專利名稱：基于近場陣列距離估計的射頻sim卡測距系統(tǒng)及測距方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，涉及控制射頻通信距離的射頻近距離無線通信系 統(tǒng)，具體的說是一種利用近場陣列距離估計實現(xiàn)射頻SIM卡準(zhǔn)確測距的系統(tǒng)及測距方 法，用于保證近距離通信交易的可靠性。
背景技術(shù)：
目前，隨著移動終端的逐漸推廣與發(fā)展，通過多種方法在手機內(nèi)的用戶識別模 塊SIM卡內(nèi)增加各種智能電路模塊，使之除了有基本的SIM功能外，還可以實現(xiàn)手機的 近距離通信，這樣手機就成為一個可以充值，消費，交易及身份認證的超級智能終端， 極大滿足市場的迫切需求。 其中，基于射頻SIM手機近距離通信解決方案以其簡單，無需更改手機等優(yōu)勢 得到廣泛的關(guān)注，在該方案中，射頻SIM使得射頻信號可以從手機中透射出來，從而實 現(xiàn)不改造手機就可使得手機具備近距離通信功能。但是，在射頻SIM卡的射頻收發(fā)功率 一定的情況下，所述射頻有效通信距離受移動終端的屏蔽效果影響，這主要是由外殼的 材質(zhì)和制造工藝決定。對于一張設(shè)定了射頻收發(fā)功率的射頻SIM卡，如果該卡安裝在屏 蔽效果差的移動終端中，該射頻有效距離會比較遠，有的甚至可以達到l米左右，易造 成誤讀卡和錯讀卡，如果該卡安裝在屏蔽效果好的移動終端中，該射頻有效距離會比較 近，有的甚至根本不能收發(fā)射頻信號，造成不讀卡現(xiàn)象。為了避免上述弊病，用戶在使 用射頻SIM卡之前或者更換移動終端時，必須到服務(wù)網(wǎng)點對射頻SIM的射頻收發(fā)功率重 新校對，該校對過程復(fù)雜，給用戶的使用造成極大的不便。
目前，實現(xiàn)近距離通信的系統(tǒng)和實現(xiàn)方法主要有以下幾種 1.中國專利200810065531.3提出在射頻功率校準(zhǔn)裝置設(shè)置校準(zhǔn)值，射頻功率校 準(zhǔn)器向射頻SIM卡發(fā)送指令，并接受從射頻SIM卡發(fā)送過來的功率與預(yù)置的校準(zhǔn)值進行 比較，根據(jù)判斷結(jié)果向射頻SIM卡發(fā)送相關(guān)指令增大或減少發(fā)送功率，直到與校準(zhǔn)值一 樣。 2.中國專利200810067447.5提出通過實驗建立基于移動通信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的移動 終端射頻參數(shù)數(shù)據(jù)庫，在射頻SIM卡的中央處理器CPU控制下，讀取移動終端的移動通 信國際標(biāo)識碼IMEI號碼，確定其類型，通過短信息在所述數(shù)據(jù)庫中查找并啟用該移動終 端對應(yīng)的射頻參數(shù)，如果找不到，提示用戶進行射頻參數(shù)校對。 3.中國專利200810142624.1提出了通過實驗在射頻控制終端上為每一類型的移 動終端建立對應(yīng)近場圖譜，利用探測器陣列將檢測到的當(dāng)前移動終端的場強與其近場圖 譜之間通過匹配得到的用于比較的匹配度，將得到的匹配度與射頻控制終端中預(yù)先設(shè)置 好的對應(yīng)該類型移動終端的門限值比較，從而判斷當(dāng)前移動終端與射頻控制終端的距離 是否在規(guī)定的范圍內(nèi)。 4.中國專利200810142623.7提出通過實驗為每一類型移動終端建立其通信狀態(tài) 數(shù)據(jù)庫，待測試移動終端與射頻控制終端進行通信，移動終端在某個測試距離與射頻控
