基于多天线到达相位差的室内定位算法

针对测距式射频识别(RFID)室内定位算法的精确度会受到测距误差严重影响的问题,提出一种基于多天线到达相位差(M-PDOA)的室内定位算法。通过M-PDOA测距方法进行测距,采用三边测量算法对目标标签进行定位。仿真结果显示,本算法的测距平均误差为0.1027 m,性能提升65.76%;定位平均误差为0.1807 m,性能提升56.67%,说明本文算法能够有效减少测距误差,并且定位精确度较高。

基于到达相位技术的室内定位系统研究与实现

研究了基于到达相位测距的性能,设计实现了基于到达相位技术的小型地下停车场定位系统。AT86RF233芯片可测量载波相位,根据不同频率射频信号的相位差可计算距离。设计了可变限幅均值滤波算法自适应限制测距结果的较大波动保证实时性的前提下优化了结果平滑性。在三锚节点的室内定位系统中,设计了基于加权最小均方误差的质心定位算法,改进了质心定位算法中定位点的选择方式。实地实验结果验证了算法的有效性,系统的实时跟踪精度达到亚米级,可用于小型室内停车场车辆和人员定位。

一种基于频域的相位差无源标签测距方法

针对基于信号到达相位差(Phase difference of arrival,PDOA)双频比相法测距方案频率选取随机性大,导致测距结果精度低等缺点,提出了一种基于频域的信号到达相位差(Phase difference of arrival in frequency domain,FD-PDOA)双频比相法测距方案。结合最小二乘法以及一次线性回归的思想,建立了测距的数学模型。利用Matlab对实验数据进行仿真分析表明:在0.5m和1.0m处,若采用PDOA双频比相法测距方案,误差分别在50%和30%上下浮动;采用FD-PDOA双频比相法测距方案,从整体上分析相位差值的变化特性,误差在10%上下浮动,进一步提升了测距精度。

基于UWB的PDOA与TOF煤矿井下联合定位方法

煤矿井下人员和车辆精确定位是煤矿安全高效生产的重要保障。目前矿井人员和车辆精确定位主要采用超宽带(UWB)无线通信技术,其中仅采用飞行时间(TOF)的定位方法需2个定位分站或天线联合测距和定向,存在天线间距大、不便于安装维护、定位误差大等问题。针对上述问题,提出了应用于煤矿巷道一维定位场景的基于UWB的到达相位差(PDOA)与TOF煤矿井下联合定位方法。该方法通过TOF测量定位卡与定位分站之间的距离,通过PDOA判断定位卡的方位,再根据测得的定位卡与定位分站之间的距离和方位,对定位卡进行定位。该方法根据从定位卡发送的无线电信号到达定位分站的2根天线的相位差判断定位卡的到达角度(AOA),不需要很大的天线间距即可确定定位卡的方位,缩短了定位分站的2根天线之间的距离,可将2根天线一体化,便于安装维护,提高了定位精度。煤矿井下测试结果表明,该方法定位精度在15 cm以内;在200 m测试距离范围内,定位精度不受距离远近影响;TOF测距数值稳定在相对其均值±10 cm的范围内,具有很好的稳定性。

基于PDOA着靶点参数估计的阵列布放结构研究

在基于到达相位差(Phase Differences Of Arrival,PDOA)的着靶点参数估计问题中,估计精度受到阵列结构的影响。与一般的单点目标定位问题相比,着靶点参数估计需要同时估计目标的速度和角度参数,情况更加复杂。为了选择合适的阵列结构以对定位结果带来有利影响,该文从灵敏度的角度分析了不同阵列结构下靶点参数估计精度各有差异的原因,为判断不同情况下接收阵列定位性能的优劣提供了理论方法。最后,对3种常见阵列结构进行了计算机仿真对比,仿真结果验证了利用灵敏度指标对阵列布放结构进行评估的可行性。

基于烟花优化粒子群的室内定位算法研究

针对测距式射频识别室内定位算法定位误差较大的问题,提出了一种基于烟花优化粒子群的室内定位算法。该算法分为测距和定位两个阶段,在测距阶段使用到达相位差进行测距并构建待优化的目标函数。在定位阶段对粒子群优化算法进行改进。为了改进粒子群优化算法在迭代过程中容易落入局部极值的问题,引入了烟花优化算法的爆炸、变异、选择操作,并对选择规则进行改进;算法还根据烟花爆炸算子和变异算子对粒子群算法的速度更新公式进行改进。实验结果表明,该算法能够有效实现对目标的定位,定位平均误差为0.277 3 m,与基于标准粒子群优化算法的室内定位算法相比具有39.61%的性能提升。

分布式干扰设备空间功率合成模型分析

空间功率合成技术能够利用多个小功率发射装置获取极大的辐射功率,可解决分布式干扰设备功率不足的问题。建立了分布式干扰设备空间功率合成的信号模型,推导了合成功率的表达式,得出了合成功率由各射频信号功率之和与功率合成收益组成的结论。分析了信号到达时间差和到达相位差对合成功率的影响,从而得到了分布式干扰设备空间功率合成系统对相位误差和时延误差的容忍度。

The MAP/PH(PH/PH)/1 Discrete-time Queuing System with Repairable Server

In this paper, we discuss a discrete time repairable queuing system with Markovian arrival process, where lifetime of server, service time and repair time of server are all discrete phase type random variables. Using the theory of matrix geometric solution, we give the steady state distribution of queue length and waiting time. In addition, the stable availability of the system is also provided.

基于UHF RFID的三维位置感知算法设计

研究了基于UHF RFID的三维位置感知算法。首先,介绍了位置感知的原理,在理论上分析了可行性。然后针对标签与阅读器之间PDOA测距的误差问题,提出了改进的方法,有效减小了测距的误差。定位算法避开了直接解方程组可能由于测距误差导致无解的情况,采用了梯度下降法迭代求解,并通过优化初值,对算法进行了改进,加快了算法的收敛速度。最后,通过仿真验证了改进测距方法和定位算法正确性和改进效果。