[發明專利]一種信號測距和定位方法

有效

• 申請號: 201310579479.4
• 申請日: 2014-01-14
• 公開（公告）號: CN103648160B
• 公開（公告）日: 2017-05-17
• 發明（設計）人: 王東林;楊翰;曹輝
• 申請（專利權）人: 蘇州锘網電子科技有限公司
• 主分類號: H04W64/00
• 分類號: H04W64/00;H04W4/02
• 代理公司: 南京理工大學專利中心32203
• 代理人: 朱顯國

1.一種信號測距方法，其特征在于：一個發射機發送信號到一個接收機，其中信號只占用兩端的子載波，兩端子載波中間的噪聲進行前端過濾后發射，接收機檢測到信號并估計出信號傳播的距離，得到發射機和接收機之間的距離；把整個信號帶寬劃分為N個子載波，產生第0和N-1個子載波為高電平，中間N-2個子載波都為低電平的數據源信號，由串行轉為并行，經過傅里葉逆變換后，由并行轉為串行，再將信號放大后發射；接收第0和N-1個子載波為高電平，中間N-2個子載波都為低電平信號，并將信號放大，再將串行信號轉為并行信號，經過傅里葉變換，過濾掉中間子載波上的噪聲，再將并行信號轉為串行信號，同時，在接收本地將原始發射信號進行復制，本地振蕩器將原始發射信號轉為高頻信號，并基于二維搜索進行信號獲取，再經過去多普勒影響和延時粗估計的計算后，進一步對跟蹤信號進行精確的延時估計，確定位置。

2.如權利要求1所述的測距方法，其特征在于：第0和N-1個子載波為高電平，中間N-2個子載波都為低電平的信號的發射方法：隨機脈沖發生器分兩路信號經過升余弦濾波器后，分別與和相乘進行頻譜搬移，隨后疊加，形成定位和測距信號，經前端放大和發射電路發射；接收機接收信號的處理方法為前端放大電路與接收電路接收到信號后與相乘，另外本地測距信號復制器將復制的信號與本地振蕩器相乘，同時對兩路信號基于二維搜索獲取并對其多普勒影響和延時粗估計，最后進行信號跟蹤獲取精確的延時估計。

3.一種信號測距裝置，其特征在于：包括一個發射機和一個接收機，發射機發射的信號如權利要求1所述，信號只占用兩端的子載波，兩端子載波中間的噪聲進行前端過濾后發射，接收機檢測到信號并估計出信號傳播的距離，即是發射機和接收機之間的距離；其中發射機包括信號發生器、串行轉并行電路、傅里葉逆變換模塊、并行轉串行電路、信號放大電路及發射電路；接收機包括前端放大與接收電路、串行轉并行電路、傅里葉變換模塊、濾波器、并行轉串行電路、本地測距信號復制器、本地振蕩器；信號發生器將第0和N-1個子載波為高電平，中間N-2個子載波都為低電平的信號輸入到串行轉并行電路，再經過傅里葉逆變換模塊后，由并行轉串行電路進行將信號由并行轉為串行，在經過前端放大電路將信號放大，經過發射電路將信號發射進行定位；前段放大與接收電路接收第0和N-1個子載波為高電平，中間N-2個子載波都為低電平的頻域信號，并將信號放大，通過串行轉并行電路將串行頻域信號轉為并行頻域信號，經過傅里葉變換模塊后，通過濾波器過濾掉中間子載波上的噪聲，再經過并行轉串行電路將并行信號轉為串行信號，同時，在接收本地將原始發射信號通過本地測距信號復制器進行復制，本地振蕩器將原始發射信號轉為高頻信號，并通過處理器進行基于二維搜索進行信號獲取，再經過去多普勒影響和延時粗估計的計算后，通過跟蹤信號進行精確估計，獲取延時估計，確定位置。

4.一種定位方法，其特征在于：采用如權利要求1所示的測距方法，包括多個發射機和1個接收機，從不同地點的發射機同時發送定位信號尋求位置信息，對于第k個發射機， k=1，2，3，4，第k-1和N+k-5個子載波為高電平，其他N-2個子載波都為低電平，發射的信號帶寬相同，兩端子載波的帶寬相同，子載波之間的距離相同。

5.如權利要求4所述的定位方法，其特征在于第k個發射機，隨機脈沖發生器分兩路信號經過升余弦濾波器后，分別與和相乘進行頻譜搬移，隨后疊加，形成定位和測距信號，經前端放大和發射電路發射；升余弦脈沖定位接收機，前段放大與接收電路與相乘，將來自四個發射機的接收信號分離后，對信號進行獲取和跟蹤，每個發射機到接收機的距離和每個發射機位置輸入到定位算法中，接收機估算位置。

6.一種信號定位裝置，其特征在于包括如權利要求3所述的信號測距裝置，其中包括多個發射機和1個接收機，所傳遞的信號為OFDMA信號，對于第k個發射機， k=1，2，3，4：第k-1和N+k-5個子載波為高電平，其他N-2個子載波都為低電平，每個發射機發射的信號帶寬相同。

7.如權利要求6所述的信號定位裝置，其特征在于：所傳遞的信號為OFDMA信號，發射機個數為4和接收機的個數為1；第一個發射機第0和第N-4子載波為高電平，其他N-2個都是低電平，第二個發射機第1和第N-3子載波為高電平，其他N-2個都是低電平，第三個發射機第2和第N-2子載波為高電平，其他N-2個都是低電平，第四個發射機第3和第N-1子載波為高電平，其他N-2個都是低電平。