4制終端的各組探測器進行通信，將實際的測試結(jié)果和通信數(shù)據(jù)庫記錄的情況進行比較， 進行判斷移動終端與射頻控制終端的大致范圍。 但是，中國專利200810065531.3中所提的方法需要校準(zhǔn)過程，而且，在校準(zhǔn)過 程中容易受到駐波、信號反射等多種因素的影響，難以實現(xiàn)可靠的近距離通信；
而中國專利200810067447.5， 中國專利200810142624.1和中國專利 200810142623.7都需要進行繁瑣的實驗，有時也可能會有在對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫中找不到對應(yīng) 的參數(shù)，用戶就必須進行射頻參數(shù)校對。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述已有技術(shù)的不足，提出了一種基于近場陣列距離估 計的射頻SIM卡測距系統(tǒng)及測距方法，準(zhǔn)確測量出移動終端與射頻控制終端的距離，在 無需進行射頻參數(shù)校對的情況下，實現(xiàn)可靠的近距離通信。 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的測距系統(tǒng)包括射頻控制終端和內(nèi)含射頻SIM 卡的移動終端，其中，射頻控制終端中包含陣列天線和信號處理器，陣列天線將接收的 SIM卡發(fā)射信號傳輸給信號處理器，信號處理器對接收信號進行分析處理，估計出射頻 控制終端與移動終端之間的距離。 所述的陣列天線采用兩維陣列，且陣元間距d滿足dS^，其中A是信源的波
4長。 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明基于近場陣列距離估計的射頻SIM卡測距方法，包括 如下步驟 (l)在射頻控制終端設(shè)置功率門限值，當(dāng)接收到的信號功率小于門限值時，將其 當(dāng)作噪聲，不作處理；當(dāng)接收到的信號功率大于或等于門限值時，由陣列天線將接收到 的數(shù)據(jù)傳輸給信號處理器； (2)信號處理器將接收到的數(shù)據(jù)構(gòu)造成以下兩個四階累積量矩陣c產(chǎn)濯f;,o"),《,o(4i，(4置/1(0), C2 =cam{:c0-—,(f》,i:j的,x,(f》，x,"的l ， 式中，Xl(t) = s(t)d"、+n"t)表示x軸上的陣元接收的信號矢量，
x。， 。(t) = s(t)d"t+n。， 。(t)表示參考陣元(0， 0)接收的信號， !的=4爭 鳴+4 +^必表示陣元(0， -1)接收的信號， ;,，(0-沖)e麵Z,鴻屮^的表示陣元(0， 1)接收的信號，


W = [n—3, o，…，n3, of, 其中，ni, m(t)表示陣元(i， m)的噪聲，
s(ty"t是射頻移動終端發(fā)射的信號，效,=[eH"'(-3氣*",產(chǎn)'^勺『表示x軸上的陣列的導(dǎo)向矢量，A =-2;r—sinorcos/ ，失=:——(1 — sin2 a eos2 ， 浙
5
y， = -2;r — sin or sin # ，#v =穿一(1—sin2 a sin2灼， a， e， A， r分別表示信號的俯仰角，方位角，波長及其距離，d表示陣元間 距，(OH表示矩陣的共軛轉(zhuǎn)置； (3)利用以上兩個四階累積量矩陣，構(gòu)造一個新的矩陣€ = €2《》式中，C,表示 &的偽逆; (4)對新的矩陣C進行特征分解得C:^l,i是特征值，U是特征向量；取飾相
角除以2得到y(tǒng) y的估計^ = fl gfe^)/2， angle( )表示取相角運算； (5)令b = U〇(Ju)*，得到Y(jié) x的估計 * 0
<formula>formula see original document page 6</formula> 式中，J是交換矩陣，且3 =
(-;f表示共軛運算，〇表示哈達碼
—o…o r
