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

1、隨著無線通信技術(shù)的進(jìn)步，基于位置的服務(wù)（LBS）已經(jīng)深入到生活的各個(gè)方面，為人們?nèi)粘Ｉ顜矸奖憧旖莸姆?wù)體驗(yàn)。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(jìn)行定位，可以擴(kuò)大LBS的應(yīng)用范圍，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和研究價(jià)值。在WLAN定位中，信號到達(dá)時(shí)間差（TDOA）方法不需要接收機(jī)和發(fā)射機(jī)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(shí)間戳分辨率過低的問題，提出了基于相關(guān)峰值修正的時(shí)間戳細(xì)估計(jì)方法和基于多信標(biāo)（Beacon）幀統(tǒng)計(jì)平均的時(shí)間戳超分辨率估計(jì)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(jì)了基于通用軟件無線電外設(shè)（USRP）和GNURadio的實(shí)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(jī)。樣機(jī)包括接收機(jī)和系統(tǒng)后端。接收機(jī)基于USRP開

3、發(fā)，實(shí)現(xiàn)Beacon幀的捕獲以及幀到達(dá)時(shí)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(dān)當(dāng)，用來匯總保存多個(gè)接收機(jī)的Rx timestamp數(shù)據(jù)，并利用均方誤差算法計(jì)算定位目標(biāo)的位置。最后，做了時(shí)間戳精度和定位精度現(xiàn)場測試。時(shí)間戳實(shí)測結(jié)果驗(yàn)證了本文提出的改進(jìn)時(shí)間戳估計(jì)方法的有效性；定位實(shí)測結(jié)果表明，設(shè)計(jì)和搭建的