無線定位技術, 2/e

本書內容涉及衛星定位技術、蜂窩定位技術、無線局域網定位技術和軟件無線電定位技術，分別從空間衛星網、地面移動通信網、無線傳感器網絡、軟硬件集成環境四方面介紹了無線定位領域的最新成果和進展。其核心技術包括時間同步、測距算法、非測距算法、TOA、TDOA、位置指紋算法和AOA/MIMO等。 本書既可作為高等院校物聯網技術與工程、網絡工程等電腦相關專業和信息類其他相關專業的教材，也可作為從事無線定位研究的研究生和技術人員的參考書。

目 錄

1章 緒論 1

1.1 無線定位技術概述 1

1.1.1 無線定位的起源 1

1.1.2 無線定位的發展現狀 2

1.1.3 無線定位技術的應用 5

1.2 無線定位系統的基本分類 7

1.2.1 衛星定位系統 7

1.2.2 基站蜂窩定位系統 8

1.2.3 無線局域網定位系統 9

1.3 無線定位技術的主要研究內容 10

1.3.1 無線定位方法及性能評價 10

1.3.2 無線傳感器網絡定位系統 11

1.3.3 無線定位技術應用研究 13

習題1  14

參考文獻 14

2章 衛星定位系統 16

2.1 衛星定位測量基礎 16

2.1.1 衛星定位系統概述 16

2.1.2 衛星定位空間與時間系統 20

2.1.3 衛星運行軌道及受攝運動 22

2.2 衛星信號及測量原理 23

2.2.1 衛星信號成分與調製技術 23

2.2.2 導航電文格式 25

2.2.3 衛星星曆 26

2.2.4 衛星信號接收機基本工作原理 26

2.3 衛星定位方法及定位誤差 28

2.3.1 靜態定位 28

2.3.2 動態定位 30

2.3.3 定位誤差 31

2.4 北斗衛星導航系統介紹 32

2.4.1 系統簡介 32

2.4.2 技術特點 34

2.4.3 未來發展 35

2.4.4 北斗衛星導航系統的兼容性比較 36

2.4.5 北斗一號衛星導航定位系統的組成與定位原理 37

2.4.6 北斗衛星導航定位系統的應用 38

2.5 衛星定位應用實例 41

2.5.1 系統總體設計方案 41

2.5.2 車輛調度中心設計 43

2.5.3 智能終端設計 45

2.6 北斗與GPS的遠程監控車載系統 46

2.6.1 系統總體設計方案 46

2.6.2 車載終端系統 48

2.6.3 Web端管理系統開發環境 50

習題2  51

參考文獻 51

3章 蜂窩通信網絡定位 53

3.1 蜂窩技術概述 53

3.1.1 蜂窩網絡定位的發展 54

3.1.2 蜂窩定位技術應用 58

3.2 蜂窩移動通信技術中的定位方法 60

3.2.1 Cell ID定位技術 61

3.2.2 到達時間定位方式 62

3.2.3 到達時差定位方式 63

3.2.4 到達角度定位方式 64

3.2.5 到達場強定位方式 65

3.2.6 Fingerprint定位技術 66

3.2.7 混合定位技術 66

3.3 蜂窩定位的誤差來源 68

習題3  69

參考文獻 69

4章 無線傳感器網絡節點定位技術 71

4.1 概述 71

4.2 無線傳感器網絡中的ZigBee技術 73

4.2.1 起源 73

4.2.2 技術簡介 74

4.2.3 自組織網組織通信 75

4.2.4 ZigBee產品 76

4.2.5 ZigBee網絡 79

4.3 ZigBee協議 83

4.3.1 物理層和媒體訪問控制層 83

4.3.2 網絡層協議及組網方式 85

4.3.3 應用層 88

4.4 無線傳感器網絡定位算法的分類 90

4.4.1 基於距離的定位算法 90

4.4.2 基於非測距的定位算法 91

4.5 基於ZigBee的TLM定位算法實例 96

4.5.1 定位算法 96

4.5.2 TLM定位算法設計 97

4.5.3 算法仿真及結果 98

習題4  101

參考文獻 102

5章 Wi-Fi定位 103

5.1 WI-FI基礎 103

5.1.1 IEEE 802.11系列標準概述 103

5.1.2 Wi-Fi網絡成員與結構 105

5.1.3 Wi-Fi信道 106

5.1.4 Wi-Fi MAC幀格式 107

5.1.5 Wi-Fi掃描 109

5.2 位置指紋法 111

5.2.1 位置指紋法概述 111

5.2.2 位置指紋數據庫 112

5.2.3 搜索空間縮減技術 114

5.2.4 位置估算方法 118

5.3 軌跡優化 123

5.3.1 狀態空間模型 123

5.3.2 貝葉斯遞推估計原理 124

5.3.3 卡爾曼濾波及其改進 125

5.3.4 粒子濾波 128

5.4 Loc定位研究工具集 130

5.4.1 Loclib  131

5.4.2 Loctrace  134

5.4.3 Loceva  135

5.4.4 Locana  137

5.5 HTML5 GeoLocation定位實例 138

習題5  142

參考文獻 143

6章 UWB定位技術 146

6.1 UWB技術概述 146

6.1.1 UWB定義 146

6.1.2 UWB的發展與現狀 147

6.1.3 UWB的特點與優勢 148

6.1.4 UWB關鍵技術 150

6.2 UWB定位技術 153

6.2.1 UWB定位方法 153

6.2.2 基於時間的UWB測距技術 153

6.2.3 UWB信號時延估計方法 156

6.2.4 UWB定位算法實現 162

6.2.5 其他形式的UWB定位 166

6.3 UWB定位應用 167

6.3.1 UWB定位應用現狀 168

6.3.2 UWB定位應用實例 171

6.3.3 定位技術的應用場景及前景展望 177

習題6  178

參考文獻 179

7章 CSS定位 181

7.1 基於CSS的無線網絡技術簡介 181

7.1.1 Chirp信號與脈沖壓縮理論 181

7.1.2 MDMA調製技術 185

7.1.3 CSS的發展和技術特點 186

7.1.4 CSS無線定位技術與其他技術方案的比較 190

7.1.5 基於CSS的無線測距方法 193

7.2 非視距傳播問題 195

7.2.1 非視距識別 196

7.2.2 非視距誤差抑制 201

7.3 CSS定位應用實現 202

7.3.1 實驗平台介紹 202

7.3.2 CSS測距實驗 210

7.3.3 CSS定位實驗 218

習題7  223

參考文獻 224

8章 軟件無線電定位 227

8.1 軟件無線電綜述 227

8.1.1 軟件無線電的起源與概念 227

8.1.2 軟件無線電硬件體系結構 229

8.1.3 軟件無線電軟件體系結構 236

8.2 GNU Radio環境搭建與USRP  239

8.2.1 GNU Radio簡介 239

8.2.2 Ubuntu下安裝GNU Radio  240

8.2.3 USRP簡介 241

8.3 軟件無線電定位應用 244

8.3.1 智能天線基礎 244

8.3.2 基於陣列天線的角度估計技術 247

8.3.3 基於軟件無線電的AOA估測實例 251

習題8  258

參考文獻 258