CN100480725C - 解决累积误差的参数估计的可靠性度量 - Google Patents

Abstract

描述了一种为了使用相关分析从信号导出的参数估计产生可靠性度量的方法。该方法通过获得一指示开始，该指示指明了非视线信号条件是否存在或者可能存在。响应于这些指示之一或两者，方法为参数估计导出可靠性度量。在一实施例中，参数估计是信号的到达时间(TOA)的估计，可靠性度量是到达时间估计的均方根误差(RMSE)。该实施例根据相关函数在其峰值处的强度测量而获得非视线信号条件是存在还是可能存在的指示。相关函数峰值处的强度测量可以是每码片能量除以总接收功率(E_c/I₀)，或者简单地是相关函数峰值处的原始能量。该实施例中计算的RMSE度量与相关函数的峰值强度逆向地变化。

Description

解决累积误差的参数估计的可靠性度量

相关申请

本申请要求于2001年11月2日提交的美国临时申请号60/337,875的优先权。

发明领域

本发明涉及使用相关分析导出参数估计的领域，尤其涉及这种估计的可靠性度量，其解决了诸如缺乏视线(line-of-sight)和多径这样的因素。

相关技术

全球定位系统(GPS)是一卫星集合，其中各个卫星在地球表面上方的精确轨道中运行。各卫星发出一个用对卫星唯一的伪噪声(PN)码调制的信号。每个PN码包括预定数量的码片。GPS接收机接收一合成信号，该合成信号包括从各个卫星而来的信号的混合物，这些卫星对于接收机是可见的。接收机内的信号检测器通过确定接收信号与该卫星的PN码的位移后的型式之间的相关程度，从而检测到来自特定卫星的传输。如果检测到位移偏置之一的相关值中足够质量的峰值，就认为接收机已经检测到来自该卫星的传输。

接收机通过检测来自至少四颗卫星的传输而估计其位置。对于每个被检测的传输而言，接收机使用PN码中的位移来估计发送时间和到达时间之间的延迟(用码片或码片的分段来表示)。假定已知传输速度，接收机估计其自身和卫星间的距离。这个所估计的距离定义了卫星周围的一球体。接收机获悉各个卫星的准确轨道和位置，并且连续地接收对这些轨道和位置的更新。接收机从该信息能确定其距离四颗卫星的球体相交点的位置(和当前时间)。

FCC已要求，无线通信系统中包括但不限于移动站在内的订户站能够估计它们的位置以便发起对911以及其它紧急呼叫的快速应答。响应于这种要求，正在作出努力使订户站装备从GPS卫星传输估计其位置的装置。此外，由于无线通信系统中的基站或扇区发射用唯一PN码调制的导频信号，因此这些努力还包括允许订户站从多个基站或扇区、或者基站或扇区和GPS卫星的组合的传输中估计其位置。

GPS接收机中的信号检测器试图从相关函数的峰值中检测卫星的传输，相关函数的导出是通过：把接收信号(一般是包括来自多个卫星的传输的混合物的合成信号)与在预定搜索窗定义的范围内的卫星PN码的位移后的型式相乘；然后把预定积分(integration)时间内相乘的值相加以得到一值，该值表示接收信号和位移后的PN码之间的相关程度。如果检测到峰值，信号检测器就可以从峰值中估计一个或多个参数，比如到达时间。

对于某些参数，尤其是到达时间(TOA)，GPS接收机估计TOA估计的均方根误差(RMSE)以便提供可靠性指示以及要在位置确定过程期间给予TOA估计的权重。GPS接收机根据接收机处的噪声估计TOA估计的RMSE，这又取决于诸如产生相关函数期间所采样的积分时间这样的因素。由于卫星传输一般不受到由于缺乏视线或多径而产生的衰减(degradation)，因此GPS接收机一般在产生RMSE估计时不考虑这些因素。因而，在信号受到由于缺乏视线和多径而产生的衰减的环境中，GPS接收机可能过高估计到达时间估计的可靠性，因此在位置确定过程中给予这些估计太多的权重。范围误差可能被引入订户站的位置估计，这会违犯FCC的要求，其要求是：用95％的时间内±150米的准确度、以及67％的时间内±50米的准确度来估计订户站的位置。

相关申请

本申请与美国待批专利申请有关，高通代理人记录号为010374、010375和010376，由受让人所共有。这些申请完全通过引用被结合于此。

概述

本发明提供了一种为使用相关分析从信号导出的参数估计产生可靠性度量的方法。该方法通过获得一指示开始，该指示指明了非视线信号条件是否存在或者可能存在。响应于这些指示之一或两者，方法为参数估计导出可靠性度量。

在一实施例中，参数估计是信号的到达时间(TOA)的估计，可靠性度量是到达时间估计的均方根误差(RMSE)。到达时间估计可以从信号的相关函数峰值的时间和/或位置中导出。在该实施例中，该方法根据相关函数在其峰值处的强度测量而获得非视线信号条件是存在还是可能存在的指示。相关函数峰值处的强度测量可以是每码片能量除以总接收功率(E_c/I₀)，或者，或另外，相关函数在其峰值处的强度测量可以是相关函数峰值处的能量。

