一种简单的UWB定位系统

基于UWB的测距和定位具有传统定位方式无法比拟的优势。本文提出了一种简单有效的UWB定位方案,它具有复杂性小,功耗小,处理时延小的优点,并且能够达到理想的定位精度。该方案实现简单,具有一定的实用价值。     

基于信号到达时间的UWB定位算法

首先分析讨论了两种基于信号到达时间的超宽带定位方法--最小二乘法和DFP算法,最小二乘定位方法计算简单,但在存在测距误差的情况下定位精度较低;DFP算法的定位结果通常与初值有关,还易陷入局部最优点.因此,作者提出了基于遗传算法的UWB(超宽带)定位方法,通过与前两种算法进行仿真分析和比较,表明该方法能有效提高定位精度.     

削减NLOS误差的UWB室内定位算法

为了解决非视距(non-line of sight, NLOS)环境下超宽带(ultra-wideband, UWB)室内定位精度低的问题,提出一种基于到达时间差(time difference of arrival, TDOA)的UWB室内定位算法来削减NLOS误差,提高定位精度。利用卡尔曼滤波算法,初次估计移动标签节点与各锚节点间的TDOA值;基于TDOA差值进行NLOS误差判别,依据判别结果对受NLOS误差影响的测量值进行视距(line of sight, LOS)重构,并利用仅受LOS误差影响的历史值更新卡尔曼滤波的协方差阵;利用Chan-Taylor算法进行迭代计算,得到最终精确的定位结果。实验结果表明,在LOS环境下,提出的算法能达到分米级的定位精度;在受NLOS影响的环境下,该算法能有效提高定位精度,减小定位误差,具有更好的稳定性。     

无线移动用户定位精度的算法分析

随着移动用户的不断增加,移动定位与位置业务成为世界上公认的最有吸引力的无线数据业务,向用户提供精确的定位信息已经成为移动通信技术的标准业务之一,因此对无线定位技术的深入研究有重要的价值．给出了基于无线网络定位情况下,对如何提高无线移动用户的定位精度从算法上进行了讨论,通过分析及仿真,表明在不同环境下为满足一定的定位精度应有不同的算法予以支撑．     

一种新颖的UWB脉冲设计算法

提出了一种设计UWB脉冲的新算法，它不仅简单而且具有普遍性，适用于各国的频谱模板。它是Rayleigh脉冲的高阶导数，理论分析表明这种脉冲的性能明显优干超宽带脉冲无线电中广泛使用的高斯脉冲。     

UWB的调制与多址技术

超宽带无线电是通信领域的一种全新技术，有着广阔的应用前景。它是一种基带无载波短脉冲，不同干使用正弦载波的传统通信系统。在综合分析大量文献基础上，总结了目前UWB的几种调制方式与多址技术，并比较了TH-BPSK与TH-PPM系统性能，最后给出了两种情况的模拟结果，一种情况是在单用户BER=1E-3时，用户数与AP的关系，另一种情况是在用户速率保持不变时，系统的BER与用户数的关系。     

浅谈UWB定位技术

长期以来,卫星定位系统在定位领域应用最为广泛,比如说GPS定位系统,主要是为船舶,汽车,飞机等运动物体进行定位导航。但卫星定位系统也有不足。卫星定位系统不足之处在于定位信号到达地面较弱,不能穿透建筑物,定位精度不足,终端设备成本较高等。因此不适合室内定位。一直以来,对于室内定位人们都在寻找一种合适的技术,而随着UWB技术的出现与发展,让人们看到了希望。此篇文章着重介绍了UWB定位的原理,分析了UWB技术应用于室内精确定位的优势,并分析了UWB技术广泛应用还存在哪些障碍。     

基于时间反演的无线传感网络节点定位技术的研究进展

本文对时间反演技术以及无线传感网络节点定位的发展进行了一定的综述。最后对时间反演应用于无线传感网络节点定位后的优势进行了讨论,并且阐述了几个有待解决的技术问题。     

时间反转超宽带系统的空间谱定位算法

根据超宽带无线电技术的电磁波定位原理,提出了一种超宽带空间谱定位算法,结合多重信号分类(Multiple Signal Classification,MUSIC)算法并利用超宽带信号源的频带分割获取多频下的时反算子.仿真结果有效地验证了本文所采用的方法具有良好的定位成像能力.     

