多径环境下无源超高频RFID定位算法研究

摘要

随着互联网、物联网、移动通信，大数据等技术的快速发展，人们越来越渴望随时随地的获取位置信息。无源超高频RFID标签定位技术因其成本低、部署简单，长距离通信等优点，在室内定位中有着越来越广泛的应用。相对于室外信道环境，室内信道环境更加复杂，往往由于建筑本身以及室内遮挡物的影响，会造成电磁波的多径及非视距传输，在室内定位中多径及非视距的影响会使定位精度大幅下降。
　　在本文中，针对室内多径信道环境下的定位问题，通过将经典的信道统计模型与无源超高频RFID反向散射通信机制相结合，推导了无源超高频RFID的室内信道模型，并分析了在定位中解决多径干扰问题的思路。根据对无源超高频RFID多径信道特性的分析，本文提出了一种基于多维标度（Multidimensional Scaling，MDS）方法，并使用少量参考标签辅助定位的RFID定位算法（PDOA-MDS），利用阅读器获取参考标签和定位标签的相位差信息，然后构建参考标签和定位标签之间的距离平方矩阵，并采用多维标度方法获取定位标签的位置信息。该算法相对于传统测距+多边定位方法，能够有效地降低多径干扰；相对于非测距方法，能够在使用少量参考标签及较少的计算量的情况下获得不错的定位精度。
　　随后使用计算机搭建了无源超高频RFID的多径信道仿真环境，并对提出的算法进行了仿真。仿真结果表明，在AWGN信道环境下PDOA-MDS算法能够获得与测距+多边定位相似的定位精度；而在多径环境下，PDOA-MDS算法定位精度要远好于测距+多边定位方法。

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第一章 绪论

1.1 无源超高频RFID定位基本概念

1. 2 国内外研究发展现状

1. 3 主要研究内容

第二章 UHF RFID定位算法分析

2. 1 测距+多边定位算法介绍

2. 2 非测距定位方法

2.3 UHF RFID定位算法介绍

2. 4 本章小结

第三章 基于UHF RFID的室内信道模型分析

3. 1 室内无线传输的特点

3. 2 室内无线信道参数和信道模型

3.3 UHF RFID通信机制分析

3.4 UHF RFID信道模型分析

3.5 多径信道对UHF RFID定位性能分析

3. 6 本章小结

第四章 多径环境下基于多维标度的UHF RFID定位算法研究

4. 1 多径环境下定位精度提升的解决思路

4. 2 多维标度方法介绍

4.3 基于相位差-多维标度的UHF RFID定位算法

4. 4 本章小结

第五章 算法仿真与分析

5. 1 仿真场景布置

5.2 AWGN信道下算法仿真与分析

5. 3 多径信道下算法仿真与分析

5. 4 本章小结

第六章 总结与展望

6. 1 全文总结

6. 2 下一步工作展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