基于無線傳感器網(wǎng)絡的自適應時延估計算法研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡的概念提出至今已經(jīng)有30年的歷史了,隨著近些年無線通信技術的進步,這些理念正在慢慢變?yōu)楝F(xiàn)實。在無線傳感器網(wǎng)絡的許多應用中,節(jié)點位置信息往往起著至關重要的作用,許多場景需要無線傳感器網(wǎng)絡提供百米范圍的高精度定位功能。然而在現(xiàn)有的技術中,有些技術因為定位精度不夠高而難以合要求,有些技術則因為定位范圍不夠廣而難以合要求。可見,研發(fā)一種適用于無線傳感器網(wǎng)絡的高精度測距方案具有重要的理論意義及實用價值。本文的主要工作如下:
　

2、　 1)詳細地研究了定位精度與測距精度的關系,以及測距精度的影響因素。通過對現(xiàn)有測距技術的比較,表明了TDOA和AOA測距技術更加適用于實現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡的定位功能。
　　 2)因為TDOA和AOA測距技術均可歸結為時延估計問題,因此我們完整地研究了基于隨機信號的自適應時延估計算法的理論框架,對其中具有代表性的LMSTDE算法、ETDE算法、ETDGE算法和METDE算法進行了詳細的理論推導及對比仿真,分析了各種算法的優(yōu)缺點及

3、演進方式。
　　 3)通過借鑒基于隨機信號的自適應時延估計算法的設計思路,我們設計了基于正弦信號的自適應時延估計算法-TDES算法,并進行了詳細的理論推導。通過TDES算法與ETDE算法在正弦波時延估計問題中的對比仿真,表明了TDES算法與傳統(tǒng)算法相比,簡化了算法的實現(xiàn)復雜度,同時提高了抗噪性能,在信噪比較差的環(huán)境中,TDES可以提供比ETDE算法更好的估計方差和時延估計精度。
　　 4)研究了兩類著名的正弦信號參數(shù)估計

4、算法-SRGN算法及IEEE-STD-1057算法,通過其與TDES算法之間的對比仿真,我們注意到TDES算法收斂速度較慢的不足,同時也發(fā)現(xiàn)TDES算法在收斂后,可以提供非常好的噪聲抑制特性及采樣分辨率。
　　 5)通過將RGN算法與TDES算法相結合,設計了RGNTDES算法,并且將其與SRGN算法、TDES算法進行了對比仿真。我們發(fā)現(xiàn)RGNTDES算法不僅繼承了SRGN算法收斂速度快的優(yōu)點,而且也繼承了TDES抑制噪聲能力強