波分多址超宽带系统测距定位及误差校正技术研究

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1、工学硕士学位论文波分多址超宽带系统测距定位及误差校正技术研究RESEARCHONWDMA-UWBSYSTEMRANGINGLOCALIZATIONANDERRORMITIGATIONTECHNOLOGY高志杰哈尔滨工业大学2016年7月国内图书分类号：TN929.5学校代码：10213国际图书分类号：621.39密级：公开工学硕士学位论文波分多址超宽带系统测距定位及误差校正技术研究硕士研究生：高志杰导师：尹振东副教授申请学位：工学硕士学科：信息与通信工程所在单位：电子与信息工程学院答辩日期：2016年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TN929.5U.D.C:

2、621.39DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONWDMA-UWBSYSTEMRANGINGLOCALIZATIONANDERRORMITIGATIONTECHNOLOGYCandidate：GaoZhijieSupervisor：AssociateProfessorYinZhendongAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：InformationandCommunicationEngineeringAffiliation：SchoolofElectr

3、onicsandInformationEngineeringDateofDefence：July,2016Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要随着互联网、物联网等技术的发展，室内成为人们活动的主要场所，人们对室内高精度定位的需求日益扩大。而在室内环境存在密集多径和非视距情况等不利因素的影响，这给室内精确定位带来挑战。波分多址超宽带（WavelengthDivisionMultipleAccessUltraWideBand，WDMA-UWB）系统不仅具有超宽带信号极窄脉冲，时间分辨

4、率高、复杂度低等优点，还具有基于正交小波的波分多址技术的抗干扰能力强、传输速率高等优势，是非常适合于室内的定位技术。首先，针对波分多址超宽带系统测距的到达时间（TimeofArrival，TOA）估计，采用了一种基于熵的低复杂度估计算法。通过利用接收到信号的熵值变化来分辨信号区和噪声区，从而确定首达径分量的到达时间。仿真表明，测距性能相比于传统方法有很大的提高。其次，对于测距误差校正方法，本课题提出了基于高斯过程回归的测距误差校正方法。通过对接收信号提取的特征作为输入，送入训练好的高斯过程回归模型，对测距误差进行预测校正，经过校正后的结果性能提升明显。最后，针对室内定位技术，先对影响定位精

5、度的主要因素进行分析，提出了一种基于LSE-Taylor和PSO-Taylor的协同定位算法。通过对不同测距误差情况下实验仿真，验证了协同定位算法的有效性及实用性。在波分多址超宽带通信体制下，本文通过对室内居住与办公信道模型下进行仿真分析，所采用的系统能达到厘米量级室内定位的需求。关键词：波分多址超宽带；到达时间估计；高斯过程回归；误差校正；协同定位-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractWiththedevelopmentofInternet,networkingandothertechnologies，thedemandforaccurateindoorlocalizati

6、onisgraduallyincreasingastherisingoftheplaceofpeople’sactivitieshappeninginindoorenvironment.However,therearedensemultipathandnon-lineofsightandotheradversefactorsinindoorenvironment,whichbringchallengeforaccurateindoorpositioning.TheWDMA-UWBsystemisnotonlytheultra-widebandadvantagesofverynarrowpu

7、lse,hightimeresolutionandlowcomplexity,butalsoWDMAtechnologybasedontheorthogonalwaveletadvantagesofstronganti-interferenceability,hightransmissionrate,whichisverysuitableforindoorpositioningtechnology.Firstly,weu