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在当今的信息时代,位置服务信息在人们的日常生活中已经越来越重要,室外定位技术如GPS定位系统等已经运用的比较成熟。然而,室外定位系统在室内定位中却几乎无法发挥其作用,尤其在室内复杂环境中对小型移动通信终端的定位,现有室内定位技术无法满足对室内物体的精确定位。时间反转镜(Time ReversalMirror, TRM)技术可以有效地克服严重的多径及复杂通信信道中的时间延迟的现象。在基于TRM的定位方法中,将所采集的信号在同样的媒介中时反发射,然后,这些信号将在原来的位置产生聚焦。该过程充分利用了室内复杂的信道信息,因此这种方法可以为室内小型通信终端的定位提供更好的方法。但对于传统的TRM技术,在定位目标位置时,必须预知室内环境分布,否则,定位结果不会很理想。针对该问题,本文给出了基于快速行进算法(Fast Matching Method,FMM)的TRM室内定位技术与传统的TRM技术相比,能够很好地估计室内环境分布,提高定位的精度,具有一定的定位优势。
本文首先介绍现有的室内定位系统及相关的室内定位技术,讨论了其室内定位的实现方案;然后,比较了各种室内定位系统在室内的定位精度及缺陷;接着研究了基于TRM的室内定位技术;最后,针对TRM技术需要预知室内环境的分布的问题,提出了利用FMM与TRM相结合的技术进行了仿真。研究基于TRM的室内定位技术获得了以下的成果:
首先,针对室内复杂环境,研究了TRM技术在室内定位中应用的可行性。通过建立模型分别对室内环境分布、室内小型移动终端进行仿真分析,研究了TRM室内定位技术的异同点与定位性能。比较了在均匀环境及复杂环境下的定位效果。
然后,仿真研究运用TRM室内定位技术在已知室内环境分布及未知室内环境分布情况下的定位精度。并对不同情况下的定位结果进行了分析,结果表明TRM技术在已知室内环境分布的前提下,定位精度相当高。而在未知室内环境分布的情况下则定位误差较大。
最后,为了预先估计室内环境分布,研究了在TRM定位技术的基础上与FMM算法结合。仿真分析了FMM算法对室内环境信息的估计情况,以及此后与TRM结合进行室内定位的精度,表明FMM算法与TRM技术结合的定位技术能够更好的对室内主动源进行精确定位,从而验证了基于FMM的TRM室内定位技术的可行性。