基于TDOA的無線局域網(wǎng)定位系統(tǒng)的研究與實現(xiàn).pdf

1、隨著無線通信技術(shù)的進步，基于位置的服務(wù)（LBS）已經(jīng)深入到生活的各個方面，為人們?nèi)粘Ｉ顜矸奖憧旖莸姆?wù)體驗。LBS的基礎(chǔ)是定位技術(shù)。目前廣泛使用的衛(wèi)星定位系統(tǒng)在建筑密集區(qū)域和室內(nèi)難以應(yīng)用。借助泛在的無線局域網(wǎng)（WLAN）進行定位，可以擴大LBS的應(yīng)用范圍，具有重要的現(xiàn)實意義和研究價值。在WLAN定位中，信號到達時間差（TDOA）方法不需要接收機和發(fā)射機同步，日益得到了人們的關(guān)注。
　　本文研究了基于TDOA的WLAN定位。針對

2、傳統(tǒng)幀檢測方法接收時間戳分辨率過低的問題，提出了基于相關(guān)峰值修正的時間戳細估計方法和基于多信標（Beacon）幀統(tǒng)計平均的時間戳超分辨率估計方法，能有效改善定位精度。針對現(xiàn)有系統(tǒng)方案過于復(fù)雜的問題，利用軟件無線電開放和可重構(gòu)的優(yōu)勢，設(shè)計了基于通用軟件無線電外設(shè)（USRP）和GNURadio的實現(xiàn)方案，可顯著降低系統(tǒng)開發(fā)成本和周期。根據(jù)以上研究成果，本文還搭建了基于TDOA的WLAN定位樣機。樣機包括接收機和系統(tǒng)后端。接收機基于USRP開

3、發(fā)，實現(xiàn)Beacon幀的捕獲以及幀到達時間（Rx timestamp）的打戳。系統(tǒng)后端由定位客戶端和定位服務(wù)器組成。定位客戶端基于GNURadio開發(fā)，完成Rx timestamp的提取和轉(zhuǎn)發(fā)；定位服務(wù)器由一臺PC擔當，用來匯總保存多個接收機的Rx timestamp數(shù)據(jù)，并利用均方誤差算法計算定位目標的位置。最后，做了時間戳精度和定位精度現(xiàn)場測試。時間戳實測結(jié)果驗證了本文提出的改進時間戳估計方法的有效性；定位實測結(jié)果表明，設(shè)計和搭建的