在脈沖傳輸中檢測路徑的方法和實現該方法的裝置的制作方法

專利名稱：在脈沖傳輸中檢測路徑的方法和實現該方法的裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及在脈沖傳輸中檢測路徑的方法和裝置。
脈沖無線電傳輸的新生技術利用將由脈沖和工具傳輸的信息的發
射，特別地，所述工具是稱為UWB接收機的超寬帶接收機。
這樣的脈沖信號不是連續信號，而是一串具有低占空比的、例如
小于1納秒的簡短脈沖。
在同步采集階段，接收機利用序列的先驗知識識別該序列，設定
其時間的起始位置，并>^人中抽取所需的時間基準。 這樣，接收機便能檢測并獲得傳播路徑。
現在，信道(尤其是無線電信道)可包括從幾十個到幾百個的大 量的傳播路徑，這將削弱在這些路徑的整個集合上的能量。
在這種情況下，單一路徑的最佳處理最多也僅可能恢復信道中可 用的電能的一小部分。
通過圖示的方式，

圖1示出了在受限的NLOS (非視距)信道不 具有直接路徑(稱為室內NLOS)的情況下，UWB接收中的無線電信 道的脈沖響應。圖1的縱軸以相對幅度作為刻度，其橫軸以納秒為刻 度。
因此，4艮據該應用可以知道，對多個傳播J各徑進行處理乂人而以建 設性的方式將其重組、并因此提高在做出判定時可用的信噪比是有用 的。
無線電傳輸領域中當前已知的現有技術方案基本采用滑動相關技 術來提高鏈路質量。
通過在UWB接收^L中采用滑動相關進行處理的實施例，公開號 為WO 2004/066517的PCT專利申請可給出有用的參考。
大多數時候，接收機一旦可檢測到足夠強的路徑，其便可將其自 身與該路徑同步。當完全采用滑動相關時，滑動相關還可能以次相關 峰的形式展現其它傳播路然后，可使用各種處理算法對滑動相關結果進行研究，從而識別
并表征其它傳播路徑，例如，可使用稱為"清除(clean)"的迭代算 法。
然后，當對路徑選擇進行更新時，尤其是由于傳輸信道的可變性 而進行更新時，則重新計算滑動相關，并在獲得的滑動相關結果中進 行新的路徑搜索。
由于上述做法的極值難以計算，因此，上述方法具有許多缺陷。
特別地，在這些條件下，實現同步所需的序列Ns的數量可能非常 大，因此，需花費相當長的時間收斂到同步狀態。
因此，不可能為了獲得更新的路徑選擇而經常對滑動相關結果更新。
盡管如本申請人在2005年2月8日提交的FR 05 01283號法國專 利申請中所描述的，通過使用例如JPL (噴氣推進實驗室)類型的編 碼或通過執行近似滑動相關計算，已對上述方案做出了各種改進，從 而揭示出對發射機之后計算精密相關性的關注區域，但是，全部這些 方案及其變體在基本原理上都必須實現相干接收機，尤其用于排除由 能量檢測引起的任何接收機操作。
在全部情況下，計算時間和相關必要資源仍然相當大，并且是脈 沖無線電UWB接收機的復雜性的極大負擔。
本發明的目的在于，通過省去滑動相關處理并將其替代為路徑檢 測處理，減少或防止上述現有解決方案的缺陷和限制。值得注意地， 本發明的用于在接收到的信號包括符號時間上的脈沖的脈沖傳輸中檢 測傳播路徑的方法在于，在將這些脈沖的接收與和路徑相關聯的脈沖 進行同步之后，至少包括以下步驟確定同一個當前符號時間的至少 一部分所述脈沖的到達時刻；通過為標注日期為所述當前符號時間的 脈沖分配初始分數，生成路徑假設；確定所述當前符號時間之后的至 少 一個符號時間的至少一部分所述脈沖的到達時刻；以相對的方式將 所述之后的符號時間的所述脈沖的到達時刻與所述^各徑々支設的到達時 刻進行比照；根據所述相對比照的結果，更新所述分數。
本發明的方法還值得注意地在于，相對于閾值4全測所述脈沖的包絡；以及對于肯定的檢測，以及對于肯定的檢測，將至少一個到達時 刻與檢測到的脈沖相關聯。
包絡檢測和閾值設定的使用使得可減少計算，并與能量檢測接收 機的使用相兼容。
