[发明专利]一种无数据调制OFDM目标定位中的时延估计方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无数据调制OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，即正交频分复用技术）目标定位中的时延估计方法。

背景技术

伪随机信号在现代全球卫星定位系统中得到了广泛的应用并起到了至关重要的作用，比如GPS和GLONASS定位系统。卫星定位系统实现了全球范围内任何时间任何“良好”环境下目标的定位和终端的导航，然而，所有卫星定位系统都存在着一个共同的弊端：由于GPS定位系统中的卫星离地面距离很远和太阳能所能提供的有限发射功率，GPS定位系统在恶劣环境下不能正常工作，比如室内，高楼耸立的市区，隧道，地下等等。

卫星定位系统和通信网络基站定位的结合越来越成为全球无缝定位的趋势。但是，由于通信网络基站定位不再具有卫星定位的单俓可视线路，取而代之的是恶劣的多径环境，考虑到定位的精度，应采用抗多径强的OFDM信号作为定位信号，但是传统的时延估计方法显然已不能满足OFDM目标定位的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无数据调制OFDM目标定位中基于频域“多普勒和时延”二维搜索的时延粗估计和精确时延估计方法，复杂度低，从而实现有限带宽下目标的精确定位。

实现上述目的的技术方案是：

一种无数据调制OFDM目标定位中的时延估计方法，它包括下列步骤：

步骤一，基于频域互相关和“多普勒和时延”二维搜索的时延粗估计：首先，经过低通滤波的OFDM测距信号，再经过傅里叶变换到频域和共轭复数得到OFDM频域信号的共轭，即互相关计算的一部分；同时，发射信号生成器生成的参考信号，经过时延偏移和频率偏差，再经过傅里叶变换到频域，即互相关计算的另一部分；接着两个部分相乘，经过傅里叶逆变换得到时域的互相关函数，取模后得到判决函数；经过判决，得到多普勒估计和延时估计；

步骤二，信号跟踪精确时延估计：由步骤一得到的去除多普勒和时延粗估计后的OFDM信号经过低通滤波，与OFDM参考信号求得三个互相关函数的模：

OFDM参考信号，经过固定的半个码片的延时，与经过低通滤波的接收信号乘积，得到信号L，然后求一个周期乘机的和5，取模，得到互相关函数L的模；

OFDM参考信号与经过低通滤波的接收信号乘积，得到信号P，然后求一个周期乘机的和，取模，得到互相关函数P的模；

OFDM参考信号，经过固定的半个码片的提前，与经过低通滤波的接收信号乘积，得到信号E，然后求一个周期乘机的和，取模，得到互相关函数E的模；

然后，互相关函数E的模与互相关函数L的模的差值送入判决器，如果其差值不为0，则通过时延控制来调整时延，然后重新计算，直到其差值等于0，输出这个时延值，即得到精确延时估计。

上述的无数据调制OFDM目标定位中的时延估计方法，其中，所述步骤一中，经过判决，得到多普勒估计和延时估计的步骤具体如下：

判决后得到一个值，如果这个值大于预先设定的阈值，得到多普勒估计和延时估计，算法结束；如果这个值小于预先设定的阈值，调整时延偏移和频率偏移，重新计算互相关值来判决。

本发明的有益效果是：本发明的基于频域互相关和“多普勒和时延”二维搜索的时延粗估计和精确时延估计方法，满足无数据调制OFDM目标定位的要求，复杂度低，能实现有限带宽下目标的精确定位。

附图说明

图1是以定位为目的的无数据调制OFDM信号的示意图；

图2是目标测距和定位的整体方案的结构及原理图；

图3是本发明中基于频域互相关和“多普勒和时延”二维搜索的时延粗估计算法的流程图；

图4是“多普勒和时延”二维搜索方法的示意图；

图5是本发明中精确时延估计方法的流程图；

图6是OFDM信号的自相关函数的示意图；

图7是图5中提前和滞后半个码元后获得的互相关函数E和L的示意图；

图8是互相关函数E的模与互相关函数L的模的差值的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。