s y ,. o
o i y s
j o…o
積，bk表示列向量b的第k個元素；(6)引入新的列矢量w，并令w(m-2) = angle(u(m+l)/u(m))， m = 3，…，6， w(m)表示列矢量w的第m個元素，u(m)表示列矢量u的第m個元素，對w進行相位展 開，得到展開后的列矢量 w' =[YX+4>X，Yx+34)x, YX+54>X]T3X1 ; (7)根據(jù)得到的展開列矢量W '構(gòu)造 一 個最小二乘代價函數(shù) g((PM-W'(m))f，通過最小化這個代價函數(shù)，得到(K的估計值
》2m-l)w'(m)-32,r
估計值
4
2(2撤-1)
其中w' (m)表示w'的第m個元素；
(8)根據(jù)以上得到的Yx， Yy的估計值夂，f,，分別得到俯仰角a和方位角|3的 = sin
—1^ = tm'
—1
.，J
(9)根據(jù)得到的(K、 a禾B P的估計值i、 5和，,得到距離r的估計值f = —sin aeos灣；
歸i (10)將距離估計值f與設(shè)定的距離門限值進行比較，當(dāng)其小于或者等于該門限值 時，則進行通信，當(dāng)其大于該門限值時，則不作處理。 本發(fā)明的射頻終端控制器由于采用陣列天線接收SIM卡發(fā)射的信號，使信號處 理器根據(jù)該發(fā)射的信號能夠直接估計出移動終端與射頻控制終端之間的距離；同時由于 在信號處理器進行分析時，僅構(gòu)造了兩個四階累積量矩陣，根據(jù)這兩個矩陣構(gòu)造出一個 新的矩陣，對該矩陣進行特征分解，并對特征矢量進行了巧妙的處理，實現(xiàn)了對距離的 估計；此外由于本發(fā)明采用這種直接估計移動終端與射頻控制終端之間的距離的方法， 避免了繁瑣的實驗過程，也不需要進行校準(zhǔn)過程，使得通信安全的可靠性得到了保障。


圖1是本發(fā)明射頻SIM卡測距系統(tǒng)示意圖； 圖2是本發(fā)明射頻SIM卡測距方法流程圖； 圖3是本發(fā)明理想情況下仿真距離估計的根均方誤差隨信噪比的變化曲線； 圖4是本發(fā)明理想情況下仿真距離估計的根均方誤差隨距離的變化曲線； 圖5是本發(fā)明理想情況下仿真估計的距離分布柱狀圖； 圖6是本發(fā)明非理想情況下仿真距離估計的根均方誤差隨信噪比的變化曲線； 圖7是本發(fā)明非理想情況下仿真距離估計的根均方誤差隨距離的變化曲線； 圖8是本發(fā)明非理想情況下仿真估計的距離分布柱狀圖。
具體實施例方式
以下結(jié)合各附圖所示之實例作進一步詳述。 參照圖1，本發(fā)明的射頻SIM卡測距系統(tǒng)包含內(nèi)含SIM卡3的移動終端2和射 頻控制終端l， SIM卡3向射頻控制終端1發(fā)射信號，射頻控制終端l根據(jù)接收的信號， 估計出移動終端2與射頻控制終端1之間的距離。 所述的射頻控制終端1包含陣列天線4和信號處理器5。陣列天線4采用兩維陣 列天線，該兩維陣列天線采用十字陣列天線，但不限于這種結(jié)構(gòu)，它設(shè)有9個陣元，一 個為公共陣元，6個陣元分布在x軸上，2個陣元分布在y軸上，但是不限于9個陣元。 該十字陣列天線所有陣元同時接收SIM卡3發(fā)射的信號，得到一個信號數(shù)據(jù)矢量，然后 將接收到的信號數(shù)據(jù)矢量傳輸給信號處理器5，信號處理器5經(jīng)過分析處理這些數(shù)據(jù)，估 計出移動終端2與射頻控制終端1之間的距離，從而判斷是否進行通信。
參照圖2，本發(fā)明的射頻SIM卡測距方法包括如下步驟
步驟l，根據(jù)信號功率進行初判斷。 在射頻控制終端設(shè)置功率門限值，當(dāng)接收到的信號功率小于該門限值時，將其 當(dāng)作噪聲，不作處理；當(dāng)接收到的信號功率大于或等于該門限值時，由陣列天線將接收 到的數(shù)據(jù)傳輸給信號處理器。
