[發明專利]一種檢測識別非直達超寬帶信號的方法及系統

有效

• 申請號: 201410473461.0
• 申請日: 2014-09-16
• 公開（公告）號: CN105487049B
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發明（設計）人: 繆志敏;趙陸文;田世偉;姜勁松;趙洪華
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍理工大學
• 主分類號: G01S5/14
• 分類號: G01S5/14
• 代理公司: 深圳市威世博知識產權代理事務所(普通合伙) 44280
• 代理人: 何青瓦

本發明公開了一種檢測識別非直達超寬帶信號的方法及系統。該方法包括采樣步驟，采集超寬帶信號樣本；提取步驟，提取這些超寬帶信號樣本的波形特征；建模步驟，提供帶約束條件的超球體檢測函數，修正其中的參數值，得到能夠區分出非直達超寬帶信號樣本的超球體檢測模型；檢測步驟，接收并提取待測超寬帶信號的波形特征，計算其波形特征組合到該超球體檢測模型球心的距離，若該距離大于該超球體檢測模型的半徑，則該待測超寬帶信號為非直達超寬帶信號。針對超寬帶定位中的非直達超寬帶信號和直達超寬帶信號的數量不平衡性，利用該方法可以有效檢測非直達超寬帶信號，并具有實現方法簡便、可靠性高、通用性強等優勢。

技術領域

本發明涉及超寬帶(UWB)定位領域，特別是涉及一種檢測識別非直達超寬帶信號的方法及系統。

背景技術

隨著GPS、“北斗”導航定位系統等廣泛應用，衛星定位導航的應用已經被人們所熟知，并且在國民經濟的多個領域發揮出越來越重要的作用。但是，來自衛星的導航信號功率通常都很微弱，特別是在有遮蔽或者在室內、地下環境中，衛星定位接收機難以有效接收衛星導航信號，因此難以有效定位。為了克服這種缺陷，通常還需要利用地面無線定位系統來增強衛星定位的精度。其中，超寬帶(Ultra-wide Bandwidth，UWB)技術以其優越的抗干擾性能、極高的多徑分辨率等優點越來越受到人們的重視，是對衛星定位導航的有力補充。

超寬帶(Ultra-wide Bandwidth，UWB)技術是一種無載波通信技術，利用小于納秒級的非正弦波窄脈沖來傳輸數據，脈沖覆蓋的頻譜寬度從直流至1GHz以上，可以在較寬的頻譜上傳送極低功率的信號。超寬帶技術的這種特點使得超寬帶信號具有極強的物理穿透能力，因此可用于室內和地下精確定位。與衛星定位原理相類似，利用超寬帶技術進行定位的原理是由多個信標發射點(類似衛星定位中的多顆衛星，其位置固定或者能夠實時提供其變動的精確位置信息)各自發出不同的多個超寬帶信號，而同一目標接收點接收到這些超寬帶信號后，通過測量這些超寬帶信號從信標發射點到該目標接收點的傳播時延，然后計算不同信標發射點到該目標接收點的精確距離，進而可以得到該目標接收點相對于這些信標發射點的準確位置，實現定位的目的。

利用衛星進行定位時，由衛星發出的導航信號基本不受阻擋而直達用戶接收機，通過對導航信號的傳播時延進行測量和計算，得到的距離就是用戶接收機與發出導航信號的衛星之間的實際直線距離。但是在超寬帶定位中，受到應用環境的影響(如室內)，信標發射點與目標接收點可能會存在阻擋(如室內墻壁阻擋)。因此，當信標發射點發出的超寬帶信號因受阻擋不能直達目標接收點時，超寬帶信號的傳播特性發生了改變。例如，該信號經過墻壁的傳播時延特性與在空氣中傳播的時延特性明顯不同。這里，將這種信號稱之為非直達超寬帶信號，而由信標發射點到目標接收點傳播不受阻擋的超寬帶信號稱之為直達超寬帶信號。顯然，在超寬帶定位中，在直達超寬帶信號與非直達超寬帶信號共存的情況下，如果不加辨別而直接利用非直達超寬帶信號進行距離計算和定位，顯然會造成明顯的定位誤差，直接影響定位精度。

在超寬帶(UWB)定位的實際應用中，直達超寬帶信號與非直達超寬帶信號共存的一般特征是直達超寬帶信號眾多而非直達超寬帶信號較少。為此，需要針對這種眾多的直達超寬帶信號與較少的非直達超寬帶信號共存的環境，提供一種有效檢測識別非直達超寬帶信號的方法及系統，以便消除或降低非直達超寬帶信號對超寬帶(UWB)定位的不利影響，并且具有技術實現方便可靠、通用性強等優點。

發明內容

本發明主要解決的技術問題是提供一種檢測識別非直達超寬帶信號的方法及系統，當眾多的直達超寬帶信號與較少的非直達超寬帶信號共存時，能夠有效識別出非直達超寬帶信號。