基于CSS技术的无线测距方法及CSS无线终端技术

本发明专利技术公开了一种基于CSS技术的无线测距方法及CSS无线终端。本发明专利技术的设计构思是基于窄脉冲扩频序列（CSS）的测距技术，采用抗干扰能力较强的窄脉冲扩频序列，收发端基于对称双面双向测距算法，并采用数字匹配滤波器设计技术,其测距精度可以提高到1米以内。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种基于CSS技术的无线测距方法及CSS无线终端。本专利技术的设计构思是基于窄脉冲扩频序列（CSS）的测距技术，采用抗干扰能力较强的窄脉冲扩频序列，收发端基于对称双面双向测距算法，并采用数字匹配滤波器设计技术,其测距精度可以提高到1米以内。【专利说明】基于CSS技术的无线测距方法及CSS无线终端
本专利技术涉及一种列车防撞
，尤其涉及一种基于CSS的无线测距方法及CSS无线终端。
技术介绍
近年来，我国的铁路运输发展迅猛，尤其动车和高速列车已经处于世界领先的地位。但是，随着铁路网的扩展和纵横交错，越来越小的行车间隔以及不断提高的列车速度，使轨道交通的安全性面临巨大的挑战，“7.23”和“9.27”事故表明了目前我国的列车在运行过程中缺乏完善的、具有连续性和实时性的监测手段，对于前后车辆的监视缺乏更可靠的措施。因此，需要装备独立系统监测列车之间的位置，给驾驶员提供预警，这就使得列车防撞设备在铁路市场上有着极大的需求。 列车防撞技术在我国还处于起步阶段，但在国际上有一些国家将其列为一项尖端技术展开研究，并已研制出相应的系统设备。德国航空航天中心研究人员在火车上安装了火车防撞系统进行测试，可以及时就前方险情向列车司机发出警报。这种防撞系统使用了卫星定位、雷达测速、立体成像等传感器技术和通信技术，可以实现列车之间的相互“交流”；印度研发的列车防撞系统从GPS卫星系统获取信号，用于位置更新和彼此间的网络信息交换，这种防撞装置适合在黑暗中检测，不同列车通过无线电相互识别沟通。 现有技术中，在无线传感器网络中，位置信息对传感器的监视活动至关重要，事件发生的位置是传感器网络监视所包含的重要信息之一。无线传感器的定位方法分为测距和非测距两种，基于测距的定位方法具有更高的定位精度，其应用也更加广泛。在基于距离的定位算法中包括TOA，TDOA, AOA, RSSI等，其中RSSI的测距算法是依据接收信号强度来判断，定位精度不高；Α0Α的测距算法则需要特殊的硬件支持，不适用于列车防撞；TD0A测距算法的测距精度高，但要求节点间有精确的时间同步，对硬件要求高；TOA测距算法实现简单，定位精度高。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种基于CSS技术的无线测距方法，包括第一 CSS无线终端、第二 CSS无线终端，所述两个CSS无线终端安装在两个不同的装置上，且两个CSS无线终端建立通信；测试所述两个装置间距包括如下步骤:步骤1:第一 CSS无线终端向第二 CSS无线终端发送CSS调制信号，同时，第一 CSS无线终端开始计时；步骤2:第二 CSS无线终端对CSS调制信号进行处理，处理时长为T2，然后发送给第一CSS无线终端；步骤3:当第一 CSS无线终端收到第二 CSS无线终端的应答信号并判断出相关峰后计时停止，从第一 CSS无线终端开始计时到停止的时长为Tl ； 步骤4:第二 CSS无线终端向第一 CSS无线终端发送CSS调制信号，同时，第二 CSS无线终端开始计时；步骤5:第二 CSS无线终端对CSS调制信号进行处理，处理时长为T4，然后发送给第一CSS无线终端；步骤6:当第二 CSS无线终端收到第一 CSS无线终端的应答信号并判断出相关峰后计时停止，从第二 CSS无线终端开始计时到停止的时长为T3 ；步骤7:计算两个列车间的距离，具体为:设定CSS调制信号的传播延迟为T，则: 【权利要求】1.基于CSS技术的无线测距方法，其特征在于，包括第一CSS无线终端、第二 CSS无线终端，所述两个CSS无线终端安装在两个不同的装置上，且两个CSS无线终端建立通信；测试所述两个装置间距包括如下步骤: 步骤1:第一 CSS无线终端向第二 CSS无线终端发送CSS调制信号，同时，第一 CSS无线终端开始计时； 步骤2:第二 CSS无线终端对CSS调制信号进行处理，处理时长为T2，然后发送给第一CSS无线终端； 步骤3:当第一 CSS无线终端收到第二 CSS无线终端的应答信号并判断出相关峰后计时停止，从第一 CSS无线终端开始计时到停止的时长为Tl ； 步骤4:第二 CSS无线终端向第一 CSS无线终端发送CSS调制信号，同时，第二 CSS无线终端开始计时； 步骤5:第二 CSS无线终端对CSS调制信号进行处理，处理时长为T4，然后发送给第一CSS无线终端； 步骤6:当第二 CSS无线终端收到第一 CSS无线终端的应答信号并判断出相关峰后计时停止，从第二 CSS无线终端开始计时到停止的时长为T3 ； 步骤7:计算两个列车间的距离，具体为:设定CSS调制信号的传播延迟为T，则:于是得到CSS调制信号的传播延迟T为:那么计算得到第一 CSS无线终端和第二 CSS无线终端的距离Dis为:其中，c为css调制信号在空气中的传播速度。