節(jié)點定位在無線傳感網(wǎng)絡(luò)中至關(guān)重要,而采用傳統(tǒng)通用互相關(guān)函數(shù)進(jìn)行定位存在計算工作量大、延遲時間長的問題。若采用"不定長相關(guān)峰搜索"快速搜索互相關(guān)序列的最大值所在區(qū)間,再小范圍精確搜索實際最大值進(jìn)行快速互相關(guān)函數(shù)算法,可以減少計算量,縮短延時。理論仿真和實驗表明,仿真得到的延時與理論上的延時能夠完全吻合,且改進(jìn)算法性能優(yōu)越,在保證計算精度的情況下極大地提高了計算速度,具有很好的實用性和廣闊的市場應(yīng)用前景。 

【文章來源】：通信技術(shù). 2019,52(06)

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

激光互相關(guān)測距示意圖

·1355·第52卷陳佳媛，楊丹：基于通用相關(guān)的無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點快速定位算法第6期[][][][]12111111211111()()()()(()())()()()()()()()SSSSSnSSREStStEStStDntEStStDEStntRDRRDττττττττ==+++=+++=+=iiii（3）由于噪聲與信號互不相關(guān)，所以式（3）中RS1n(τ)=0。由式（3）可知，S1(t)，S2(t)互相關(guān)函數(shù)取得最大值時，RS1S1(τ-D)也取得最大值。而RS1S1(τ-D)≤RS1S1(0)，所有取得最大值時的て，即為延時D，即：τ=D時RS1S1(τ)取得最大值。當(dāng)S1(t)，S2(t)是緊密相關(guān)的信號時，RS1S2(τ)將會有一個很突出的相關(guān)峰出現(xiàn)，圖2為S1(t)與S2(t)相關(guān)函數(shù)仿真波形。（a）S1(n)輸出序列（b）S2(n)為S1(n)延遲30+隨機(jī)噪聲的輸出序列（c）互相關(guān)序列（d）延遲加噪聲序列與原序列的相關(guān)輸出圖2為S1(t)與S2(t)相關(guān)函數(shù)仿真波形3快速互相關(guān)峰值搜索算法通過D/A對采集的信號數(shù)字化，其互相關(guān)函數(shù)的表達(dá)式為：1211201()()(),(01,2,3,,1)NSSjjiRSiSiNjNττ===…∑，（4）式中，N為積分區(qū)間上的采樣數(shù)據(jù)總數(shù)，τj為τ的取值序列，τj的取值間隔與數(shù)據(jù)采樣間隔相同。若采集數(shù)字信號經(jīng)相關(guān)處理得到τ0后，傳播延時可由式（5）求出：0delaysTCfτ=×（5）式中，fs為采樣頻率，C為信號傳播速度。

'接收到FM+高斯白噪聲的回波信號');%下面是互相關(guān)函數(shù)的計算X1=fft(x1,2*N-1);X2=fft(x2,2*N-1);Sxy=X1.*conj(X2);Cxy=fftshift(ifft(Sxy));figure(3)t1=(0:2*N-2)/fs;plot(t1,Cxy,’k’);title('計算互相關(guān)函數(shù)輸出');xlabel('時間/s');ylabel('Rx1x2(t)’);[max,location]=max(Cxy);%計算最大值,及最大值所在位置（第幾行）location;d=location-NDelay=d/fs%計算得到的時間延遲圖4為延時d=30的仿真圖。通過對改進(jìn)算法仿真可以看出，理論上的延時與仿真得到的延時完全吻合，取得了非常好的效果。經(jīng)實驗，在采樣點為512的情況下，一次通常的互相關(guān)計算時間為2s，而改進(jìn)算法，若K=2時，計算時間為0.25s。若K=3時，計算時間為31.3ms，與理論值很吻合。同時證明，采用此種快速計算方法具有很實用的價值。（a）FM調(diào)制+高斯白噪聲信號（b）接收到FM+高斯白噪聲的回波信號（c）計算互相關(guān)函數(shù)輸出圖4延時d=30的仿真圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3430642