[发明专利]基于软件无线电平台的WLAN测距方法

摘要

本发明公开了一种基于软件无线电平台的WLAN测距方法。首先，通过GPS时钟(GPS disciplined oscillator，GPSDO)获取高精度的GPS原子时钟作为软件无线电平台的参考时钟源，通过这种方法来消除采样频率偏移带来的相位误差。然后通过将所有的子载波减去第一个用于通信的子载波的相位值来消除载波频率偏移带来的相位误差。接着通过设置提前采样的时间为零来消除包检测时延带来的相位误差。最后通过三次样条插值来消除子载波之间的整周模糊度，并通过已知的距离对设备进行一次校正得到初始的子载波间的相位的差值，而实际测量的距离就可以通过该已知的距离加上实际测得的距离差得到，通过该方法能够得到较高的测距精度。

主权项

1.一种基于软件无线电平台的WLAN测距技术，其特征在于，包含以下步骤：步骤一、设计接收机的流图，保证获取的CSI是单次运行得到的数据而不存在之前数据的干扰；步骤二、设计发射机的流图，使得发射机的信号相关参数与接收机的一致；步骤三、启动发射机与接收机，获取原始的CSI相位φi,k，可以表示为φi,k＝θi,k‑k·(λpdd+λsfo)+βi其中k为子载波编号，φi,k是实际获取的第i个数据包的第k个子载波的相位，θi,k是第i个数据包的第k个子载波由信号传播时延造成的相位偏移，λpdd是由包检测时延导致的相位偏移，λsfo是由采样频率偏移造成的相位偏移，βi是第i个数据包由载波频率偏移造成的相位偏移；步骤四、通过使用GPSDO消除采样频率偏移，GPSDO通过获取GPS使用的高精度原子钟的时钟作为本地的时钟，从而能够解决两台设备间参考时钟不一致的问题，得到消除采样频率偏移后的相位步骤五、除载波频率偏移对接收信号初相的影响，由于载波频率一般高达2GHz到5GHz之间，要产生收发两端完全一致的载波频率比较困难，因此需要把第一个用于通信的子载波的相位值归一化到零以保证多个数据包之间的初始相位偏移一致，从而消除由载波频率偏移带来的初始相位偏移影响，得到不受载波频率偏移的相位为步骤六、消除包检测时延带来的线性相位误差，在通用软件无线电平台中，可以通过设置提前采样的时间为零来使得包检测时延带来的相位误差λ_pdd为零，这样就能得到步骤七、求得子载波相位误差的累积值与相对距离差的关系，先使用三次样条插值得到在子载波间未模糊的相位再计算得到第i个数据包最后一个通信子载波与第一个通信子载波的相位差c为光速，d为传播距离，同时可以得到步骤八、先使用一段较短的长度d⁽⁰⁾对软件无线电进行相位校正得到初始的子载波间相位差步骤九、测量实际距离d⁽¹⁾对应的消除误差后的子载波间相位差为步骤十、通过将步骤九与步骤八得到的两个子载波间的相位差相减得到其中Δd＝d⁽¹⁾‑d⁽⁰⁾，通过Δθ⁽²⁾就可以计算得到Δd，然后加上之前校正时用的距离d⁽⁰⁾，就能够得到实际距离d⁽¹⁾＝d⁽⁰⁾+Δd。