[發(fā)明專利]基于近場陣列距離估計的射頻SIM卡測距系統(tǒng)及測距方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910024175.5
• 申請日: 2009-09-30
• 公開（公告）號: CN101692127A
• 公開（公告）日: 2010-04-07
• 發(fā)明（設計）人: 李軍;馬克江;李喬喬;廖桂生
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01S11/02
• 分類號: G01S11/02;H04B17/00
• 代理公司: 陜西電子工業(yè)專利中心 61205
• 代理人: 王品華;朱紅星

1.一種基于近場陣列距離估計的射頻SIM卡測距方法，包括如下步驟：

(1)在射頻控制終端設置功率門限值，當接收到的信號功率小于門限值時，將其當作噪聲，不作處理；當接收到的信號功率大于或等于門限值時，由陣列天線將接收到的數(shù)據(jù)傳輸給信號處理器；

(2)信號處理器將接收到的數(shù)據(jù)構造成以下兩個四階累積量矩陣：

C1=cum{x0,0(t),x0,0*(t),x1(t),x1H(t)}]]>

C2=cum{x0,-1(t),x0,1*(t),x1(t),x1H(t)}]]>

式中，x₁(t)＝s(t)e^jωta₁+n₁(t)表示x軸上的陣元接收的信號矢量，

x_0，0(t)＝s(t)e^jωt+n_0，0(t)表示參考陣元(0，0)接收的信號，

表示陣元(0，-1)接收的信號，

表示陣元(0，1)接收的信號，

n₁＝[n_-3，0，…，n_3，0]^T，

其中，n_i，m(t)表示陣元(i，m)的噪聲，

s(t)e^jωt是射頻移動終端發(fā)射的信號，

表示x軸上的陣列的導向矢量，

γx=-2πdλsinαcosβ,]]>

φx=πd2λr(1-sin2αcos2β),]]>

γy=-2πdλsinαsinβ,]]>

φy=πd2λr(1-sin2αcos2β),]]>

α，β，λ，r分別表示信號的俯仰角，方位角，波長及其

距離，d表示陣元間距，(·)^H表示矩陣的共軛轉置；

(3)利用以上兩個四階累積量矩陣，構造一個新的矩陣式中，表示C₁的偽逆；

(4)對新的矩陣C進行特征分解得是特征值，u是特征向量；取的相角除以2得到γ_y的估計angle(·)表示取相角運算；

(5)令b＝u⊙(Ju)^*，得到γ_x的估計：

γ^x=16Σk=16(angle(bk+1bk))2]]>

式中，J是交換矩陣，且(·)^*表示共軛運算，⊙表示哈達碼積，b_k表示列向量b的第k個元素；

(6)引入新的列矢量w，并令w(m-2)＝angle(u(m+1)/u(m))，m＝3，…，6，w(m)表示列矢量w的第m個元素，u(m)表示列矢量u的第m個元素，對w進行相位展開，得到展開后的列矢量：

w′＝[γ_x+φ_x，γ_x+3φ_x，γ_x+5φ_x]^T_3×1；

(7)根據(jù)得到的展開列矢量w′構造一個最小二乘代價函數(shù)通過最小化這個代價函數(shù)，得到φ_x的估計值：

φ^x=Σm=13(2m-1)w′(m)-32γ^xΣm=13(2m-1)]]>

其中w′(m)表示w′的第m個元素；

(8)根據(jù)以上得到的γ_x，γ_y的估計值分別得到俯仰角α和方位角β的估計值：

α^=sin-1((γ^xλ)2+(γ^yλ)24π2d2)]]>

β^=tan-1(γ^yγ^x);]]>

(9)根據(jù)得到的φ_x、α和β的估計值和得到距離r的估計值：

r^=πd2λφ^x(1-sin2α^cos2β^);]]>

(10)將距離估計值與設定的距離門限值進行比較，當其小于或者等于該門限值時，則進行通信，當其大于該門限值時，則不作處理。