[发明专利]一种信号测距和定位方法有效

专利信息
申请号: 201310579479.4 申请日: 2014-01-14
公开(公告)号: CN103648160B 公开(公告)日: 2017-05-17
发明(设计)人: 王东林;杨翰;曹辉 申请(专利权)人: 苏州锘网电子科技有限公司
主分类号: H04W64/00 分类号: H04W64/00;H04W4/02
代理公司: 南京理工大学专利中心32203 代理人: 朱显国
地址: 215513 江苏省苏州市*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 信号 测距 定位 方法
【说明书】:

技术领域

专利属于信号测距定位领域, 在信号带宽和发射功率固定的前提下,此信号具有最高的测距和定位精度。

背景技术

如图1所示,OFDM信号的频域表示,OFDM信号在通信领域中应用时,因为通信追求的是传输速率, 虽然每个用户只用其中的一部分,但仍然会用完所有的子载波。

在定位,PN(或者CDMA)信号一直是主流,这是因为PN在GPS中应用的成功。 包括在WiMax中, 虽然通信用OFDM,但是定位还是用PN信号。

现存文献指出,测距或定位系统的延时估计中,OFDM比通常所用的伪随机序列更好,相同的信噪比下,OFDM测距或定位精度更高;相同的测距或定位精度下,OFDM所需要的信噪比要比伪随机序列低4.8dB。

在利用OFDM对信道进行子载波化后,在部分子载波上加载传输数据的传输技术为OFDMA,目前文献所提出的OFDMA在定位中的应用, 是把整个OFDM的子载波按块分给每个用户,比如一个OFDM信号具有1024个子载波,用户(或者是发射机,或者是基站: 看情况)4个, 分配如下: 前256个子载波分给用户1,再256个子载波分给用户2,再256个子载波分给用户3,最后256个子载波分给用户在通信上, 这个分配没有问题; 在定位上,如此分配会导致mean square bandwidth的下降, 定位精度严重下降。

发明内容

1、本发明的目的。

为了解决现有技术中OFDM和OFDMA信号在测距或定位时精度严重下降,信号之间相互干扰的情况,而提出一种OFDMA信号测距和定位方法,以提高测距和定位的精度。

2、本发明所采用的技术方案。

一种信号测距方法,包括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,即是发射机和接收机之间的距离。

一种信号测距装置,包括一个发射机和一个接收机:

其中发射机发射的信号测距方法所述,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。

更进一步,发射信号测距方法: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。

更进一步,发射信号定位方法:从不同地点的发射机同时发送定位信号寻求位置信息,通过1个地点接收机接收,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,每个发射机按照上述的发射信号测距方法发射信号,并最后通过接收单元接收信号通过定位算法进行定位。

一种信号测距装置:包括一个发射机和一个接收机,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。

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