基于改进粒子群算法的UWB雷达人体动作识别研究

针对雷达信号中的杂波干扰及样本数量对人体动作识别精度的限制,提出一种基于改进粒子群算法(particle swarm optimization,PSO)优化支持向量机(support vector machine,SVM)模型的超宽带(ultra-wideband,UWB)雷达人体动作识别算法。利用动态目标指示(moving target indication,MTI)与小波阈值滤波对接收到的UWB回波信号进行预处理,消除回波信号中的杂波和噪声对人体动作识别的影响;结合二维离散小波包分解(two dimensional discrete wavelet packet decomposition,2D-DWPD)与奇异值分解(singular value decomposition,SVD),对预处理后的雷达信号进行特征提取和降维;提出一种改进粒子群算法,优化SVM模型的相关参数进行识别和分类。实验结果表明,提出的算法准确率可达到96.25%,具有良好的识别性能。     

基于超宽带的 TOA-DOA 联合定位方法

针对现有的大多数超宽带(ultra-wide band,UWB)定位方法至少需要3个基站,系统开销较大的问题,提出一种新颖的基于波达时间-波达方向(time of arrival-direction of arrival,TOA-DOA)联合估计的定位方法,仅需一个基站即可准确快速定位目标.利用酋矩阵束算法估计视距信号TOA和最小二乘估计准则估计视距信号DOA,得到目标的相对坐标.Matlab仿真实验证明,该方法的TOA和DOA估计精度较高,定位精度达到厘米级,而且复杂度降低为矩阵束算法的1/4,采样频率为亚奈奎斯特速率,易于实现,是一种简单有效的定位方法.     

Mobile Robot Positioning and Tracking Based on Ultra-wideband Technology

To solve the precision self-positioning problem for mobile robot, a positioning program based on ultra-wideband technology was proposed. Ultra-wideband pulse has very high bandwidth; ranging accuracy can achieve centimeter-level theoretically. The mobile robot obtained the distance to the reference node by sending uitra-wideband pulse. According to the geometric relations among the References and the robot, establish equations to calculate the position coordinates.Then Kalman filter algorithm was applied for mobile robot tracking.Simulation results show that robot positioning and tracking based on ultra-wideband technology can achieve indoor and outdoor seamless docking.     

一种用于UWB接收端的带通滤波器分析与设计

采用0.18 μm工艺设计1个用于UWB接收端的4阶切比雪夫有源RC带通滤波器.给出1种有损积分器直流增益补偿策略,从而减小滤波器对运算放大器直流增益的要求.同时,采用1种数控电阻的方式实现通带增益的调节.仿真结果表明:所设计的滤波器在通带增益为0dB时,通带纹波增益为0.112 dB,下-3 dB频率为156 kHz,上-3 dB频率为259 MHz,带宽为258.844 MHz;频率为500 MHz处的信号衰减为28.25 dB,频率为792MHz处的信号衰减为45.16dB,完全符合UWB接收端对带通滤波器的性能指标要求.     

基于SSD的改进目标精定位检测算法

目标检测问题是计算机视觉中的热门问题,如何提高目标检测定位精度是检测过程中面临的一个难题。在SSD算法的基础上,通过结合选择性搜索算法,提出了一种提高检测定位精度的方法。该算法首先通过SSD算法框架对图像进行目标初始检测,获得目标粗略位置和目标类别,然后采用一种改进的选择性搜索算法对目标所在区域进行选择性搜索,生成目标边界候选框,最后采用文中提出的边界判断方法得到目标精确位置,完成由粗到精(Coarse-to-Fine)的目标定位检测。文中算法对PASCAL VOC2012数据集中的22 531张图像进行了测试,实验结果显示文中算法检测目标中心位置误差7.6,平均覆盖率90.8%,相比于其他算法,中心位置误差更低,覆盖率更高,能提高目标检测定位精度20%～30%。     

基于非线性最小二乘算法的超宽带TOA估计

研究室内密集多径信道环境下的超宽带到达时间(TOA)估计技术.提出一种改进的门限比较TOA估计算法,利用非线性最小二乘算法同时估计多径延时和幅度,采用迭代算法提高参数估计精度,根据判决门限比较结果终止多径搜索过程并估计出TOA.分析该算法在室内多径信道模型中的性能,给出门限的设置方案.仿真结果表明,在不同的信噪比下设置合理的判决门限后,该算法具有较高的估计精度,能够满足精确定位需求.     

