基于UWB的消防員室內(nèi)無線定位算法分析與仿真.pdf

1、隨著數(shù)據(jù)及多媒體行業(yè)的蓬勃發(fā)展，各方人群對于室內(nèi)定位應用的需求程度也日趨上升。尤其是近年來，在高樓大廈或大型建筑場地內(nèi)火災的頻繁發(fā)生，除了使人們的生命及財產(chǎn)受到嚴重的損失外，對于需要進入此類火災現(xiàn)場的消防救援人員的生命安全也構成了巨大的威脅。與一般的室內(nèi)環(huán)境相比，火災現(xiàn)場由于受建筑物內(nèi)材料、類型、布局等影響，產(chǎn)生多徑效應更為嚴重，使得直達波路徑缺失、信道非平穩(wěn)。若能在火災現(xiàn)場實現(xiàn)精確的室內(nèi)定位，將為保障消防人員自身的生命安全平添一道砝碼

2、。
　　如今較為常見的室內(nèi)定位技術有：ZigBee、RFID、Wi-Fi、Bluetooth、UWB（超寬帶）等。與其他室內(nèi)定位技術相比，UWB具有發(fā)射功率小、傳輸速率高、穿透能力強、覆蓋范圍廣、定位精度高的特點，即使面對火災現(xiàn)場如此復雜的室內(nèi)環(huán)境，也可表現(xiàn)出較強的抗干擾性和優(yōu)良的定位精度。所以本文選用UWB技術作為基礎，以實現(xiàn)消防員在火災現(xiàn)場的高精度室內(nèi)定位的要求。
　　文中選用IEEE802.15.4a模型作為UWB的信

3、道模型，其優(yōu)點在于可利用此模型仿真UWB信號在室內(nèi)視距及非視距傳播環(huán)境下對應不同算法的定位情況。其次利用Matlab軟件仿真 UWB發(fā)射及接收信號，通過Wylie算法鑒別目標節(jié)點與參考節(jié)點間的視距和非視距傳播。篩選出性能更優(yōu)的參考節(jié)點，更新目標節(jié)點與參考節(jié)點間的到達時間差，得到較為準確的定位初值估計，保證之后的算法收斂。同時推算出可靠度最高的參考節(jié)點與目標節(jié)點的方位角與俯仰角信息。將以上信息其代入基于泰勒級數(shù)的TDOA/AOA混合算法后