CN103166895B - 一种基于ofdm信号的测距方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于OFDM信号的测距方法,该方法包括以下步骤,基站与移动节点之间,预先设定OFDM信号的带宽B、子载波数N和预留信道数Ng参数的值;基站与移动节点之间,预先设定每个子载波上的所传数据c(n)的值;基站发送一个经OFDM方式调制的信号S(k);移动节点接收信号,并记为R(k);计算信号中第n个子载波在空中传播过程中所经历的整数倍周期数,值记为Tc(k);对接收到的信号R(k)进行快速傅里叶变换(FFT)计算处理,得到第n个子载波上的数据d(n);计算第n个载波在空中传播过程中所经历的小数倍周期数Tp(n);计算第n个子载波在空中的传播时间Tb(n);计算自身到基站的距离D。本发明在进行相关法进行运算时充分利用OFDM信号的特点,从而增强相关法测量距离的精度。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信系统中测距技术领域,具体涉及一种基于OFDM信号的测距方法。
背景技术
在蜂窝移动通信系统中,定位技术广泛应用于智能交通、智能物流、数字城市等领域中,以实现目标跟踪、资源调度、导航的目的,而在该系统中,定位的精度则取决于移动节点与基站之间距离的测量精度。
目前,在利用无线信号进行距离测量时,通常采用相关法,即基站发送一个已知信号给移动节点,移动节点将接收到的信号与原已知信号进行相关运算,从而获得信号从基站到达移动节点的传播时间,该时间乘以无线信号的传播速度即可获得它们之间的距离。LTE作为从第三代移动通信系统(3G)向第四代移动通信系统(4G)演进的主流标准,其物理层采用了正交频分复用(OFDM)形式的无线信号,尽管在LTE系统中,采用相关法可以获得目标节点到基站之间的距离,但是这种方法并没有利用OFDM信号的特点,所以,采用相关法获得的距离精度存在潜在的提高空间。
因此,基于上述问题,本发明提供一种基于OFDM信号的测距方法。
发明内容
发明目的:本发明提供一种基于OFDM信号的测距方法,利用OFDM信号的特点。提高采用相关法进行距离运算的精度。
技术方案:本发明提供一种基于OFDM信号的测距方法,该方法包括以下步骤:
步骤(1)基站与移动节点之间,预先设定OFDM信号的带宽B、子载波数N和预留信道数Ng参数的值。
步骤(2)基站与移动节点之间,预先设定每个子载波上的所传数据c(n)的值。
步骤(3)基站发送一个经OFDM方式调制的信号S(k),其形式如式(1)所示,
其中,N表示子载波数,Ng表示循环前缀的长度,c(n)表示子载波n上的数据。
步骤(4)移动节点接收信号,并记为R(k)。
步骤(5)移动节点利用公式(2)计算信号中第n个子载波在空中传播过程中所经历的整数倍周期数,值记为Tc(n),计算公式为,
其中,符号表示不大于x的最大整数。
步骤(6)移动节点利用公式(3)对接收到的信号R(k)进行快速傅里叶变换(FFT)计算处理,得到第n个子载波上的数据d(n),计算公式为,
步骤(7)移动节点利用公式(10)计算第n个载波在空中传播过程中所经历的小数倍周期数Tp(n),计算公式为,
其中,符号表示x的幅角。
步骤(8)移动节点利用公式(5)计算第n个子载波在空中的传播时间Tb(n),计算公式为,
其中,B表示OFDM信号的带宽,单位为赫兹(Hz)。
步骤(9)移动节点利用公式(6)计算自身到基站的距离D,计算公式为,
其中,C表示无线信号的传播速度。
所述步骤(1)预先设定OFDM信号的带宽B、子载波数N和预留信道数Ng参数的值,其中参数的取值范围参照LTE标准。
所述步骤(2)预先设定每个子载波上的所传数据c(n)的值,其中参数的取值为QAM、QPSK或BPSK星座上的值。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
本发明提供的一种基于OFDM信号的测距方法,该方法解决采用传统相关法进行运算时的不足,在进行相关法进行运算时充分利用OFDM信号的特点,从而增强相关法测量距离的精度。
