發(fā)布時間：2017-10-23 13:01

  本文關(guān)鍵詞：LOCATA系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究及收發(fā)機發(fā)射模塊設(shè)計

  更多相關(guān)文章： LOCATA 發(fā)射分集 TimeLoc時間同步技術(shù) LocataLite發(fā)射模塊設(shè)計

【摘要】：LOCATA系統(tǒng)是一種新型地基偽衛(wèi)星定位系統(tǒng),該系統(tǒng)是由澳大利亞新南威爾士大學(xué)(UNSW)及LOCATA公司共同研發(fā),目前已在多種實驗環(huán)境下對該系統(tǒng)的性能進行了測試,取得了階段性的研究成果并在該技術(shù)領(lǐng)域申請了多項專利,該定位系統(tǒng)具有定位精度高,可擴展性強,環(huán)境適應(yīng)性好等優(yōu)點。在GPS等衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)性能不佳的場景下,例如山谷、隧道、“城市峽谷”、地下停車場等地,LOCATA可作為衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的地面增強系統(tǒng),提升區(qū)域內(nèi)定位服務(wù)質(zhì)量。在對定位精度要求較高的特定區(qū)域,如礦井、軍事區(qū)域等,LOCATA也可獨立自主組網(wǎng),為區(qū)域內(nèi)用戶提供高精度定位服務(wù)。此外,在商場、寫字樓、公寓等樓宇內(nèi)部,LOCATA也能提供比現(xiàn)有的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)更高的室內(nèi)定位精度。與傳統(tǒng)的偽衛(wèi)星定位系統(tǒng)相比,LOCATA定位系統(tǒng)具有諸多優(yōu)勢,目前,國內(nèi)對該技術(shù)的研究、跟蹤還不多見。為此,我們對基于該技術(shù)定位原理的原型系統(tǒng)開展了研究。本文對于LOCATA技術(shù)的研究則主要集中在發(fā)射端以及系統(tǒng)收發(fā)機設(shè)計等方面,本文的主要工作如下：首先,本文研究了LOCATA系統(tǒng)采用發(fā)射分集技術(shù)來對抗多徑效應(yīng)的性能。LOCATA系統(tǒng)采用空間-頻率組合分集的方式獲得了可觀的分集增益,本文通過仿真驗證了發(fā)射分集對于提升信號可用性和降低誤碼率方面的性能。此外,針對偽衛(wèi)星收發(fā)機(LocataLite)的組網(wǎng)布局及LocataNet中存在的遠近效應(yīng)問題,也進行了分析研究。然后,本文研究了LOCATA系統(tǒng)的時間同步技術(shù)——TimeLoc。該技術(shù)的關(guān)鍵在于引入了DDS直接頻率合成技術(shù)來消除各收發(fā)機之間內(nèi)部時鐘偏差所造成的影響,本文對TimeLoc技術(shù)的研究重點也在于此。本文在研究DDS工作原理的基礎(chǔ)上,利用Matlab對其消除不同收發(fā)機之間的內(nèi)部時鐘偏差影響進行了仿真驗證。接著,本文研究了LOCATA系統(tǒng)收發(fā)機LocataLite的系統(tǒng)架構(gòu),并提出了一種Locatalite發(fā)射模塊的設(shè)計方案。本文對于LocataLite發(fā)射模塊的設(shè)計分為兩個部分。第一部分是基于FPGA的數(shù)字信號處理部分,這一部分實現(xiàn)了發(fā)射信號的產(chǎn)生和控制,利用FPGA開發(fā)平臺Xilinx ISE 14.6,對發(fā)射基帶數(shù)字信號的產(chǎn)生進行了設(shè)計和仿真。第二部分是射頻前端部分,這一部分通過選擇適合設(shè)計方案的硬件模塊來對FPGA產(chǎn)生的基帶數(shù)字信號進行發(fā)射前的后續(xù)處理,并通過測試實驗驗證了硬件模塊的性能及設(shè)計的正確性。最后,本文對開展的研究工作進行了總結(jié),對今后的工作進行了展望。
【關(guān)鍵詞】：LOCATA 發(fā)射分集 TimeLoc時間同步技術(shù) LocataLite發(fā)射模塊設(shè)計
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN967.1
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-17
• 1.1 課題研究背景及意義12-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.1 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)研究現(xiàn)狀13
