一種多載波傳輸定位系統及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多載波傳輸定位系統及方法。多個衛(wèi)星或基站同時發(fā)送多載波定位信號，每個衛(wèi)星或基站發(fā)射的信號沒有頻率重疊。在發(fā)射信號的過程中，每個衛(wèi)星的發(fā)射信號的相位分別用唯一的偽隨機信息調制；在接收端，用同樣的偽隨機信息解調相位用來識別衛(wèi)星或基站，然后用取相關的辦法找到各個衛(wèi)星或基站信號的傳輸時延，最終計算出接收機的位置。本發(fā)明具有抗干擾性強、靈敏度高、相同帶寬下精度高和衛(wèi)星識別準確等優(yōu)點，能夠應用與未來的GPS導航、北斗系統，歐洲伽利略系統和俄羅斯的GLONASS等導航系統（和可能的地面定位系統）中，應用前景廣泛。
【專利說明】一種多載波傳輸定位系統及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于定位【技術領域】，更具體地提出一種基于多載波傳輸信號的衛(wèi)星定位系統的定位方法和衛(wèi)星識別方法。
【背景技術】
[0002]在定位系統中，考慮多個發(fā)射機同時發(fā)送定位信號尋求位置信息，為了避免各個定位信號之間的干擾，需要設計多接入方法?；谖恢霉烙嬂碚?，定位信號帶寬越寬，測距和定位精度越高。同時，對于包含多個發(fā)射機同時發(fā)送信號的定位系統中，要求各個發(fā)射機定位信號具有基本相等的測距精度。所以，為未來GPS設計的多載波傳輸信號必須占用幾乎全部的帶寬，但是又沒有頻率重疊，沒有相互間的信號干擾。
[0003]現存文獻提出，OFDM信號可以用于未來的GPS定位系統，但是沒有提出可以避免頻率互擾的可行的定位信號，更沒有提出接收端衛(wèi)星的識別方法。在OFDMA應用于GPS定位系統中，由于多普勒頻率偏移的出現，在接收端會出現無法識別衛(wèi)星編號的問題。比如，衛(wèi)星O的的定位信號經過多普勒平移后，有可能到衛(wèi)星I的位置，從而在接收端被誤認為是衛(wèi)星O的接收信號，從而導致定位過程的錯誤。
[0004]在CN 1797966 B公開了一種終端和優(yōu)化其正向/逆向傅立葉變換計算裝置包括用于處理來自于衛(wèi)星定位系統的定位信號的裝置、用于計算正向/逆向傅立葉變換的裝置、使用OFDM調制的無線通信裝置以及用于將正向/逆向傅立葉變換計算裝置的資源分配給定位信號處理裝置或無線通信裝置的優(yōu)先級管理裝置。該發(fā)明集中(pool)資源以使支持衛(wèi)星定位功能和基于OFDM調制的無線通信功能的移動終端的結構最優(yōu)化。
[0005]上述這種方式是將整個OFDM的子載波按塊分給每個用戶，在定位上，因為帶寬有限，如此分配會導致平均帶寬的下降，定位精度嚴重下降。同樣也沒有提出接收端衛(wèi)星的識別方法。

【發(fā)明內容】

[0006]1、本發(fā)明的目的。
[0007]本發(fā)明基于現有技術所存在的問題，為了避免現有技術中頻率互擾的多載波多介入的情況，并且能夠識別接收端衛(wèi)星(或地面基站)，而提出的一種OFDMA信號多載波定位、識別衛(wèi)星(或基站)的系統和方法。
[0008]2、本發(fā)明所采用的技術方案。
[0009]多載波傳輸定位系統，由多個發(fā)射機同時發(fā)送多載波定位信號，每個發(fā)射機發(fā)射的信號所占用如下子載波:
【權利要求】
