CN110944384A - 室内外高精度定位通信一体化信号与业务一体化方法 - Google Patents

室内外高精度定位通信一体化信号与业务一体化方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110944384A
CN110944384A CN201911251126.5A CN201911251126A CN110944384A CN 110944384 A CN110944384 A CN 110944384A CN 201911251126 A CN201911251126 A CN 201911251126A CN 110944384 A CN110944384 A CN 110944384A
Authority
CN
China
Prior art keywords
communication
ultra
signal
positioning
pulse sequence
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201911251126.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110944384B (zh
Inventor
鲍亚川
蔚保国
易卿武
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CETC 54 Research Institute
Original Assignee
CETC 54 Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CETC 54 Research Institute filed Critical CETC 54 Research Institute
Priority to CN201911251126.5A priority Critical patent/CN110944384B/zh
Publication of CN110944384A publication Critical patent/CN110944384A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110944384B publication Critical patent/CN110944384B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W64/00—Locating users or terminals or network equipment for network management purposes, e.g. mobility management
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

本发明提出的室内外高精度定位通信一体化信号与业务一体化方法，通过将脉冲超宽带与多载波信号的时域一体化设计，可以在满足必要的多载波符号间串扰抑制的同时，避免室内多径环境下多载波调制信号与脉冲序列信号间的相互干扰，实现定位和通信信号的同频同时传输；通信和定位信号分量可以实现通信定位业务相互增强，提高通信网络运行效率，支持实现基于脉冲超宽带高精度测量体制的大规模自组网协同定位。

