基于OFDM信号的无源定位技术研究

论文摘要

近年来,利用广播电视信号等民用信号作为照射源的无源雷达系统由于其覆盖范围广、隐蔽性好、反隐身以及防低空突袭能力强等优点受到了广泛关注和快速发展。正交频分复用(OFDM)技术由于其良好的抗噪声抗多径干扰能力以及频谱利用率高的优点广泛应用于数字广播(DAB)、数字电视(DVB)、无线局域网(WLAN)等技术中,并成为下一代无线通信系统的核心技术之一。为此,本文结合两者对基于OFDM调制方式的数字广播电视信号的无源定位相关技术进行了研究。首先,论文在查阅、分析相关文献的基础上介绍了无源定位技术在国内外的研究现状,讨论了无源定位的分类以及主要技术,着重叙述了近年来在该领域具有代表性的研究方向和内容。其次,本文介绍了OFDM的基本原理、关键技术及其在DAB、DVB中的应用,讨论了同步误差对系统性能的影响,说明OFDM接收系统需要具备较高的频率和定时精度,因此可以基于OFDM信号的精确定时估计信息获得测量信号的到达时间,应用于无源定位中的测距部分。由于OFDM系统的定时估计和测时测距的原理在本质上一致,本文接着重点研究了基于循环前缀和导频训练序列的两类定时同步方法及其在测距中的应用,分别研究了两类算法及相应的改进算法。最后,论文构建了一个无源定位系统模型,推导了两种适用于该模型的三维空间无源时差定位算法,并对算法的定位性能进行了仿真研究,验证了算法的有效性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 论文研究思路与内容安排
• 第二章 OFDM系统及其应用
• 2.1 OFDM系统简介
• 2.1.1 OFDM系统的数学模型
• 2.1.2 OFDM系统的基本结构
• 2.1.3 保护间隔和循环前缀
• 2.2 OFDM系统的特点及关键技术
• 2.3 OFDM在数字广播电视系统中的应用
• 2.3.1 数字音频广播（DAB）
• 2.3.2 数字视频广播（DVB）
• 2.4 本章小结
• 第三章 OFDM系统定时同步技术研究
• 3.1 OFDM系统的同步要求
• 3.2 定时偏差对OFDM系统的影响
• 3.2.1 定时偏差对OFDM系统影响
• 3.2.2 定时偏差引起的信噪比损耗
• 3.2.3 定时偏差对系统性能影响仿真研究
• 3.3 OFDM定时同步技术
• 3.3.1 基于循环前缀的定时同步算法
• 3.3.2 基于循环前缀的定时同步改进算法
• 3.3.3 基于循环前缀的定时同步算法仿真
• 3.4 基于训练序列的定时估计算法
• 3.4.1 Sch&Cox算法
• 3.4.2 H.Minn算法
• 3.4.3 改进算法
• 3.4.4 基于训练序列的定时同步算法仿真
• 3.5 本章小结
• 第四章 基于OFDM信号的无源定位技术
• 4.1 无源定位系统的原理与结构
• 4.2 基于OFDM信号的测距技术
• 4.3 三维时差定位技术
• 4.3.1 三维空间的Fang算法
• 4.3.2 三维空间的Chan算法
• 4.3.3 三维空间时差定位算法仿真分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 本文研究工作总结
• 5.2 进一步的工作
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文