[发明专利]一种基于混合相关接收及误差迭代的车辆测距方法

说明书

本发明属于无线测距、定位技术领域，具体是一种基于混合相关接收及误差迭代的车辆测距方法。主要分为五个步骤：A.对IEEE802.11p协议的接收信号进行自相关运算，将结果进行固定窗口滑动运算后再取平均值，结果为M_c；B.以短训练符号序列作为模板信号与接收信号的频移修正信号进行互相关运算，再与自相关结果M_c进行混合相关；C.对混合相关结果以间隔16的9个样本为一组，分别进行求和得到时延估计序列S_opt；D.计算求和序列中S_opt最大值之前的所有样本的平均绝对误差madG，如果不满madG[1]>0.9而且madG[10]<0.01则将S_opt[PeakIndex]置为0继续进行循环迭代，否则返回S_opt最大值所对应的下标PeakIndex；E.根据PeakIndex计算得到距离。本发明在多径、非直视、高多普勒频移环境下可以提高车辆测距的精度。

技术领域

本发明属于无线测距、定位导航领域，可用于车联网中使用IEEE 802.11p协议的车辆高精度无线定位，具体为一种基于混合相关接收及误差迭代的车辆测距方法。

背景技术

根据世界卫生组织2015年的报告，即使道路交通安全得到改善，每年交通事故死亡人数仍然高达125万人，并且15-29岁年轻人成为主要群体。车辆应用中的协同碰撞避免或警告系统可以帮助预测潜在危险并降低事故的发生概率，可以有效减少车辆碰撞，从而减轻损害并在将来挽救生命。在ITS(智能交通系统)中，车辆定位技术可以提供车辆碰撞警告，因此，对车辆定位精度的要求越来越高。

车辆定位技术有多种，比如GPS以及使用惯性导航作为辅助的差分GPS。无线定位技术是车辆定位的一个分支，从定位手段上可以分为两大类：基于测距的定位和无需测距的定位。其中测距定位以RSSI(信号强度)、TOA(到达时间)、AOA(到达角度)为主。目前在车辆定位中取得了一定研究，尤其是TOA估计。

IEEE802.11p标准是2010年由IEEE组织提出的，专门对IEEE802.11标准的修正，以便在车联网环境下提供无线接入能力来支持在智能交通系统中的应用。原始的IEEE802.11标准主要用于局域网，因此它在高频移、多径、快衰落的车载环境下并不适用。在IEEE802.11p的物理层和介质访问控制层中专门为车联网环境进行了系列修改，例如：增加符号的持续时间，保护间隔等。IEEE80.11p采用OFDM(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing，正交频分复用)的调制技术，其中前导码(Preamble)包括10个短训练序列(short preamble)和2个长训练序列(long preamble)。

本发明专利是在IEEE802.11p基础上提出的采用10个短训练序列，基于自相关和互相关接收方法，采用平均绝对误差迭代的时间同步方法，从而根据估计的时延乘以电磁波的速率即可得到车辆间的距离信息。该方法可以实现多径、非视距、高多普勒频移环境下的高精度测距，从而为车辆连环碰撞提供重要的距离参数。

发明内容

本发明目的是提供一种基于混合相关接收及误差迭代的车辆测距方法，以克服现有车辆测距只能实现相邻车辆测距无法进行多车辆连环碰撞预警问题。特别是在多径、非视距、高多普乐频移环境下可以提高车辆测距精度。

一种基于混合相关接收及误差迭代的车辆测距方法其特征主要包括如下步骤：

A.接收信号自相关：IEEE 802.11p物理层协议中，首先对接收信号r进行自相关运算，并将其结果P_sc，进行固定窗口滑动运算后再取平均值，结果为M_c，具体计算方法为：

其中，*表示复数的共轭运算，N＝16为IEEE802.11p协议中一个短训练符号长度，G＝16为循环前缀长度。