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Time delay estimation for UWB non coherent receiver in indoor environment, from theory to practice

Chehri Abdellah, Fortier Paul et Tardif Pierre-Martin. (2018). Time delay estimation for UWB non coherent receiver in indoor environment, from theory to practice. EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking, (284), p. 1-11.

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URL officielle: http://dx.doi.org/doi:10.1186/s13638-018-1306-z

Résumé

Extracting parameter estimates from noisy observations of an underlying signal is a common problem in many fields. Time delay estimation (TDE) is essential for many areas, such as localization, array processing, and radar. The performance of any estimator is often evaluated via the mean square error (MSE) that can then be compared to analytical MSE lower bounds. In this paper, we first analyze a maximum likelihood (ML) estimator based on the knowledge of noisy second order statistics of the channel. We investigate lower bounds for the time delay estimation error for ultra-wideband ranging systems operating in realistic multipath environments. Based on the Cramer-Rao lower bound (CRLB), we derive analytically a lower bound of the time delay estimation calculated using the Karhunen–Loève decomposition of the estimated channel autocorrelation matrix. Also, we investigate the practical implementation (based on energy detection) of the time delay estimator. In the second part of the paper, we have analyzed the time delay estimation performances with the energy maximization receiver. Simulations are evaluated using a simulated UWB underground mine channel. This can be considered as the first step for a global positioning system for use mining industry.

Type de document:Article publié dans une revue avec comité d'évaluation
Numéro:284
Pages:p. 1-11
Version évaluée par les pairs:Oui
Date:18 Décembre 2018
Sujets:Sciences naturelles et génie > Génie
Sciences naturelles et génie > Génie > Génie informatique et génie logiciel
Sciences naturelles et génie > Sciences appliquées
Département, module, service et unité de recherche:Départements et modules > Département des sciences appliquées > Module d'ingénierie
Mots-clés:Time delay estimation, ultra-wideband, non coherent receiver, Cramer-Rao lower bound, maximum likelihood, estimation du retard temporel, ultra-large bande, récepteur non cohérent, limite inférieure de Cramer-Rao, vraisemblance maximale
Déposé le:26 mai 2021 17:38
Dernière modification:26 mai 2021 17:38
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