Description

室内外高精度定位通信一体化信号与业务一体化方法
技术领域
本发明涉及定位导航及通信领域，尤其涉及一种面向室内高精度定位通信一体化信号与一体化方法设计。
背景技术
室内外高速通信和高精度定位服务需求日益旺盛，5G网络正处于快速建设阶段，国内外科研机构开展了大量室内定位技术研究。通信导航一体化技术成为行业关注热点。
目前的4G以及5G移动通信采用多载波信号体制设计，以满足高速通信需求；室内定位技术由于尚未形成统一标准化应用，因此各类科研机构仍在各种技术手段进行研究，形成了多种类型的室内定位系统，包括蓝牙定位、wifi定位、脉冲超宽带定位等手段，其中脉冲超宽带手段由于其具有极强的室内多径分辨能力，已经在室内定位领域实现了大量工程应用，将成为未来室内定位的主流技术体制之一。
发明内容
本发明的目的是为了实现多载波宽带通信信号与脉冲超宽带信号的一体化设计，为研制室内外高速通信与高精度定位一体化系统奠定技术基础。
本发明采用的技术方案为：
一种室内外高精度定位通信一体化信号，一体化信号包括通信多载波调制符号和超宽带脉冲序列；在每个通信多载波调制符号保护间隔内插入超宽带脉冲序列作为前导；其中，超宽带脉冲序列与通信多载波调制符号的时延关系根据信道环境进行动态确定，使得超宽带脉冲序列与通信多载波调制符号间没有干扰；通信多载波调制符号长度T_c与子带带宽B_s与子载波数量N_s的关系为：T_c＝N_s/B_s；超宽带脉冲序列长度T_p与脉冲宽t1、每比特脉冲重复数n1以及脉冲序列比特数n2的关系为：T_p＝t1×n1×n2。
一种基于一体化信号进行节点间通信导航业务一体化的方法，包括以下步骤：
(1)将一体化信号中通信多载波调制信号作为通信信号分量，将超宽带脉冲序列作为测量信号分量；所述通信信号分量承载传输节点间的协同定位辅助信息与协同组网通信信息，包括位置与钟差解算所需要的节点ID信息、节点位置信息和网络路由信息；所述测量信号分量用于进行节点间链路传播时延观测，观测方法采用单向或双向测量法；
(2)各个网络节点间互传一体化信号，当网络节点接收到其他网络节点的一体化信号后，基于测量信号分量进行节点间链路传播时延观测，并利用测量信号分量辅助完成通信多载波信号的高精度符号同步；
(3)各个网络节点分别基于通信信号分量传输的协同定位辅助信息以及测量信号分量观测获得的链路传播时延观测信息，进行高精度的相对钟差解算与定位；
(4)各个网络节点分别根据通信信号分量传输的协同定位辅助信息与协同组网通信信息，构建协同定位与通信一体化网络。
本发明相比背景技术具有如下优点：
(1)本发明提出的通信导航一体化信号设计，解决了单纯依靠超宽带脉冲进行自组网协同定位时难以有效传输必要的组网信息的问题，可以支持实现大规模自组织高精度协同定位。
(2)本发明提出的通信导航一体化信号设计，实现了基于脉冲超宽带序列所获取的高精度相对钟差观测量对多载波通信业务进行辅助，支持通信组网能力的提升。
(3)本发明提出基于一体化信号的通信与定位方法设计，同时具备了室内高精度定位与高速自组网通信功能，实现了传统脉冲超宽带定位与多载波宽带通信系统设计的互补与互增强。
附图说明
图1是本发明的室内外高精度定位通信一体化信号示意图。
具体实施方式
下面结合附图1和实施例对本发明做进一步的描述。
如图1，一种室内外高精度定位通信一体化信号，包括通信多载波调制符号和超宽带脉冲序列；在每个通信多载波调制符号保护间隔内插入超宽带脉冲序列作为前导；其中，超宽带脉冲序列与通信多载波调制符号的时延关系根据信道环境进行动态确定，使得超宽带脉冲序列与通信多载波调制符号间没有干扰；通信多载波调制符号长度T_c与子带带宽B_s与子载波数量N_s的关系为：T_c＝N_s/B_s；超宽带脉冲序列长度T_p与脉冲宽t1、每比特脉冲重复数n1以及脉冲序列比特数n2的关系为：T_p＝t1×n1×n2。
一种基于上述一体化信号进行节点间通信导航业务一体化的方法，包括以下步骤：
(1)将一体化信号中通信多载波调制信号作为通信信号分量，将超宽带脉冲序列作为测量信号分量；所述通信信号分量承载传输节点间的协同定位辅助信息与协同组网通信信息，包括位置与钟差解算所需要的节点ID信息、节点位置信息和网络路由信息等；所述测量信号分量用于进行节点间链路传播时延观测，观测方法采用单向或双向测量法；
(2)各个网络节点间互传一体化信号，当网络节点接收到其他网络节点的一体化信号后，基于测量信号分量进行节点间链路传播时延观测，并利用测量信号分量辅助完成通信多载波信号的高精度符号同步，优化通信业务性能；
(3)各个网络节点分别基于通信信号分量传输的协同定位辅助信息以及测量信号分量观测获得的链路传播时延观测信息，进行高精度的相对钟差解算与定位；
(4)各个网络节点分别根据通信信号分量传输的协同定位辅助信息与协同组网通信信息，构建协同定位与通信一体化网络。

Claims (2)

