基于超寬帶（UWB）技術(shù)的測距方法研究.pdf

1、近年來，超寬帶技術(shù)以其獨特的技術(shù)優(yōu)勢受到越來越多的關注，尤其是在2002年2月美國聯(lián)邦通信委員會正式允許超寬帶技術(shù)用于民用后，關于超寬帶應用的研究日益增多。超寬帶脈沖無線電是在時域發(fā)射極窄的脈沖，相應地在頻域產(chǎn)生頻帶很寬、功率譜密度極低的信號。因其具有良好的信號隱蔽性、極低的功耗、高的多徑分辨率等優(yōu)點，在軍事和民用領域有著廣泛的應用前景。 隨著無線通信網(wǎng)相關技術(shù)的發(fā)展以及用戶對業(yè)務種類需求的提高，無線通信網(wǎng)中的測距和定位功能顯得

2、越來越重要。傳統(tǒng)的幾種定位技術(shù)，例如：GPS定位、基于蜂窩網(wǎng)無線定位(Cell ID定位)等，各有不同的優(yōu)勢和局限性。超寬帶技術(shù)由于具有抗噪聲和抗干擾能力強、多徑分辨率高、穿透能力強、通信容量大等眾多優(yōu)點，在眾多無線定位技術(shù)中脫穎而出，成為未來無線定位技術(shù)中極具潛力的技術(shù)。 基于時間測量的超寬帶測距方法的主要誤差來源于多徑傳播和非視距傳播。因此，怎樣在多徑、非視距環(huán)境中獲得高的測距精度，是超寬帶測距技術(shù)面臨的一個挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的基于

3、時間測量的超寬帶測距算法是利用信號互相關最大值的時刻作為估計值，但由于多徑、非視距傳播的存在，導致第一個達到的路徑通常不是能量最強的路徑，所以，如何檢測第一條到達的路徑非常重要。 利用信號互相關的測距算法雖然能獲得較高的測距精度，但由于超寬帶信號帶寬非常寬，所以這種方法需要很高的采樣頻率。相比奈奎斯特采樣頻率來說，超寬帶信號接收端只能以比較低的頻率采樣，這使得它不能有效的捕獲每個多徑成分的能量。因此，基于能量檢測的測距方法以其簡

4、單性和低采樣率成為人們的又一選擇。 本文在分析超寬帶通信基本原理的基礎上，以提高測距精度和減少噪聲的影響為目的，主要針對測距算法進行了研究。本文完成了以下兩個方面的研究工作： 1)提出了一種新的兩步測距算法。首先在綜合分析文獻的基礎上，本文歸納出基于信號互相關的兩種基本的測距算法。為了減小非視距傳輸造成的測距誤差，兩步測距算法的第一步是對接收信號做統(tǒng)計平均，并利用信號互相關的方法，得到粗略的時間；第二步是利用遲早門信號原