在一实现中，TOA估计的RMSE是用查找表导出的。查找表可以实现TOA估计的RMSE和相关函数在其峰值处的强度之间的非线性关系。或者，或另外，查找表可以实现TOA估计的RMSE、相关函数在其峰值处的强度、以及用于导出相关函数的积分时间之间的关系。由查找表实现的RMSE和TOA估计之间的非线性关系可以是一种反向关系，其中RMSE与相关函数在其峰值处的强度逆向地导出。

在第二种实现中，使用一公式导出TOA估计的RMSE。该公式可以实现TOA估计的RMSE和相关函数在其峰值处的强度之间的非线性关系。或者，或另外，该公式可以实现TOA估计的RMSE、相关函数在其峰值处的强度、以及用于导出相关函数的积分时间之间的关系。由公式实现的RMSE和TOA估计之间的非线性关系可以是一种反向关系，其中RMSE与相关函数在其峰值处的强度逆向地变化。

在第二实施例中，该方法获得有关视线信号条件存在还是可能存在的指示，获得有关多径信号条件是存在还是可能存在的指示，并且响应于这两个指示之一或两者，为参数估计导出可靠性度量。在一种实现中，为参数估计导出可靠性度量的步骤包括响应于一指示而导出可靠性度量，该指示指明了从稍后峰值中分辨出相关函数的较早峰值的可能性。

在第三实施例中，该方法获得有关多径信号条件是存在还是可能存在的指示，然后响应于该指示为参数估计导出可靠性度量。

还提供了有关系统、处理器可读媒质、计算机程序产品、可靠性度量等等。

在审查了下列附图和详细描述后，本发明的其它系统、方法、特征和优点对于本领域的技术人员将变得更为明显。所有这样的其它系统、方法、特征和优点都被包括在该描述中，在本发明的范围中、以及受到所附权利要求的保护。

附图简述

附图中的组件不按比例，而是强调说明了本发明的原理。在附图中，相同的索引数字表明相应的部件。

图1是按照本发明的一系统的示例应用；

图2A是参数估计器的一个实施例的简化框图，可以结合在图1的示例应用中按照本发明的系统而采用所述参数估计器；

图2B是参数估计器的一种实现的简化框图，可以结合在图1的示例应用中按照本发明的系统而采用所述参数估计器；

图3A是CDMA导频信号的相关函数示例的时域表示；

图3B说明了图3A的函数的直接视线和所反映的表现；

图3C说明了由于多径引起的订户站处导频信号的直接和间接到达；

图4是一方法的一个实施例的流程图，所述方法试图从第二峰值分辨出相关函数的一个或多个第一峰值，并且响应于此而估计信号的一个或多个参数；

图5A是按照本发明的一方法的第一实施例的流程图，其中响应于非视线信号条件是存在还是可能存在而导出可靠性度量；

图5B是按照本发明的一方法的第二实施例的流程图，其中响应于非视线信号条件是存在还是可能存在的指示以及多径信号是存在还是可能存在的指示中的一个或两者而导出可靠性度量；

图5C是按照本发明的一方法的第三实施例的流程图，其中响应于多径信号条件是存在还是可能存在而导出可靠性度量；

图6A说明了一示例场景，其中导频信号是一非视线信号；

图6B说明了一示例场景，其中导频信号受到多径以及/或者是一多径信号；

图7A说明了可以从图6A的示例场景产生的相关函数；

图7B说明了可以从图6B的示例场景产生的相关函数；图8A是按照本发明的系统的第一实施例的框图；以及

图8B是按照本发明的系统的第二实施例的框图。

详细描述

示例应用

参照图1，说明了用于产生本发明的可靠性度量的系统或方法的示例应用。在该示例应用中，为了估计订户站100的位置，在订户站100内结合参数估计器而采用所述系统和/或方法。参数估计器用于估计信号的参数，比如到达时间。系统/方法可以是参数估计器的一部分或者独立于参数估计器。订户站100是无线通信系统的组件，无线通信系统比如、但不限于：蜂窝、定点无线、PCS以及卫星通信系统。此外，无线通信系统可以规定按照CDMA、TDMA、FDMA或GSM多址协议的多址技术，或者其组合。

无线通信系统中采用了一个或多个基站或扇区102a、102b和102c。各个基站或扇区102a、102b、102c发射一导频信号，该导频信号用位移标识该基站或扇区的重复的伪随机噪声(PN)码来调制。对于符合IS-95的CDMA系统而言，PN码是一32768码片的序列，其每隔26.67毫秒重复一次。

一个或多个GPS卫星106a、106b也对于订户站100或位置确定实体(PDE)104是可见的。各个GPS卫星还发射一信号，该信号是用位移标识该卫星的重复的PN码来调制的。在当前的GPS系统中，PN码是每毫秒重复一次的1023码片的序列。

