本发明专利技术公开了一种检测识别非直达超宽带信号的方法及系统。该方法包括采样步骤，采集超宽带信号样本；提取步骤，提取这些超宽带信号样本的波形特征；建模步骤，提供带约束条件的超球体检测函数，修正其中的参数值，得到能够区分出非直达超宽带信号样本的超球体检测模型；检测步骤，接收并提取待测超宽带信号的波形特征，计算其波形特征组合到该超球体检测模型球心的距离，若该距离大于该超球体检测模型的半径，则该待测超宽带信号为非直达超宽带信号。针对超宽带定位中的非直达超宽带信号和直达超宽带信号的数量不平衡性，利用该方法可以有效检测非直达超宽带信号，并具有实现方法简便、可靠性高、通用性强等优势。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及超宽带0JWB)定位领域，特别是涉及一种检测识别非直达超宽带信号 的方法及系统。
技术介绍
随着GPS、"北斗"导航定位系统等广泛应用，卫星定位导航的应用已经被人们所熟 知，并且在国民经济的多个领域发挥出越来越重要的作用。但是，来自卫星的导航信号功率 通常都很微弱，特别是在有遮蔽或者在室内、地下环境中，卫星定位接收机难W有效接收卫 星导航信号，因此难W有效定位。为了克服送种缺陷，通常还需要利用地面无线定位系统来 增强卫星定位的精度。其中，超宽带扣Itra-wide Bandwi化h，UWB)技术W其优越的抗干扰 性能、极高的多径分辨率等优点越来越受到人们的重视，是对卫星定位导航的有力补充。 [000引超宽带师tra-wide Bandwi化h，UWB)技术是一种无载波通信技术，利用小于纳砂 级的非正弦波窄脉冲来传输数据，脉冲覆盖的频谱宽度从直流至IGHz W上，可W在较宽的 频谱上传送极低功率的信号。超宽带技术的送种特点使得超宽带信号具有极强的物理穿透 能力，因此可用于室内和地下精确定位。与卫星定位原理相类似，利用超宽带技术进行定位 的原理是由多个信标发射点（类似卫星定位中的多颗卫星，其位置固定或者能够实时提供 其变动的精确位置信息）各自发出不同的多个超宽带信号，而同一目标接收点接收到送些 超宽带信号后，通过测量送些超宽带信号从信标发射点到该目标接收点的传播时延，然后 计算不同信标发射点到该目标接收点的精确距离，进而可W得到该目标接收点相对于送些 信标发射点的准确位置，实现定位的目的。 利用卫星进行定位时，由卫星发出的导航信号基本不受阻挡而直达用户接收机， 通过对导航信号的传播时延进行测量和计算，得到的距离就是用户接收机与发出导航信号 的卫星之间的实际直线距离。但是在超宽带定位中，受到应用环境的影响（如室内），信标 发射点与目标接收点可能会存在阻挡（如室内墙壁阻挡）。因此，当信标发射点发出的超 宽带信号因受阻挡不能直达目标接收点时，超宽带信号的传播特性发生了改变。例如，该信 号经过墙壁的传播时延特性与在空气中传播的时延特性明显不同。送里，将送种信号称之 为非直达超宽带信号，而由信标发射点到目标接收点传播不受阻挡的超宽带信号称之为直 达超宽带信号。显然，在超宽带定位中，在直达超宽带信号与非直达超宽带信号共存的情况 下，如果不加辨别而直接利用非直达超宽带信号进行距离计算和定位，显然会造成明显的 定位误差，直接影响定位精度。 在超宽带0JWB)定位的实际应用中，直达超宽带信号与非直达超宽带信号共存的 一般特征是直达超宽带信号众多而非直达超宽带信号较少。为此，需要针对送种众多的直 达超宽带信号与较少的非直达超宽带信号共存的环境，提供一种有效检测识别非直达超宽 带信号的方法及系统，W便消除或降低非直达超宽带信号对超宽带0JWB)定位的不利影 响，并且具有技术实现方便可靠、通用性强等优点。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种检测识别非直达超宽带信号的方法及系 统，当众多的直达超宽带信号与较少的非直达超宽带信号共存时，能够有效识别出非直达 超宽带信号。 为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是；提供一种检测识别非直达 超宽带信号的方法，该方法包括：采样步骤，在多个目标点接收来自多个信标点发出的超宽 带信号，将送些超宽带信号分为直达超宽带信号样本和非直达超宽带信号样本；特征提取 步骤，提取该直达超宽带信号样本和非直达超宽带信号样本的波形特征；建模步骤，提供带 约束条件的超球体检测函数，修正该超球体检测函数中的参数值，使得该直达超宽带信号 样本和非直达超宽带信号样本的波形特征组合均能满足所述约束条件，并得到该超球体检 测函数取最小值所对应的超球体检测模型；检测步骤，接收待测超宽带信号，提取该待测超 宽带信号的波形特征，计算该待测超宽带信号的该波形特征组合到该超球体检测模型球必 的距离，若该距离大于该超球体检测模型的半径，则该待测超宽带信号是非直达超宽带信 号，若该距离小于或等于该超球体检测模型的半径，则该待测超宽带信号是直达超宽带信 号。 