基于频域子空间平滑的MUSIC时延估计算法

摘要

时延估计常被用在无线定位测距中，针对多径环境下定位精度下降和时延估计失真的问题，提出了一种基于正交频分复用（OFDM）频域子空间平滑的超分辨率（MUSIC）时延估计算法。首先使信号源经过OFDM调制，利用子载波形成数据流；随后在频域对数据流的协方差矩阵作双向平滑处理，使其最大程度的利用信号子空间的数据信息；最后利用MUSIC算法下信号/噪声子空间正交性逐一进行谱峰检测，并针对噪声情况对伪谱作归一化处理，从而获得更为准确的时延信息。计算机仿真表明，本文优化算法相对于特征空间MUSIC算法具有更高的谱峰和更窄的旁瓣，且无错误估计干扰。在测距信号间隔较近时能够有效解决估计失真问题，最小时延间隔可达6 ns,分辨能力较强。估计性能层面，可在信噪比为-15 dB复杂条件下估计精度达到3 ns左右，验证了该算法的有效性和优越性。