杨小凤，陈铁军，陈宇宁

(玉林师范学院 电子与通信工程学院, 广西 玉林 537000)



·信号处理·

基于TOA估计的超宽带快速定位方法

杨小凤，陈铁军，陈宇宁

(玉林师范学院 电子与通信工程学院, 广西 玉林 537000)

提出一种基于波达时间估计的脉冲超宽带定位方法，能够以较低的复杂度准确定位目标。文中算法利用功率时延谱对时间的一次导数构造多项式，把功率时延谱中搜索峰值的问题转化为多项式求根，可以降低搜索功率时延谱最大峰值的复杂度。由于该算法处理的是频域信号，文中设计了一种新型接收机模型，能够输出接收信号的等效频域采样值，而且能大大降低系统对ADC高采样速率的要求。Matlab仿真实验证明，该方法的TOA估计精度达到0.1 ns，定位精度达到厘米级，同时又易于工程实现。

脉冲超宽带；定位；波达时间；多项式求根

0 引 言

超宽带(UWB)信号是指绝对带宽大于500 MHz或相对带宽大于20%的无线信号，脉冲宽度可达到纳秒级，因此具有极高的时间分辨率，近年来被广泛应用于定位、雷达、追踪、传感网络等领域，具有定位精度高、功耗低、抗干扰性能强、安全性高等特点[1]。对于应用在一些恶劣和特殊的环境(如战争，地震，偏远山区等)中的无线网络，由于存在资源有限的特点，其定位机制必须满足低复杂度的要求；在追踪等应用场合中定位实时性也是非常重要的指标。在保证一定定位精度的条件下提高定位系统的实时性，即降低算法复杂度，降低系统对ADC高采样速率的要求，这是当前UWB定位技术的研究热点之一[2-3]。……