在本专利技术检测识别非直达超宽带信号的方法另一实施例中，该直达超宽带信号 样本、该非直达超宽带信号样本W及该待测超宽带信号的波形特征包括：接收信号的能量 ε f、接收信号的最大幅度rm。、、上升时间tfu。、平均附加时延Tmed、均方根时延扩展T?s和信 号睹峭度K。 在本专利技术检测识别非直达超宽带信号的方法另一实施例中，该建模步骤中的该超 球体检测函数是： ε struct (R,日）二 R 该参数值包括球必曰、半径R，该约束条件是：对于任意的i和1，Mxi-a||《R2且 k-日II > R2,并使R最小化，是该直达超宽带信号样本，XI是该非直达超宽带信号样本。 在本专利技术检测识别非直达超宽带信号的方法另一实施例中，该建模步骤中的该超 球体检测函数是： 该参数值包括球必a、半径R、松弛变量ξ 1和ξ 1，。和C2是系数，该约束条件是： 对于任意的 i 和 1，ξι >0和 ξι >0, Mxi-a||《Κ2+ξι且 Mxi-a|| >Κ2-ξι，并使 R 最 小化，是该直达超宽带信号样本，是该非直达超宽带信号样本。 在本专利技术检测识别非直达超宽带信号的方法另一实施例中，该超球体检测函数中 的系数。=0. 01，〔2 = 1 或。=0. 01，〔2 = 2。 在本专利技术检测识别非直达超宽带信号的方法另一实施例中，该直达超宽带信号样 本、该非直达超宽带信号样本W及该待测超宽带信号的该波形特征组合包括9种；接收信 号的能量ε t ;接收信号的最大幅度rm。、；收信号的最大幅度rm。、，上升时间tfu。；接收信号的 能量ε,，上升时间tfu。，信号睹峭度K ;接收信号的能量ε,，接收信号的最大幅度rm。、，上 升时间tfu。，信号睹峭度K ;接收信号的最大幅度rm。、，上升时间tfu。，信号睹峭度K，平均 附加时延Tmed ;上升时间，信号睹峭度K，平均附加时延Tmed，均方根时延扩展Tkms ;接收信号 的能量ε t，接收信号的最大幅度η_，上升时间tfiw，信号睹峭度κ，平均附加时延Tmed ;接 收信号的能量ε,，接收信号的最大幅度rm。、，上升时间tfu。，信号睹峭度K，平均附加时延 Tm趾， 均方根时延扩展T^s。 本专利技术还提供了一种检测识别非直达超宽带信号的系统，该系统包括：接收单元， 用W在多个目标点接收来自多个信标点发出的超宽带信号，将该超宽带信号分为直达超宽 带信号样本和非直达超宽带信号样本，还用W接收待测超宽带信号；特征提取单元，提取来 自该接收单元的该直达超宽带信号样本和非直达超宽带信号样本的波形特征，还用W提取 来自该接收单元的该待测超宽带信号的波形特征；建模单元，用W提供带约束条件的超球 体检测函数，修正该超球体检测函数中的参数值，使得该特征提取单元输出的该直达超宽 带信号样本和非直达超宽带信号样本的波形特征均能满足该约束条件，并得到该超球体检 测函数取最小值所对应的超球体检测模型；检测单元，用W将该特征提取单元输出的该待 测超宽带信号的该波形特征组合，输入到该建模单元输出的超球体检测模型中本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种检测识别非直达超宽带信号的方法，其特征在于，所述方法包括：采样步骤，在多个目标点接收来自多个信标点发出的超宽带信号，将所述超宽带信号分为直达超宽带信号样本和非直达超宽带信号样本；特征提取步骤，提取所述直达超宽带信号样本和非直达超宽带信号样本的波形特征；建模步骤，提供带约束条件的超球体检测函数，修正所述超球体检测函数中的参数值，使得所述直达超宽带信号样本和非直达超宽带信号样本的波形特征组合均能满足所述约束条件，并得到所述超球体检测函数取最小值所对应的超球体检测模型；检测步骤，接收待测超宽带信号，提取所述待测超宽带信号的波形特征，计算所述待测超宽带信号的所述波形特征组合到所述超球体检测模型球心的距离，若所述距离大于所述超球体检测模型的半径，则所述待测超宽带信号是非直达超宽带信号，若所述距离小于或等于所述超球体检测模型的半径，则所述待测超宽带信号是直达超宽带信号。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：缪志敏，赵陆文，田世伟，姜劲松，赵洪华，
申请(专利权)人：中国人民解放军理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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