無線電無源定位中窄帶信號時延估計方法研究.pdf

1、本文主要研究了無線電信號無源定位技術(shù)中的時延估計(Time Delay Estimation，TDE)問題。研究目標(biāo)為尋找針對射頻窄帶信號的高精度時延估計算法。隨著無線技術(shù)的迅猛發(fā)展，無線定位服務(wù)已逐漸與人們的生活息息相關(guān)，如移動定位業(yè)務(wù)(LBS)經(jīng)由移動網(wǎng)絡(luò)，利用無線定位，并結(jié)合GIS地理信息系統(tǒng)，為用戶提供各種位置信息。時間延遲估計在無線電信號無源定位中扮演著重要的角色，其精度和效率直接影響著整個定位系統(tǒng)的性能，因此研究時延估計算法

2、具有重要的理論意義和應(yīng)用價值。
　　 本文深入分析了影響射頻窄帶信號時延估計精度的三個主要因素，中頻偏差、信號帶寬及信噪比。針對這三個主要影響因素進(jìn)行一一研究，提出了一種中頻偏差的解決方案及三種時延估計方法。具體內(nèi)容介紹如下：
　　 第一，理論推導(dǎo)了中頻偏差存在下的時延估計模型，并與不考慮中頻偏差情況下的經(jīng)典時延估計模型進(jìn)行比較，理論上得出中頻偏差對時延估計精度的重要影響，提出了基于頻差補(bǔ)償?shù)闹蓄l偏差解決方案及改進(jìn)的頻域

3、相關(guān)頻差估計法，理論分析和計算機(jī)仿真均驗證了該方法可以在較低的信噪比下對窄帶信號進(jìn)行較高精度的頻差估計。
　　 第二，針對射頻窄帶信號的帶寬及信噪比問題，提出了一種基于連續(xù)小波變換的波形比較時延估計法。首先從連續(xù)小波變換移不變性的角度推導(dǎo)出連續(xù)小波變換與其他時延估計方法聯(lián)合使用的合理性，擴(kuò)展了連續(xù)小波變換在時延估計算法中的應(yīng)用范圍；同時考慮到波形比較法對信號帶寬不敏感的特點，將其與連續(xù)小波變換結(jié)合形成一種聯(lián)合時延估計算法，計算機(jī)

4、仿真驗證了該算法的時延估計精度較高。
　　 第三，對相位譜時延估計法進(jìn)行了深入研究，推導(dǎo)出中頻偏差存在下的相位譜時延估計模型，同時針對射頻窄帶信號的帶寬及信噪比問題，提出了一種基于頻差補(bǔ)償?shù)南辔蛔V時延估計法。該方法采用CZT變換來增加相位法在有限帶寬內(nèi)用于時延估計的有效點數(shù)，同時利用Kalman濾波器對相位譜進(jìn)行線性擬合，提高信號的信噪比。
　　 第四，對DOA估計模型、諧波頻率估計模型及時延估計模型三者之間的關(guān)系進(jìn)行了