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超寬帶室內(nèi)定位系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)
超寬帶室內(nèi)定位系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù) 版權(quán)信息
- ISBN：9787121325427
- 條形碼：9787121325427 ; 978-7-121-32542-7
- 裝幀：暫無
- 冊數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
超寬帶室內(nèi)定位系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù) 本書特色
本書主要講述基于脈沖超寬帶無線通信技術(shù)的超寬帶室內(nèi)定位系統(tǒng)中的幾大關(guān)鍵技術(shù)，包括有源標(biāo)簽設(shè)計、小型化超寬帶天線設(shè)計、濾波器設(shè)計、室內(nèi)電波傳播建模及預(yù)測、室內(nèi)定位系統(tǒng)基站設(shè)計分析、基于TDOA方法的高精度定位算法研究、移動目標(biāo)跟蹤定位算法研究等。本書基本涵蓋了超寬帶室內(nèi)定位系統(tǒng)的整個系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)容，包括理論研究、硬件設(shè)計及軟件設(shè)計等。
超寬帶室內(nèi)定位系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù) 內(nèi)容簡介
本書主要講述基于脈沖超寬帶無線通信技術(shù)的超寬帶室內(nèi)定位系統(tǒng)中的幾大關(guān)鍵技術(shù)，包括有源標(biāo)簽設(shè)計、小型化超寬帶天線設(shè)計、濾波器設(shè)計、室內(nèi)電波傳播建模及預(yù)測、室內(nèi)定位系統(tǒng)基站設(shè)計分析、基于TDOA方法的高精度定位算法研究、移動目標(biāo)跟蹤定位算法研究等。本書基本涵蓋了超寬帶室內(nèi)定位系統(tǒng)的整個系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)容，包括理論研究、硬件設(shè)計及軟件設(shè)計等。
超寬帶室內(nèi)定位系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù) 目錄
第1章 緒論 1
1.1 無線定位技術(shù)簡介 1
1.2 超寬帶技術(shù)概述 3
1.2.1 UWB技術(shù)定義 4
1.2.2 UWB技術(shù)特點(diǎn) 5
1.2.3 UWB技術(shù)的應(yīng)用 6
1.3 超寬帶室內(nèi)定位技術(shù)簡介 7
1.3.1 超寬帶室內(nèi)定位原理及系統(tǒng)構(gòu)成 7
1.3.2 超寬帶室內(nèi)定位系統(tǒng)的應(yīng)用前景 9
1.4 超寬帶室內(nèi)定位技術(shù)現(xiàn)有產(chǎn)品 9
小結(jié) 11
參考文獻(xiàn) 11
第2章 IR-UWB窄脈沖設(shè)計 13
2.1 超寬帶脈沖的產(chǎn)生方法 13
2.2 常用的脈沖模板 16
2.2.1 高斯脈沖及其各階導(dǎo)數(shù) 17
2.2.2 正交Hermiter脈沖 22
2.2.3 升余弦脈沖 25
2.2.4 基于窗函數(shù)載波調(diào)制的脈沖 26
2.2.5 小波脈沖 28
2.3 基于數(shù)字邏輯電路的窄脈沖的設(shè)計 34
2.3.1 利用模擬器件的特性產(chǎn)生窄脈沖 34
2.3.2 利用數(shù)字電路產(chǎn)生窄脈沖 37
2.4 基于雙非門結(jié)構(gòu)的窄脈沖的設(shè)計 41
2.5 超寬帶脈沖信號的調(diào)制 45
2.5.1 脈沖幅度調(diào)制（PAM） 45
2.5.2 脈沖位置調(diào)制（PPM） 47
2.5.3 多址技術(shù) 48
2.5.4 TH-PPM脈沖序列的電路實現(xiàn) 51
小結(jié) 56
參考文獻(xiàn) 57
第3章 小型化超寬帶天線設(shè)計 59
3.1 小型化超寬帶天線設(shè)計研究現(xiàn)狀 60
3.2 天線基本理論概述 62
3.2.1 天線發(fā)展的歷史 62
3.2.2 天線的基本電參數(shù) 62