步驟2，構(gòu)造累積量矩陣。
7
(2.1)信號處理器將接收到的數(shù)據(jù)構(gòu)造成以下兩個四階累積量矩陣
= owi {;,0(1),《0的,x(r》，x,H的} C2 ^c—x化—，《4jf;《f),:s身),x,11《《)1 式中，Xl(t) = s(t)d"、+n"t)表示x軸上的陣元接收的信號矢量， x。， 。(t) = s(t)d"t+n。， 。(t)表示參考陣元(0， 0)接收的信號，
+"0,-,(狄小陣兒(0， -1)接收的信號， j^的^(f),V"鴻+1%,#)表示陣元(0， 1)接收的信號，ni = [n-3,。，…，n3, 0]
t 其中，ni, m(t)表示陣元(i， m)的噪聲， s(ty"t是射頻移動終端發(fā)射的信號， , = ,.. .y 3"力']，小x軸上的陣列的導(dǎo)向矢量， = —2芘一sinacos # ，4=丌一G-sin2 or cos2/I), /v = sine sin/ ，A =冗i (1 — sin2" sin2 / )， a， e， A， r分別表示信號的俯仰角，方位角，波長及其距離，d表示陣元間 距，(OH表示矩陣的共軛轉(zhuǎn)置； 利用累積量的性質(zhì)以及信號與噪聲的正交性，將x。， 。(t)， x。， —"t)， x。， "t)， Xl(t) 的表達式代入上面兩個四階累積量矩陣，可得Q = c4saiaiH， C2 = c4sbaiaiH，則這兩個矩 陣的秩都為1，式中fr = e2*, ' c4s = cum: s(t)， s*(t)， s(t)， s*(t)}; (2.2)利用以上兩個四階累積量矩陣，構(gòu)造一個新的矩陣C = C2Cf ， 該矩陣的秩為1，式中，C,表示d的偽逆，II. C:=laAH ,則

i
-C^Cf^ :c^,效，效,傘一魏，諷嚴ai = d效^嚴效,嚴蠢！ =W0Ea〗=1^ ，其中E是一個單位陣。
步驟3，估計Yy，Yx， (K的數(shù)值。
(3.1)Yy的估計:對新的矩陣C進行特征分解得Ct^M" i是新的矩陣C的特征
值，u是新的矩陣C的特征向量，由于C^二ba"結(jié)合b的表達式，可知取幼勺相角除以 2便得到Y(jié) y的估計值f, = fl，fe(S)/2, angle( )表示取相角運算: (3.2) Yx的估計由Cai = H可知ai可以由新的矩陣C特征分解得到的特征矢 量u估計出來，只不過它們相差一個比例因子，令其為k，即u二k^，令b二uO(Ju)'式中J是交換矩陣，且3 =
0… 0 1
0 i ,'' i
1 o …o
，d表示共軛運算。則
'
e
ice
-禽-禽
-禽—
■-J《-3te普我

=3，


e'
J《—3fe+J'(—3》*( J《-2》3WX-我
総
総
J'《—3fe—J'《—3》、— H-J《-2)2A
認'
J龜
3》& ■
其中〇表示哈達碼積， 于是由b可以得到L的估計值
J^JC 一
1 6
丄s
^ ,、、
'*人
式中，bk表示列向量b的第k個元素；
(3.3)(K的估計首先引入新的列矢量w，并令w(m-2)二angle(u(m+l)/u(m))， m ， 6， w(m)表示列矢量w的第m個元素，u(m)表示列矢量u的第m個元素， 式中的相除運算可以消除比例因子k的影響； 接著，為了不產(chǎn)生相位模糊，將列矢量w進行如下相位展開 w' (l) = w(l)
，m = 1， 2 w, (m+l) = w, (m)+S (J)(m)
射
鄰(m + l)—稱(M)-2w ，w(m+l)_w(m)>ff w(m + l)—w(m) + 2;r ，w(m + l)_w(wi)<—i
w'表示w進行相位展開后的列矢量，w' (m)表示w'的第m個元素， 按照上面的公式對w進行相位展開后得到w'為 w' =[YX+4>X， Yx+34)x， YX+54>X]T3X1， 其中(07表示轉(zhuǎn)置運算；
