[发明专利]一种基于CSS技术的测距方法及系统

说明书

本发明提供了一种基于CSS技术的测距方法及系统，包括：计算接收信号中时间同步起始索引；初步计算接收信号中频率同步起始索引；根据所述时间同步起始索引及所述频率同步起始索引计算接收信号的粗频偏值、业务信号起始点索引；采用插值拟合法计算精确的频率同步起始索引；根据发射信号中的业务信号进行ID判断；根据所述时间同步起始索引及所述精确的频率同步起始索引，计算得到精确的业务信号起始点索引；根据所述精确的业务信号起始点索引，计算得到精确的TOA测量值。采用本申请提供的技术方案，通过大幅度提高频率同步的精度，能够在基于CSS技术的测距过程中，实现高精度的测距。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，尤其涉及一种基于CSS技术测距方法及系统。

背景技术

啁啾扩频CSS(Chirp Spread Spectrum)是应用在通信系统中的一种线性扩频技术,其特点可归纳为：抗干扰及抗多径能力强，功耗及延迟较低，传输距离远以及测距能力强。CSS技术能够应用于大多数复杂的环境中实现无线定位，例如，智能车库、工业监测和控制等室内无线定位，以及室外人员以及网络设备定位，事故管理以及远程病人定位等室外无线定位。

业界提出了多种基于CSS技术的测距方案，应用最为广泛的为到达时刻TOA(TimeOfArrival)，其原理如图1所示：发射端发射测距请求信号；接收端接收该请求信号，并进行同步解调处理；接收端同步解调完成后立刻发射测距响应信号；发射端接收该响应信号，并进行同步解调处理。

TOA的计算如公式1所示，式中T1表示发射端从发射信号到最终同步解调响应信号完成所需的时间，T2表示从接收端同步解调所用的时间，通常利用clk进行时间统计，1个clk表示1个采样点的持续时间。

由于发射端与接收端载波频点的偏移再加上多普勒Doppler效应，会使得解调下变频后不能到达0频，即接收端载波与发射端载波的中心频段不一致，也就是所谓的频偏。频偏的计算精度会影响到T2的计算精度，从而影响最终的测距精度。现有的频偏计算方案的精度只能到1或者-1个采样点，在对测距精度要求较高的场景下，该精度是不够的。比如，设定单个采样点的持续时间为80ns，即单个采样点对应的距离为24m。若要求测距精度不大于5m，则该精度远远不够。减小单个采样点的持续时间可以提高精度，但这意味着采样速率的提升，会极大的增大所需资源和功耗。在有限的资源以及功耗下实现较高精度的测距有着重要的研究意义以及实用价值。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于CSS技术的测距方法及系统，能够在基于CSS技术的测距过程中，大幅度提高频率同步的精度，从而显著提高T2的计算精度，实现高精度的测距。

本发明提出了一种基于CSS技术的测距方法，包括：

计算接收信号中时间同步起始索引；

所述计算接收信号中时间同步起始索引，包括：接收端生成一个调制值为0的本地down chirp信号。

初步计算接收信号中频率同步起始索引；

所述初步计算接收信号中频率同步起始索引，包括：接收端生成一个调制值为0的本地上升啁啾信号up chirp；

根据所述时间同步起始索引及所述频率同步起始索引计算接收信号的粗频偏值、业务信号起始点索引；

采用插值拟合法计算精确的频率同步起始索引；

所述采用插值拟合法计算精确的频率同步起始索引，包括：

将所述本地下降啁啾信号down chirp的中心频点调整为所述粗频偏值；

根据所述业务信号的起始点索引，将接收到的发射信号中的位于所述业务信号的起始点索引前噪声去除，即去除接收到的发射信号中的位于所述业务信号的起始点索引前的信号；