基于異步TOA估計(jì)的超寬帶室內(nèi)定位系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、脈沖無線電超寬帶(Impuse Radio Ultra-Wideband,IR-UWB)技術(shù)是近年來新興發(fā)展起來的一種近距離無線技術(shù),與傳統(tǒng)無線技術(shù)有著顯著區(qū)別,其在近距離無線通信、精確測(cè)距定位以及探測(cè)成像領(lǐng)域都有著廣闊的應(yīng)用前景,受到學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的廣泛關(guān)注。IR-UWB采用平均功率譜密度極低的納秒級(jí)窄脈沖來傳遞信息,較高的時(shí)間分辨率使其具備很強(qiáng)的多徑分辨能力,而且UWB信號(hào)中豐富的低頻分量使其具有較強(qiáng)的穿透障礙物能力,因而被認(rèn)為是實(shí)

2、現(xiàn)室內(nèi)精確定位極具競爭力的候選方案之一。本課題從室內(nèi)高精度定位的需求出發(fā),充分挖掘IR-UWB信號(hào)在測(cè)距定位方面的優(yōu)勢(shì),在前期理論研究工作的基礎(chǔ)上提出一種適用于室內(nèi)精確定位的低復(fù)雜度解決方案,并通過實(shí)際測(cè)試驗(yàn)證其定位性能。
　　本文首先研究了基于異步TOA估計(jì)(Time of Arrival)的定位系統(tǒng)。針對(duì)現(xiàn)有的異步TOA定位方法錨節(jié)點(diǎn)接入機(jī)制復(fù)雜的問題,提出一種改進(jìn)的基于雙向測(cè)距的異步TOA定位方法,并給出了低復(fù)雜度的錨節(jié)點(diǎn)識(shí)

3、別機(jī)制。該方法可一次性完成TOA測(cè)量和錨節(jié)點(diǎn)編碼工作,定位發(fā)起完全由用戶決定且所有錨節(jié)點(diǎn)完全能夠異步工作,適合動(dòng)態(tài)部署。其次,基于不同的定位算法對(duì)系統(tǒng)的定位性能進(jìn)行分析比較。在包含多個(gè)錨節(jié)點(diǎn)的定位系統(tǒng)中,基于測(cè)距得到的距離方程是非線性的,求解方程的方法是先將其線性化然后進(jìn)行迭代求解。以定位結(jié)果的平均誤差為性能指標(biāo),分析LS(Least Squares)、遞歸的LS兩種不同的算法對(duì)定位精度的影響,并與基于TOA估計(jì)定位誤差的CRLB(Cr