[发明专利]相位延迟的测量和标定方法及信号处理器、RSU

说明书

技术领域

本发明涉及智能控制领域，具体涉及一种相位延迟的测量和标定方法及信号处理器、RSU。

背景技术

在ETC(Electronic Toll Collection，电子不停车收费)系统中，基于空间阵列天线的RSU(Road Side Unit，路侧单元)采用DOA(Direction of Arrival，波达方向估计)和DBF(Digital Beam Forming，数字波束形成)技术对OBU(On board Unit，车载单元)进行定位和定向波束形成，由于电路不对称、器件性能不一致等硬件固有差异，造成信号在各通道传输时会产生相对相位延迟(简称为通道延迟)，为消除通道之间的相对相位延迟，需要获取精确的通道延迟参数以便对RSU的各接收通道进行相位延迟补偿，以保证定位的准确性和稳定性。如图1所示。

图1中，OBU(5)发射微波信号给RSU，RSU通过阵列天线(由天线单元101～103组成)接收微波信号，各接收通道(201～203)分别进行下变频、滤波、放大等信号处理将接收到的微波信号变为中频信号，中频信号经过同步AD采集(3)，将模拟信号变为数字信号，信号处理单元对AD数字信号进行特定算法处理。

在通道延迟的测试和标定过程中，信号处理单元对各通道的信号进行对比分析，计算出接收通道之间的通道延时，并将通道延迟参数保存在存储器中以便定位时进行补偿。在OBU定位过程中，RSU接收OBU发射的微波信号，从存储器中读取通道延迟参数并对接收到的信号进行延迟补偿，再通过DOA等算法对OBU进行精确定位，输出定位等结果。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种相位延迟的测量和标定方法及信号处理器、RSU，能够得到较为准确和稳定的通道相对相位延迟。

为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种相位延迟的测量和标定方法，包括：

对接收到的N个通道的微波信号进行互相关运算，得到协方差矩阵R_xx；

根据所述协方差矩阵R_xx获取任意两个通道之间的相位延迟；

根据两两通道之间的相位延迟，获取每个通道的相位延时累计误差函数；

根据每个通道的相位延时累计误差函数，确定相位延时累计误差函数最小的通道为最优通道；

以所述最优通道为参考，标定N个通道的最优相位延迟。

进一步地，对接收到的N个通道的微波信号进行互相关运算，得到协方差矩阵R_xx包括：

对N个通道的微波信号进行互相关运算，得到协方差矩阵R_xx：

R_xx＝X·X^H；

其中，X^H是X的共轭转置，X＝[X₁,X₂,...,X_N]^Τ为接收到的N个通道的微波信号；任意通道n的微波信号X_n为：

其中，A_n为第n通道信号的幅度，e为自然常数，i为虚数单位，w为信号的角频率，t为时间，为第n通道信号的相位，N为通道数目，N≥3。

进一步地，根据所述协方差矩阵R_xx获取任意两个通道之间的相位延迟包括：

根据协方差矩阵R_xx获取任意两个通道之间的相位延时，得到通道相位延时矩阵：

其中，通道m与通道n的相位延时为

进一步地，根据两两通道之间的相位延迟，获取每个通道的相位延时累计误差函数包括：

根据两两通道之间的相位延迟得到通道m和n之间的相位延时累计误差函数

其中，m,k＝1,2,...,N,N≥3；

根据所述相位延时累计误差函数得到相位延时累计误差矩阵

根据所述相位延时累计误差矩阵获得任意通道n的相位延时累计误差函数

其中，n＝1,2,...,N,N≥3；

所述通道n的相位延时累计误差函数表示通道n对其余所有通道的相位延时累计误差。

进一步地，以所述最优通道为参考，标定N个通道的最优相位延迟包括：

以最优通道l为参考，按照标定N个通道的最优相位延迟。

进一步地，在标定N个通道的最优相位延迟之后，所述方法还包括：