基于FMCW无线信号的室内定位技术的研究

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1、电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA硕士学位论文MASTERTHESIS论文题目基于FMCW无线信号的室内定位技术研究学科专业通信与信息系统学号201521010703作者姓名黄田君指导教师文光俊教授分类号密级注1UDC学位论文基于FMCW无线信号的室内定位技术的研究（题名与副题名）黄田君（作者姓名）指导教师文光俊教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业通信与信息工程提交论文日期2018.3.29论文答辩日期2018.5.25学位授予单位和日期电子科技大学2018年6月答辩委员会

2、主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。ResearchonIndoorLocalizationTechnologyBasedonFMCWWirelessSignalAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:CommunicationandInformationSystemAuthor:HuangTianJunSupervisor:WenGuangJunSchool:SchoolofInformation&CommunicationEngineering

3、独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，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，也不包含为获得电子科技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谢意。作者签名：日期：年月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学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

4、印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：导师签名：日期：年月日摘要摘要近年来随着移动互联网的迅猛发展，人们对于室内定位服务的需求日益增加。目前，已经有多种技术被应用于室内定位领域。其中，无线定位技术是指利用室内无线信号特征对室内目标进行定位，是目前应用广泛的一种室内定位技术。在众多的室内无线定位技术中，调频连续波（FrequencyModulatedContinuousWave，FMCW）技术以其无盲区，高精度等特点而备受瞩目。本文利用FMCW技术设计了一个室内定位系统，该系统不需要被测目标携带任何装置，实现了室内静态目标的定位和移动

5、人体的跟踪。定位系统的硬件设计主要包括两部分：系统发射链路的设计和接收链路的设计。在发射链路的设计中，通过比较各类FMCW信号产生方式，选择使用锁相环技术设计一个频率范围为6.0GHz-6.8GHz，周期为2ms的FMCW信号频率源，并阐述其余的发射链路器件的选择。在接收链路的设计中，介绍了采用超外差接收机结构的接收链路方案，并利用ADS软件对所设计的方案进行了链路参数计算与性能仿真。随后简要介绍了USRP平台。定位算法主要包括三个部分：往返时间的估计、定位方法和动态目标跟踪。在往返时间的估计中，使用减去背景频谱的方法去除室内静态干扰，使用阈值检测和最小频率的判定方法去除由人体产

6、生的动态干扰，并利用提出的频率校正法校正差频信号频率，获得准确的往返时间。之后由往返时间计算得到往返距离，并结合本文的硬件系统方案选择椭圆相交定位法定位室内目标。在动态目标跟踪中，首先使用固定阈值检测和卡尔曼滤波相结合的算法降低测量得到的往返时间连续值的噪声，使其保持平滑。然后使用扩展卡尔曼滤波的方法对室内移动的人体进行跟踪。本文对设计的定位系统在一间实验室内和一间办公室内进行了实际测量。静态目标定位测试结果表明，其欧式距离平均定位误差为14.85cm，中位误差为14.80cm；移动人体跟踪测试结果表明，其欧式距离的平均误差为11.37cm，中位误差为8.01cm。关键词：室内定

7、位，无线信号，FMCW技术，定位算法IABSTRACTABSTRACTWiththeintensifieddevelopmentofmobileinternetrecently,demandforindoorlocationbasedserviceisincreasing.Sofar,manytechnologieshavebeendevelopedforwirelessindoorlocationapplications.Theyexploitcharacteristicsof