无线定位中基于OFDM信号的TOA估计技术研究

摘要

随着移动通信的发展，无线定位技术已成为一个越来越活跃的研究领域。到达时延(Time Delay of Arrival，TOA)和到达时延差(Time Delay Difference ofArrival，TDOA)定位法是无线定位中应用最广泛的两种方法，因此TOA测量值的准确获取会影响到定位的精度。
　　 本文主要研究无线定位系统中基于OFDM信号的TOA估计技术。论文首先简要介绍了无线定位技术的发展现状，指出了利用TOA估计进行定位的必要性，阐述了时延估计的研究历程和研究趋势；然后，通过对传统基于PN序列和连续波相位的TOA估计算法的优缺点的数学分析，总结了OFDM调制信号作为TOA估计的优势，并基于OFDM信号的时频特性提出了在高斯白噪声干扰情况下可避免相位模糊影响的OFDM信号到达时延估计时域和频域算法，并利用参数估计和信号检测与估值理论分析了其TOA估计的克拉美罗界；进一步结合OFDM信号提出了一种基于多径信道下的超分辨率TOA估计算法，该算法能够较为精确的进行TOA时延估计；论文根据OFDM信号的信道估计，提出了基于MUSIC算法的TOA估计超分辨率算法，分析了影响TOA估计的分辨率的因素，最后研究了无线信道中的TOA估计方法，通过分析最大似然算法的基本原理，并对其进行改进，提出了一种新的TOA估计算法，该方法对定时误差不敏感，可以有效地降低定时误差带来的影响，大大提高了TOA的估计性能。