3.2.3 天線的饋電方法 67
3.3 天線設(shè)計數(shù)值方法 68
3.3.1 矩量法 69
3.3.2 有限元法 69
3.3.3 時域有限差分法 70
3.4 小型化、寬帶化天線設(shè)計方法 70
3.4.1 天線的小型化技術(shù) 71
3.4.2 擴(kuò)展帶寬的技術(shù) 73
3.5 不同結(jié)構(gòu)的小型化超寬帶天線設(shè)計 74
3.5.1 弧形貼片超寬帶微帶天線 74
3.5.2 超寬帶寬縫隙天線 78
3.5.3 階梯形超寬帶微帶天線 82
3.6 具有帶阻特性的小型化超寬帶天線設(shè)計 88
3.6.1 帶阻特性的研究 88
3.6.2 倒U形帶阻超寬帶微帶天線 89
3.6.3 倒叉形帶阻超寬帶微帶天線 92
小結(jié) 96
參考文獻(xiàn) 97
第4章 新型超寬帶帶通濾波器設(shè)計 100
4.1 超寬帶信號頻譜實現(xiàn)技術(shù) 100
4.1.1 帶通濾波器實現(xiàn)頻譜 101
4.1.2 上變頻實現(xiàn)頻譜 102
4.2 性能分析 103
4.2.1 交指耦合超寬帶帶通濾波器 103
4.2.2 槽線錐形諧振器 104
4.3 新型超寬帶濾波器的設(shè)計 106
4.3.1 新型超寬帶帶通濾波器的設(shè)計思想 106
4.3.2 新型超寬帶帶通濾波器的設(shè)計與仿真 106
小結(jié) 108
參考文獻(xiàn) 108
第5章 超寬帶信道測量及建模 110
5.1 超寬帶信號信道測量及建模方法研究現(xiàn)狀 110
5.2 超寬帶信道模型理論基礎(chǔ) 112
5.2.1 大尺度衰落 113
5.2.2 小尺度衰落 113
5.2.3 超寬帶標(biāo)準(zhǔn)信道模型 113
5.3 基于頻域測量的超寬帶室內(nèi)—室外信道測量及建模 115
5.3.1 信道測量原理和環(huán)境 115
5.3.2 路徑損耗及陰影衰落 117
5.3.3 信道沖激響應(yīng) 123
5.3.4 信道參數(shù) 126
5.3.5 室內(nèi)至走廊多徑信道模型 129
5.3.6 信道特征參數(shù) 130
5.4 基于射線追蹤方法的超寬帶信道測量及建模 131
5.4.1 信道仿真原理和環(huán)境 131
5.4.2 空間功率分布 132
5.4.3 路徑損耗及陰影衰落 133
5.4.4 室內(nèi)及走廊的多徑功率剖面 135
5.4.5 室內(nèi)信道參數(shù) 137
5.4.6 室內(nèi)到走廊多徑功率剖面特點(diǎn) 139
5.4.7 幅度衰落特性 139
5.4.8 室內(nèi)及走廊多普勒擴(kuò)展 141
5.4.9 信道特征參數(shù) 142
5.4.10 實測和仿真結(jié)果的比較 142
小結(jié) 144
參考文獻(xiàn) 145
第6章 超寬帶室內(nèi)定位系統(tǒng)接收機(jī)設(shè)計及分析 149
6.1 超寬帶信號接收機(jī)設(shè)計簡介 149
6.2 接收機(jī)同步原理 150
6.2.1 基于檢測理論的同步方法 151
6.2.2 基于估計理論的同步方法 151
6.3 超寬帶接收機(jī)原理及結(jié)構(gòu) 153
6.3.1 相干接收原理和結(jié)構(gòu) 153
6.3.2 自相干接收原理和結(jié)構(gòu) 154
6.3.3 非相干接收原理和結(jié)構(gòu) 155
6.4 方案設(shè)計 156
6.4.1 超寬帶室內(nèi)定位接收機(jī)射頻端設(shè)計 158
6.4.2 可控積分檢測電路設(shè)計 166
6.4.3 超寬帶室內(nèi)定位接收機(jī)數(shù)字端設(shè)計 170
小結(jié) 182
參考文獻(xiàn) 182
第7章 高精度室內(nèi)定位算法 185
7.1 UWB室內(nèi)定位算法研究現(xiàn)狀 185
7.2 常用定位算法簡介 186
7.3 超寬帶室內(nèi)定位算法數(shù)學(xué)模型 188
7.3.1 TOA估計及其定位模型 188
7.3.2 DOA估計及其定位模型 189
7.3.3 RSS估計及其定位模型 190
7.3.4 TDOA估計及其定位模型 190
7.3.5 基于TDOA的UWB室內(nèi)定位方案 191
7.4 超寬帶厘米級室內(nèi)定位算法設(shè)計 194
7.4.1 CHAN-TAYLOR級聯(lián)定位算法 194
7.4.2 PLS-PSO混合定位算法 199
7.5 基于實際超寬帶信道模型的定位算法設(shè)計 203
7.6 干擾對定位精度影響分析 209
7.6.1 信號模型 210
