一種基于相位差的高效距離估計(jì)算法-論文.pdf

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1、科技論文：一種基于相位差的高效距離估計(jì)算法一種基于相位差的高效距離估計(jì)算法胡雪偉吳國(guó)輝黃奇珊摘要：利用多頻相位檢測(cè)進(jìn)行距離估計(jì)在工程領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，但使用中往往伴隨有相位模糊問(wèn)題，基于中國(guó)余數(shù)定理的多頻相位檢測(cè)距離估計(jì)算法可以解決這個(gè)問(wèn)題，但卻存在復(fù)雜度高或精確度低的問(wèn)題。提出一種基于相位差的高效距離估計(jì)算法，將魯棒中國(guó)余數(shù)定理用于距離估計(jì)，利用公共余數(shù)的最佳估計(jì)值得到距離的估計(jì)值，避免了大量運(yùn)算。仿真結(jié)果驗(yàn)證了算法的有效性。關(guān)鍵詞：距離估計(jì)；定位；相位模糊；中國(guó)余數(shù)定理(CRT)；魯棒性高效，但得到的結(jié)果不是全局最優(yōu)。l引言為解決

2、相位模糊和運(yùn)算量大的問(wèn)題，本文提在_尢線傳感網(wǎng)絡(luò)，如環(huán)境監(jiān)控、衛(wèi)生保健、出了一種全新算法，將基丁多載波的定位問(wèn)題結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)、軍事情報(bào)¨】等的應(yīng)用領(lǐng)域，網(wǎng)絡(luò)節(jié)轉(zhuǎn)化為魯棒中國(guó)余數(shù)定理問(wèn)題，之后進(jìn)行魯棒點(diǎn)的定位舉足輕重。無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)定位算法可估計(jì)。主要工作如下：討論了相位解纏繞的基分為基_J：測(cè)距的定位算法和非測(cè)距的定位算法。本問(wèn)題，并將其轉(zhuǎn)化成中國(guó)余數(shù)定理問(wèn)題；給在所有基于測(cè)距的算法中，基于相位檢測(cè)的方出了利用中國(guó)余數(shù)定理的推廣形式進(jìn)行定位的法由于具有定位精度高且距離遠(yuǎn)的優(yōu)點(diǎn)，有著方法；論證了所給定位方法能魯棒估計(jì)的條件；廣闊的應(yīng)用前景【3】

3、。然而錨節(jié)點(diǎn)測(cè)量到的相位進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)，仿真結(jié)果驗(yàn)證了所給方法的是以2n"為周期的，當(dāng)真實(shí)的相位超過(guò)2x時(shí)，高效和魯棒性。測(cè)暈只能得到其余數(shù)的部分，而關(guān)于2n的整2定位系統(tǒng)模型數(shù)倍不會(huì)體現(xiàn)出來(lái)，這也就是我們所說(shuō)的相位模糊問(wèn)題。無(wú)線定位應(yīng)用場(chǎng)景中，設(shè)待定位節(jié)點(diǎn)到錨為解決相位模糊問(wèn)題，文獻(xiàn)【3]提出了一種節(jié)點(diǎn)的待估計(jì)距離為d。因?yàn)闇y(cè)量信號(hào)波長(zhǎng)遠(yuǎn)基ufJ：搜索的算法；文獻(xiàn)【10]提出了一種利用丟小于d，錨節(jié)點(diǎn)接收到的測(cè)量脈沖的相位將發(fā)番圖辦程處理不同載波相位的余數(shù)進(jìn)行定位的生纏繞，因而不可避免地產(chǎn)生距離模糊問(wèn)題。方法；文獻(xiàn)[11]提出了一種利

4、用最小■乘法進(jìn)為了解決距離模糊問(wèn)題，通常采用多載波進(jìn)行行相位擴(kuò)展的方法。這些方法雖然解決了相位定位，即測(cè)量信號(hào)在多個(gè)載波上傳輸，錨節(jié)點(diǎn)模糊問(wèn)題，但卻存在效率不高的問(wèn)題，如文獻(xiàn)采用陣列天線接收。設(shè)各載波波長(zhǎng)分別為【11]所提算法具有多項(xiàng)式時(shí)間復(fù)雜度；文獻(xiàn)【3]，．．，為各載波相位，則d可以由以下，所提算法雖然運(yùn)算量較小，但卻存在定位精度同余方程確定j差的問(wèn)題。為提高效率，文獻(xiàn)[121和文獻(xiàn)【13]提出了基于中國(guó)余數(shù)定理的定位算法，運(yùn)算量三mo1，2，?(1)與搜索算法相當(dāng)；文獻(xiàn)【14]提出了一種中國(guó)余數(shù)定理的閉式求解方法，該方法比搜索算法

5、更設(shè)量化單位為，將上述同余方程的各系·ll·電信技術(shù)研究總第385期RESEARCHONTELECoMMUNICATIoNTECHNOLOGY2014年第3期數(shù)鼉化為整系數(shù)'則3魯棒中國(guó)余數(shù)定理和定位算法NmodM，i=1，2，?，L(2)3．1魯棒中國(guó)余數(shù)定理的距離估計(jì)其中，Ⅳ：一d，：絲，：互。將帶有誤差相位記為~),n-11=諺+△諺(6)N小于所有模的最小公倍數(shù)時(shí)，根其中，為噪聲帶來(lái)的誤籌。定位問(wèn)題可據(jù)CRT，可以由余數(shù)唯一確定Ⅳ。本文考慮CRT推廣形式，即所有的模含有不為1的最大以歸結(jié)為如何從帶有誤差的相位，，?，中公約數(shù)，且

6、除去該最大公約數(shù)后所得的余數(shù)魯棒地估計(jì)d，該問(wèn)題等價(jià)下如何從帶肯誤差兩兩互質(zhì)，即M=MF，F(xiàn)，滿足r。

7、會(huì)產(chǎn)生估計(jì)的誤籌，時(shí)取整函數(shù)本身也會(huì)帶其中，Ⅳ0和，．。分別由以下公式給出來(lái)誤差。為了抵消這種誤差，我們通過(guò)余數(shù)問(wèn)的做差運(yùn)算來(lái)實(shí)現(xiàn)。Ⅳo=(喜g)-l，Jc4首先，按照(8)得到公共余數(shù)。的估計(jì)值=r。=l／J，i=l，2，?，L(5)(1備L，^一)(8)其中，符號(hào)l·I代表下取整。則(4)中的qii=1，?，L的估計(jì)值g，i=1．．，L為受噪聲影響，從實(shí)際中得到的，往往帶有誤差且為實(shí)數(shù)，傳統(tǒng)CRT在實(shí)際應(yīng)用中具有很gj『l雩]，i=1L，．?．，L㈩大的局限性。為CRT要求待求解的數(shù)為整數(shù)，則N?？晒烙?jì)為這也意味著余數(shù)都必須為整數(shù)；

8、另一方面，余數(shù)的很小誤差會(huì)導(dǎo)致CRT恢復(fù)原數(shù)的誤差很(、喜1，)，‘㈣大。為了解決這些問(wèn)題，文獻(xiàn)[3]、文獻(xiàn)[12]和從而，Ⅳ可估計(jì)為文獻(xiàn)[13]提出了魯棒的中國(guó)余數(shù)定理。不同于傳統(tǒng)的CRT，魯棒的中國(guó)余數(shù)