本發明的方法還值得注意地在于，所述相對比照至少包括建立 與所述路徑假設的到達時刻相關的、具有確定寬度的時間窗；驗證下 一個符號時間的所述脈沖是否位于至少 一 個所述時間窗中。
時間窗的使用使得可減少生成的路徑假設的數量，并從而可減少 實現本發明用于檢測路徑的方法所需的裝置的數量。
本發明的方法還值得注意地在于，所述方法至少包括，通過向來 自所述下一個符號時間的已標注日期的所述脈沖分配初始分數，根據 所述下 一 個符號時間的脈沖的到達時刻與所述路徑假設的到達時刻之 間的相對不一致性，生成新的^各徑假設。
本發明的方法還值得注意地在于，在接下來的N個符號時間上進 行比較之后對分配給每個路徑假設的所述分數進行更新的步驟至少包 括將接收時間窗重疊的所述路徑假設合并，保留最近的到達時刻和 最高的分數。
在之后的符號時間上生成新的路徑假設使得可恢復當前符號時間 上衰減的或嵌入在噪聲中的路徑，并從而可獲得路徑檢測的精確度。 當路徑允許傳輸系統的同步時，這樣會在使用期間得到質量上的增益， 尤其是得到傳輸質量上的增益。
本發明的方法還值得注意地在于，還包括通過將所述當前符號時 間替代為所述當前符號時間之后的符號時間、并重復生成路徑假設和 分配分數的步驟，更新所述路徑假設及其分數。
更近路徑假設使得可在檢測到的路徑中保持良好的精度，并從而 可使應用(尤其是接收)適用于傳輸信道的可變性。
最后，本發明的方法值得注意地在于，包括將所述符號時間由所 述符號時間的暫時子部分替代。
個脈沖時，可利用符號時間內發射的全部脈沖，并從而利用符號時間上的更多信息檢測路徑，從而改善路徑檢測以及傳輸質量。
此外，本發明還涉及包括用于接收脈沖的至少 一個天線的脈沖信 號接收機，其特征在于，除了用于對脈沖的接收進行同步的模塊之外，
至少還包括用于確定當前符號時間上的脈沖的到達時刻的模塊；用 于通過為已標注日期的脈沖分配初始分數生成路徑假設的模塊；用于 將符號時間上的脈沖的到達時刻與所述路徑-暇設的到達時刻進^f亍相對 比照的模塊；用于更新所述分數的模塊。
本發明的方法和接收機可用于脈沖傳輸(尤其是無線電)中的通 信，并用于位置應用中的多路徑檢測。下面，在參照附圖閱讀說明書 之后，將更好地理解本發明，其中，圖1涉及現有技術。
的方法的基本步驟的流程圖3A示例性地示出了圖2中確定用于當前符號時間的到達時刻 的步驟A的實現細節；
圖3B示例性地示出了步驟D的實現細節，步驟D包括以相對的 方式將下 一 個符號時間的脈沖的到達時刻與路徑假設的到達時刻進行 比照；
圖3C示例性地示出了用于通過將其接收時間窗重疊的路徑假設 合并而對分配給每個路徑假設的分數進行更新的過程的實現細節；
圖3D示例性地示出了在脈沖無線電通信應用中，用于通過將分 配給每個路徑假設的分數進行排列而進行更新的過程的實現細節；
圖4示例性地示出了根據本發明的接收機。
下面將結合圖2及其之后的附圖，對根據本發明的脈沖傳輸中的 傳播路徑檢測方法進行詳細介紹。
本發明的方法用于接收到的在每個連續的符號時間Ts內都包括脈 沖的信號，尤其用于在UWB頻帶接收到的這種信號，其中包括的脈 沖例如直接脈沖和二次脈沖。
本發明的方法可在將上述脈沖的接收與和主路徑相關聯的一個或 多個脈沖同步之后執行。
更特別地，應當指出，同步接收的概念對應于這樣的情況，即，如上文所述地接收到脈沖，且接收的脈沖在每個連續的幀距Tf上無變
化地重復。無變化應理解為傳輸信道的傳播條件無變化，也就是在相 對短的時間內，與多個符號時間相等。
同步的概念可對應于將現有技術中的接收機與例如其幅度最大的 所謂主脈沖同步。