7.6.2 *佳二進(jìn)制正交脈沖相位調(diào)制：2PPM-THMA 210
7.6.3 二進(jìn)制反極性脈沖幅度調(diào)制：2PAM-THMA 213
7.6.4 仿真實驗與討論 214
7.7 移動目標(biāo)的定位跟蹤算法研究 218
7.7.1 常用的跟蹤濾波算法 218
7.7.2 室內(nèi)目標(biāo)跟蹤原理和模型介紹 222
7.7.3 無跡卡爾曼濾波算法仿真 223
7.7.4 強(qiáng)跟蹤自適應(yīng)無跡卡爾曼濾波及其仿真 236
7.7.5 超寬帶室內(nèi)跟蹤平滑算法分析 244
小結(jié) 250
參考文獻(xiàn)
1.1 無線定位技術(shù)簡介 1
1.2 超寬帶技術(shù)概述 3
1.2.1 UWB技術(shù)定義 4
1.2.2 UWB技術(shù)特點(diǎn) 5
1.2.3 UWB技術(shù)的應(yīng)用 6
1.3 超寬帶室內(nèi)定位技術(shù)簡介 7
1.3.1 超寬帶室內(nèi)定位原理及系統(tǒng)構(gòu)成 7
1.3.2 超寬帶室內(nèi)定位系統(tǒng)的應(yīng)用前景 9
1.4 超寬帶室內(nèi)定位技術(shù)現(xiàn)有產(chǎn)品 9
小結(jié) 11
參考文獻(xiàn) 11
第2章 IR-UWB窄脈沖設(shè)計 13
2.1 超寬帶脈沖的產(chǎn)生方法 13
2.2 常用的脈沖模板 16
2.2.1 高斯脈沖及其各階導(dǎo)數(shù) 17
2.2.2 正交Hermiter脈沖 22
2.2.3 升余弦脈沖 25
2.2.4 基于窗函數(shù)載波調(diào)制的脈沖 26
2.2.5 小波脈沖 28
2.3 基于數(shù)字邏輯電路的窄脈沖的設(shè)計 34
2.3.1 利用模擬器件的特性產(chǎn)生窄脈沖 34
2.3.2 利用數(shù)字電路產(chǎn)生窄脈沖 37
2.4 基于雙非門結(jié)構(gòu)的窄脈沖的設(shè)計 41
2.5 超寬帶脈沖信號的調(diào)制 45
2.5.1 脈沖幅度調(diào)制（PAM） 45
2.5.2 脈沖位置調(diào)制（PPM） 47
2.5.3 多址技術(shù) 48
2.5.4 TH-PPM脈沖序列的電路實現(xiàn) 51
小結(jié) 56
參考文獻(xiàn) 57
第3章 小型化超寬帶天線設(shè)計 59
3.1 小型化超寬帶天線設(shè)計研究現(xiàn)狀 60
3.2 天線基本理論概述 62
3.2.1 天線發(fā)展的歷史 62
3.2.2 天線的基本電參數(shù) 62
3.2.3 天線的饋電方法 67
3.3 天線設(shè)計數(shù)值方法 68
3.3.1 矩量法 69
3.3.2 有限元法 69
3.3.3 時域有限差分法 70
3.4 小型化、寬帶化天線設(shè)計方法 70
3.4.1 天線的小型化技術(shù) 71
3.4.2 擴(kuò)展帶寬的技術(shù) 73
3.5 不同結(jié)構(gòu)的小型化超寬帶天線設(shè)計 74
3.5.1 弧形貼片超寬帶微帶天線 74
3.5.2 超寬帶寬縫隙天線 78
3.5.3 階梯形超寬帶微帶天線 82
3.6 具有帶阻特性的小型化超寬帶天線設(shè)計 88
3.6.1 帶阻特性的研究 88
3.6.2 倒U形帶阻超寬帶微帶天線 89
3.6.3 倒叉形帶阻超寬帶微帶天線 92
小結(jié) 96
參考文獻(xiàn) 97
第4章 新型超寬帶帶通濾波器設(shè)計 100
4.1 超寬帶信號頻譜實現(xiàn)技術(shù) 100
4.1.1 帶通濾波器實現(xiàn)頻譜 101
4.1.2 上變頻實現(xiàn)頻譜 102
4.2 性能分析 103
4.2.1 交指耦合超寬帶帶通濾波器 103
4.2.2 槽線錐形諧振器 104
4.3 新型超寬帶濾波器的設(shè)計 106
4.3.1 新型超寬帶帶通濾波器的設(shè)計思想 106
4.3.2 新型超寬帶帶通濾波器的設(shè)計與仿真 106
小結(jié) 108
參考文獻(xiàn) 108
第5章 超寬帶信道測量及建模 110
5.1 超寬帶信號信道測量及建模方法研究現(xiàn)狀 110
5.2 超寬帶信道模型理論基礎(chǔ) 112
5.2.1 大尺度衰落 113
5.2.2 小尺度衰落 113
5.2.3 超寬帶標(biāo)準(zhǔn)信道模型 113
5.3 基于頻域測量的超寬帶室內(nèi)—室外信道測量及建模 115
5.3.1 信道測量原理和環(huán)境 115
5.3.2 路徑損耗及陰影衰落 117
5.3.3 信道沖激響應(yīng) 123
