单比特ir-uwb信号toaaoa估计技术研究

《单比特ir-uwb信号toaaoa估计技术研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、中国科学技术大学硕士学位论文rllllIlrrllItlllIIIrlIIIIIII]11IIlllIlluIIIIrlljY2590163UniversityofScienceandTechnologyofChinaAdissertationformaster’Sdegree中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均己在论文中作了明确的说明。作者签名：盘曼签字日期：

2、鲨!±：垒：生中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。影么开口保密(——年)作者签名：签字日期：生垦如f叶．6．cjI导师签名：亡皇!兰!生签字日期：型!生：!：竖摘要随

3、着移动互联网的发展，人们对室内定位精度的要求与日俱增。脉冲超宽带(ImpulseRadioUltra—Wideband，IR．UWB)信号在穿透能力、抗多径干扰能力和时间分辨率等方面具有独特的优势，其在室内定位应用方面较传统的定位技术更具潜力。为了降低IR—UWB系统中全精度模数转换器(ADC)硬件成本和功耗，大量研究试图通过减少ADC量化精度以获得较低的系统成本。已有研究表明使用单比特ADC可在性能损失不大的情形下极大地降低系统复杂度和功耗。目前单比特IR—UWB系统主要是通过三个及以上节点进行TOA估计的方式完成目标定位。为了降低基础设施成

4、本，我们可以使用单节点TOA／AOA估计的方式完成目标定位。本文根据TOA／AOA定位准则，设计出了一套单比特IR—UWB定位系统，该系统接收机的结构十分简单，仅由数个天线单元、高速比较器和一个数字处理模块构成。同时，考虑到单比特信号存在信噪比损失和线性失真的情况，本文提出了两个适用于单比特信号的TOA／AOA估计算法。在第一个算法中，系统先估计阵列天线各单元的TOA信息，再利用目标信号和阵列天线单元的几何关系对阵列TOA和AOA进行联合估计。在该算法研究中，论文的主要贡献是参考全精度TOA算法和单比特信号特性设计了一种单比特TOA算法，此外，

5、论文还提出了一种计算算法最优参数值的方法。通过仿真结果表明，该算法在8GHz采样条件下使用100cm尺寸的双天线阵列可以达到3。的AOA估计精度和15cm的测距精度。在第二个算法中，本文参考全精度量化条件下的阵列时间／空间谱联合估计算法，在多径干扰消除方面针对单比特信号特性做出修改，使改进的算法能适用于单比特信号，目前该算法仅适用于多径信号较稀疏的环境中(信号簇之间不存在重叠现象)。通过仿真结果表明，系统在40GHz采样条件下使用100cm尺寸的双天线阵列可以达到0．4。的AOA估计精度和0．45cm的测距精度。关键词：脉冲超宽带单比特TOAA

6、OA阵列摘要AbstractABSTRACTWiththerapiddevelopmentofmobileintemet，thedemandsforindoorlocalizationaccuracyareincreasingunprecedentedly．TheImpulseRadioUltra．Wideband(IR．UWB)technologyisattractiveduetotheadvantagesofpenetrability,multipathdistinguishinganddelicatetimeresolution．Inor

7、dertodecreasethehardwarecomplexityandenergyconsumption，researcheson1-bitADCareemerging．Researchersfocusonreducingthehardwarecomplexityandenergyconsumptionandmeanwhileholdaconsiderateperformanceloss．Commonly,positionestimationsaremadethroughTOAsofmorethanthreeanchornodesincur

8、rent1．bitIR．UWBsystems．InOursystem，wemakepositionestimationthroughTOA／AOAof