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基于阵列天线的UWB定位方案研究
  • ISSN号:1001-506X
  • 期刊名称:《系统工程与电子技术》
  • 时间:0
  • 分类:TN914[电子电信—通信与信息系统;电子电信—信息与通信工程]
  • 作者机构:[1]西安电子科技大学综合业务网理论及关键技术国家重点实验室,陕西西安710071 , [2]中国空间技术研究院总体部,北京100094
  • 相关基金:国家自然科学基金(60572148,60702060);国家科技重大专项基金(2009ZX03003-001);高等学校学科创新引智计划基金(B08038)资助课题
中文摘要:

为实现简单而精确的定位,提出了一种基于阵列天线的超宽带(ultra-wideband,UWB)定位方案。在定位源末端设置4根阵元天线,用于检测未知节点发射的UWB信号,各天线接收的信号经统一的中央处理单元,只需单个定位源就能完成未知节点的三维定位。通过UWB多径信号检测算法进行到达时间差(time differ-ence of arrival,TDOA)估计,无需收发两端时钟同步,且避免了使用复杂的波束赋形技术。同时,提出了一种UWB多径信号检测算法,在分析误差模型对定位精度影响的基础上,以IEEE 802.15.4a信道模型的CM1~CM8为依据,对方案进行了误差性能仿真实验。结果表明,所提方案可实现精确定位,误差达厘米级。

英文摘要:

A novel class of ultra-wideband(UWB) positioning scheme based on antenna array is proposed.Four antenna arrays are settled at the tip of the positioning source to receive the UWB signal from an unknown node.One positioning source is enough for 3-D localization.The positioning information is obtained from time difference of arrival(TDOA) estimation through UWB multipath detection.Due to the design of avoiding the time synchronization for TOA and the beamforming technique for angle of arrival(AOA),the hardware complexity is reduced in the proposed positioning system.Simultaneously,a UWB multipath detection algorithm for TDOA estimation is presented.The positioning performance under the effect of the multipath error and NLOS error is discussed.In addition,the positioning performance of the proposed scheme is tested under IEEE 802.15.4a channels.The result demonstrates the effectiveness of the proposed scheme,and the centimeter-level positioning precision is obtained.

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期刊信息
  • 《系统工程与电子技术》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国航天科工集团公司
  • 主办单位:中国航天科工防御技术研究院 中国宇航学会 中国系统工程学会
  • 主编:施荣
  • 地址:北京142信箱32分箱
  • 邮编:100854
  • 邮箱:xtgcydzjs@126.com
  • 电话:010-68388406
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-506X
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2422/TN
  • 邮发代号:82-269
  • 获奖情况:
  • 全国中文核心期刊,全国优秀科技期刊,中国科技论文统计用刊,中国期刊方阵“双百”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:34341