【摘 要】
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随着当今社会的发展,对室内定位的需求日益增加,由于GPS等室外定位技术在室内定位的应用受到限制,目前室内多采用射频识别（Radio Frequency Identification,RFID）、红外线、超声波、Wi Fi、超宽带（Ultra-Wideband,UWB）等定位技术,其中UWB由于时间分辨率高、穿透性强、抗多径能力强等特点,使得其更适用于室内定位,而其他定位技术大都由于易受环境影响、定
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随着当今社会的发展,对室内定位的需求日益增加,由于GPS等室外定位技术在室内定位的应用受到限制,目前室内多采用射频识别（Radio Frequency Identification,RFID）、红外线、超声波、Wi Fi、超宽带（Ultra-Wideband,UWB）等定位技术,其中UWB由于时间分辨率高、穿透性强、抗多径能力强等特点,使得其更适用于室内定位,而其他定位技术大都由于易受环境影响、定位精度低、定位距离短等原因无法满足室内高精度定位的要求,故UWB技术在室内领域得到了广泛的应用。目前对于UWB定位普遍采用单射频设备,在面对多目标定位时,系统可定位标签容量有限,而且由于依次定位各个移动标签,通常定位周期较长,定位刷新率较慢,不能很好地适应多目标高速定位的需求。本文从多目标定位的标签容量以及定位刷新率,即可扩展性需求出发,对基于UWB的三射频多目标定位展开研究。本文设计实现了一种在单射频基站上扩展三个DW1000模块构成的三射频基站,并建立了基于三射频基站的驱动方法,三射频基站上的每个DW1000模块可分别与具有相同信道的单射频移动标签进行通信,当三射频基站上的三个DW1000模块采用不同的信道时,可实现三射频基站的三个DW1000模块并行工作,同时定位三个标签。论文详细介绍了三射频定位系统的软硬件设计,最终的实验结果验证了采用三射频基站及其驱动方法的定位系统的可行性,在三射频系统中使用TOA和TDOA算法在同样的时间内可以定位的次数分别达到单射频定位次数的2.41和2.66倍,可有效提高多目标场景中的定位速度。为了提高多目标定位系统的可扩展性,本文提出了基于时分多址（Time Division Multiple Access,TDMA）的三射频多目标定位系统,针对标签进出定位系统可能会导致信道内的标签分布稀疏或各个信道内的标签数目不均衡问题,提出了多射频信道均衡算法,均衡各个信道内的标签,充分利用各个信道,并给出了信道均衡算法的各性能指标计算公式,通过仿真实验展示了使用多射频信道均衡算法的TDMA多目标定位系统的优势,显著提高了定位刷新率。
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