǒng)中的自適應(yīng)同步研究[D];大連理工大學(xué);2007年

5 劉永沖;脈沖方式的超寬帶系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D];武漢理工大學(xué);2010年

6 邸存霞;空時(shí)碼超寬帶系統(tǒng)中信道估計(jì)方法的研究[D];華北電力大學(xué)（河北）;2010年

7 劉芳;超寬帶系統(tǒng)中信道估計(jì)方法的研究[D];山東大學(xué);2006年

8 閆崢;基于多天線的超寬帶系統(tǒng)研究[D];華北電力大學(xué)（河北）;2008年

9 孟彩云;超寬帶系統(tǒng)定位問題研究[D];沈陽工業(yè)大學(xué);2013年

10 田靜;超寬帶系統(tǒng)中定位技術(shù)的研究[D];吉林大學(xué);2007年

  本文關(guān)鍵詞：基于超寬帶系統(tǒng)的測(cè)距定位及誤差校正技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：387956