2.如权利要求1所述的基于CSS技术的无线测距方法，其特征在于，采用chirp信号作为物理层传输信号。3.一种应用于权利要求1所述基于CSS技术的无线测距方法的CSS无线终端，其特征在于，包括射频模块及与射频模块连接的核心处理模块， 所述射频模块主要由I/Q调制解调模块、匹配电路、第一射频开关、第二射频开关、带通滤波器、功率放大器、电源和控制逻辑模块组成； 其中，核心处理模块与I/Q调制解调模块连接；控制逻辑模块输出端与电源、功率放大器顺次连接，同时，控制逻辑模块与第一射频开关，第二射频开关连接；功率放大器输入端连接第一射频开关，输出端连接第二射频开关，第一射频开关与第二射频开关互联，第一射频开关与匹配电路、I/Q调制解调模块顺次连接，第二射频开关与带通滤波器连接；带通滤波器与天线连接；外部晶振通过倍频器与I/Q调制解调模块连接； 所述I/Q调制解调模块用于将中频模拟信号调制为差分射频信号，或者将射频信号解调为中频模拟信号； 匹配电路实现核心处理电路和外部射频输入信号之间的平衡，滤除干扰信号； 第一射频开关控制发射信号是否通过功率放大器，第二射频开关控制信号发射和接收之间的切换； 控制逻辑模块用于接收核心处理的指令，并控制电源模块调节功率放大器输出信号功率； 核心处理模块主要完成信号的编码和解码。4.如权利要求3所述的CSS无线终端，其特征在于，所述核心处理模块包括数字信号处理模块、发射信道、接收信道；发射通道用于将两路编码后的数字信号送D/A转换成这中频模拟信号，所述模拟信号经过低通滤波器后送入I/Q调制模块调制成射频模拟I/Q信号；接收通道用于接收I/Q解调模块解调输出的中频模拟I/Q信号，所述模拟I/Q信号经过自动增益控制后经过低通滤波器，再经过自动增益控制后送入A/D模块变为数字信号后送入数字信号处理模块进行译码处理。5.如权利要求4所述的CSS无线终端，其特征在于，所述数字信号处理模块包括顺次连接的数字匹配滤波模块、求模模块、反馈环路模块、峰值出现时间查找模块； 所述数字滤波模块用于对数字信号处理模块的输入信号进行数字匹配滤波； 所述求模模块用于对数字匹配滤波模块的输出信号进行取模； 所述反馈环路模块用于重复性的对求模模块的输出信号进行积累，提高信噪比，直到峰值出现时间查找模块找出反馈环路模块本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于CSS技术的无线测距方法，其特征在于，包括第一CSS无线终端、第二CSS无线终端，所述两个CSS无线终端安装在两个不同的装置上，且两个CSS无线终端建立通信；测试所述两个装置间距包括如下步骤：步骤1：第一CSS无线终端向第二CSS无线终端发送CSS调制信号，同时，第一CSS无线终端开始计时；步骤2：第二CSS无线终端对CSS调制信号进行处理，处理时长为T2，然后发送给第一CSS无线终端；步骤3：当第一CSS无线终端收到第二CSS无线终端的应答信号并判断出相关峰后计时停止，从第一CSS无线终端开始计时到停止的时长为T1； 步骤4：第二CSS无线终端向第一CSS无线终端发送CSS调制信号，同时，第二CSS无线终端开始计时；步骤5：第二CSS无线终端对CSS调制信号进行处理，处理时长为T4，然后发送给第一CSS无线终端；步骤6：当第二CSS无线终端收到第一CSS无线终端的应答信号并判断出相关峰后计时停止，从第二CSS无线终端开始计时到停止的时长为T3；步骤7：计算两个列车间的距离，具体为：设定CSS调制信号的传播延迟为T,则:于是得到CSS调制信号的传播延迟T为：那么计算得到第一CSS无线终端和第二CSS无线终端的距离Dis为：；其中，C为CSS调制信号在空气中的传播速度。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨伟军，王杰，
申请(专利权)人：四川九洲电器集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川;51