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1、超寬帶(Ultra Wideband,UWB)技術(shù)是對(duì)正弦載波無(wú)線電的一次突破,由于特有的性質(zhì)和應(yīng)用領(lǐng)域,使其在無(wú)線通信領(lǐng)域研究中受到了熱切關(guān)注。由于信號(hào)的超寬帶特性,UWB的距離分辨精度要比其他系統(tǒng)高的多,在精確定位應(yīng)用中具有極大潛力。同時(shí),UWB系統(tǒng)通常工作在復(fù)雜的多徑環(huán)境下,但可以采用RAKE接收機(jī)收集多徑能量來(lái)改善系統(tǒng)性能。本文針對(duì)UWB系統(tǒng)中的定位問(wèn)題和RAKE接收機(jī)進(jìn)行了研究,主要成果包括以下幾點(diǎn):
(1)提出
2、了一種基于UWB的TOA/AOA聯(lián)合定位方案,其中TOA和AOA估計(jì)分別用于獲得定位雙方的距離和方位信息,只需單個(gè)定位源就可完成對(duì)定位節(jié)點(diǎn)的相對(duì)定位。提出了TOA/AOA聯(lián)合估計(jì)算法,TOA通過(guò)往返時(shí)間來(lái)確定,無(wú)需定位兩端時(shí)鐘同步;AOA信息通過(guò)近似的TDOA方式獲得,無(wú)需借助計(jì)算復(fù)雜度較高的波束賦形等方法。該聯(lián)合定位方案將不同的定位技術(shù)TOA和AOA都統(tǒng)一到了基于UWB多徑時(shí)延估計(jì)框架中,簡(jiǎn)化了定位體制。
(2)探討了U
3、WB定位研究中非視距(Non Line-of-Sight,NLOS)定位這個(gè)難點(diǎn)問(wèn)題。提出了一種適用于NLOS環(huán)境的UWB定位方案,通過(guò)對(duì)散射體的利用,使得在直射路徑被阻擋之后TOA和AOA方法仍能適用,并可通過(guò)搜索最強(qiáng)路徑來(lái)獲得TOA估計(jì),避免了閾值搜索。該方案同樣適用于LOS(Line-of-Sight)環(huán)境。該方案能夠直接完成NLOS定位,出發(fā)點(diǎn)不同于傳統(tǒng)的被動(dòng)式的NLOS定位方法。
(3)NLOS鑒別能為UWB定位
4、提供重要的先驗(yàn)信息,首先通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)分析了在IEEE802.15.4a信道下UWB定位時(shí)TOA估計(jì)性能,并驗(yàn)證了UWB多徑分量的統(tǒng)計(jì)特性作為NLOS判決方法的可行性。然后從UWB定位誤差統(tǒng)計(jì)模型出發(fā),以假設(shè)檢驗(yàn)(Hypothesis Test)理論為基礎(chǔ)來(lái)求解LOS/NLOS狀態(tài)鑒別問(wèn)題。通過(guò)分析NLOS條件下定位誤差的概率密度函數(shù),定義了一種基于誤差分布的NLOS鑒別概率,不依賴于信道特性,利用虛警概率經(jīng)過(guò)數(shù)學(xué)推導(dǎo)后,得出了鑒別概率的
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