基于UWB的室内定位技术应用研究.pdf

单位代码:10293 密级: 专业学位硕士论文论文题目: 基于UWB的室内定位技术研究 1211022505 刘国栋张业荣工程硕士申请全日制申请电子与通讯工程 学号姓名导师专业学位类别类型专业(领域) 论文提交日期万方数据 Indoor Location technology research based on Ultra-Wideband ThesisSubmitted toNanjing University of Posts and munications for the Degree of Master of Engineering By Guodong Liu Supervisor: Prof. Yerong Zhang February 2014 万方数据南京邮电大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人学位论文及涉及相关资料若有不实,愿意承担一切相关的法律责任。南京邮电大学学位论文使用授权声明本人授权南京邮电大学可以保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文档;允许论文被查阅和借阅;可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索; 可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。本文电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。论文的公布(包括刊登)授权南京邮电大学研究生院办理。涉密学位论文在解密后适用本授权书。研究生签名:_____________ 日期:____________ 研究生签名:____________导师签名:____________ 日期:_____________ 万方数据 I 摘要随着人们对导航及定位需求的提高,高精度的室内定位技术越来越成为人们关注和研究的重点。但是由于室内环境的复杂性导致电波的小尺度衰落现象十分的严重,影响了定位的精度,也限制了定位的应用范围。然而,FCC对超宽带技术的开放使得室内定位技术得到了蓬勃发展。超宽带技术因其功耗辐射低、多径分辨率高和抗干扰能力强等优点十分适合在室内环境下进行定位。室内定位可分为两步进行:首先,获得基于到达时间、到达时间差、到达角度或场强强度的测量估计值,然后利用定位算法对测量值进行运算并最终得到定位节点的位置。在室内定位中,一个最重要的指标就是定位精度、技术的鲁棒性,也就是定位技术的环境适用性。利用现有的基于超宽带研究在室内的LOS环境中定位能够达到很高的精度,但是在NLOS环境下仍然表现不尽人意。本文着重于研究超宽带室内定位技术相关技术,在阅读大量文献的情况下,。对常用的TOA、TDOA、 AOA等定位算法进行了详细的介绍。利用仿真的方式介绍和分析了Fang、Chan氏、Taylor等常用的定位算法,为了能够了解算法在集成芯片等低速率处理器上面的运行情况,文章在评价这几种算法定位精度性能的情况下同时提出和分析了它们的算法时间复杂度,并进行了相应的对比。本文也提出了一种基于统计值的NLOS识别与抑制方法,利用该方法能够使得室内NLOS路径识别率达90%,用该方法得到似然函数值以建立起来的加权最小二乘定位算法能够大大的提高在室内环境中有NLOS路径情况下的定位精度。算法在时间复杂度的表现也十分的优良,能够适合在集成芯片上运行。关键词:超宽带,室内定位,定位算法,NLOS,时间复杂度万方数据 II Abstract With the improvingdemand for navigation and positioning, high-precision indoor localization technology is ing more and more important spot of study. Because of plexity of the indoor environment, the radiosmall scale fading phenomenon is very serious, which would affect the localization accuracy and limits the adoption of the localization. openthe UWB (Utral- wideband) technology, there were obvious progress