本文關(guān)鍵詞：基于UWB的移動定位算法研究

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【摘要】：隨著科技的進步,無線傳感網(wǎng)絡被應用到越來越多的方面,例如環(huán)境監(jiān)測、地質(zhì)勘探、軍事偵察等領域,逐漸改變著人們的生活方式。隨之而來的無線定位技術(shù)也受到了更多人的關(guān)注,人們對獲得更低成本、更快速度、更高精度的定位服務也有了更大的需求。在可用頻譜資源日趨緊張的情況下,超寬帶技術(shù)以其特有的高傳輸速率、低發(fā)射功率、高保密性等優(yōu)勢脫穎而出,具有很高的研究價值。本文以超寬帶通信為對象,在了解傳統(tǒng)算法之后進行合理改進。論文的起始部分介紹了超寬帶通信從產(chǎn)生、發(fā)展到現(xiàn)實應用的成長歷程,結(jié)合Matlab軟件進行仿真,介紹了如何生成超寬帶信號,并重點研究了超寬帶通信過程中的信號發(fā)射、接收流程和信道模型；然后分析了幾種無線傳感網(wǎng)絡中的傳統(tǒng)測距方式,通過原理分析和軟件仿真進行了對比；接著對比分析了三種傳統(tǒng)的定位算法,驗證了各自的定位精度；最后構(gòu)建了NLOS(Non Line of Sight)誤差模型并使用卡爾曼濾波器進行處理,然后結(jié)合牛頓迭代法改進了方程組非線性的問題,并在軟件平臺上進行了未知節(jié)點定位的仿真測試。從Matlab結(jié)果圖可以看出,本文采用的改進算法較傳統(tǒng)方式較大地減小了定位誤差,取得了良好的效果。
【關(guān)鍵詞】：UWB TOA NLOS 卡爾曼濾波
【學位授予單位】：內(nèi)蒙古大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN925
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 一 緒論9-14
• 1.1 課題研究背景及意義9
• 1.2 UWB技術(shù)的特點及應用9-11
• 1.2.1 UWB技術(shù)的特點9-10
• 1.2.2 UWB技術(shù)的應用10-11
• 1.3 UWB技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.4 研究內(nèi)容及章節(jié)安排12-14
• 二 UWB技術(shù)概述14-30
• 2.1 UWB的定義14
• 2.2 UWB的實現(xiàn)方式與仿真14-20
• 2.2.1 沖激無線電14-19
• 2.2.2 多頻帶UWB19-20
• 2.3 UWB的信道模型與仿真20-26
• 2.3.1 IEEE 802.15.3a信道模型21-24
• 2.3.2 IEEE 802.15.4a信道模型24-26
• 2.4 UWB的接收方式26-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 三 UWB無線定位技術(shù)30-39
• 3.1 基于測距的定位算法30-36
• 3.1.1 常用的節(jié)點測距方法30-34
• 3.1.2 適合UWB的測距方法分析及評價34-36
• 3.2 無需測距的定位算法36-37
• 3.2.1 質(zhì)心算法36-37
• 3.2.2 DV-Hop算法37
• 3.3 影響定位精度的主要因素37-38
• 3.3.1 多徑效應37
• 3.3.2 非視距傳播(NLOS)37-38
• 3.3.3 多址干擾38
• 3.4 本章小結(jié)38-39
• 四 基于UWB的移動定位算法39-49
• 4.1 經(jīng)典的定位算法39-43
• 4.1.1 三邊定位法39-40
• 4.1.2 極大似然估計法40-41
• 4.1.3 泰勒級數(shù)展開法41-43
• 4.2 基于卡爾曼濾波的定位算法43-45
• 4.2.1 卡爾曼濾波原理43-44
• 4.2.2 基于卡爾曼濾波的定位算法44-45
• 4.3 改進的UWB定位算法45-48
• 4.4 本章小結(jié)48-49
• 五 總結(jié)與展望49-50
• 5.1 課題總結(jié)49
• 5.2 課題展望49-50
• 參考文獻50-52
• 致謝52

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本文編號：723678