基于数字电视广播信号的高精度定位方法论文.doc

论文（设计） 单 位 题 目 申报内容 专业 职称等级 学号 姓 名 指导老师 职称 提交日期 2019 完成日期 基于数字电视广播信号的高精度定位方法 一、论文说明 本写作团队长期从事论文写作，擅长数据处理、文献查找 图表绘制、理论分析，以及相关期刊论文的发表 具体联系金老师QQ：387 826 70 二、范文参考 王仲豪 摘要：主要提出一种利用地面数字广播信号进行高精度定位的方法。该方法基于时域上PN信号的互相关和分数倍延迟的检测来实现。基于该方法，我们进行了仿真实验，结果表明，该方法在标准信道下只需要很低的复杂度就可以达到最高约0.25米的定位精度，具有很高的实际应用价值。 关键词：定位；数字广播信号；数字电视地面广播；到达时间差定位技术 中图分类号：TB文献标识码：Adoi：10.19311/j.cnki2018.22.096 1背景与简介 到达时间差定位技术（TDOA，Time Difference of Arrival），是一种无线定位技术。不同于使用绝对时间定位的技术，TDOA技术是通过检测两个发射基站的信号到达的时间差，而不是到达的绝对时间来确定移动接收台的位置，降低了时间同步要求。 基于地面数字电视广播的TDOA定位技术，是通过广义互相关来提取不同地面数字电视发射机信号的到达时间差，从而确定定位接收机的位置。由于TDOA定位技术的精度直接取决于测得时间差的精度，因此基于地面数字电视广播的TDOA定位技术的精度绝大部分取决于通过广义互相关提取到的时间差的精度。但是由于广义互相关提取到的时间差是表现在整数倍的采样周期延迟上的，因此对于离散的数字信号来说，广义互相关提取时间差技术仅仅能精确的得到整数倍采样周期的延迟，而表现在信号相位上的小数倍时间延迟并不能简便且精确的检测出来。这种提取时间差的误差限制导致基于地面数字电视广播的TDOA定位技术无法达到很高的精度。 在研究中，我们发现地面数字电视广播信号的帧头由PN序列构成，帧头信息不随发送的数据改变而改变；将接收到的信号与已知的构成帧头的PN序列进行相关，并利用PN序列的自相关和互相关特性，通过检测相关峰的峰值的相对位置，就可以估计出不同的地面数字电视发射机所发射出的电视信号到达定位接收机的到达时间差。利用PN相关的方法能检测出整数倍采样周期的信号到达时间差，而利用分数时延滤波器可以检测出不同地面数字电视发射机信号到达定位接收机的分数倍到达时间差，从而得到更为精确的距离信息。 2方法与实现 2.1数字电视信号的格式 在本文中，我们采用的是数字电视地面广播格式（Digital Television Terrestrial Multimedia Broadcasting）的信号作为TDOA定位的基础信号。该信号的结构由超帧组成，每一个超帧都是由信号帧组成。信号帧作为超帧结构的基本单元，由4200个符号组成，包含420个符号的帧头和3780个符号的帧体，帧头和帧体部分的符号带宽都是7.56MHz。 2.2系统结构 在DTMB数字广播系统中，广播信号会从N个数字信号发射站发出。信号将沿着信道被接收器接受，并且理论上只会受到噪声和多径的干扰。 如图1所示，接收机在接收信号后，首先将接收地面数字电视广播信号由射频转为中频并采样取得离散信号，传输给基于相关的分数倍时延TDOA检测装置与信噪比估计装置。将离散信号与本地已知构成帧头的PN序列进行相关处理，得到它们的互相关结果。利用PN序列的自相关和互相关特性，TDOA检测装置能检测出整数倍采样周期的信号到达时间差，并利用分数倍时延检测器的分数时延滤波器检测出不同地面数字电视发射机信号到达定位接收机的分数倍到达时间差。信噪比估计装置，通过对接收到的信噪比进行估计，自适应地调整滤波器参数，将计算得到的补偿值传输给接收机位置计算装置。接收机位置计算装置利用TDOA算法处理