1.一种室内外高精度定位通信一体化信号，其特征在于：
一体化信号包括通信多载波调制符号和超宽带脉冲序列；在每个通信多载波调制符号保护间隔内插入超宽带脉冲序列作为前导；其中，超宽带脉冲序列与通信多载波调制符号的时延关系根据信道环境进行动态确定，使得超宽带脉冲序列与通信多载波调制符号间没有干扰；通信多载波调制符号长度T_c与子带带宽B_s与子载波数量N_s的关系为：T_c＝N_s/B_s；超宽带脉冲序列长度T_p与脉冲宽t1、每比特脉冲重复数n1以及脉冲序列比特数n2的关系为：T_p＝t1×n1×n2。
2.一种基于权利要求1所述一体化信号进行节点间通信导航业务一体化的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将一体化信号中通信多载波调制信号作为通信信号分量，将超宽带脉冲序列作为测量信号分量；所述通信信号分量承载传输节点间的协同定位辅助信息与协同组网通信信息，包括位置与钟差解算所需要的节点ID信息、节点位置信息和网络路由信息；所述测量信号分量用于进行节点间链路传播时延观测，观测方法采用单向或双向测量法；
(2)各个网络节点间互传一体化信号，当网络节点接收到其他网络节点的一体化信号后，基于测量信号分量进行节点间链路传播时延观测，并利用测量信号分量辅助完成通信多载波信号的高精度符号同步；
(3)各个网络节点分别基于通信信号分量传输的协同定位辅助信息以及测量信号分量观测获得的链路传播时延观测信息，进行高精度的相对钟差解算与定位；
(4)各个网络节点分别根据通信信号分量传输的协同定位辅助信息与协同组网通信信息，构建协同定位与通信一体化网络。
CN201911251126.5A 2019-12-09 2019-12-09 一种室内外高精度定位通信一体化方法 Active CN110944384B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911251126.5A CN110944384B (zh) 2019-12-09 2019-12-09 一种室内外高精度定位通信一体化方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911251126.5A CN110944384B (zh) 2019-12-09 2019-12-09 一种室内外高精度定位通信一体化方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110944384A true CN110944384A (zh) 2020-03-31
CN110944384B CN110944384B (zh) 2020-12-15

Family

ID=69909442

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911251126.5A Active CN110944384B (zh) 2019-12-09 2019-12-09 一种室内外高精度定位通信一体化方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110944384B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111596256A (zh) * 2020-06-01 2020-08-28 北京邮电大学 低频辅助信号与高频通导一体信号融合的定位方法及装置

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040151109A1 (en) * 2003-01-30 2004-08-05 Anuj Batra Time-frequency interleaved orthogonal frequency division multiplexing ultra wide band physical layer
US20080137718A1 (en) * 2006-12-07 2008-06-12 Interdigital Technology Corporation Wireless communication method and apparatus for allocating training signals and information bits
CN101447969A (zh) * 2008-12-31 2009-06-03 宁波大学 一种多带正交频分复用超宽带系统的信道估计方法
CN101487884A (zh) * 2009-02-27 2009-07-22 中国科学院国家授时中心 超宽带室内导航定位系统信息帧生成方法
CN101667850A (zh) * 2009-09-23 2010-03-10 东南大学 脉冲体制超宽带同步方法
CN101692615A (zh) * 2009-09-25 2010-04-07 北京邮电大学 载波同步脉冲超宽带射频调制装置
CN101808055A (zh) * 2010-03-31 2010-08-18 北京交通大学 一种mb-ofdm uwb系统符号精同步方法和装置
CN102055708A (zh) * 2009-11-09 2011-05-11 南开大学 多频带ofdm超宽带系统的定时同步方案
CN102664859A (zh) * 2012-05-22 2012-09-12 天津工业大学 多频带ofdm超宽带接收机同步与信道估计方案
CN104717162A (zh) * 2013-12-13 2015-06-17 天津工业大学 Ofdm超宽带系统非线性失真恢复与信道估计高效联合方法
CN104717168A (zh) * 2013-12-13 2015-06-17 天津工业大学 正交频分复用超宽带系统抗多径定时同步方案

