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WSN节点声测距TOA值频域估计方法
  • ISSN号:1009-5896
  • 期刊名称:《电子与信息学报》
  • 时间:0
  • 分类:TP393[自动化与计算机技术—计算机应用技术;自动化与计算机技术—计算机科学与技术] TN911.23[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]中国科学院电子学研究所传感技术联合国家重点实验室北方基地,北京100190, [2]中国科学院研究生院,北京100039, [3]中北大学电子测试技术国家重点实验室,太原030051
  • 相关基金:国家973计划项目(2009CB320300)资助课题
中文摘要:

该文研究了节点声测中TOA值的频域估计方法,与基于幅度检测的时域分析法相比,低信噪比下的测距精度高。它采用递归型的Goertzel短时频率分析算法。通过优化声信号频率及Goertzel算法窗口长度,实现了定点计算算法,节点采集测距信号的同时进行TOA值估计。论文还提出了一种多阈值的TOA值估计方法,提高了低信噪比下的TOA值检测精度。算法在一个具有dsPIC6014A微处理器的节点进行了验证。节点测距试验结果表明,该算法在低信噪比下的定位精度较高,可实现25m内的节点测距和定位,测距误差〈3%。

英文摘要:

A new method of TOA (time of arrival) estimation in frequency domain used for wireless sensor nodes' acoustic ranging is proposed in this paper. It shows higher accurate results under lower signal-noise-ratio appli-cations compare to the time-domain method such as amplitude detection. It is based on Goertzel algorithm for short time frequency analyses. Fixed point algorithm is achieved by adjusting acoustic ranging signal's frequency and window length. The computation of the algorithm can be done during one sampling period of microcontroller. A multi-magnitude threshold TOA estimate method is also studied for reducing the errors further. The algorithm has been tested on a node with a dsPIC6014A microprocessor. Experimental results show that the performance is better than those in time-domain. The acoustic ranging error is less than 3% at the distance of 25 meters.

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期刊信息
  • 《电子与信息学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院电子学研究所 国家自然科学基金委员会信息科学部
  • 主编:朱敏慧
  • 地址:北京市北四环西路19号
  • 邮编:100190
  • 邮箱:jeit@mail.ie.ac.cn
  • 电话:010-58887066
  • 国际标准刊号:ISSN:1009-5896
  • 国内统一刊号:ISSN:11-4494/TN
  • 邮发代号:2-179
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,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)
  • 被引量:24739