IR-UWB定位系统距离误差建模及性能研究

基于相干TOA测距算法,研究了IR-UWB无线室内定位系统中由脉冲信号传播特性导致的多径误差和NLOS误差的建模问题。首先利用IEEE 802.15.4a信道模型中的多径信息给出了与系统带宽有关的多径距离误差分布参数。结合IR-UWB信号穿墙传播几何结构,理论推导了穿墙额外传播时延导致的几何距离误差限。对完全NLOS环境下定位的仿真结果表明,利用NLOS距离误差信息直接对TOA测距结果的修正可以显著提高定位精度。

新的非相干UWB系统平均性能的理论计算方法

针对IEEE 802.15.3a信道下UWB非相干接收机的平均误码率计算问题,基于簇生点过程模型给出了一种新的求解方法。该方法通过推导接收窗口内信噪比的均值和方差的闭合表达式,分别以高斯分布和对数正态分布近似其概率分布,给出计算UWB能量检测系统平均误码率的闭合表达式。对比分析对数正态分布、高斯分布与真实分布之间的数字特征,对数正态分布近似效果的合理性好于高斯分布近似。对比基于OOK和PPM 2种调制方式的平均误码率指标,实验结果表明对数正态分布近似效果的有效性要好于高斯分布近似。

基于能量检测的UWB数据包联合捕获方法

针对非相干UWB系统的数据包捕获问题,提出了一种联合信号捕获、误码率性能优化与包同步字检测的捕获方案。在信号捕获后发送导频序列实时估计信噪比,并搜索积分窗口长度,以获得最低误码率。给出了数据包捕获模型的合适性能指标,分别采用串行搜索与跳K步搜索策略,结合7位与13位巴克码为包同步字进行数据包捕获,仿真结果表明,三者联合的方案能够在保持一定包捕获性能的同时获得较好的误码率性能。