UWB无线传感器网络中基于匹配滤波检测的TOA估计

eptip吴绍华等:UwB无线传感器网络中基于匹配滤波检测的TOA估计3013
其中,门“f)为AWGNn(O的Ⅳ次平均,方差减小为02/Ⅳ.设%d力的匹配滤波输出为保护蔬菜
克氏锥虫
c(02厶嗜(f)《咖(力(5)则TOA估计的任务就是要通过门限检测从c(幻中确定DP的位置.
1.2DP检测算法
DP的检测分3个步骤进行:1)以匹配滤波输出的峰值点为基准,确定DP的搜索区域;2)计算动态门限,并据此检测到DP的粗略位置;3)以步骤2)获得的检测点为基准,进一步搜索DP的精确位置,即到达脉冲的中心.图1是算法示意图,下面将对各个步骤进行详细叙述.
Fig.1DPdetectionalgorithmbasedonmatch-filtering
图l基于匹配滤波门限检测的DP检测算法
微电极步骤1.确定DP搜索区域.
.首先对匹配滤波输出进行峰值检测,确定接收信号中能量最强单径(strongestpath,简称SP)的位置岛=argmaxc(f)J.在收、发天线均为全向的LOS情形下,SP就是DP;在其他情形下,DP必然比8P早到达.所以,对o<t<r/
DP的搜索可以限定在sP之前某一长度的区域内.这样做一方面可以有效地减小搜索运算量,提高算法效率;另一方面可在一定程度上降低DP虚警的概率.搜索区域的长度需要依据特定信道环境下DP与sP的到达时间差萨铆一砀.P的统计结果来设定.在本文的仿真中,测距信道使用IEEE802.15.4a的CMI(室内视距环境)和CM2(室
内非视距环境)来模拟。对1000个独立信道实现进行统计可发现,CMl,CM2下均有P(5<60ns)z1.所以,将搜索区域的长度设置为‰。=80ns,可保证不管是CMI还是CM2下均可搜索到DPI即DP搜索的起点位置f。。。,=珏一‰,搜索区间为h。舳。珏】.
辽宁中医杂志
步骤2.设置门限,检测到DP径的粗略位置.
在DP搜索区域内,第1个跨越检测门限毒的采样点即为DP径所在,即
abp-146k印柳=min{tffc(t)J>毒,f∈[1"aam删,‰】)(6)门限孝的值使用匹配滤波输出的峰值来计算:
乒rmax{Ic(t)1)(7)其中,伪门限因子.y的设置直接决定气一一的精确程度,传统的做法是将臌置为固定值.但通过仿真可发现,随着信噪比、信道特征的变化,珀勺最优值在o.2~o.8范围内浮动.所以,珀勺最优值需根据当前测距接收信号的特征动态计算,第2节中将对此进行详细讨论.
步骤3.精确搜索DP径的中心位置.
由于是门限检测,步骤2中获得的检测点并不~定恰好就是DP径脉冲的中心.为了进一步提高测距精度,可以检测点为基准在其附近将DP中心搜索出来.如图2所示,对于理想的单脉冲匹配滤波输出来说,门限检测的检测点可能出现在第1个次峰值的前而,也可能出现在主峰值的前面.但不管是哪种情况.从检测点往后在半

本文发布于:2024-09-22 07:25:46,感谢您对本站的认可!

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