本文關(guān)鍵詞：基于移動通信的生命無線智能探測技術(shù)研究

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【摘要】：災(zāi)害救援是當(dāng)今社會面臨的一大難題,亟須開發(fā)高效、高可靠性的搜救技術(shù)。隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展,手機己逐漸成為人們不可或缺的生活工具。鑒于手機的高普及度與高信號強度,基于手機通信的搜救技術(shù)引起了人們的關(guān)注。然而,目前基于手機的通信救援系統(tǒng)設(shè)計尚未成熟,在通信系統(tǒng)設(shè)計、災(zāi)害信道建模、定位算法設(shè)計等方面還存在諸多不足。針對現(xiàn)階段手機通信救援系統(tǒng)面臨的難題,本論文從上述三個方面著手進行深入分析與創(chuàng)新研究,取得了以下成果：1)針對緊急救援基站設(shè)計存在的通信建立、干擾屏蔽、信號誘發(fā)等問題,本文基于GSM的通信機理分析,深入研究了被動式的小區(qū)重選觸發(fā)、用戶登記、手機信號誘發(fā)、跳頻擴頻等關(guān)鍵技術(shù),并提出了相應(yīng)的實施方法。在此基礎(chǔ)上,本文進一步研究了適用于復(fù)雜信道環(huán)境的高效緊急救援系統(tǒng),提出了一種基于手持中繼探測終端的協(xié)作式通訊救援系統(tǒng)。2)本文深入研究了緊急救援基站與手機間的通信信道建模,并提出了一種基于空間平滑旋轉(zhuǎn)不變性信號參數(shù)估計方法(SS-ESPRIT)的災(zāi)害信道建模方法。通過實際廢墟場景的測量,本文建立了基于SS-ESPRIT的廢墟信道時域統(tǒng)計模型,并分析了廢墟信道統(tǒng)計特性。結(jié)果顯示,該信道建模方法具有時間分辨率高、模型階數(shù)低、計算量小、抗干擾性能好等優(yōu)勢。3)基于路徑損耗模型,本文對低天線便攜設(shè)備與手機間的復(fù)雜通信信道進行了精細(xì)建模。通過多廢墟場景內(nèi)的大量實驗,本文分別建模分析了參考點功率、路徑損耗指數(shù)、陰影衰落、小尺度衰落等各個模型參數(shù),并探究了天線高度、天線極化方式、視距與非視距效應(yīng)等對路徑損耗的影響。此外,本文還研究了災(zāi)害場合常見障礙物包括人體的損耗特性。4)針對災(zāi)害環(huán)境下未知參數(shù)與強噪聲造成的低精度、收斂性差等定位難題,本文深入研究了基于多錨點測量方式與路徑損耗信道模型的定位方法,并提出了一種適用于災(zāi)害場景的半定規(guī)劃凸優(yōu)化定位算法。通過半定松弛將最大似然估計問題轉(zhuǎn)化為單極值的凸優(yōu)化問題,有效解決了路徑損耗模型中未知參數(shù)與強噪聲造成的定位難題。仿真結(jié)果顯示,該優(yōu)化算法接近克拉美羅下限。此外,本文還研究分析了額外損耗偏差的影響與視距/非視距數(shù)據(jù)并存情形下的定位問題。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN929.5

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本文編號：1282863