UWB定位的NLOS誤差抑制算法測試與優(yōu)化
發(fā)布時間：2021-07-11 00:14
隨著物聯(lián)網時代的到來,人們對位置信息的精度要求也越來越高。隨著定位技術水平的提高以及無線通信中短距離高速率通信技術日趨完善,作為一項興起不久的技術,超寬帶（Ultra Wide Band,UWB）技術既可滿足室內無線定位高精度、低能耗,又可實現低復雜度的要求。對于直達路徑（Direct Path,DP）的研究在UWB定位系統(tǒng)中是一個重要部分,一個定位系統(tǒng)性能的好與壞我們要由系統(tǒng)定位位置和實際位置的距離差來比較,而造成距離誤差的主要原因是UWB信號傳輸過程中出現多徑傳播和非視距（Non-Line-of-Sight,NLOS）現象。雖然UWB信號的時間分辨率在納秒級,可在一定程度上降低多徑效應對定位精度的干擾,但系統(tǒng)的帶寬是有限的,于是同樣存在多徑誤差。NLOS誤差則為UWB信號在傳播過程中受到障礙物的干擾,導致信號傳播產生額外時延而導致的距離誤差。此時則需要誤差抑制算法對測量結果進行一定的修正或補償,這個過程產生四種經典算法,后人又在這些經典算法之上提出了一大批改進算法,但這些算法還只停留在實驗室中,很少有真正的工程應用來證明他們的實際效果。實際定位情況中,環(huán)境一般都更加復雜,無法通過固...
【文章來源】：海南大學海南省 211工程院校
【文章頁數】：58 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
圖２超寬帶信號與窄帶信號的比較??Ｆｉｇ．２?Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｏｆ?ＵＷＢ?ｓｉｇｎａｌ?ａｎｄ?ｎａｒｒｏｗ?ｂａｎｄ?ｓｉｇｎａｌ??
道模型??通信方案的性能及實現標準化的工作，我們需要根據工作環(huán)境等型。但ＵＷＢ信號有著極大的帶寬、持續(xù)時間又僅為納秒量級或會與傳統(tǒng)的窄帶系統(tǒng)有著不同的信道特性，但也需要借助原有窄為基礎進行更深層次的研究。無線電波信號與周圍環(huán)境相互作用很大，而室內環(huán)境相對封閉，物品擺放、裝修材料、建筑結構都響，室內無線通信的傳播速率低、覆蓋范圍小、環(huán)境復雜度高。延非常小，在每個可分辨的時延間隔中，多徑分量很小，所以為模型，我們需要知道多徑到達時間的統(tǒng)計情況。??信道模型??識可得，ＵＷＢ信道中的多徑傳輸部分是成簇到達的（朱剛，ａｌ?（Ｓ－Ｖ）模型對這種成簇到達的信號進行了比較合理的描述。??人為的將信號的到達情況分為兩部分進行分析，且為兩個不相關分為信號中各簇的到達情況，第二部分分析簇內各多徑信號的到達幅度服從瑞利分布。??幅??
圖４?ＴＯＡ二維定位原理圖??Ｆｉｇ．４?ｔｗｏ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ?ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｂａｓｅｄ?ｏｎ?ＴＯＡ??達時間差的定位算法——ＴＤＯＡ算法??原理基于圓形的幾何性質，ＴＤＯＡ算法在定位原理上與ＴＯＡ算法是基于雙曲線的幾何性質實現的，不同的是算法雖然相易實現，精度也更高。我們己知的是電磁波在空氣中的的傳據包到各個基站，各個基站進行數據處理后進行數據回傳給出標簽到各個基站的信號到達時間差，電磁波傳播速度又己簽到各個基站的距離以及距離之差，此時標簽的位置就在以兩個基站的距離之差為標簽到不同參考基站距離差的雙曲線贏??＇?ＢＳ１??＼??、、、、、?／??
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于TDOA無線定位的NLOS誤差抑制算法[J]. 王正,陳兵. 電子科技. 2014(06)
[2]單基站UWB定位距離的獲得及處理方法[J]. 安寶強,張浩,崔學榮. 現代電子技術. 2014(07)
[3]基于單基站天線陣列的超寬帶定位AOA估計方法[J]. 張浩,劉興,Gulliver T A,崔學榮. 電子與信息學報. 2013(08)
[4]脈沖超寬帶定位技術綜述[J]. 肖竹,黑永強,于全,易克初. 中國科學（F輯:信息科學）. 2009(10)
[5]UWB超寬帶技術研究及應用[J]. 王一強,孫罡. 江西通信科技. 2008(03)
[6]密集多徑環(huán)境下UWB測距的NLOS誤差減小方法[J]. 吳紹華,張欽宇,張乃通. 電子學報. 2008(01)
[7]超寬帶脈沖信號波形失真仿真與分析[J]. 扈羅全,朱洪波. 中國電子科學研究院學報. 2006(03)
[8]UWB室內視距環(huán)境多徑傳播模型[J]. 汪洋,張乃通,唐珣,孫亞楠. 通信學報. 2005(10)
[9]基于超寬帶技術的無線傳感器網絡[J]. 吳微威,王衛(wèi)東,衛(wèi)國. 中興通訊技術. 2005(04)
博士論文
[1]基于UWB信號的多基站與單基站定位算法的研究與性能分析[D]. 屠曉東.中國海洋大學 2012
[2]基于IR-UWB無線室內定位的機理研究[D]. 蒙靜.哈爾濱工業(yè)大學 2010
[3]LOS/NLOS無線定位方法研究[D]. 陳璋鑫.電子科技大學 2009
[4]復雜環(huán)境下GPS信號參數估計與定位方法研究[D]. 鄭利龍.清華大學 2004
碩士論文
[1]非視距環(huán)境下超寬帶定位技術研究[D]. 張同麗.西安科技大學 2018
[2]混合距離和角度測量的非視距識別和非視距減弱算法研究[D]. 周德軍.華中師范大學 2013
[3]蜂窩網絡抑制非視距誤差定位算法研究[D]. 郭東明.西南交通大學 2007
本文編號：3276935
【文章來源】：海南大學海南省 211工程院校
【文章頁數】：58 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
圖２超寬帶信號與窄帶信號的比較??Ｆｉｇ．２?Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｏｆ?ＵＷＢ?ｓｉｇｎａｌ?ａｎｄ?ｎａｒｒｏｗ?ｂａｎｄ?ｓｉｇｎａｌ??