5.3.4 信道參數(shù) 126
5.3.5 室內(nèi)至走廊多徑信道模型 129
5.3.6 信道特征參數(shù) 130
5.4 基于射線追蹤方法的超寬帶信道測量及建模 131
5.4.1 信道仿真原理和環(huán)境 131
5.4.2 空間功率分布 132
5.4.3 路徑損耗及陰影衰落 133
5.4.4 室內(nèi)及走廊的多徑功率剖面 135
5.4.5 室內(nèi)信道參數(shù) 137
5.4.6 室內(nèi)到走廊多徑功率剖面特點(diǎn) 139
5.4.7 幅度衰落特性 139
5.4.8 室內(nèi)及走廊多普勒擴(kuò)展 141
5.4.9 信道特征參數(shù) 142
5.4.10 實測和仿真結(jié)果的比較 142
小結(jié) 144
參考文獻(xiàn) 145
第6章 超寬帶室內(nèi)定位系統(tǒng)接收機(jī)設(shè)計及分析 149
6.1 超寬帶信號接收機(jī)設(shè)計簡介 149
6.2 接收機(jī)同步原理 150
6.2.1 基于檢測理論的同步方法 151
6.2.2 基于估計理論的同步方法 151
6.3 超寬帶接收機(jī)原理及結(jié)構(gòu) 153
6.3.1 相干接收原理和結(jié)構(gòu) 153
6.3.2 自相干接收原理和結(jié)構(gòu) 154
6.3.3 非相干接收原理和結(jié)構(gòu) 155
6.4 方案設(shè)計 156
6.4.1 超寬帶室內(nèi)定位接收機(jī)射頻端設(shè)計 158
6.4.2 可控積分檢測電路設(shè)計 166
6.4.3 超寬帶室內(nèi)定位接收機(jī)數(shù)字端設(shè)計 170
小結(jié) 182
參考文獻(xiàn) 182
第7章 高精度室內(nèi)定位算法 185
7.1 UWB室內(nèi)定位算法研究現(xiàn)狀 185
7.2 常用定位算法簡介 186
7.3 超寬帶室內(nèi)定位算法數(shù)學(xué)模型 188
7.3.1 TOA估計及其定位模型 188
7.3.2 DOA估計及其定位模型 189
7.3.3 RSS估計及其定位模型 190
7.3.4 TDOA估計及其定位模型 190
7.3.5 基于TDOA的UWB室內(nèi)定位方案 191
7.4 超寬帶厘米級室內(nèi)定位算法設(shè)計 194
7.4.1 CHAN-TAYLOR級聯(lián)定位算法 194
7.4.2 PLS-PSO混合定位算法 199
7.5 基于實際超寬帶信道模型的定位算法設(shè)計 203
7.6 干擾對定位精度影響分析 209
7.6.1 信號模型 210
7.6.2 *佳二進(jìn)制正交脈沖相位調(diào)制：2PPM-THMA 210
7.6.3 二進(jìn)制反極性脈沖幅度調(diào)制：2PAM-THMA 213
7.6.4 仿真實驗與討論 214
7.7 移動目標(biāo)的定位跟蹤算法研究 218
7.7.1 常用的跟蹤濾波算法 218
7.7.2 室內(nèi)目標(biāo)跟蹤原理和模型介紹 222
7.7.3 無跡卡爾曼濾波算法仿真 223
7.7.4 強(qiáng)跟蹤自適應(yīng)無跡卡爾曼濾波及其仿真 236
7.7.5 超寬帶室內(nèi)跟蹤平滑算法分析 244
小結(jié) 250
參考文獻(xiàn)
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超寬帶室內(nèi)定位系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù) 作者簡介
趙紅梅，女，1976年11月生，副教授，信息與通信工程專業(yè)工學(xué)博士，碩士生導(dǎo)師，鄭州輕工業(yè)學(xué)院超寬帶無線通信技術(shù)研究室學(xué)術(shù)帶頭人，河南省"超寬帶無線通信技術(shù)”及鄭州市"UWB實時定位系統(tǒng)”院士工作站院士助手，河南省優(yōu)秀碩士學(xué)位論文指導(dǎo)教師，河南省儀器儀表學(xué)會常務(wù)理事，副秘書長；長期從事微帶天線設(shè)計、超寬帶無線通信技術(shù)等方向的研究；獲河南省科技進(jìn)步獎二等獎2項，廳級科技成果一等獎4項，通過省級科技成果鑒定10項，授權(quán)國家發(fā)明專利7項，主持及參與國家和省級項目8項，發(fā)表論文30多篇。 目前研究方向：微帶天線設(shè)計、超寬帶信號電波傳播特性研究、超寬帶室內(nèi)定位技術(shù)研究
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