[发明专利]基于WiFi信号的LDCC-PDF分级时延估计方法

摘要

本发明涉及一种基于WiFi信号的LDCC‑PDF分级时延估计方法，首先采用Wi‑Fi标准信号作为定位信号，建立多径环境下的时域信道模型，经过室内无线多径信道传播，得到时域接收信号；采用基于前沿检测的互相关进行粗时延估计，再利用不同数据子载波收发相位差线性拟合技术得到精时延估计，进而结合二者结果得到最终时延估计结果。本发明无需更改现有无线局域网配置，应用便捷、成本低，有效解决了目前采用超宽带、蓝牙、射频标签等信号进行高精度室内定位成本高、不易部署的弊端，具备较高的实用价值，对实现和推广高精度室内定位产品和服务具有实际意义。

主权项

1.一种基于WiFi信号的LDCC‑PDF分级时延估计方法，其特征在于：包含如下步骤：步骤1、采用Wi‑Fi标准信号作为定位信号，建立多径环境下的时域信道模型，经过室内无线多径信道传播，得到时域接收信号，并建立不同收发子载波相位偏移与子载波频率间的关系；步骤2、对接收信号进行LDCC分步检测粗时延估计，得到粗时延估计值τ_coarse；步骤3、根据步骤1中得出的关系，在粗时延估计的基础上对接收信号不同数据子载波间收发相位差进行线性拟合，得到精时延估计值τ_fine；步骤4、将步骤2中得到的粗时延估计值和步骤3中得到的精时延估计值相加，得到最终估计结果τ，即τ＝τ_coarse+τ_fine；所述步骤1具体包含如下内容：步骤1.1、采用802.11nWi‑Fi标准信号作为定位信号；步骤1.2、根据前导码中的长训练序列，选用单天线收发信号，建立多径环境下的时域信道模型其中，L_p为多径数，τ_i分别为第i条径的复衰落系数和传播时延；步骤1.3、发送信号s(t)通过多径信道传播后，得到时域接收信号y(t)，其表示为：根据发送信号：得到：其中，表示第k个子载波上的接收数据，S_k表示第k个子载波上的发送数据，N_k是复高斯白噪声，Δ_F是子载波间隔；根据相位变化的周期性，单个采样周期内引起的第i条径上的第k子载波的接收数据相对于发送数据的相移表示为则相隔δ个子载波间的相移差为：若时延一定时，不同收发子载波间的相位偏移差与子载波频率差成线性关系；当δ＝1时，拟合斜率即为相邻子载波间的相移差，则第i条径上的精确小数倍采样间隔时延表示为m为拟合斜率，所述步骤2具体包含如下内容：步骤2.1、最大峰值检测，接收信号经下变频后变为基带信号，经采样率为f_s的系统采样后，接收基带信号序列为y(n)，将其与本地序列进行互相关处理，即：其中L为相关长度，则最大峰值p_m＝max(r(n))，相关值最大时对应的采样点数步骤2.2、首达峰检测，在待定位环境，预先通过实验测试设定首达峰最优阈值ξ_opt，根据最优判决门限确定首达峰搜索区域D_ξ＝{p|p＞ξ·p_m}，则该区域内出现的第一个峰即为首达径所在的时延最小峰，峰值记为p_ξ，对应时延采样点记为d₂；步骤2.3、判断是否满足d₂≤d₁，若满足，则进入步骤2.4，否则，令d₂＝d₁，进入步骤2.4；步骤2.4、首达峰前沿检测，在估计首达峰所在的峰上设置阈值η，则该阈值η所对应的较小时延即为该峰前沿上的TOA粗估计值，记录该时延采样点为d₃；步骤2.5、判断是否满足d₃≤d₂，若满足，则进入步骤2.6，否则，令d₃＝d₂，进入步骤2.6；步骤2.6、根据采样频率f_s，根据计算公式得到粗时延估计值τ_coarse。