基于IR-UWB技術(shù)的TOA方法研究.pdf

1、分類號密級UDC編號桂林電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文題目:基于IRUWB技術(shù)的TOA方法研究(英文)StudyofTOAMethodBasedonIRUWBTechnique研究生姓名：邢凌燕指導(dǎo)教師姓名、職務(wù)：林基明教授申請學(xué)科門類：工學(xué)碩士學(xué)科、專業(yè)：通信與信息系統(tǒng)提交論文日期：2009年4月論文答辯時(shí)間：2009年6月2009年6月8日摘要摘要近年來，無線通信中的測距和定位功能顯得越來越重要，超寬帶技術(shù)由于具有定位精度高、抗噪聲和抗干

2、擾能力強(qiáng)、多徑分辨率高、穿透能力強(qiáng)等眾多優(yōu)點(diǎn)，成為未來無線定位技術(shù)中極具潛力的技術(shù)。在定位系統(tǒng)中，基于信號到達(dá)時(shí)間（TOA）的定位方法是通過估計(jì)信號的到達(dá)時(shí)間來測算出收發(fā)信機(jī)之間的距離，進(jìn)而通過某種定位算法算出未知點(diǎn)的估計(jì)位置。采用持續(xù)時(shí)間極短的脈沖進(jìn)行信息傳輸?shù)拿}沖超寬帶（IRUWB）定位系統(tǒng)具有極高的時(shí)間分辨率，這使得接收機(jī)能夠精確地完成基于TOA的估計(jì)，從而能進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)高精確度的測距定位。現(xiàn)存的基于脈沖超寬帶技術(shù)的TOA估計(jì)方法各

3、有不同的優(yōu)勢和局限性：基于相關(guān)檢測的TOA估計(jì)算法，雖然在理論上可以達(dá)到較高的測距精度，但是其硬件實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本昂貴。隨著IEEE802.15.4a低速率、低功耗物理層標(biāo)準(zhǔn)的確立，基于非相干能量檢測的TOA估計(jì)算法成為研究熱點(diǎn)。能量檢測方法能夠在低采樣速率下通過判決算法完成TOA的估計(jì)，雖然理論上測距精度略低，但接收機(jī)具有低復(fù)雜度、低成本等優(yōu)勢。然而無論是基于相干檢測還是非相干檢測的TOA估計(jì)方法，都會(huì)受到噪聲的影響，這就需要在接收

4、機(jī)前端采取一定的措施來降低噪聲所帶來的影響。本文在已有的文獻(xiàn)報(bào)道和研究成果的基礎(chǔ)上，以減少噪聲影響和提高TOA估計(jì)精度為目的，主要對TOA估計(jì)方法進(jìn)行研究，重點(diǎn)完成了以下兩個(gè)方面的研究工作:1)為了減小噪聲對TOA估計(jì)的影響，本文利用自適應(yīng)噪聲抵消(AdaptiveNoiseCancellation，ANC)系統(tǒng)原理，分析了一種基于變步長（ModifiedVectSparseSolverMVSS）算法ANC系統(tǒng)的TOA估計(jì)方法。仿真表明

5、經(jīng)抵消系統(tǒng)的處理確實(shí)減輕了噪聲的影響，從而提高了TOA估計(jì)精度，對實(shí)際應(yīng)用有一定的價(jià)值。2)針對傳統(tǒng)的基于非相干能量檢測TOA估計(jì)算法的精度不理想的問題，在門限比較判決（ThresholdCrossing，TC）法的基礎(chǔ)上，采用一種利用能量采樣序列中的最大值最小值之比（maximumtominimumenergysampleratioMMR）為參數(shù)來設(shè)置歸一化門限的（MMRTC）算法，在IEEE802.15.4a標(biāo)準(zhǔn)的辦公室內(nèi)信道環(huán)境下