基于电磁传播特性的室内定位研究

来源 :南京邮电大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ibm__1235
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近年来,随着室内位置信息需求的增加,室内定位技术研究成为当今科研领域的热门课题之一。基于电磁传播特性的室内定位技术,因其涉及的参数对硬件系统要求较低等优点而备受关注,具有十分可观的发展前景。本文首先研究了几种室内环境的信道模型,并选择了合适的信道模型;然后研究了基于测距的室内定位方法,该方法的应用成本较低;最后研究了基于反演预测传播模型的室内定位方法,该方法能减少因环境改变而需要重复测量信号强度的工作。本文主要工作和创新点如下:第一,研究了对数正态阴影衰落模型。通过仿真分析了该模型中的信道参数与距离误差之间的关系,选择了能较好地模拟室内环境的参数。第二,提出了利用五点二次拟合曲线加权滤波算法对接收到的信号强度值进行滤波。由于多径效应、障碍物遮挡等对信号强度的影响,会使信号强度值在测量时数值波动较大,进而导致测量信号传播的距离误差较大,而提出的滤波算法能有效地对信号强度值进行滤波。滤波仿真结果表明,所提的滤波算法与传统滤波算法相比,滤波效果更好。除此之外,还提出了利用三边质心-最速下降法估计接收端的位置信息,通过仿真比较了本文所提定位算法和传统算法的定位误差大小,结果验证了提出的定位算法能提高定位精度,比传统的算法更适用于位置估计。第三,离线阶段时,提出了利用正交匹配追踪-共轭梯度法推导出反演模型下参数方程的求解方法,从而求得网格的衰减因子,进而获得场强地图中对应的信号强度参数值。仿真结果验证了该算法能使离线阶段求得的反演模型数据更优,使得建立的场强地图更符合室内环境。另外,在线阶段时,提出了加权差分坐标-加权K近邻法进行在线定位匹配,该算法将权重系数引入匹配搜索算法并进行位置匹配,仿真结果表明,提出的匹配算法比传统算法的匹配精度高,有效地降低了场强地图中参数值与实际信号强度值之间的误差,从而提高了定位精度。
其他文献
本论文的资助来源为:国家863计划重点项目“光纤偏振模色散自适应补偿技术”,编号:2001AA122041;国家自然科学基金项目“偏振模色散缓解技术与补偿技术动态结合的研究”,编号:60577046;北京市教委共建项目“高速光纤通信系统中若干重要技术的研究”,编号:XK100130537。偏振模色散被认为是限制10Gb/s以上光纤通信系统长距离传输的重要因素之一,是目前光纤通信领域的一个研究热点。
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