[发明专利]一种信号测距和定位方法

权利要求书

1.一种信号测距方法，其特征在于：一个发射机发送信号到一个接收机，其中信号只占用两端的子载波，两端子载波中间的噪声进行前端过滤后发射，接收机检测到信号并估计出信号传播的距离，得到发射机和接收机之间的距离；把整个信号带宽划分为N个子载波，产生第0和N-1个子载波为高电平，中间N-2个子载波都为低电平的数据源信号，由串行转为并行，经过傅里叶逆变换后，由并行转为串行，再将信号放大后发射；接收第0和N-1个子载波为高电平，中间N-2个子载波都为低电平信号，并将信号放大，再将串行信号转为并行信号，经过傅里叶变换，过滤掉中间子载波上的噪声，再将并行信号转为串行信号，同时，在接收本地将原始发射信号进行复制，本地振荡器将原始发射信号转为高频信号，并基于二维搜索进行信号获取，再经过去多普勒影响和延时粗估计的计算后，进一步对跟踪信号进行精确的延时估计，确定位置。

2.如权利要求1所述的测距方法，其特征在于：第0和N-1个子载波为高电平，中间N-2个子载波都为低电平的信号的发射方法：随机脉冲发生器分两路信号经过升余弦滤波器后，分别与和相乘进行频谱搬移，随后叠加，形成定位和测距信号，经前端放大和发射电路发射；接收机接收信号的处理方法为前端放大电路与接收电路接收到信号后与相乘，另外本地测距信号复制器将复制的信号与本地振荡器相乘，同时对两路信号基于二维搜索获取并对其多普勒影响和延时粗估计，最后进行信号跟踪获取精确的延时估计。

3.一种信号测距装置，其特征在于：包括一个发射机和一个接收机，发射机发射的信号如权利要求1所述，信号只占用两端的子载波，两端子载波中间的噪声进行前端过滤后发射，接收机检测到信号并估计出信号传播的距离，即是发射机和接收机之间的距离；其中发射机包括信号发生器、串行转并行电路、傅里叶逆变换模块、并行转串行电路、信号放大电路及发射电路；接收机包括前端放大与接收电路、串行转并行电路、傅里叶变换模块、滤波器、并行转串行电路、本地测距信号复制器、本地振荡器；信号发生器将第0和N-1个子载波为高电平，中间N-2个子载波都为低电平的信号输入到串行转并行电路，再经过傅里叶逆变换模块后，由并行转串行电路进行将信号由并行转为串行，在经过前端放大电路将信号放大，经过发射电路将信号发射进行定位；前段放大与接收电路接收第0和N-1个子载波为高电平，中间N-2个子载波都为低电平的频域信号，并将信号放大，通过串行转并行电路将串行频域信号转为并行频域信号，经过傅里叶变换模块后，通过滤波器过滤掉中间子载波上的噪声，再经过并行转串行电路将并行信号转为串行信号，同时，在接收本地将原始发射信号通过本地测距信号复制器进行复制，本地振荡器将原始发射信号转为高频信号，并通过处理器进行基于二维搜索进行信号获取，再经过去多普勒影响和延时粗估计的计算后，通过跟踪信号进行精确估计，获取延时估计，确定位置。

4.一种定位方法，其特征在于：采用如权利要求1所示的测距方法，包括多个发射机和1个接收机，从不同地点的发射机同时发送定位信号寻求位置信息，对于第k个发射机， k=1，2，3，4，第k-1和N+k-5个子载波为高电平，其他N-2个子载波都为低电平，发射的信号带宽相同，两端子载波的带宽相同，子载波之间的距离相同。

5.如权利要求4所述的定位方法，其特征在于第k个发射机，随机脉冲发生器分两路信号经过升余弦滤波器后，分别与和相乘进行频谱搬移，随后叠加，形成定位和测距信号，经前端放大和发射电路发射；升余弦脉冲定位接收机，前段放大与接收电路与相乘，将来自四个发射机的接收信号分离后，对信号进行获取和跟踪，每个发射机到接收机的距离和每个发射机位置输入到定位算法中，接收机估算位置。

6.一种信号定位装置，其特征在于包括如权利要求3所述的信号测距装置，其中包括多个发射机和1个接收机，所传递的信号为OFDMA信号，对于第k个发射机， k=1，2，3，4：第k-1和N+k-5个子载波为高电平，其他N-2个子载波都为低电平，每个发射机发射的信号带宽相同。

7.如权利要求6所述的信号定位装置，其特征在于：所传递的信号为OFDMA信号，发射机个数为4和接收机的个数为1；第一个发射机第0和第N-4子载波为高电平，其他N-2个都是低电平，第二个发射机第1和第N-3子载波为高电平，其他N-2个都是低电平，第三个发射机第2和第N-2子载波为高电平，其他N-2个都是低电平，第四个发射机第3和第N-1子载波为高电平，其他N-2个都是低电平。