最后根據(jù)展開后的列矢量w '構(gòu)造 一 個最小二乘代價函數(shù) ，(附)=



Z(((2W-H—)))，通過最小化這個代價函數(shù)，得到(K的估計值: 步驟4，俯仰角a、方位角13和距離r的估計。 (4.1)將以上得到的Yx， Yy的估計值^， f/分別代入到Y(jié)x， Yy的表達式中， 得到俯仰角a和方位角|3的估計值 (4.2)將得到的(K、 a禾n P的估計值氣、5和,代入到^K的表達式中，得到移 動終端與射頻控制終端之間的距離r的估計值 步驟5，判斷是否進行通信。 將移動終端與射頻控制終端之間的距離估計值f與設(shè)定的距離門限值進行比較， 該門限值設(shè)為5厘米，當(dāng)距離估計值廬大于5厘米時，則不作處理，當(dāng)其小于或者等于5 厘米時，則進行通信。 本發(fā)明的效果可以通過以下仿真結(jié)果進一步說明。 l.仿真條件 考慮由9個陣元組成的均勻十字陣，陣元間距為^=7。實驗中，假定中心頻率為
f = 2.5GHz，帶寬為20KHz的信號入射到該陣列上。使用根均方誤差RMSE作為性能準(zhǔn) 則在此，進行兩種情況下的實驗。 (l)理想情況，即不存在干擾，噪聲為高斯白噪聲的三個實驗。 實驗一，信號從位置a =20° ， |3 =30° ， r = 0.4A入射到該陣列上，信噪
比SNR從OdB到25dB變化，作500次蒙特卡羅實驗，數(shù)據(jù)長度為128個快拍。 實驗二，信號入射角度為a =20° ， 13 =30° ，信噪比固定為8dB，距離從
0.1 A到A變化，作500次蒙特卡羅實驗，數(shù)據(jù)長度為128個快拍。 實驗三，信號從位置a =20° ， |3 =30° ， r = 0.4A入射到該陣列上，信噪 比固定為8dB，作1000000次蒙特卡羅實驗，數(shù)據(jù)長度為128個快拍。
(2)非理想情況，即存在干擾，噪聲為色噪聲的三個實驗。
》2/"-32&
實驗四，信號從位置a =20° ， |3 = 30° ， r = 入射到該陣列上，兩個
干擾分別從a i = 40° ， P i = 60° ， r = 3 A禾P a 2 = 60° ， P 2 = 10° ， r = 9 A入射 到該陣列上，信噪比SNR從0dB到25dB變化，作500次蒙特卡羅實驗，數(shù)據(jù)長度為128 個快拍。 實驗五，信號入射角度為a =20° ， 13 =30° ，兩個干擾分別從a工=40° ， 13丄=60° ， r = 3 A禾P a 2 = 60° ， P 2 = 10° ， r = 9 A入射到該陣列上，信噪比固定 為8dB，距離從0.1A到A變化，作500次蒙特卡羅實驗，數(shù)據(jù)長度為128個快拍。
實驗六，信號從位置a =20° ， |3 =30° ， r = 0.4A入射到該陣列上，兩個 干擾分別從a i = 40° ， P i = 60° ， r = 3 A禾P a 2 = 60° ， P 2 = 10° ， r = 9 A入射 到該陣列上，信噪比固定為8dB，作1000000次蒙特卡羅實驗，數(shù)據(jù)長度為128個快拍。
2.仿真結(jié)果 實驗一的仿真結(jié)果如圖3所示。從圖3中可以看出，在理想情況下，距離估計 的根均方誤差RMSE隨信噪比的增大而逐漸減小，同時可以看到，在信噪比很低的情況 下，本發(fā)明所用的方法能夠精確的估計出移動終端與射頻控制終端之間的距離。
實驗二的仿真結(jié)果如圖4所示。從圖4中可以看出，在理想情況下，距離估計 的根均方誤差RMSE隨移動終端與射頻控制終端之間距離的增大而增大，即離射頻控制 終端越近，距離估計越好，但是同時也可以看到在移動終端與射頻控制終端之間距離較 遠時，也能夠精確的估計出該距離。 實驗三的仿真結(jié)果如圖5所示。從圖5中可以看出，在理想情況下，估計出的
