发明名称 一种基于相关接收的车辆无线测距方法
摘要 本发明属于无线测距、定位技术领域,具体是一种基于相关接收的车辆无线测距方法。主要分为四个步骤:A.对IEEE802.11p协议接收信号进行相关计算并归一化处理;B.对统计结果进行分组求和,得到时延估计序列;C.从时延估计序列中找到信号传播时延;D.根据传播时延计算得到距离。本发明首次将相关求和用于IEEE802.11p协议的无线定位中,具有定位精度高、稳定性好的优点,在多径、非直视、高多普勒频移环境下可以提高车辆测距的精度。
申请公布号 CN105139692A 申请公布日期 2015.12.09
申请号 CN201510685885.8 申请日期 2015.10.20
申请人 中国石油大学(华东);北京中斗科技股份有限公司 发明人 崔学荣;张浩;李娟;李忠伟;吴春雷;刘建航;陈枭;叶兴根
分类号 G08G1/16(2006.01)I 主分类号 G08G1/16(2006.01)I
代理机构 代理人
主权项 一种基于相关接收的车辆无线测距方法其特征在于包括以下步骤:A.对接收信号进行相关计算并归一化处理:在IEEE802.11p协议中,以短训练序列的共轭值为模板信号与接收信号进行相关计算,并将其结果P(d)再除以信号能量R(d),得到结果为M(d),具体计算方法为:<maths num="0001" id="cmaths0001"><math><![CDATA[<mrow><mi>P</mi><mrow><mo>(</mo><mi>d</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><munderover><mo>&Sigma;</mo><mrow><mi>m</mi><mo>=</mo><mn>0</mn></mrow><mrow><mi>L</mi><mo>-</mo><mn>1</mn></mrow></munderover><mi>r</mi><mrow><mo>(</mo><mi>d</mi><mo>+</mo><mi>m</mi><mo>)</mo></mrow><mo>&times;</mo><msup><mi>t</mi><mo>*</mo></msup><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>+</mo><mi>m</mi><mo>)</mo></mrow></mrow>]]></math><img file="FDA0000825510420000011.GIF" wi="867" he="210" /></maths><maths num="0002" id="cmaths0002"><math><![CDATA[<mrow><mi>R</mi><mrow><mo>(</mo><mi>d</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><munderover><mo>&Sigma;</mo><mrow><mi>m</mi><mo>=</mo><mn>0</mn></mrow><mrow><mi>L</mi><mo>-</mo><mn>1</mn></mrow></munderover><mo>|</mo><mi>r</mi><mrow><mo>(</mo><mi>d</mi><mo>+</mo><mi>m</mi><mo>)</mo></mrow><msup><mo>|</mo><mn>2</mn></msup></mrow>]]></math><img file="FDA0000825510420000012.GIF" wi="603" he="210" /></maths><maths num="0003" id="cmaths0003"><math><![CDATA[<mrow><mi>M</mi><mrow><mo>(</mo><mi>d</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mfrac><mrow><mo>|</mo><mi>P</mi><mrow><mo>(</mo><mi>d</mi><mo>)</mo></mrow><msup><mo>|</mo><mn>2</mn></msup></mrow><mrow><msup><mi>R</mi><mn>2</mn></msup><mrow><mo>(</mo><mi>d</mi><mo>)</mo></mrow></mrow></mfrac></mrow>]]></math><img file="FDA0000825510420000013.GIF" wi="418" he="167" /></maths>其中,*表示复数的共轭运算,r(d+m)为IEEE802.11p协议的接收信号,t(1+m)为IEEE802.11p协议的短训练序列,L=16为一个短训练符号的长度;B.对统计结果进行分组求和:对M(d)以间隔为L=16的9个样本为一组,分别进行求和得到时延估计序列G(t),具体计算方法为:<maths num="0004" id="cmaths0004"><math><![CDATA[<mrow><mi>G</mi><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><msubsup><mi>&Sigma;</mi><mrow><mi>d</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mn>9</mn></msubsup><mi>M</mi><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>+</mo><mo>(</mo><mrow><mi>d</mi><mo>-</mo><mn>1</mn></mrow><mo>)</mo><mo>&times;</mo><mi>L</mi><mo>)</mo></mrow><mo>;</mo></mrow>]]></math><img file="FDA0000825510420000014.GIF" wi="859" he="111" /></maths>C.从时延估计序列中找到信号传播时延:从时延估计序列M(d)中找到最大样本对应的下标,该下标值减去<img file="FDA0000825510420000015.GIF" wi="162" he="113" />再乘以信号采样间隔T<sub>s</sub>,其结果即为信号的传播时延<img file="FDA0000825510420000016.GIF" wi="123" he="85" />T<sub>s</sub>的取值为1微秒,具体计算方法为:<maths num="0005" id="cmaths0005"><math><![CDATA[<mrow><msub><mover><mi>T</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mi>e</mi><mi>s</mi><mi>t</mi></mrow></msub><mo>=</mo><mrow><mo>(</mo><mi>argmax</mi><mo>(</mo><mrow><mi>G</mi><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>)</mo><mo>-</mo><mo>(</mo><mrow><mfrac><mi>L</mi><mn>2</mn></mfrac><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow><mo>)</mo><mo>)</mo></mrow><mo>&times;</mo><msub><mi>T</mi><mi>S</mi></msub><mo>;</mo></mrow>]]></math><img file="FDA0000825510420000017.GIF" wi="982" he="172" /></maths>D.根据传播时延计算得到距离:传播时延<img file="FDA0000825510420000018.GIF" wi="100" he="85" />乘以电磁波的传播速率C,结果即为车辆之间的距离<img file="FDA0000825510420000019.GIF" wi="72" he="75" />具体计算方法为:<maths num="0006" id="cmaths0006"><math><![CDATA[<mrow><mover><mi>D</mi><mo>^</mo></mover><mo>=</mo><msub><mover><mi>T</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mi>e</mi><mi>s</mi><mi>t</mi></mrow></msub><mo>&times;</mo><mi>C</mi><mo>.</mo></mrow>]]></math><img file="FDA00008255104200000110.GIF" wi="312" he="85" /></maths>
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