發(fā)布時間：2020-03-24 06:41

【摘要】：隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展,人們對定位服務(wù)的需求從室外定位延伸到了室內(nèi)定位。近年來,一批無線定位技術(shù)如無線局域網(wǎng)技術(shù)(WLAN)、無線射頻識別技術(shù)(RFID)、超寬帶技術(shù)(UWB)成為了眾多研究者研究的熱門。其中,超寬帶技術(shù)憑借傳輸速率高、抗干擾能力強、定位精準(zhǔn)度高的優(yōu)勢,獲得了較高的關(guān)注度。但是,有關(guān)超寬帶室內(nèi)定位研究方向大多集中于定位算法、定位技術(shù)融合等,鮮有對節(jié)點高密度場景下的研究,例如在物流倉儲、化工工廠等場景下對大量人或物進行定位。在節(jié)點高密度的場景下,室內(nèi)定位系統(tǒng)面臨鏈路資源緊張的問題,如果缺乏對鏈路資源的合理規(guī)劃,會導(dǎo)致信號頻繁在空間發(fā)生碰撞,產(chǎn)生很大時延,從而極大地影響定位實時性和準(zhǔn)確性。本文針對上述問題,利用無線傳感網(wǎng)絡(luò)的思想,設(shè)計與實現(xiàn)了基于TDMA的UWB高密度室內(nèi)精準(zhǔn)定位系統(tǒng)。通過將時間劃分成時隙,讓節(jié)點在時隙中有序地收發(fā)數(shù)據(jù),使得定位系統(tǒng)可以承載大量定位節(jié)點,并且保證定位的實時性和精準(zhǔn)度。本文針對定位系統(tǒng)無法適應(yīng)節(jié)點高密度的問題,對定位系統(tǒng)的MAC層進行了如下通信方案的設(shè)計:首先基于TDMA協(xié)議設(shè)計了鏈路調(diào)度模塊,包括超幀結(jié)構(gòu)的設(shè)計、時隙的設(shè)置、時隙時序的安排、數(shù)據(jù)收發(fā)的控制,通過對上述設(shè)計使定位系統(tǒng)可以容納大量定位節(jié)點,其次,本文設(shè)計了網(wǎng)絡(luò)控制管理模塊,該模塊以鏈路調(diào)度模塊為基礎(chǔ),控制節(jié)點完成同步,入網(wǎng),出網(wǎng),從而實現(xiàn)系統(tǒng)中的節(jié)點同步工作,達到規(guī)劃鏈路資源,保證定位實時性的目的。根據(jù)上述設(shè)計,本文將MAC層分為MAC控制子層和MAC調(diào)度子層進行實現(xiàn),MAC控制子層提供控制管理服務(wù)和數(shù)據(jù)服務(wù),負責(zé)為上層應(yīng)用提供收發(fā)的接口,幀和時隙的管理與分配,存儲調(diào)度信息。MAC調(diào)度子層主要負責(zé)時隙的調(diào)度,控制射頻芯片進行收發(fā)以及數(shù)據(jù)包的解析。兩個子層共同完成了協(xié)議棧的相關(guān)功能。本文對上述提出的MAC協(xié)議進行了功能性測試,并對節(jié)點高密度場景下的定位系統(tǒng)進行了測試分析。結(jié)果表明,基于TDMA的MAC層協(xié)議可以支持節(jié)點高密度場景下的室內(nèi)精準(zhǔn)定位。
【圖文】：

圖１－１論文的主要工作與結(jié)構(gòu)框架逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｍａｉｎ邋ｗｏｒｋ邋ａｎｄ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ邋ｆｒａｍｅｗｏｒｋ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｐａｐｅｒ逡逑

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【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN925;TP212.9

【參考文獻】

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本文編號：2597959