室內(nèi)定位算法的改進(jìn)及其應(yīng)用研究.pdf_第1頁
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1、隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展,人們對(duì)定位業(yè)務(wù)的需求越來越多,特別是對(duì)室內(nèi)定位的需求。然而,由于室內(nèi)環(huán)境的特殊性,如拐角及障礙物較多,多徑衰落非常嚴(yán)重,非視距傳播普遍存在等,使得室內(nèi)定位技術(shù)成為新的研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)。本文對(duì)現(xiàn)有的定位技術(shù)進(jìn)行了分析和研究。主要內(nèi)容包括: ⑴提出了基于接收信號(hào)強(qiáng)度RSSI和鏈路質(zhì)量LQI的測(cè)距模型,該模型減小了信號(hào)波動(dòng)帶來的距離誤差。首先比較了現(xiàn)有的無線信號(hào)傳播損耗測(cè)距模型中的經(jīng)驗(yàn)?zāi)P秃痛_定性模型,從定位的精

2、確度和快速性等方面綜合考慮,本文采用了經(jīng)驗(yàn)?zāi)P椭械暮?jiǎn)化模型,并對(duì)其進(jìn)行了如下的改進(jìn):通過大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)研究了RSSI和LQI之間的相關(guān)性,提出了改進(jìn)的基于RSSI和LQI的測(cè)距模型。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該模型的測(cè)距性能要優(yōu)于單變量模型,減小了信號(hào)波動(dòng)給測(cè)距過程帶來的距離誤差,具有定位精確度高的優(yōu)點(diǎn)。 ⑵提出了用改進(jìn)的卡爾曼濾波器(KF)對(duì)測(cè)距模型中的RSSI信號(hào)值和LQI信號(hào)值進(jìn)行濾波的方法,該方法減小了信號(hào)中的噪聲干擾以及非視距誤差

3、。針對(duì)測(cè)距模型中使用的RSSI值和LQ工值中存在噪聲干擾、非視距(NLOS)誤差等問題設(shè)計(jì)了改進(jìn)的卡爾曼濾波器,對(duì)檢測(cè)到的信號(hào)進(jìn)行處理,并對(duì)濾波前后的波形圖進(jìn)行了比較,結(jié)果表明,改進(jìn)后的卡爾曼濾波器可以較好的減小信號(hào)傳播過程中引入的噪聲干擾,尤其是在NLOS環(huán)境下,可以減小信號(hào)中存在的NLOS誤差,達(dá)到了較好的濾波效果。 ⑶對(duì)所提出的基于RSSI和LQI測(cè)距模型的定位算法進(jìn)行了仿真。在Matlab7.6環(huán)境下搭建了仿真平臺(tái)來模擬

4、室內(nèi)環(huán)境下的無線定位網(wǎng)絡(luò),進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證所提出算法的可行性以及定位性能的優(yōu)劣,并分析了信標(biāo)節(jié)點(diǎn)數(shù)目的增加對(duì)定位精確度的影響,仿真結(jié)果表明,改進(jìn)后定位算法的定位精確度有了明顯的提高,通過增加信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的布局密度可以提高系統(tǒng)的定位性能。 ⑷在TI公司的硬件平臺(tái)CC2431ZDK上實(shí)現(xiàn)了所提出的定位算法。在IAR環(huán)境下編寫了相關(guān)的定位算法程序,并通過Z-Location軟件下載到TI公司的硬件平臺(tái)CC2431ZDK上,最終實(shí)現(xiàn)了所

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