基于超寬帶信號(hào)的混合室內(nèi)定位技術(shù)研究.pdf

1、室內(nèi)定位系統(tǒng)在當(dāng)今社會(huì)生產(chǎn)生活中的作用日益顯現(xiàn)。超寬帶（UWB）技術(shù)在解決非視距多徑傳播問(wèn)題上有著獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，同時(shí)其在設(shè)備部署成本，發(fā)射功耗等方面也具有相當(dāng)多的優(yōu)勢(shì)。因此將超寬帶（UWB）技術(shù)作為室內(nèi)定位系統(tǒng)的主要技術(shù)具有極高的應(yīng)用價(jià)值。本文以UWB技術(shù)作為室內(nèi)定位系統(tǒng)的主要技術(shù)手段。
　　超寬帶室內(nèi)定位系統(tǒng)主要分為兩大部分：距離測(cè)定部分和精確定位部分。
　　本文的主要工作如下：
　　測(cè)距部分中，一般有基于接收信號(hào)

2、強(qiáng)度（RSSI）、基于信號(hào)時(shí)間到達(dá)（TOA）、基于到達(dá)時(shí)間差（TDOA）和基于信號(hào)到達(dá)角（AOA）四種測(cè)距方法。通過(guò)分析對(duì)比以上四種方法的特點(diǎn)，本文選擇基于接收信號(hào)強(qiáng)度和基于信號(hào)時(shí)間到達(dá)兩種方法混合使用完成測(cè)距工作。通過(guò)設(shè)定規(guī)則判別移動(dòng)臺(tái)（MS）與接收基站（BS）間信號(hào)傳播方式（視距內(nèi)傳播或非視距內(nèi)傳播）：若為視距內(nèi)（LOS）傳播方式則采用 TOA方法得到距離估計(jì)值；若為非視距內(nèi)傳播（NLOS）方式則選擇使用RSSI方法測(cè)得距離估計(jì)值。

3、通過(guò)混合使用兩種測(cè)距方法，可有效提高測(cè)距精度，并且可以增強(qiáng)系統(tǒng)適用性和簡(jiǎn)化計(jì)算。
　　定位部分中，質(zhì)心法在估計(jì) MS位置中應(yīng)用廣泛。本文提出一種基于質(zhì)心法的改進(jìn)加權(quán)質(zhì)心算法。通過(guò)使用在測(cè)距部分中獲取的數(shù)據(jù)，本文采用圓周法來(lái)估計(jì) MS的位置，同時(shí)根據(jù)各個(gè)BS在定位過(guò)程中的作用，對(duì)BS設(shè)定相應(yīng)的權(quán)重系數(shù)，最終計(jì)算出MS的估計(jì)位置。
　　仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本文所提出的基于RSSI和TOA混合定位的UWB算法可以減小環(huán)境噪聲和室內(nèi)多徑