室內(nèi)定位算法的改進及其應(yīng)用研究.pdf

1、隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展，人們對定位業(yè)務(wù)的需求越來越多，特別是對室內(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)成為新的研究熱點和難點。本文對現(xiàn)有的定位技術(shù)進行了分析和研究。主要內(nèi)容包括： ⑴提出了基于接收信號強度RSSI和鏈路質(zhì)量LQI的測距模型，該模型減小了信號波動帶來的距離誤差。首先比較了現(xiàn)有的無線信號傳播損耗測距模型中的經(jīng)驗?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?zāi)Ｐ椭械暮喕Ｐ停ζ溥M行了如下的改進：通過大量的實驗數(shù)據(jù)研究了RSSI和LQI之間的相關(guān)性，提出了改進的基于RSSI和LQI的測距模型。實驗結(jié)果表明，該模型的測距性能要優(yōu)于單變量模型，減小了信號波動給測距過程帶來的距離誤差，具有定位精確度高的優(yōu)點。 ⑵提出了用改進的卡爾曼濾波器(KF)對測距模型中的RSSI信號值和LQI信號值進行濾波的方法，該方法減小了信號中的噪聲干擾以及非視距誤差

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

4、室內(nèi)環(huán)境下的無線定位網(wǎng)絡(luò)，進行了仿真實驗來驗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)點數(shù)目的增加對定位精確度的影響，仿真結(jié)果表明，改進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CC2431ZDK上實現(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CC2431ZDK上，最終實現(xiàn)了所