基于CMMB标准的地面多媒体广播定位技术研究

发布时间：2020-05-31 10:06

【摘要】：移动多媒体广播(CMMB)是我国自主研发的数字多媒体广播技术,该技术由于传输速率高、抗干扰能力强和覆盖面广的优势得到越来越广泛的应用,利用CMMB信号进行移动定位技术研究也成为中国国内众多研究机构的研究热点。本论文在基于地面CMMB技术基础上,在不影响CMMB多媒体广播的条件下,利用正交频分复用(OFDM)技术传输速率高、抗干扰能力强的特点,对CMMB信号体制进行改造并实现都市范围内的精确导航定位目的。该技术的研究开创性地提出了一种导航定位技术研究的新思路,实现了地面多媒体广播技术与导航定位技术的有机融合。该技术的推广对于我国定位、导航与授时(PNT)服务体系特别是都市车辆导航、移动位置服务与旅游咨询服务等具有重要意义。 本论文以现有的CMMB地面单频网(SFN)进行都市导航定位研究为出发点,以实现多媒体广播定位系统的精确定位为最终目的,在深入剖析CMMB信号体制的基础上,开展了利用地面多媒体广播信号实现精确导航定位的关键技术研究。研究工作主要从发射系统结构、信号体制设计、接收机同步以及多址伪距测量方法着手,通过理论分析、算法研究、仿真验证等技术手段,解决了单频网中基于OFDM调制技术的多址伪距测量和接收机同步问题,创新性地进行了利用地面多媒体广播信号进行都市精确导航定位的研究。本论文的主要研究工作如下： (1)在深入研究CMMB信号体制和OFDM关键技术的基础上,总结出了实现都市导航定位所需的必要条件和关键要素,设计了地面多媒体广播定位系统结构,分析了影响定位精度的因素及一股解决方法,并讨论了多媒体广播信号信道估计与均衡技术。 (2)深入研究了地面多媒体广播定位系统发射系统关键技术,从基站间的时间同步入手,设计了定位系统的信号体制并确立了信号发射各项参数如调制器设计和发射功率概算等,重点研究了基站间的时间同步技术、信号体制设计、发射机功率以及系统定位精度估算等。 (3)进一步研究了地面多媒体广播定位信号的多址伪距测量技术,针对CMMB信号在定位方面的不足,通过多种设计方案综合比较的方法,创新性地提出了基于ZC序列的OFDM调制的多址伪距测量技术。通过对ZC序列的深入研究,对测距信号进行了优化设计和性能分析,并仿真研究了测距信号在多址干扰信道、多径衰落信道和高斯白噪声信道下的信号传输性能和提高信号捕获性能的方法,在此基础上,将延迟相关技术应用于该测距信号的跟踪测距中,仿真验证了多媒体广播定位信号的伪距测量技术,仿真表明,其伪距测量精度可达到1米。 (4)深入研究了接收机同步技术特别是频偏估计技术,利用地面多媒体广播信号中的训练序列仿真验证了整数倍频偏估计和小数倍频偏估计方法,并将该方法应用于地面多媒体广播定位系统静态条件下的复合频偏估计中,仿真验证了该算法应用于复合频偏估计的有效性及对高斯白噪声的抗噪性能。仿真结果表明,在信噪比SNR大于0的情况下,频偏估计误差接近或小于子载波间隔的1%,且随着信噪比的提高,频偏估计误差减小 (5)简要设计了接收机的总体结构,研究了接收机结构中各功能模块的主要功能、接收机伪距测量基本方法、定位电文的解调方法以及接收机定位解算方法,并对接收机硬件平台设计做了简单介绍。
【图文】：

地面多媒体广播定位系统基站分布图

5日阴5口7日5口a口石的日(b)方式1仿真结果
【学位授予单位】：中国科学院研究生院（国家授时中心）
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TN949.27

【参考文献】

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本文编号：2689688