[發明專利]超寬帶室內導航定位系統信息幀生成方法

有效

• 申請號: 200910021311.5
• 申請日: 2009-02-27
• 公開（公告）號: CN101487884A
• 公開（公告）日: 2009-07-22
• 發明（設計）人: 盧曉春;鄒德財;徐勁松;王瑾
• 申請（專利權）人: 中國科學院國家授時中心
• 主分類號: G01S1/04
• 分類號: G01S1/04
• 代理公司: 西北工業大學專利中心
• 代理人: 顧潮琪

技術領域

本發明涉及一種超寬帶信息幀的生成方法，尤其是一種室內多徑信道環境下的室內導航定位系統中信息幀的生成方法。

背景技術

超寬帶(Ultra?Wide?Band，UWB)技術具有傳輸速率高、發射信號功率小、信號功率譜密度低、抗多徑干擾性能強等特點，將超寬帶技術應用于室內定位系統中，能夠使系統在標識大小、功耗、造價、精度、實時性、通信能力以及可擴充性能等方面得到大幅度提升。基于超寬帶的導航定位技術是集通信、導航定位為一體的電子信息類集成與處理技術。

超寬帶技術主要有兩大用途：一是近距離高速無線傳輸技術；二是超寬帶導航定位技術。基于超寬帶的室內導航定位技術，國內尚未開展系統的研究工作，尤其是在信息幀的生成方法上更缺乏能夠直接應用的科技成果。沒有科學、合理的信息幀結構就不可能對發射系統與接收系統進行有效的設計以及對多徑信道進行有效的建模，更不可能進行整個室內導航定位系統的設計與建立。

超寬帶系統的研究在國際上倍受重視，美國和俄羅斯在這方面已走在前列，美國國防部連續幾年將之列為軍用通信研究中的重點課題，并取得了突破性進展，現已開發出實用系統并在相應的軍用領域得到了廣泛應用。但由于軍事上的保密性等原因，相應的研究成果與技術細節并未對民用領域開放。同時，軍用領域超寬帶系統的實現技術也不同于民用領域的超寬帶系統的實現技術，前者采用DS直接序列擴頻的方式來實現超寬帶技術，而目前民用領域的超帶寬技術的實現方式則以基于正交頻分復用(OFDM，Orthogonal?Frequency?Division?Multiplexing)為主要技術，兩者在調制方式上有著本質的區別。國外對于OFDM實現方式的民用超寬帶技術中信息幀的生成方法雖有一定的研究，但國外的研究成果均屬于超寬帶通信領域，未見有超寬帶室內導航定位系統中信息幀生成方法的提出。

在國內，許多高校與科研機構在民用超寬帶通信系統方面已經開展了階段性的研究工作，但由于我國尚沒有制定自己的超寬帶系統標準，許多研究還處于起步階段，對于OFDM超寬帶的導航定位系統中信息幀的確定與實施，尤其是室內多徑信道環境下的室內導航定位系統中信息幀的生成方法，尚未有完善的研究或相關專利申請。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供了一種超寬帶室內導航定位系統信息幀生成方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案包括以下步驟：

1、生成超寬帶室內導航定位系統信息幀前導符

前導符依次包括幀同步序列與信道估計序列，共30個符號，前導符主要用于接收機時間同步、載波偏移恢復和信道估計。幀同步序列由擴展的時間同步序列與相應的保護序列經擴展后生成；信道估計序列則由相應的信道擴展同步序列與相應的保護序列經擴展后生成。最終將生成的幀同步序列與信道估計序列進行時序上的連接，從而構成前導符。

2、生成超寬帶室內導航定位系統信息幀物理層數據單元

物理層服務數據單元(PHY?Service?Data?Unit，PSDU)依次由有效載荷、CRC校驗、尾比特及填充比特組成，至少6個符號，為提高抗干擾能力，對PSDU組成數據進行擾碼處理。PSDU的有效載荷由用戶填充自己的發播信息，一個符號中有效載荷的最大比特數為32768比特；CRC檢驗為CRC-32校驗，用于生成CRC檢驗碼，以便于接收端進行信息校驗；尾比特與填充比特均填充0。在接收端需要用與擾碼器種子值相同的種子值進行反擾碼處理，同時，在發射端對有效載荷進行CRC-32校驗，接收端便可檢驗出校驗范圍內的差錯比特數。

3、生成超寬帶室內導航定位系統信息幀

符號為數據傳輸的基本單元，一定數量(數量根據不同用戶的有效載荷比特數以及不同的信息幀傳輸速率而定)的符號構成一個傳輸信息幀。為便于發射端處理，PSDU中符號個數應至少為6個，當有效載荷比特數不足6個符號時需對其進行填充。將上述步驟生成的前導符與PSDU進行時序上的連接，生成信息幀。

本發明的有益效果是：本發明提供了一種基于OFDM-UWB技術的室內導航定位系統信息幀生成方法，它能夠有效地避免室內多徑信道環境下的各種干擾與噪聲影響，有利于接收系統從多徑信道環境中正確地接收發射數據以及有效地合理利用頻譜資源，實現與其它通信系統的兼容。本發明還有利于對后續發射系統以及接收系統進行正確設計與實施。

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

附圖說明

圖1是本發明所述一個信息幀的的示意圖；

圖2是前導符的生成過程示意圖；