A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
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Localization of Active Nodes within Distributed UWB Sensor Networks in Multipath Environments
Die Lokalisierung, welche auch als Geolokalisierung bezeichnet wird, ist eine der unterstützenden Technologien in diesem Bereich der drahtlosen Sensor Netzwerken (Wireless Sensor Networks, WSN). Bisherige Geolokalisierungssysteme, wie das Global Positioning System (GPS), sind nicht für den Indoor-Bereich entwickelt worden und können keine genauen Positionen innerhalb eines Indoor-Szenarios ermitteln bzw. schätzen. Daher besteht für Indoor-Anwendungen ein Bedarf für neue Lokalisierungsmethoden und Systeme. Einer der vielversprechendsten Technologien im Bereich der Lokalisierung und des Tracking (Location and Tracking, LT) ist das Ultra-Breitband-Technologie (Ultra-Wideband, UWB), welches neben der präzisen Distanzschätzung auch eine genaue Lokalisierung von Objekten und eine Echtzeit-Datenübertragung erlaubt. Das Hauptziel dieser Arbeit ist die Analyse und die Entwicklung von praktikablen Lokalisierungsalgorithmen innerhalb verteilter UWB-Sensornetzwerke unter Berücksichtigung von Mehrwege-Signalausbreitung. In dieser Arbeit wird ein neuer Lokalisierungsalgorithmus vorgestellt und seine einzelnen Schritte ausführlich diskutiert. Der Algorithmus ist wie folgt aufgebaut: Entfernungsbestimmung, Non-Line of Sight (NLOS) Identifizierung, Positionsbestimmung, Entfernungskorrektur und -tracking, Positionsschätzung, und Positions-Tracking. Für jeden dieser Schritte worden existierende Algorithmen analysiert und ein praktikabler Algorithmus wurde vorgeschlagen. Die Mehrwege-Signalausbreitungskomponenten stellen die Hauptfehlerquelle bei der Positionsbestimmung dar. Innerhalb dieser Arbeit werden zwei neue adaptive schwellwert-basierte Time-of-Arrival (TOA) Schätzverfahren, die CFAR-basierte Methode und die Maximum Probability of Detection (MPD)-basierte Methode, vorgeschlagen, welche die Robustheit bei Mehrwege-Signalausbreitung und NLOS Situationen verbessert. Die Anwendung von TOA Schätzverfahren bei der Positionsbestimmung kann zu großen Abweichungen führen aufgrund der Mehrwege- und NLOS Bedingungen. Ein beliebter ...
Localization of Active Nodes within Distributed UWB Sensor Networks in Multipath Environments
Die Lokalisierung, welche auch als Geolokalisierung bezeichnet wird, ist eine der unterstützenden Technologien in diesem Bereich der drahtlosen Sensor Netzwerken (Wireless Sensor Networks, WSN). Bisherige Geolokalisierungssysteme, wie das Global Positioning System (GPS), sind nicht für den Indoor-Bereich entwickelt worden und können keine genauen Positionen innerhalb eines Indoor-Szenarios ermitteln bzw. schätzen. Daher besteht für Indoor-Anwendungen ein Bedarf für neue Lokalisierungsmethoden und Systeme. Einer der vielversprechendsten Technologien im Bereich der Lokalisierung und des Tracking (Location and Tracking, LT) ist das Ultra-Breitband-Technologie (Ultra-Wideband, UWB), welches neben der präzisen Distanzschätzung auch eine genaue Lokalisierung von Objekten und eine Echtzeit-Datenübertragung erlaubt. Das Hauptziel dieser Arbeit ist die Analyse und die Entwicklung von praktikablen Lokalisierungsalgorithmen innerhalb verteilter UWB-Sensornetzwerke unter Berücksichtigung von Mehrwege-Signalausbreitung. In dieser Arbeit wird ein neuer Lokalisierungsalgorithmus vorgestellt und seine einzelnen Schritte ausführlich diskutiert. Der Algorithmus ist wie folgt aufgebaut: Entfernungsbestimmung, Non-Line of Sight (NLOS) Identifizierung, Positionsbestimmung, Entfernungskorrektur und -tracking, Positionsschätzung, und Positions-Tracking. Für jeden dieser Schritte worden existierende Algorithmen analysiert und ein praktikabler Algorithmus wurde vorgeschlagen. Die Mehrwege-Signalausbreitungskomponenten stellen die Hauptfehlerquelle bei der Positionsbestimmung dar. Innerhalb dieser Arbeit werden zwei neue adaptive schwellwert-basierte Time-of-Arrival (TOA) Schätzverfahren, die CFAR-basierte Methode und die Maximum Probability of Detection (MPD)-basierte Methode, vorgeschlagen, welche die Robustheit bei Mehrwege-Signalausbreitung und NLOS Situationen verbessert. Die Anwendung von TOA Schätzverfahren bei der Positionsbestimmung kann zu großen Abweichungen führen aufgrund der Mehrwege- und NLOS Bedingungen. Ein beliebter ...
Localization of Active Nodes within Distributed UWB Sensor Networks in Multipath Environments
Shen, Guowei (author) / Thomä, Reiner / Thielecke, Jörn / Schäfer, Günter
2012-01-01
Theses
Electronic Resource
English
Distributed Landslide Mornitoring by Wireless Sensor Nodes
| British Library Conference Proceedings | 2012
New Generation of Impedance-based Wireless Active-Sensor Nodes
| British Library Conference Proceedings | 2008
Modelling the Energy Efficient Sensor Nodes for Wireless Sensor Networks
| Springer Verlag | 2014