參照圖2，對于同步之后的記為{/Z^fc的一系列脈沖，并對于連 續符號時間L和該符號時間內的幀時間Tf，本發明的方法包括在步驟 A中確定同一個當前符號時間內的至少部分脈沖的到達時刻，例如， 如圖2所示，構造同一個當前符號時間內的脈沖的到達日期陣列。圖 2中，為了本發明的方法的初始化，當前符號時間任意地等于同步之 后獲得的考慮的第一符號時間，即，s=l。
構造到達時刻陣列的步驟A記為
如以上關系式所示，AD指定脈沖IDyk,ft的到達時刻，k表示脈
沖在考慮的符號時間中的秩，f表示在示脈沖在包含在考慮的符號時間 中的幀的秩。
到達時刻陣列可由任何數據結構構成，該數據結構使得確定的脈 沖IDyk,ft及其到達時刻ADkft之間能夠形成——映射。該數據結構可由 列表、陣列或數據表形成。
步驟A之后執行步驟B，步驟B包括生成路徑假設，特別地，如 圖2所示，步驟B包括基于到達日期陣列，構造傳輸信道中發射的脈 沖的傳播路徑假設的陣列。當然應該理解，在發射器級(尤其是脈沖 無線電)發射脈沖之后，該脈沖隨著傳輸信道到多個路徑的傳播條件 而變化，因此，隨著到達時刻的變化，接收到的每個脈沖表示由相應 的路徑假設限定的潛在路徑。
根據本發明的方法值得注意的方面，通過為接收時其日期為當前 符號時間的脈沖分配具有初始值的分數SCkfs (稱為粗設初始分數)， 生成每個3各徑々i設。
在步驟B,將構造路徑假設陣列的操作記為上述表達式將路徑假設陣列的構造符號化，其中 -PHT{ADkfs, SCkfJ表示與脈沖IDijk,ft的到達時刻ADkft相關聯的 傳播路徑；且
-SCkft表示與脈沖相關聯的分數，尤其表示與其到達時刻已確定 的任何脈沖相關聯的分數，這樣，脈沖被注明日期。
在圖2所示的步驟B之后，對于當前符號時間之后的確定數量的 符號時間，也就是對于s>l，本發明的方法值得注意地包括，確定當 前符號時間之后的至少一個符號時間內的至少部分脈沖(尤其是每個 脈沖)的到達時刻，特別地，在步驟C中，對于之后的每個符號時間， 如圖2所示，通過構造其到達日期陣列而確定脈沖的到達時刻。
圖2所示的步驟C的對應操作記為
應該理解，特別地，在步驟C執行的包括構造每個之后的符號時 間的脈沖的到達日期陣列的操作與在步驟A執行的操作為相同的方 式。
上述步驟C之后執行步驟D。步驟D包括以相對的方式將之后的 符號時間的脈沖的到達時刻，尤其是之后的多個連續符號時間的脈沖 的到達時刻，與路徑々i-沒的到達時刻進行比照，以4企驗上述脈沖與其 中 一個假設之間可能存在的 一致性。
圖2所示的步驟D根據以下表達式的檢驗表示上述比照操作。
到達時刻的相對一致性的概念隱含了在考慮到預定的誤差余量的 情況下對上述到達時刻進行一致性檢驗。該誤差可等于零。
步驟D之后執行步驟E,包括根據相對比照的結果，對分配給任 何路徑作I設的分數進行更新，以生成一組路徑有i設及其相關分數。
在步驟E的第 一變體中，更新分數包括根據下一個符號時間中的 至少一個脈沖與路徑假設之間的相對一致性的變化而對分數SCkfs的 值進行更新。
在步驟E的第二變體中，更新分數包括隨著下一個符號時間中的脈沖與至少 一個路徑假設之間的相對不 一致性的變化而對分數sckfs 的值進行更新。
在第三變體中，步驟E進一 步包括在下 一個符號時間中的脈沖與 路徑假設之間存在相對不一致性的情況下，生成新的路徑假設。在第 四變體中，步驟E包括步驟E的第二變體的特征和/或步驟E的第三 變體的特征和/或步驟E的第四變體的特征。
圖2中詳細示出了更新步驟E的非限制性的具體的做法。 如圖2所示，在對步驟D的測試做出肯定的應答之后，也就是得 知下一個符號時間內的脈沖與至少一個路徑假設之間具有相對一致性
之后，也就是在滿足以下關系式的情況下
碼神M^M" S L扭,，O S /7
在步驟E。，增加分數值SCkft，這種相應的增加能包括將上述分數 值加1。
