基于时延估计和压缩感知的无线定位技术研究
  • 【摘要】

    自从1996年FCC(联邦通信委员会)发布E-911定位标准以来,无线定位技术就快速的发展起来,无论是在室内还是在室外,人们对于快速准确获得位置信息和提供位置服务的需求变得日益迫切。在室外,借助GPS定位进行导航已成为人们出行的常用方法,但是随着城市建筑物的密集度不断增加,GPS信号的特性决定了其无法穿透障碍物,同样,针对室内定位,建筑物密集的城市、森林和地下也无法实现精确定位。近年来,各类短距离... 展开>>自从1996年FCC(联邦通信委员会)发布E-911定位标准以来,无线定位技术就快速的发展起来,无论是在室内还是在室外,人们对于快速准确获得位置信息和提供位置服务的需求变得日益迫切。在室外,借助GPS定位进行导航已成为人们出行的常用方法,但是随着城市建筑物的密集度不断增加,GPS信号的特性决定了其无法穿透障碍物,同样,针对室内定位,建筑物密集的城市、森林和地下也无法实现精确定位。近年来,各类短距离无线通信协议和相关产品不断出现,其中短距离无线数据通信网络主要有紫峰(ZigBee)、Wi-Fi、蓝牙、RFID和超宽带(UWB)等。它们基本上覆盖了目前的应用需求,在各自的领域发挥着巨大的作用,也为室内定位技术的发展提供了基础。
      近几年来位置服务发展非常的快,已经在北美、欧洲、日本和韩国等国家和地区广泛开展,并获得了良好的收益。由于人们对定位的要求越来越高,经典的无线定位算法已经无法满足现实生活的需要,针对这些问题,本文从时延估计的精确度入手,详细研究了无线定位过程中时延估计和压缩感知在无线定位中的应用,具体包括如下:
      1、时延估计的研究。在分析经典时延估计算法的基础上,采用了广义二次互相关时延估计,并改进了广义二次互相关窗函数,提高了低信噪比下的时延估计精度。为了能够更好的克服噪声对时延估计的影响,本文又提出了自适应阈值小波变换与压缩感知相结合的降噪方法,并与广义二次互相关时延估计精度进行对比。在相同的仿真条件下,降噪后的时延估计要比降噪前精确很多,经过仿真对比结果改进窗函数得到的结果要比经典的得到的结果好。
      2、定位方法研究。首先,在时延估计的基础上,得到目标基站到未知节点的距离。然后,利用整个定位空间的稀疏性,本文研究了将压缩感知理论应用于无线定位的方法。最后,对比了经典的定位算法(Chan算法)和将几种压缩感知算法(稀疏度自适应匹配追踪、l1范数)应用于无线定位中的精度,并采用基于卡尔曼滤波迭代原理的压缩感知重构算法。仿真结果表明:本文算法应用在无线定位中精度高。 收起<<

  • 【作者】

    刘刚 

  • 【学科专业】

    电子科学与技术;电路与系统

  • 【授予学位】

    硕士

  • 【授予单位】

    南京师范大学

  • 【导师姓名】

    邵建华,柯炜

  • 【学位年度】

    2015

  • 【语种】

    chi

  • 【关键词】

    时延估计  压缩感知  无线定位  小波降噪