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近年来,作为战略型新兴产业,位置服务(LBS,Location Based Service)开始广泛进入人们生活。随着社会、经济的快速发展以及大型建筑数量的快速增长,在公共安全、应急救援、仓储物流、物联网应用等诸多方面均对高精度室内定位提出了广泛的应用需求。本文主要研究 TC-OFDM(Time&Code Division-Orthogonal Frequency Division Multiplexing)定位信号基带处理关键技术,设计并实现了用于TC-OFDM定位终端原型机基带信号处理的可编程片上系统。具体研究内容和成果如下:(1)深入研究了 TC-OFDM定位信号体制,分析了信号时隙中由PN序列组成的TXID和叠加PN序列的OFDM信号两部分的测距性能,得出了两者的扩频增益和互相关性能,得出了叠加PN序列的信噪比与载噪比计算表达式以及被强信号干扰时弱信号中CDMA成分的信噪比表达式;将TC-OFDM定位信号与GNSS系统信号进行了对比分析,提出了 GNSS基带信号处理对于TC-OFDM基带信号过程中的可借鉴之处和重要不同点;分析了地面移动信道对TC-OFDM定位信号的影响,得出了信道模型表达式。(2)针对TC-OFDM信号体制的特点,提出了利用匹配滤波器对TC-OFDM的TXID捕获,从而获得伪码相位同步的方法,得出了伪码相位匹配与未匹配状态下的相关值的概率密度公式,从而导出捕获门限;提出一种简化的捕获判决算法,节省了噪声计算通道,推导了简化捕获判决算法的相关值概率分布和漏捕概率密度公式;仿真分析了简化捕获判决算法下的成功捕获率、漏捕率、误捕率和首次成功捕获时间。(3)针对TC-OFDM系统中远近效应严重的问题,提出了基于时间先验信息和相位先验信息的弱信号伪码相位捕获方法,提高弱信号捕获能力7.4dB。提出了 TC-OFDM定位信号频率捕获的方法及原理表达式;分析衰落信道对频率捕获带来的问题;针对衰落信道提出并行频率捕获方法,得出了频率搜索结果拟合表达式;用实际数据验证了并行频率捕获方法的可行性和准确性。(4)深入研究并提出了基于跟踪环路和快照-重放TC-OFDM伪距测量方法。提出了 TC-OFDM信号的信号跟踪环路结构;得出了伪码跟踪环路和伪距测量值的获得方法,并分析了其理想信噪比下的伪距输出误差,以及积分器间隔、积分时间对伪距输出误差的影响。提出了基于TC-OFDM的快照-重放式伪距测量方法,研究并分别导出了无限带宽下和频带宽度受限情况下的伪距测量公式;提出了频带受限情况下的伪距近似获取算法;仿真分析了不同信噪比下快照-重放式伪距测量方法的性能及误差,分析了频带受限情况下的伪距近似获取算法的误差。研究了TC-OFDM信号时隙中来自不同基站信号TXID多址干扰的问题,导出了多址干扰表达式;提出一种多址干扰消除的算法,使得弱信号检测能力提高15dB。(5)提出并实现了 TC-OFDM基带信号处理SOPC的系统架构;设计并实现了基带信号协处理模块的架构;优化了数字匹配滤波器的实现方法,节省50%的组合逻辑资源;优化了并行频率搜索的实现方法,使其可以与跟踪模块复用硬件资源;设计并实现了基带信号处理的软件控制策略及相应算法实现;对设计的TC-OFDM基带信号处理SOPC实际性能进行了测试与分析。