在圖2中的步驟Eo中，該操作可由關系式SCkfs=SCkfs+l表示。 相反地，在對圖2中步驟D的測試做出否定的應答之后，也就是 存在相對不一致性的情況下，可選地，如果下一個符號時間內沒有脈 沖與路徑假設相對應，在步驟Ei則減少分配給相應的路徑假設的分 數，也就是說，當滿足下列關系式時 3L扭,麵J-相一0 W "
圖2中的步驟Ei的相應操作記為SCkfs=SCkfs-l。
在本發明的另一個變體中，根據相對一致性減少分數，而根據相 對不一致性增加分數(這種增加則是可選的)。
假設下 一 個符號時間內的脈沖與路徑假設之間具有相對不 一 致 性，那么，可使用下一個符號時間中的脈沖本身來生成新的路徑假設。
在這些條件下，步驟E!之后可選地執行步驟E2，步驟E2包括驗 證下一個符號時間內不對應于任何路徑假設的脈沖的存在，也就是驗 證以下關系式
步驟E2還包括生成對應于上述下一個符號時間的脈沖的到達時 刻ADkfs, s>1的新的路徑假設。
ii步驟E之后可繼續對分配的分數進行更新，也就是圖2所示的"圖 3c所示的步驟E的延續"。但是，這種延續是可選的。
當然，本發明的方法也可在當前符號時間上(也就是s^的情況 下)實現，并可在接下來的N個符號時間上實現。
然而，根據本發明的方法的特別有利的實施方式，可以以適應性 的方式在接下來的N個符號時間上實現本發明的方法，以通過重復路 徑假設生成和分數分配的步驟(步驟A到E)，并通過用當前符號時間 之后的符號時間替代該當前符號時間，例如通過由當前符號時間之后 的s=s+l的緊接著的符號時間或當前符號時間之后的s=s+n的第n個 符號時間替代該當前符號時間，對路徑假設及其相關分數進行更新。
圖2的步驟F表示出了 s=s+l的增加操作，該操作包括在整個處 理過程之后，將當前的符號時間變為符號時間s=2,然后繼續執行增 加操作并接著將之后的符號時間變為符號時間3到N+l等，在步驟F 之后，返回圖2所示的步驟A。
通過例如圖2所示的本發明的方法的實施方式，可以理解，該實 施方式可以一種特別有利的方式適應于在傳輸信道具有可變性的情況 下進行接收。因此，n的值將依賴于信道的可變性信道變化越快，n 則越接近于1或等于1,從而允許每個符號時間都進行更新或者幾乎 是每個符號時間都進行更新；而信道變化越慢，n就越大，從而使得 更新以很大間隔的方式進行。這樣，更新的速度可適應于信道類型， 從而使得可減少對跟隨信道有用的更新計算。
下面結合圖3A對用于確定同一個符號時間內的脈沖的到達時刻 的優選過程進行更詳細的介紹。
對于確定上述脈沖的到達時刻而言，考慮與圖2所示情況中的相
同的起始假設，即，脈沖的整個集合^D諷U在連續符號時間l的整
個集合和幀Tf的整個集合上都是有效的。
如圖3A所示，確定到達時刻的過程包括在步驟A。，檢測至少部 分脈沖的包絡，特別地，檢測每個脈沖的包絡，該操作記為
IDljk — |IDljk|。
可基于現有技術中已知的任何包絡對準或檢測電路，對在接收中接收到的模擬信號進行包絡檢測，因此，本文中不再對此贅述。
在以上關系式中，當然可以理解，IID他I實際上表示每個檢測到的
脈沖的模擬信號的幅度，也就是其包絡的值。
步驟A。之后可執行步驟Ai，包括通過優越比較將檢測到的包絡 值IID他I與值S進行比較。
在得到對測試A！的否定響應之后，將包絡值相對于閾值不具有足 夠的幅度的脈沖忽略，該操作表示為在步驟A2轉至下一個脈沖 k=k+1,并返回步驟AQ檢測之后的脈沖。
相反地，在得到對步驟A,的肯定響應之后，執行步驟A3，包括 將至少一個到達時刻與每個檢測到的脈沖相關聯。在本發明的變體中， 以相對于符號時間并為符號時間的局部的方式確定該時刻。該，操作可 由關系式IDljk何ADkfs表示。
特別地，應該理解，如上所述，除了信道的可變性的存在，由于 每個符號時間Ts內的脈沖是重復的，從而在每個符號時間上重復的脈 沖具有基本相同的到達日期，因此，確定的用于檢測到的脈沖的時刻 的概念有利地為相對時刻。