• 1.2.2 偽衛(wèi)星系統(tǒng)研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.3 LOCATA系統(tǒng)研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀總結(jié)15-16
• 1.3 論文研究內(nèi)容與組織結(jié)構(gòu)16-17
• 第2章 LOCATA定位系統(tǒng)描述17-27
• 2.1 偽衛(wèi)星定位技術(shù)的基本原理17-18
• 2.2 LOCATA——新型的偽衛(wèi)星定位技術(shù)18-24
• 2.2.1 LOCATA工作原理18-19
• 2.2.2 LOCATA工作模式19-20
• 2.2.3 LOCATA版本概要20-22
• 2.2.4 LOCATA信號結(jié)構(gòu)22-24
• 2.3 LOCATA定位算法簡介24-26
• 2.3.1 LOCATA載波相位觀測方程24-25
• 2.3.2 最小二乘估計法簡介25
• 2.3.3 卡爾曼濾波法簡介25-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 第3章 LOCATA系統(tǒng)發(fā)射端關(guān)鍵技術(shù)研究27-50
• 3.1 發(fā)射分集信號可用性研究27-33
• 3.1.1 Okumura傳播模型27
• 3.1.2 Okumura-Hata傳播模型27-28
• 3.1.3 基于Matlab的發(fā)射分集信號可用性仿真28-33
• 3.2 發(fā)射分集信號誤碼率研究33-40
• 3.2.1 基于空間分集的研究及解調(diào)數(shù)據(jù)信號仿真33-35
• 3.2.2 基于頻率分集的研究及解調(diào)數(shù)據(jù)信號仿真35-36
• 3.2.3 空間-頻率組合分集解調(diào)數(shù)據(jù)信號仿真36-37
• 3.2.4 空間-頻率組合分集信號誤碼率仿真37-40
• 3.3 TimeLoc時間同步技術(shù)研究40-45
• 3.3.1 TimeLoc時間同步技術(shù)原理41-42
• 3.3.2 DDS直接數(shù)字頻率合成技術(shù)42-44
• 3.3.3 基于Matlab的DDS技術(shù)原理仿真及分析44-45
• 3.4 遠近效應(yīng)、組網(wǎng)布局及發(fā)射天線研究45-48
• 3.4.1 LOCATA遠近效應(yīng)研究45-46
• 3.4.2 LOCATA組網(wǎng)布局研究46-48
• 3.4.3 LOCATA發(fā)射天線研究48
• 3.5 本章小結(jié)48-50
• 第4章 LOCATA系統(tǒng)收發(fā)機研究及發(fā)射模塊設(shè)計50-75
• 4.1 LOCATA導(dǎo)航電文研究50-54
• 4.1.1 GPS導(dǎo)航電文50-51
• 4.1.2 LOCATA導(dǎo)航電文51-54
• 4.2 LocataLite設(shè)計架構(gòu)及其發(fā)射模塊設(shè)計方案54-55
• 4.3 基于FPGA的LocataLite發(fā)射模塊設(shè)計55-65
• 4.3.1 FPGA開發(fā)工具介紹56-57
• 4.3.2 基于FPGA的LocataLite基帶數(shù)字信號處理57-62
• 4.3.3 仿真結(jié)果及分析62-65
• 4.4 LocataLite射頻前端設(shè)計65-70
• 4.4.1 中頻處理/數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊65-68
• 4.4.2 射頻混頻模塊68-70
• 4.5 整體方案測試實驗70-74
• 4.5.1 FPGA開發(fā)板輸出結(jié)果檢測71-72
• 4.5.2 AD9854模塊輸出結(jié)果檢測72-73
• 4.5.3 RFFC2071A模塊輸出結(jié)果檢測73-74
• 4.6 本章小結(jié)74-75
• 結(jié)論75-77
• 致謝77-78
• 參考文獻78-82
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文82

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉麗哲;沈斌松;;瑞利衰落信道下擴頻信號隱分集性能分析[J];無線電通信技術(shù);2013年06期

2 魏艷艷;;Locata——一種新型的定位星座[J];現(xiàn)代導(dǎo)航;2013年06期

3 張玉寶;崔曉偉;;基于載波相位的室內(nèi)偽衛(wèi)星定位系統(tǒng)設(shè)計方案[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2013年20期

4 何成龍;王W，

本文編號：1083500