1.一種多載波傳輸定位系統，其特征在于:多個發(fā)射機同時發(fā)送多載波定位信號，一個接收機接收此疊加信號，識別每個發(fā)射機，分離此疊加信號從而得到對應于各個發(fā)射機發(fā)射信號的接收信號，估計接收機和每個發(fā)射機的距離，根據所測得的距離和發(fā)射機的位置，接收機估計自己的位置，其特征在于:每個發(fā)射機發(fā)射的信號所占用如下子載波:
2.—種多載波傳輸定位方法,其特征在于:包括多個發(fā)射機和I個接收機，多個發(fā)射機同時發(fā)送多載波定位信號，一個接收機接收此疊加信號后識別每個發(fā)射機，分離此疊加信號從而得到對應于各個發(fā)射機發(fā)射信號的接收信號，估計接收機和每個發(fā)射機的距離，根據所測得的距離和發(fā)射機的位置，接收機估計自己的位置，每個發(fā)射機發(fā)射的信號如權利要求I所述。
3.根據權利要求2所述的多載波傳輸定位方法,其特征在于:發(fā)射機上的偽隨機信息調制在OFMDA的多載波發(fā)射信號相位上，然后發(fā)射，接收機接收后通過同樣的偽隨機信息去除接收信號的相位來識別各個發(fā)射機，然后用相關的方法找到信號傳輸時延，最終計算出接收機的位置。
4.根據權利要求2或3所述的多載波傳輸定位方法,其特征在于:每個載波的幅度大小由發(fā)射機的功率決定。
5.根據權利要求4所述的多載波傳輸定位方法，其特征在于:生成所述的信號后，由串行轉為并行，再經過傅里葉逆變換，由并行轉為串行，融合導航信息數據后，插入偽隨機相位，然后通過前端放大和發(fā)射電路發(fā)射信號；接收機的前端放大與接收電路接收信號后放大，再將串行信號轉為并行信號，經過傅里葉變換，過濾掉中間子載波上的噪聲，多個發(fā)射機發(fā)射的信號進行分離，同時，在接收本地將原始發(fā)射信號進行復制，插入同樣的共軛偽隨機信息去除接收信號的相位，然后通過本地振蕩器轉為高頻信號，并基于二維搜索進行信號獲取，再經過去多普勒影響和延時粗估計的計算后，進一步對跟蹤信號進行精確的延時、距離估計和確定發(fā)射機的位置，最后通過定位確定個目標估計的位置。
6.根據權利要求1所述的多載波傳輸定位系統，其特征在于:包括信號發(fā)生器、串行轉并行電路、傅里葉逆變換模塊、并行轉串行電路、信號放大電路及發(fā)射電路；接收機包括前端放大與接收電路、串行轉并行電路、傅里葉變換模塊、濾波器、并行轉串行電路、本地信號發(fā)生器、本地振蕩器，信號發(fā)生器生成所述的信號后，由串行轉為并行，再經過傅里葉逆變換，由并行轉為串行，融合導航信息數據后，插入共軛的偽隨機相位，然后通過前端放大和發(fā)射電路發(fā)射信號；接收機的前端放大與接收電路接收信號后放大，再將串行信號轉為并行信號，經過傅里葉變換，過濾掉中間子載波上的噪聲，多個發(fā)射機發(fā)射的信號進行分離，同時，在接收本地通過本地信號發(fā)生器將原始發(fā)射信號進行復制，插入同樣的偽隨機信息去除接收信號的相位，然后通過本地振蕩器轉為高頻信號，并基于二維搜索進行信號獲取，再經過去多普勒影響和延時粗估計的計算后，進一步對跟蹤信號進行精確的延時、距離估計和確定發(fā)射機的位置，最后通過定位確定個目標估計的位置。
7.根據權利要求1或6所述的多載波傳輸定位系統,其特征在于:所述的多載波定位系統適用于中國 北斗定位系統，歐洲伽利略定位系統，俄羅斯的GLONASS定位系統。
【文檔編號】G01S19/42GK103744095SQ201310685584
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月16日 優(yōu)先權日:2013年12月16日
【發(fā)明者】關曉宇, 王東林, 楊翰, 曹輝 申請人:蘇州锘網電子科技有限公司