到達時刻可表示為與符號時間Ts的片斷相對應的實數。這種度量 尤其對于到達時刻的精度是有利的，并從而與已知在每個接收機級具
有高精度的符號時間相符。
下面結合圖3B介紹用于實現脈沖的相對比照的優選過程。
對于以相對的方式實現上述比照，我們考慮路徑假設的到達時刻， 特別地，也就是屬于當前符號時間的任何脈沖的到達時刻，即s:l時 的到達時刻ADkfs，以及任何之后的符號時間內的已注明日期的脈沖的 到達時刻,即，s> 1時的到達時刻ADkfs 。
圖3b所示的相對比照操作有利地包括，在步驟D。，建立關于路 徑假設的到達時刻(也就是到達日期ADkfs, s=1)的、具有確定寬度dt 的接收時間窗。步驟Do的該操作記為
A^j〉1 - ^D橋,Mi 土
在如上關系式中，dt表示考慮的時間窗的確定寬度值，4&表示 時刻ADkfs s=1時與^各徑々i設的到達時刻相關的考慮的接收時間窗。步驟D。之后執行步驟D!，包括驗證下一個符號時間的脈沖是否
在至少一個接收時間窗中。
步驟D,中的驗證操作記為如下關系式
步驟Di的測試可得到這樣的結論下一個符號時間內的脈沖存在 于至少 一個時間窗中的驗證與測試Di的肯定響應具有相對一致性。步 驟D2中示出了這種相對一致性。
相反地，對測試Di的否定響應表示下一個符號時間內沒有脈沖存 在于接收時間窗內，因此指示出步驟D3中的相對不一致性。
下面將結合圖3C和3D介紹更新步驟，特別是圖2所示的延續E 的更新過程的非限制性優選實施方式的各種表示。
首先，參照圖2,對于與新的路徑假設相關聯的下一個符號時間 內至少 一 個脈沖與現有路徑假設之間具有相對不 一 致性的情況，生成 用于對任何新的路徑假設進行更新的新的路徑假設的步驟E2有利地 包括向下一個符號時間內的脈沖和新的路徑假設分配初始分數。當然 可以理解，任何新的路徑假設都可由分配初始分數值限定，從而可將 任何新的路徑假設插入到路徑假設的集合中。
在非限制性的優選實施方式中，為了提高本發明的方法的檢測精 度，如圖3C所示，在之后的N個符號時間上進行比較之后，對分配 給每個路徑假設的分數進行更新的步驟可有利地包括將接收時間窗重 疊的路徑假設合并，保留最近的到達日期和最高的分數并將其分配給 保持的經合并的路徑假設。
此外，參照圖3C,在本發明的變體中，更新步驟還包括將分配的 分數變為零或負數的路徑假設刪除。無需執行本發明的變體中預先合 并路徑假設的步驟，就可執行刪除分數為零或負數的假設的步驟。如 果根據相對一致性而減少分數，那么，刪除的將不是分數為負數的路 徑假設，而是將分數為正數的路徑假設刪除。
在上述附圖中，以下文所述的方式表示上述操作的整個集合。
在實現相對比照的步驟之后，用于當前符號時間的記為Akft，s-i的 接收時間窗以及用于之后的符號時間的記為Ak,ft sM的接收時間窗當然都是可用的。
特別地，應該理解，k'是可對應于當前符號時間的&:K沖的值k的 值，但是，k'的到達時刻與k略微不同，因為傳輸信道從一個符號時 間到下 一 個符號時間是具有可變性的。
因此，參照圖3C,用于將接收時間窗重疊的路徑假設合并的過程
可包括，執行測試E3以驗證該重疊，也就是根據以下關系式驗證上述
時間窗的交集
如上所述，驗證交集的概念例如可包括執行相應窗的極限值的次 等測試和/或優越測試。
在得到對上述測試的否定響應之后，在步驟E3之后，將值k增加
為k+l，然后執行返回測試E3的步驟E4，以轉至處理下一個脈沖。這 樣，這種處理則可驗證與考慮的具有秩k的脈沖相關if關的時間窗不具 有重疊。
相反地，對測試E3得到肯定響應之后，執行步驟Es，根據下式將 上述時間窗適當地合并
s A橋^
操作Es之后，執行步驟Ee,包括將最近的到達日期分配給在步驟 Es中合并的窗，然后執行步驟E7，包括將兩個初始窗的較高分數分配 給合并后的窗。
