论文部分内容阅读
近年来,随着无线局域网研究的深入和移动通信技术的发展,正交频分复用技术凭借其频谱利用率高、系统复杂度低、带宽扩展性强等特点,在4G组网、WLAN中广为使用。随着智能手机以及高速无线通信网的覆盖推广,位置服务对通信网络的需求也逐渐转向4G网络,且呈爆发式增长。开展OFDM信号相关的定位研究,具有广阔的市场前景。本文以OFDM无线信号为研究对象,针对定位场景中目标静止或慢速运动、快速运动以及多径环境三个方面,深入开展时延参数估计、时延和到达角联合估计研究,具体工作如下所述:(1)针对定位目标处于静止或低速运动场景,给出一种基于传播算子的求根MUSIC时延估计改进算法。在这一场景下,信号带宽稳定,能够构建满秩矩阵,通过对信号的协方差矩阵进行分块处理得到传播算子,进而利用噪声子空间和传播算子求出包含时延参数的伪谱函数,然后引入求根MUSIC算法,利用多项式分解求出时延估计值。通过复杂度分析和仿真实验发现,算法可以有效降低MUSIC算法复杂度,仿真结果逼近克拉美罗界。(2)针对定位目标处在快速运动场景,给出一种基于离散傅里叶变换的ESPRIT时延和到达角联合估计算法。该算法在现有离散傅里叶变换研究基础上,通过对接收信号进行离散傅里叶变换,获取包含时延参数信息的信号谱峰,进而对该信号进行一维ESPRIT到达角估计,完成参数联合估计。通过复杂度分析和仿真实验发现,相较于传统时延和到达角估计,该算法大大降低了计算复杂度。(3)针对无线定位场景的多径信道问题,给出了一种基于TK能量算子的ESPRIT时延和到达角估计算法。该算法利用TK能量算子对瞬时信号敏感的特点,降低了噪声对参数估计的影响,并利用ESPRIT算法对多径的抑制,完成时延参数和到达角参数的独立估计。在得到时延和到达角参数后,利用阵元构建阵列,完成参数匹配计算。实验结果表明,该算法能够有效克服多径效应,具有良好的参数估计性能。