距離都分布在大于實際位置1厘米和2厘米的范圍內(nèi)，也就是在誤差范圍內(nèi)，從而進一步
說明本發(fā)明所用的方法可以精確的估計出移動終端與射頻控制終端之間的距離。 實驗四的仿真結(jié)果如圖6所示。從圖6中可以看出，在非理想情況下，距離估
計的根均方誤差RMSE同樣隨信噪比的增大而逐漸減小，同時也可以看到，在信噪比很
低的情況下，本發(fā)明所用的方法就可以很精確的估計出移動終端與射頻控制終端之間的距離。 實驗五的仿真結(jié)果如圖7所示。從圖7中可以看出，在非理想情況下，距離估 計的根均方誤差RMSE同樣隨移動終端與射頻控制終端之間距離的增大而增大，即離射 頻控制終端越近，距離估計越好，但是同時也可以看到，在移動終端與射頻控制終端之 間距離較遠時，也能夠精確的估計出該距離。 實驗六的仿真結(jié)果如圖8所示。從圖8中可以看出估計出的距離同樣都分布在 大于實際位置1厘米和2厘米的范圍內(nèi)，只是分布在2厘米內(nèi)的概率增加了，但是仍在誤 差范圍內(nèi)，也可以進一步說明本發(fā)明所用的方法可以精確的估計出移動終端與射頻控制 終端之間距離。 綜上，不管是理想情況下還是非理想情況下，本發(fā)明都可以通過十字陣列結(jié)構(gòu) 直接精確的估計出移動終端與射頻控制終端之間的距離，從而保證了通信交易的可靠 性。
1權(quán)利要求
一種基于近場陣列距離估計的射頻SIM卡測距系統(tǒng)，包括射頻控制終端(1)和內(nèi)含射頻SIM卡(3)的移動終端(2)，其特征在于，射頻控制終端(1)中包含陣列天線(4)和信號處理器(5)，陣列天線將接收的SIM卡發(fā)射的信號傳輸給信號處理器，信號處理器對接收信號進行分析處理，估計出射頻控制終端與移動終端之間的距離。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的射頻SIM卡測距系統(tǒng)，其特征在于陣列天線(4)采用兩維陣列，且陣元間距d滿足rfS;，其中A是信號的波長。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的射頻SIM卡測距的系統(tǒng)，其特征在于兩維陣列天線的結(jié) 構(gòu)是一個十字陣列。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的射頻SIM卡測距的系統(tǒng)，其特征在于十字陣列設(shè)有9個 陣元， 一個為公共陣元，6個陣元分布在x軸上，2個陣元分布在y軸上。
5. —種基于近場陣列距離估計的射頻SIM卡測距方法，包括如下步驟(1) 在射頻控制終端設(shè)置功率門限值，當(dāng)接收到的信號功率小于門限值時，將其當(dāng)作 噪聲，不作處理；當(dāng)接收到的信號功率大于或等于門限值時，由陣列天線將接收到的數(shù) 據(jù)傳輸給信號處理器；(2) 信號處理器將接收到的數(shù)據(jù)構(gòu)造成以下兩個四階累積量矩陣 = x0,Q(f)s ^ (,)， x， (1》}<formula>formula see original document page 2</formula>式中，Xl(t) = s(t)d"、+n"t)表示x軸上的陣元接收的信號矢量， x。， 。(t) = s(t)eJ"t+n。， 。