這些操作可由以下關系式表示
步驟E6為ADkfs,s=1 = min{ADkfs, ADk,fs}
步驟E7為SCk.fs = sup {SCkfs, SCk.fs}
將分配的分數變為零或負數的路徑假設的刪除操作在步驟E8中 執行，包括通過次等比較將每個分配的分數值SC^與值O相比較。
在得到對記為3SC^《 的步驟E8的測試的肯定響應之后，在步驟 E9，將分配的分數變為零或負數的記為PHTk的對應的路徑假設刪除。 步驟E9之后，將k增加為k+l，然后通過步驟E4的方式返回到步驟 E3，以轉至任何接下來的脈沖。相反地，在得到對測試E8的否定響應之后，則直4姿通過步驟E4
的方式返回步驟E3，以轉至下一個秩的脈沖。
除了消除重疊的路徑窗(也就是最終消除在符號時間上具有不充
足的距離的脈沖)之外，如圖3D所示，本發明的方法還可有利地包 括對分配給每個路徑假設的分數進行更新，以獲得最佳的路徑假設， 也就是最重要的并最終最可能的路徑假設。
針對這一 目標，本發明方法的 一個變體包括消除分數少于最高分 數的預定百分比的路徑假設。本發明方法的另 一 變體包括將剩余的路 徑假設按照分數遞減的順序排列。本發明方法的再一個變體包括執行 消除步驟之后再執行排列步驟。
特別地，可在執行圖3B和圖3C的步驟之后，對保留的路徑假設 的分數執行圖3D所示的這種過程。
這樣，簡化記為SCk的全部分數SCkfs, 3=1對于當前符號時間都是 可用的。
然后，所述過程包括在步驟En)確定最高分數。該分數記為 SCM = sup{SCk}s=1
這一操作通過對分數的數值進行分類的傳統過程實現。 步驟E,o之后執行測試步驟Eu，包括識別分數小于最高分數SCM 的百分之P的全部路徑假設。步驟En的測試由如下表達式表示
得到對測試E 的肯定響應之后，在步驟E12中將相應的分數值 SCk刪除，剩余分數的集合記為{^^=1。
在將滿足步驟E 的測試的全部分數刪除之后，則會將剩余路徑 假設以分數遞減的順序排列，該操作記為
在步驟E13， <formula>formula see original document page 16</formula>。
當然，在步驟En的測試中，當沒有分數滿足上述次等比較測試 時，則直接轉至分類步驟E13,對剩余的分數集合和路徑假設進行排列。
此外，例如圖3D所示的做法對于從分數最高的5^徑假設中選擇 確定數量的路徑假設來說是尤其有利的，也就是在步驟Eu的排列步 驟之后是尤其有利的。這樣就可確保基于分數最高且最終最可信賴的傳播路徑的脈沖發 射和接收之間的通信，這些路徑最可信賴尤其因為其為最穩定的。
最后，本發明的方法還可包括將每個路徑假設確認為至少 一部分 脈沖的路徑。
針對這一 目標，上述驗證可通過借助例如上文所述的對接收進行 同步的過程而實現。
然而，在傳輸信道的深度較小(小于預定值)的情況下，將信道 深度定義為符號時間上的將第 一可檢測脈沖與最后一個可檢測脈沖分 開的時間，驗證步驟可對與符號時間上接收同步的脈沖相關聯的至少 一部分脈沖(或每個脈沖)執行。這些脈沖可限制為在傳播時間方面 相對于主脈沖(與已執行了同步的路徑相關聯的脈沖)的路徑背離小 于傳輸信道深度的脈沖。
在對接收進行同步之后，與每個候選的主脈沖綁定的同步序列則 為已知的。這一信息使得可識別數量減少后的同步。
然后則可將檢測到的脈沖的位置及其可能的假設傳送到同步函 數。如果同步函數成功地基于這些信息獲得同步(但可能需要多個符
號時間Ts)，則確定地表示檢測到了新的路徑并且該;洛徑當然為可用的。
下面結合圖4詳細介紹執行根據本發明的用于在脈沖傳輸中檢測 路徑的方法的裝置，該裝置尤其可為接收機，并且在示例性的應用中， 這種接收機包括對在脈沖中發射的無線電信號進行超寬帶接收。