附图说明
图1为本发明实施例的蜂窝移动通信系统的示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明所述的一种基于OFDM信号的测距方法做详细说明:
如图1所示的一种基于OFDM信号的测距方法,该方法包括以下步骤:
步骤(1)基站与移动节点1之间,预先设定OFDM信号的带宽B、子载波数N和预留信道数Ng参数的值。
步骤(2)基站与移动节点1之间,预先设定每个子载波上的所传数据c(n)的值,其中参数的取值为QAM、QPSK或BPSK星座上的值。
步骤(3)基站发送一个经OFDM方式调制的信号S(k),其形式如式(1)所示,
其中,N表示子载波数,Ng表示循环前缀的长度,c(n)表示子载波n上的数据。
步骤(4)移动节点1接收信号,并记为R(k)。
步骤(5)移动节点1利用公式(2)计算信号中第n个子载波在空中传播过程中所经历的整数倍周期数,值记为Tc(n),计算公式为,
其中,符号表示不大于x的最大整数。
步骤(6)移动节点1利用公式(3)对接收到的信号R(k)进行快速傅里叶变换(FFT)计算处理,得到第n个子载波上的数据d(n),计算公式为,
步骤(7)移动节点1利用公式(10)计算第n个载波在空中传播过程中所经历的小数倍周期数Tp(n),计算公式为,
其中,符号表示x的幅角。
步骤(8)移动节点1利用公式(5)计算第n个子载波在空中的传播时间Tb(n),计算公式为,
其中,B表示OFDM信号的带宽,单位为赫兹(Hz)。
步骤(9)移动节点1利用公式(6)计算自身到基站的距离D,计算公式为,
其中,C表示无线信号的传播速度。
步骤(1)预先设定OFDM信号的带宽B、子载波数N和预留信道数Ng参数的值,其中参数的取值范围参照LTE标准;
步骤(2)预先设定每个子载波上的所传数据c(n)的值,其中参数的取值为QAM、QPSK或BPSK星座上的值。
移动节点2或移动节点3都可通过上述方法进行测距。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以作出若干改进,这些改进也应视为本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种基于OFDM信号的测距方法,其特征在于:该方法包括以下步骤,
步骤(1)基站与移动节点之间,预先设定OFDM信号的带宽B、子载波数N和预留信道数Ng参数的值;
步骤(2)基站与移动节点之间,预先设定每个子载波上的所传数据c(n)的值,其中参数的取值为QAM、QPSK或BPSK星座上的值;
步骤(3)基站发送一个经OFDM方式调制的信号S(k),其形式如式(1)所示,
其中,N表示子载波数,Ng表示循环前缀的长度,c(n)表示子载波n上的数据;
步骤(4)移动节点接收信号,并记为R(k);
步骤(5)移动节点利用公式(2)计算信号中第n个子载波在空中传播过程中所经历的整数倍周期数,值记为Tc(n),计算公式为,
其中,符号表示不大于x的最大整数;
步骤(6)移动节点利用公式(3)对接收到的信号R(k)进行快速傅里叶变换(FFT)计算处理,得到第n个子载波上的数据d(n),计算公式为,
步骤(7)移动节点利用公式(4)计算第n个载波在空中传播过程中所经历的小数倍周期数Tp(n),计算公式为,
其中,符号表示x的幅角;
步骤(8)移动节点利用公式(5)计算第n个子载波在空中的传播时间Tb(n),计算公式为,
其中,B表示OFDM信号的带宽,单位为赫兹(Hz);
步骤(9)移动节点利用公式(6)计算自身到基站的距离D,计算公式为,
其中,C表示无线信号的传播速度。
2.根据权利要求书1所述的一种基于OFDM信号的测距方法,其特征在于:
所述步骤(1)预先设定OFDM信号的带宽B、子载波数N和预留信道数Ng参数的值,其中参数的取值范围参照LTE标准。
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