基于RSSI的室内定位改进算法

【目的】为提高室内环境的定位精度,提出一种改进的基于RSSI(接受信号强度显示)的室内定位算法。【方法】首先根据室内的实际布局情况对场所进行区域分割,然后采用等边三角形布局信标节点,接着用高斯模型对数据进行预处理,最后使用改进的加权三边测量法定位未知节点的最终坐标。【结果】改进的算法具有定位误差小、精度高的特点。【结论】该算法适用于室内精确定位,有利于无线传感器网络的发展。     

基于GPS与超宽带的室内外无缝定位改进算法

结合GPS、惯性导航技术以及超宽带(UWB)技术,提出基于定位信号数量和信号强度的定位方法切换策略.根据切换策略,将伪距测量、Chan-Taylor协同算法以及行人航迹推算算法进行松散组合,得到优化后的定位算法.通过实验验证了切换策略的可行性,优化了室内外交界区域的定位轨迹,为室内外无缝定位技术提供了思路.     

基于多种调制方式的超宽带空时网格编码

为结合多入多出系统和超宽带的优点来实现高速高效的传输,将空时编码技术应用于超宽带系统中,讨论了基于脉冲位置调制(PPM:Pulse-Position Modulation)、脉冲幅度调制(PAM:Pulse-Amplitude Modulation)以及双正交调制3种不同方式的超宽带空时网格编码方案。考虑在发送和接收端已知信道状态信息,分别建立了3种方案的发射接收模型。仿真结果表明,在高斯信道和IEEE802.15.3a信道条件下,采用PPM的超宽带空时网格编码方案的性能都远优于其他两种方案,当信噪比为8dB时,误码率降低10~100倍。进一步考虑在存在多用户干扰条件下,该系统性能随用户数的增加而下降。     

基于延迟锁定环超宽带通信信号的跟踪算法

对传统延迟锁定环(DLL:delay-locked loop)进行改进,以满足超宽带UWB通信信号跟踪的需要.通过给跟踪控制器定义2个新的规则,提出了适用于超宽带通信信号的跟踪算法,对鉴相特性和鉴相器输出噪声统计特性进行了理论分析,并给出了加性高斯白噪声信道下计算机仿真的结果.结果表明,通过适当选择参数tDLL和η1,所提出的跟踪环具有较大的跟踪范围和较小的跟踪抖动.     

基于双极性多脉冲的UWB调制方案及性能分析

针对普遍单脉冲位置调制的不足,在已有的UWB(Ultra-Wideband)脉冲位置调制研究基础上,提出了一种改进的双极性多脉冲位置调制(AMPPM:Ambipolar Multi-Pulse Position Modulation)的UWB跳时调制方案,并对其加性高斯白噪声(AWGN:Additive white Gaussian Noise)下的信道容量,最大可靠通信距离等性能指标进行了理论分析。理论分析及实验数值结果表明,在相同的条件下,与普通的单脉冲位置调制(PPM:Pulse Position Modulation)相比,AMPPM能获得较高的容量,即在给定可实现脉冲宽度下可获得更高的通信速率。仿真结果表明,当脉冲宽度为0.5 ns时,L进制AMPPM可达到333 Mbit/s的速率,而同等条件下的L进制PPM仅能达到167 Mbit/s的速率。同时AMPPM在最大可靠通信距离指标方面也较相应的PPM及脉冲幅度调制(PAM:Pulse Amplitude Modulation)有改善,在100 Mbit/s及10-4的误码率下可达到8 m的通信距离。