如圖4所示，除了用于接收脈沖(尤其是直接脈沖和二次脈沖) 的天線之外，接收機還包括用于在接收到的主脈沖上對接收進行同步 的模塊，該同步模塊例如能由傳統接收機的任何現有模塊構成，而不
脫離本發明的范圍。因此，圖4中未將該模塊示出。
由接收機實現的、本發明的用于檢測路徑的裝置包括用于相對于 閾值對接收到的脈沖的包絡進行檢測的至少一個模塊1，以生成檢測 到的脈沖。該模塊可包括用于檢測包絡的子模塊U和將包絡信號與閾 值(圖4中記為AT)進行比較的子模塊l,。
在用于檢測脈沖的包絡的模塊1之后是模塊2，其用于確定符號時間內的至少部分檢測到的信號的到達時刻，這一部分信號可以校準
脈沖的形式被傳送到上述模塊2,該到達時刻可相對于符號時間并為 符號時間的局部。在本發明的變體中，模塊2還能存儲到達時刻陣列， 參見圖4中的附圖標記3。到達時刻陣列的信息的形式和內容與上文 中的說明相對應。
此外，如圖4所示，本發明的用于檢測路徑的裝置包括用于對假 設進行處理的模塊4，其包括用于通過為已標注日期的脈沖分配初始 分數而生成路徑假設的裝置、用于將脈沖的到達時刻與假設進行相對 比照的裝置、以及用于隨著比照結果的變化而更新分數的裝置。例如， 根據到達時刻陣列3，模塊4通過對在當前符號時間上檢測到的每個 脈沖分配初始分數，構造^各徑假設陣列。
用于對接收到的脈沖的包絡相對于閾值進行檢測的模塊1 、用于 確定檢測到的脈沖的到達時刻的模塊2以及用于對路徑假設進行處理 的模塊4的做法可根據例如上文所述的本發明的方法實現。
特別有利地，闕值AT例如為隨著閾值的調整值的變化而變化的 每個符號時間的適應值。
可根據現有技術中的解決方案調整閾值，用于對具有恒定虛警率 (CFAR)的脈沖進行檢測。根據另一方面，閾值的調整值可表示路徑 假設的密度。
特別地，參照圖4可以理解，用于處理路徑假設的模塊4包括例 如評估程序，其用于對隨著路徑假設的密度變化而變化的、當前符號 時間之后的每個符號時間內的閾值進行評估。這樣，通過非限制性的 實施例，考慮到對應于路徑假設的每個脈沖內包含的能量的可預測的 減少，閾值可隨著檢測到的路徑假設的數量的變化而減小，并在上述 密度減少時增大。該做法使得可考慮到傳輸信道的可變性。
最后，本發明還包括記錄在存儲介質上的由計算機或專用接收機 的處理器執行的計算機程序產品。
值得注意的是，相應的計算機程序產品包括一系列指令，這些指 令能夠實現上文結合圖2至3D描述的脈沖傳輸傳播路徑檢測方法。
優選地，如圖4所示，根據本發明的計算機程序產品以模塊形式安裝在超寬帶接收機中。
這樣，本發明的計算機程序產品包括至少一個軟件模塊Mp其用 于相對于閾值對接收到的脈沖的包絡進行檢測，并可生成檢測到的脈
沖。軟件模塊Mi可分為包絡檢測子模塊和用于與適應性的閾值AT進 行比較的子模塊。
本發明的計算機程序產品還包括用于為每個檢測到的脈沖計算并 分配日期或達到時刻并用于存儲到達日期陣列的軟件^^莫塊M2，所述的 曰期或達到時刻相對于符號時間并為符號時間的局部。對應的軟件模 塊允許分配相對于每個檢測到的脈沖的符號時間的局部精確到達日 期。
最后，本發明的程序產品包括模塊M3，其用于通過為在當前符號 時間上檢測到的每個脈沖分配具體值的分數，而基于到達日期陣列對 路徑假設陣列進行構造和更新。模塊M3有利地安裝在圖4所示的用 于對路徑假設陣列進行處理的模塊4中。
權利要求
1.一種用于在脈沖傳輸中檢測傳播路徑的方法，所接收到的信號包括符號時間上的脈沖，所述方法的特征在于，在將所述脈沖的接收與和路徑相關聯的脈沖同步之后，所述方法至少包括以下步驟確定同一個當前符號時間的至少一部分所述脈沖的到達時刻；通過為標注日期為所述當前符號時間的脈沖分配初始分數，生成路徑假設；確定所述當前符號時間之后的至少一個符號時間的至少一部分所述脈沖的到達時刻；以相對的方式將所述之后的符號時間的所述脈沖的到達時刻與所述路徑假設的到達時刻進行比照；根據所述相對比照的結果，更新所述分數。
