【摘 要】
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脉冲超宽带技术是一种新颖的通信方案,是短距离高速无线通信的热门候选方案之一,它具有良好的时间分辨力和穿透能力,能实现通信与定位的融合,为室内密集多径环境下的测距与定
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脉冲超宽带技术是一种新颖的通信方案,是短距离高速无线通信的热门候选方案之一,它具有良好的时间分辨力和穿透能力,能实现通信与定位的融合,为室内密集多径环境下的测距与定位的广泛应用奠定了基础。 本文重点讨论了超宽带定位的信号检测技术。首先详细分析了脉冲超宽带信号的特性以及用于定位技术的IEEE802.15.4a信道模型,对UWB的定位精度做了理论分析。然后对基于直接时差计数的TDOA定位方式和室内定位系统总体方案做了详细介绍。其次在研究和分析当前的检测技术的基础上,设计了一种基于模数混合锁相环的能量检测接收机。利用基于锁相环的TOA估计算法,结合锁相环对噪声有很强的抑制作用的特性,实现对脉冲信号首达路径到达时间的估计,使系统在较低的信噪比下能实现精确的TOA估计,并对其性能做了具体分析。 在接收机的硬件实现上采用自动增益控制(AGC)减小远近效应及阴影效应的影响,保证前端检测电路稳定有效地完成信号检测。重点介绍了锁相环TOA估计的原理以及电荷泵式锁相环的实现,通过仿真以及单个接收机电路的实测波形,验证了设计的正确性和有效性。 最后对基于本文设计的接收机,结合选用的系统方案和定位算法,进行了系统定位测试。结果分析表明,本文设计的IR-UWB无线定位系统具有较好的定位精度(定位误差小于20cm),且电路结构简单、成本低、易于集成,具有工程应用价值。
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