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040151109A1 (en) * 2003-01-30 2004-08-05 Anuj Batra Time-frequency interleaved orthogonal frequency division multiplexing ultra wide band physical layer
US20080137718A1 (en) * 2006-12-07 2008-06-12 Interdigital Technology Corporation Wireless communication method and apparatus for allocating training signals and information bits
CN101447969A (zh) * 2008-12-31 2009-06-03 宁波大学 一种多带正交频分复用超宽带系统的信道估计方法
CN101487884A (zh) * 2009-02-27 2009-07-22 中国科学院国家授时中心 超宽带室内导航定位系统信息帧生成方法
CN101667850A (zh) * 2009-09-23 2010-03-10 东南大学 脉冲体制超宽带同步方法
CN101692615A (zh) * 2009-09-25 2010-04-07 北京邮电大学 载波同步脉冲超宽带射频调制装置
CN102055708A (zh) * 2009-11-09 2011-05-11 南开大学 多频带ofdm超宽带系统的定时同步方案
CN101808055A (zh) * 2010-03-31 2010-08-18 北京交通大学 一种mb-ofdm uwb系统符号精同步方法和装置
CN102664859A (zh) * 2012-05-22 2012-09-12 天津工业大学 多频带ofdm超宽带接收机同步与信道估计方案
CN104717162A (zh) * 2013-12-13 2015-06-17 天津工业大学 Ofdm超宽带系统非线性失真恢复与信道估计高效联合方法
CN104717168A (zh) * 2013-12-13 2015-06-17 天津工业大学 正交频分复用超宽带系统抗多径定时同步方案

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HASHIBUL ALAM等: "Performance Analysis of Multi-Band OFDMUWB Communications based on IEEE802.15.3a System Model", 《2013 INTERNATIONAL CONFERENCE ON COMMUNICATION AND SIGNAL PROCESSING》 *
KOHEI OHNO等: "Detection And Avoidance Technique for UWB RadioInterfering to OFDM system using Guard Interval", 《2009 IEEE 20TH INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON PERSONAL, INDOOR AND MOBILE RADIO COMMUNICATIONS》 *
佘静: "超宽带信号模型及调制方式的研究与仿真", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库信息科技辑》 *
赵为春: "基于脉冲超宽带(UWB)无线接收机若干关键技术的研究", 《中国博士学位论文全文数据库信息科技辑》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111596256A (zh) * 2020-06-01 2020-08-28 北京邮电大学 低频辅助信号与高频通导一体信号融合的定位方法及装置
CN111596256B (zh) * 2020-06-01 2022-07-22 北京邮电大学 低频辅助信号与高频通导一体信号融合的定位方法及装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN110944384B (zh) 2020-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107886696B (zh) 一种连接无线信号盲区节点实现抄表的方法
CN110518993A (zh) 无线能量收集型全双工协作中继系统的资源分配方法
CN101702703A (zh) 基于多载波调制技术的范德蒙德频分复用方法
CN112134662A (zh) 准共站址信息指示方法、设备和系统
WO2015109851A1 (zh) 设备到设备同步信号的发送方法及装置、用户设备
WO2018137675A1 (zh) 通信方法和网络设备
CN110944384B (zh) 一种室内外高精度定位通信一体化方法
CN102780670A (zh) 全速率多跳无线协作中继传输方案
CN107733829A (zh) 一种发送和检测同步信号的方法、设备
KR20090088881A (ko) 브로드캐스트/멀티캐스트 서비스를 전송하는 방법 및 시스템
WO2014110924A1 (zh) 一种发射上行解调参考信号的方法和系统
CN110401480A (zh) 一种基于云平台的光缆巡线分析方法及其装置
CN113595950B (zh) 一种多体制水声通信网络的信号兼容方法
CN102201949B (zh) 一种测试网络设备转发性能的系统及方法
CN111800200A (zh) 一种水声网络并行通信的发送时间规划方法
CN112994759B (zh) 一种基于ofdm的协作中继d2d通信方法
CN102143574A (zh) 一种适合于IEEE802.16m前导字结构的定时同步方法
CN105323030A (zh) 一种延时补偿的方法及装置
CN116456383A (zh) 用于无线网络传输信道的信号映射算法处理系统
CN202906946U (zh) 一种海底观测网络的多节点通信系统
CN105517049A (zh) 一种无线中继节点工作量的分配方法
CN104954312B (zh) 一种基于ofdm调制的电力线载波通信系统帧同步信号生成方法
CN106231683A (zh) 基于小区网络的d2d通信中的机会干扰管理方案
CN110784244B (zh) 一种数据传输方法及全双工Ad Hoc网络系统
CN102324953A (zh) 低压配电网电力线载波通信网络mac层的组网方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant