普适计算中的室内定位算法研究

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1、摘要普适计算的概念于20世纪90年代被提出，它被誉为是下一次的信息革命，将极大地改变人们的生活方式。普适计算为了实现随时随地向人们提供服务的目的，就必须要获取服务对象当前的信息，而对象当前的位置是最重要的信息之一，因此如何获取对象的准确位置成为一个重要的研究课题。在室外环境中，GPS和蜂窝网络无线定位已能够满足人们的要求，但是它们都无法在室内环境中给出足够精度的位置信息。本文主要讨论普适计算中的室内定位问题，研究提高室内定位精度的算法和室内基于位置的服务框架。论文首先介绍了普适计算的概念、研究现状、发展趋势，然后介绍

2、了无线电定位的相关概念、系统、技术和算法，室内无线通信信道特征，以及目前较多用于定位的，具有良好时间分辨率的超宽带信号特性。阐述了室内定位在普适计算研究领域的意义和它的研究现状、研究方向。在室内定位算法中，应用最为广泛的是信号的到达时间(TOA)和到达时间差(1DOA)测量值，而这需要检测视距(LOS)信号来获取。本文提出了一种基于相关性原理的LOS信道信号检测算法，并讨论了在高斯白噪声，以及噪声参数未知的情况下的信号检测问题。仿真结果表明，改进的算法在稳定性和精度方面都有所提高。在检测到LOS信号的基础上，文章进一

3、步讨论了如何运用信号的测量值信息进行定位的问题。在介绍了混合定位算法和数据融合的概念及模型之后，提出了一种新的增强型的数据融合模型。该模型通过增加测量值预处理以及引入更多测量值信息达到进一步提高定位精度的目的，计算机仿真显示算法能有效的提高定位精度。在室内定位中，最影响定位精度的就是非视距(NLOS)传播的存在，在这种情况下LOS信道被障碍物阻断，使得LOS信号无法获取，这样TOA／TDOA的准确测量值就无法获取。本文详细讨论了NLOS的来龙去脉，介绍了已有的几种鉴别和抑制NLOS的算法，并提出了一种通过平滑和重构T

4、OA测量值来达到抑制和消除NLOS效应的算法，仿真结果显示应用该算法对提高定位精度有一定的帮助。室内定位的最终目的是为向人们提供服务，因此本文构造了一种基于定位信息的服务模型，并提出了一种基于蓝牙技术的室内定位系统，介绍了实现该系统所需的理论和技术背景。然后提出了该系统中服务器端和移动台端的软件架构模型，并对它的具体应用做了描述。最后展望了这种系统的市场前景以及今后进一步需研究的方向。本文最后提出了课题需要进一步研究的方向。关键词：普适计算，室内定位，信号检测，数据融合，NLOS消除，定位服务。StudyonIndo

5、orLocationAlgorithmsforPervasiveComputingABSTRACTTheconceptofpervasivecomputingwasfirstemergedinninetiesinthetwentiethcentury．Itwasconsideredasthenextinformationrevolutionwhichwillmakeprofoundchangestopeople’Slifestyle．Themainobjectiveofpervasivecomputingistopr

6、ovideservicetopeopleanywhereandatanytime．Inordertoprovideappropriateservicetopeople，itisnecessarytoobtainpeople’Sinformationincludingthelocationinformation．Therefore，itisaveryimportantresearchtopictoobtainaccuratelOCationofanindividual．GPSandcellnetworkwireless

7、locationtechnologycanprovidegoodserviceforoutdoorpeople，butnotthecaseforindoorpeople．Thispapermainlydealswithpervasivecomputinginindoorlocation．Atthebeginningofthisthesis，theconceptsofpervasivecomputing，itsresearchstatus，anditsdevelopmenttrendareintroduced．Thet

8、echnologyandalgorithmofwirelesslocation，andtheirapplicationsareaddressed．ThecharacteristiCSofindoorwirelesscommunicationarealsoanalyzed．Inaddition，theultrawidebandwidthsigna