道模型??通信方案的性能及實現標準化的工作，我們需要根據工作環(huán)境等型。但ＵＷＢ信號有著極大的帶寬、持續(xù)時間又僅為納秒量級或會與傳統(tǒng)的窄帶系統(tǒng)有著不同的信道特性，但也需要借助原有窄為基礎進行更深層次的研究。無線電波信號與周圍環(huán)境相互作用很大，而室內環(huán)境相對封閉，物品擺放、裝修材料、建筑結構都響，室內無線通信的傳播速率低、覆蓋范圍小、環(huán)境復雜度高。延非常小，在每個可分辨的時延間隔中，多徑分量很小，所以為模型，我們需要知道多徑到達時間的統(tǒng)計情況。??信道模型??識可得，ＵＷＢ信道中的多徑傳輸部分是成簇到達的（朱剛，ａｌ?（Ｓ－Ｖ）模型對這種成簇到達的信號進行了比較合理的描述。??人為的將信號的到達情況分為兩部分進行分析，且為兩個不相關分為信號中各簇的到達情況，第二部分分析簇內各多徑信號的到達幅度服從瑞利分布。??幅??
圖４?ＴＯＡ二維定位原理圖??Ｆｉｇ．４?ｔｗｏ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ?ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｂａｓｅｄ?ｏｎ?ＴＯＡ??達時間差的定位算法——ＴＤＯＡ算法??原理基于圓形的幾何性質，ＴＤＯＡ算法在定位原理上與ＴＯＡ算法是基于雙曲線的幾何性質實現的，不同的是算法雖然相易實現，精度也更高。我們己知的是電磁波在空氣中的的傳據包到各個基站，各個基站進行數據處理后進行數據回傳給出標簽到各個基站的信號到達時間差，電磁波傳播速度又己簽到各個基站的距離以及距離之差，此時標簽的位置就在以兩個基站的距離之差為標簽到不同參考基站距離差的雙曲線贏??＇?ＢＳ１??＼??、、、、、?／??
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于TDOA無線定位的NLOS誤差抑制算法[J]. 王正,陳兵. 電子科技. 2014(06)
[2]單基站UWB定位距離的獲得及處理方法[J]. 安寶強,張浩,崔學榮. 現代電子技術. 2014(07)
[3]基于單基站天線陣列的超寬帶定位AOA估計方法[J]. 張浩,劉興,Gulliver T A,崔學榮. 電子與信息學報. 2013(08)
[4]脈沖超寬帶定位技術綜述[J]. 肖竹,黑永強,于全,易克初. 中國科學（F輯:信息科學）. 2009(10)
[5]UWB超寬帶技術研究及應用[J]. 王一強,孫罡. 江西通信科技. 2008(03)
[6]密集多徑環(huán)境下UWB測距的NLOS誤差減小方法[J]. 吳紹華,張欽宇,張乃通. 電子學報. 2008(01)
[7]超寬帶脈沖信號波形失真仿真與分析[J]. 扈羅全,朱洪波. 中國電子科學研究院學報. 2006(03)
[8]UWB室內視距環(huán)境多徑傳播模型[J]. 汪洋,張乃通,唐珣,孫亞楠. 通信學報. 2005(10)
[9]基于超寬帶技術的無線傳感器網絡[J]. 吳微威,王衛(wèi)東,衛(wèi)國. 中興通訊技術. 2005(04)
博士論文
[1]基于UWB信號的多基站與單基站定位算法的研究與性能分析[D]. 屠曉東.中國海洋大學 2012
[2]基于IR-UWB無線室內定位的機理研究[D]. 蒙靜.哈爾濱工業(yè)大學 2010
[3]LOS/NLOS無線定位方法研究[D]. 陳璋鑫.電子科技大學 2009
[4]復雜環(huán)境下GPS信號參數估計與定位方法研究[D]. 鄭利龍.清華大學 2004
碩士論文
[1]非視距環(huán)境下超寬帶定位技術研究[D]. 張同麗.西安科技大學 2018
[2]混合距離和角度測量的非視距識別和非視距減弱算法研究[D]. 周德軍.華中師范大學 2013
[3]蜂窩網絡抑制非視距誤差定位算法研究[D]. 郭東明.西南交通大學 2007
本文編號：3276935
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