(t)表示參考陣元(0， 0)接收的信號，、—必雄),g鳴鴻+^必表示陣元(0， -1)接收的信號， %仍=維),^鴻+%的表示陣元(0， 1)接收的信號，<formula>formula see original document page 2</formula>其中，ni, m(t)表示陣元(i， m)的噪聲，s(t)d"t是射頻移動終端發(fā)射的信號，ai=[z-3)w《-我,…乂^^;f表示x軸上的陣列的導(dǎo)向矢量， y: = -2s^sin cos , <formula>formula see original document page 2</formula>a， e， A， r分別表示信號的俯仰角，方位角，波長及其距離，d表示陣元間距， (-)H表示矩陣的共軛轉(zhuǎn)置；(3) 利用以上兩個四階累積量矩陣，構(gòu)造一個新的矩陣C-q《,式中，d#表示Q的 偽逆；(4) 對新的矩陣C進行特征分解得C-6"m^i是特征值，u是特征向量；取l的相角除 以2得到y(tǒng) y的估計^ =一細，angle( )表示取相角運算；(5) 令b = u〇(Ju)'，得到Y(jié) x的估計<formula>formula see original document page 3</formula>式中，J是交換矩陣，<formula>formula see original document page 3</formula>(-)*表示共軛運算，〇表示哈<formula>formula see original document page 3</formula>達碼積，bk表示列向量b的第k個元素；(6) 引入新的列矢量w，并令w(m-2) = angle(u(m+l)/u(m))，m = 3， ， 6， w(m)表示列矢量w的第m個元素，u(m)表示列矢量u的第m個 元素，對w進行相位展開，得到展開后的列矢量 w' =[YX+4>X， Yx+34)x， YX+54>X]T3X1 ;(7) 根據(jù)得到的展開列矢量w '構(gòu)造 一 個最小二乘代價函數(shù)t(((h-驟'Wf，通過最小化這個代價函數(shù)，得到t的估計值<formula>formula see original document page 3</formula>其中w' (m)表示w'的第m個元素；(8)根據(jù)以上得到的Yx， Yy的估計值^， i^，分別得到俯仰角a和方位角|3的估計<formula>formula see original document page 3</formula>化.(9)根據(jù)得到的(K、 a禾卩P的估計值i、斜口，滯到距離r的估計值<formula>formula see original document page 3</formula>(lO)將距離估計值f與設(shè)定的距離門限值進行比較，當(dāng)其小于或者等于該門限值時， 則進行通信，當(dāng)其大于該門限值時，則不作處理。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于近場陣列距離估計的射頻SIM卡測距系統(tǒng)及測距方法，該系統(tǒng)包括射頻控制終端(1)和內(nèi)含射頻SIM卡(3)的移動終端(2)，其中射頻控制終端(1)包含陣列天線(4)和信號處理器(5)。測距時，當(dāng)接收的信號功率大于或等于設(shè)置的門限值時，陣列天線將接收到的數(shù)據(jù)傳輸給信號處理器(5)，否則不作處理；信號處理器對接收的數(shù)據(jù)進行分析處理，估計出移動終端(2)與射頻控制終端(3)之間的距離；將估計出的距離與設(shè)定的距離門限值進行比較，當(dāng)其小于或者等于距離門限值時進行通信，否則不作處理。本發(fā)明能直接實現(xiàn)移動終端與射頻控制終端的近距離通信，可用于移動終端的充值，消費，交易及身份認證。
文檔編號H04B17/00GK101692127SQ20091002417
公開日2010年4月7日 申請日期2009年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月30日
發(fā)明者廖桂生, 李喬喬, 李軍, 馬克江 申請人:西安電子科技大學(xué)