基于多维标度的无源超高频rfid室内定位技术研究

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1、基于多维标度的无源超高频RFID室内定位技术研究IndoorLocalizationTechnologyResearchBasedonMultidimensionalScalingforPassiveUHFRFID学科专业：信息与通信工程研究生：王晶指导教师：赵宇副教授天津大学电子信息工程学院二零一五年十二月摘要近年来，无源超高频（UHF）RFID标签定位受到越来越广泛的关注。然而，在无源UHFRFID定位中，由于室内复杂传播环境的影响，传统定位算法的定位精度大幅度下降。为了提高室内复杂传播环境下的标签定位精度，本文对基

2、于多维标度的无源UHFRFID的室内定位算法进行了较为深入的研究。在研究了无源UHFRFID现有成果的基础上，本文研究了无源UHFRFID的多径信道以及其对应的测距误差模型，为后续的算法研究打下了基础。为了提高在多径传播环境下的定位精度，在研究已有定位算法的基础上，本文提出了一种具有较强鲁棒性的残差加权多维标度算法。在该算法中，为了构建距离平方矩阵和内积矩阵，需要利用阅读器和标签之间的距离信息和标签之间的距离信息。为了获取标签之间的距离信息，本文引入了少量的参考标签建立标签之间欧式距离和标签定位参数之间欧氏距离的线性关系

3、。结合无源UHFRFID多径信道下的测距误差分布，利用本文提出的残差加权多维标度算法获取标签的位置坐标。通过仿真分析可以得出，本文提出的残差加权多维标度算法在室内复杂多径传播环境中的定位性能相比于传统定位算法有较大的提升。关键词：无源超高频射频识别多径信道测距误差建模多维标度ABSTRACTInrecentyears,passiveultrahigh-frequency(UHF)RFIDtaglocalizationhasbeenincreasinglyconcerned.However,duetothemultipat

4、hpropagationintheindoorenvironment,thepositioningaccuracyoftraditionallocationalgorithmssignificantlydeclines.Inordertoimprovethepositioningaccuracyinthecomplicatedindoorenvironment,thealgorithmsbasedonmultidimensionalscalingforpassiveUHFRFIDareresearchedinthepap

5、er.BasedontheresearchofpassiveUHFRFID,thepassiveUHFRFIDmultipathchannelmodelandtherangingerrormodelareproposed,layingthefoundationforthealgorithmresearch.Toimprovethelocalizationaccuracyinmultipathchannel,thetraditionalalgorithmsareresearchedandarobustalgorithmna

6、medresidualweightedmultidimensionalscaling(RWMDS)isproposed.InordertoconstructthesquareddistanceandscalarconductmatrixintheRWMDSalgorithm,thereader-to-tagandthetag-to-tagdistancesarerequired.Theinter-tagdistancesareestimatedusingafewreferencetagsbyestablishingthe

7、relationshipbetweeninter-tagdistanceandphaseinformationvectorsmeasurement.Basedonthemodelingofrangingerrorinmultipathenvironment,theRWMDSalgorithmcanbeappliedtodeterminetheestimatedlocationsofthetagsthroughafewiterations.SimulationresultsshowthattheRWMDSalgorithm

8、achieveshigherlocalizationaccuracythantraditionalalgorithmsinmultipathenvironment.KEYWORDS：passiveUHFRFID,taglocalization,multipathchannel,rangeerrormodeling,m