基于多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的超寬帶室內(nèi)無線定位算法.pdf

1、無線通信技術(shù)的高速發(fā)展促使無線定位技術(shù)的日趨成熟,隨著傳統(tǒng)室外無線定位技術(shù)的廣泛應(yīng)用,人們對(duì)于復(fù)雜的室內(nèi)環(huán)境無線精確定位的需求越來越強(qiáng)烈,比如火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)、醫(yī)院、大型超市、商場(chǎng)等。超寬帶信號(hào)具有窄脈沖的特性,使超寬帶信號(hào)相對(duì)于其他信號(hào),比如藍(lán)牙(Bluetooth)、WiFi、ZigBee等,具有更強(qiáng)的穿透性、抗干擾能力以及更低的成本和功耗。因此,超寬帶技術(shù)是室內(nèi)無線定位的首選,進(jìn)行超寬帶室內(nèi)無線定位相關(guān)算法的研究也具有非常重要的實(shí)際意義。

2、
　　本文主要工作如下:
　　首先,從無線通信技術(shù)出發(fā),對(duì)比了現(xiàn)有的室內(nèi)外無線定位技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn),明確了選用超寬帶技術(shù)做室內(nèi)無線定位的原因。接著,論文簡(jiǎn)述了超寬帶室內(nèi)無線定位的原理并對(duì)超寬帶室內(nèi)無線定位的信道模型進(jìn)行了深入研究,選定了 IEEE802.15工作小組提出的IEEE802.15.4a信道模型作為超寬帶室內(nèi)無線定位的模型,并給出了本文仿真需要的室內(nèi)居住和室內(nèi)辦公環(huán)境下的信道參數(shù)。
　　然后,本文對(duì)基于到達(dá)時(shí)間(

3、TOA:time of arrival)、到達(dá)時(shí)間差(TDOA:time difference of arrival)、到達(dá)角度(AOA:angle of arrival)和信號(hào)強(qiáng)度(RSSI:Received Signal Strength Index)四種典型參數(shù)的超寬帶室內(nèi)無線定位算法的無誤差定位原理進(jìn)行了詳細(xì)研究。
　　考慮到項(xiàng)目中的摔倒報(bào)警裝置是移動(dòng)設(shè)備,需要輕量級(jí)算法,所以本文選擇了HTDA(Hybrid TDOA/

4、AOA)-LS(Least squares)超寬帶混合算法,但由于HTDA-LS算法存在收斂問題,因此本文通過兩次LS估計(jì)改進(jìn)了HTDA-LS算法的收斂性。
　　隨后論文又創(chuàng)新性的提出了基于多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的HTDA-LS2混合定位算法。該算法利用多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),對(duì)HTDA-LS2混合定位算法進(jìn)行了改進(jìn),在不提高算法復(fù)雜度的前提下,進(jìn)一步提高了室內(nèi)無線定位的精度。最后,本文通過 MATLAB仿真軟件對(duì)各種不同的算法在不同信噪比和不同