單比特IR-UWB信號TOA-AOA估計技術研究.pdf

1、隨著移動互聯網的發(fā)展，人們對室內定位精度的要求與日俱增。脈沖超寬帶(Impulse Radio Ultra-Wideband，IR-UWB)信號在穿透能力、抗多徑干擾能力和時間分辨率等方面具有獨特的優(yōu)勢，其在室內定位應用方面較傳統(tǒng)的定位技術更具潛力。為了降低IR-UWB系統(tǒng)中全精度模數轉換器(ADC)硬件成本和功耗，大量研究試圖通過減少ADC量化精度以獲得較低的系統(tǒng)成本。已有研究表明使用單比特ADC可在性能損失不大的情形下極大地降低系統(tǒng)

2、復雜度和功耗。
　　目前單比特IR-UWB系統(tǒng)主要是通過三個及以上節(jié)點進行TOA估計的方式完成目標定位。為了降低基礎設施成本，我們可以使用單節(jié)點TOA/AOA估計的方式完成目標定位。本文根據TOA/AOA定位準則，設計出了一套單比特IR-UWB定位系統(tǒng)，該系統(tǒng)接收機的結構十分簡單，僅由數個天線單元、高速比較器和一個數字處理模塊構成。同時，考慮到單比特信號存在信噪比損失和線性失真的情況，本文提出了兩個適用于單比特信號的TOA/AOA

3、估計算法。
　　在第一個算法中，系統(tǒng)先估計陣列天線各單元的TOA信息，再利用目標信號和陣列天線單元的幾何關系對陣列TOA和AOA進行聯合估計。在該算法研究中，論文的主要貢獻是參考全精度TOA算法和單比特信號特性設計了一種單比特TOA算法，此外，論文還提出了一種計算算法最優(yōu)參數值的方法。通過仿真結果表明，該算法在8GHz采樣條件下使用100cm尺寸的雙天線陣列可以達到3°的AOA估計精度和15cm的測距精度。
　　在第二個算法