2. 如權利要求l所述的方法，其特征在于，確定所述脈沖的到達 時刻的步驟至少包括相對于闊值檢測所述脈沖的包絡；以及對于肯定的4企測， 將至少 一 個到達時刻與檢測到的脈沖相關聯。
3. 如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述相對比照至 少包括建立與所述路徑假設的到達時刻相關的、具有確定寬度的時間窗； 驗證下 一 個符號時間的所述脈沖是否位于至少 一 個所述時間窗中。
4. 如權利要求1至3中任一項所述的方法，其特征在于，所述方 法至少包括，通過向來自所述下一個符號時間的已標注日期的所述脈 沖分配初始分H，才艮據所述下一個符號時間的脈沖的到達時刻與所述 路徑^f叚設的到達時刻之間的相對不一致性，生成新的3各徑假設。
5. 如權利要求1至4中任一項所述的方法，其特征在于，在接下更新的步驟至少包括將接收時間窗重疊的所述路徑假設合并，保留最近的到達時刻和 最高的分數。
6. 如權利要求1至5中任一項所述的方法，其特征在于，包括通 過將所述當前符號時間替代為所述當前符號時間之后的符號時間、并 重復生成路徑假設和分配分數的步驟，更新所述路徑假設及其分數。
7. 如權利要求1至6中任一項所述的方法，其特征在于，包括將 所述符號時間由所述符號時間的暫時子部分替代。
8. 執行權利要求1至7中任一項所述的方法的接收方法，其特征 在于，進一步包括從分數最高的路徑假設中選擇確定數量的路徑假設， 以確保接收。
9. 一種用于在脈沖傳輸中檢測傳播路徑的裝置，所接收的信號包 括符號時間上的脈沖，所述裝置的特征在于，除了用于將所述脈沖的 接收與和路徑相關聯的脈沖進行同步的模塊之外，所述裝置至少還包 括用于確定同一個當前符號時間的至少 一部分脈沖的到達時刻的裝置；用于生成路徑假設的裝置，該生成裝置為標注日期為所述當前符號時間的脈沖分配初始分數；用于確定所述當前符號時間之后的至少一個符號時間的至少一部 分脈沖的到達時刻的裝置；用于將所述之后的符號時間的脈沖的到達時刻與所述路徑假設的 到達時刻進行相對比照的裝置；用于根據所述相對比照的結果更新所述分數的裝置。
10. —種脈沖信號接收機，包括用于接收脈沖的至少一個天線， 其特征在于，除了用于對脈沖接收進行同步的裝置之外，所述接收機至少還包括用于確定符號時間上的脈沖的到達時刻的裝置；用于生成路徑假設的裝置，所述生成裝置向已標注日期的脈沖分 配初始分凄t;用于對符號時間的脈沖的到達時刻與所述路徑假設的到達時刻進 行相對比照的裝置；用于根據所述相對比照的結果更新所述分數的裝置。
11. 一種記錄在存儲介質上的計算機程序，其特征在于，包括一 系列指令，當所述程序由處理器執行時，所述指令能實現如權利要求 1至8中任一項所述的用于檢測路徑的方法。
全文摘要
本發明涉及用于在脈沖傳輸中檢測路徑的方法和裝置，其中接收到的信號包括每個符號時間上的脈沖。在對基于脈沖的接收進行同步之后，本發明的方法包括(A)確定同一個當前時間符號的脈沖的到達時間，(B)通過為每個已標注日期的脈沖分配初始分數而生成路徑假設，(C)確定當前符號之后的時間符號的脈沖的到達時間，(D)對下一個時間符號的脈沖的到達時間與路徑假設的到達時間進行相對比較，以及(E)根據相對比較的結果更新分數。這種路徑檢測方法適用于脈沖信息傳輸，尤其適用于UWB脈沖信息傳輸。
文檔編號H04B1/69GK101310449SQ200680042533
公開日2008年11月19日 申請日期2006年11月7日 優先權日2005年11月14日
發明者伯努瓦·米斯科培恩, 簡·施沃雷爾 申請人:法國電信公司