订户站100内的参数估计器用于估计从基站或扇区102a、102b和102c发出的导频信号以及/或者从GPS卫星106a、106b发出的信号的各种参数。这种参数可以包括TOA、传输时间、每码片能量除以总接收功率(E_c/I₀)。订户站100内本发明的系统和/或方法用于确定可靠性度量，包括但不限于均方根误差(RMSE)，对于这些参数的一个或多个，比如TOA估计等。

一旦估计了参数，参数和可靠性度量就被提供给PDE 104，PDE 104响应于此而估计订户站100的位置。(PDE 104可以是诸如因特网或其它TCP/IP网络这样的公共计算机网、专用网络或某些其它网络中的服务器。)特别是，PDE 104可以采用可靠性度量来确定要在位置确定过程期间赋予相应参数的权重。一旦被估计，就把订户站100的位置下载到其中，使得在911或其它紧急呼叫的情况下它从订户站100可用。

PDE 104可以从与基站或扇区102a、102b和102c有关的测量中估计订户站100的位置，从一个或多个基站或扇区102a、102b、102c以及一个或多个GPS卫星106a、106b的组合测量中增加准确度。在称为高级前向三边测量(AFLT)的过程中，PDE 104以与GPS过程类似的方式响应于来自四个或更多基站或扇区的传输而估计订户站100的位置。

PDE 104可以向订户站100提供其它形式的辅助。例如，PDE 104可以连续地跟踪GPS卫星，并且帮助订户站100来定位从GPS卫星106a、106b发出的信号。这避免了需要订户站100经历消耗时间的“冷启动”过程在卫星加电时对其进行定位。

参照图2A，说明了比如可以在订户站100内采用的参数估计器的一实施例的框图。如图所示，在该实施例中，参数估计器包括相关逻辑216和分析逻辑218。因本公开内容起见，术语“逻辑”是指硬件、软件或者硬件和软件的组合。

信号被输入到相关逻辑216。信号可以是独立的信号，或者是由多个信号组成的合成信号的一部分。一般而言，信号是来自基站或扇区之一的导频信号，并且是代表来自多个基站或扇区的传输的合成信号的一部分。来自各个基站或扇区的信号用一标识码调制，该标识码在一个例子中是一PN码。标识码可以以一次性或重复的方式被调制到所述信号上。

相关逻辑216被配置成是用积分时间I来确定信号以及标识码的位移后的型式间的相关性。显然，如果相关逻辑216所使用的标识码与被调制到信号上的标识码相匹配，则将显示最大的相关程度。相关逻辑216输出一相关函数，该相关函数标识了在一搜索窗内信号以及标识码的位移后的型式间的相关性。

在一例中，信号S的各个采样是具有同相(I)和正交相位(Q)分量的复数，信号S用一PN码来调制。在一种实现中，取决于PN码的相关值C以及所使用的PN码中的位移s是相干的，即保留相位信息，并且是如下标识的复数：

$C(\mathrm{PN},s)=\underset{i=k+0}{\overset{k+N-1}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{PN}(i-s)\·S\left(i\right)---\left(1\right)$

其甲N是用码片表示的(相干)积分时间，S(i)是接收信号的采样，k是任意原点。在该实现中，积分时间I是相干的积分时间N。

在第二种实现中，相关值C是通过非相干地组合M个连续相干积分而导出的一个实数，即不保留相位信息，每个相干积分都在N个码片上实施。在该实现中，相关值C可以表示如下：

$C(\mathrm{PN},s)=\underset{j=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}\underset{i=k+(j-1)N}{\overset{k+\mathrm{jN}-1}{\mathrm{\Σ}}}\left|\mathrm{PN}(i-s)\·S\left(i\right)\right|---\left(2\right)$

在该实现中，积分时间I是N和M的乘积。

期望受测试的位移s的范围可以被称为搜索窗W。一起产生的W值C(PN，s)形成一相关函数F(PN，s)，其表示在期望的搜索窗W内信号以及PN码的位移s(其中用码片来表示位移)之间的相关程度。在PN码被重复地调制到信号上的情况下，相关函数F(PN，s)可以是周期的。

图3A说明了CDMA无线通信系统中导频信号的相关函数F(PN，s)的一例。该例中的窗口大小(用码片表示)为8，并且假定窗口以原点306为中心。横轴302表示PN码的位移(用码片表示)，纵轴304表示相关函数F(PN，s)(用能量(dB)表示)。如图所示，该例中的函数在原点306处达到峰值。该相关函数可以在从合成信号导出的实际相关函数中组成一分量脉冲，所述合成信号表示来自多个基站或扇区的导频信号的混合物，并且多种呈现通过不同路径到达的相同的导频信号。

参照图3B，说明了CDMA通信系统中导频信号的相关函数F(PN，s)的一例，其中描述了多径效应。较弱的早期独立到达的相关函数重叠在较强的独立到达的相关函数上，前者在图中用虚线表示，后者在图中用实线表示。这两个相关函数的加成组合可以表示从实际合成信号导出的相关函数，所述实际合成信号受到多径效应并且/或者是一多径信号。因本公开内容起见，“独立的”到达包括到达一目的地的来自不同信源的多个信号之一、以及通过不同路由到达一目的地的同一信号的多种呈现之一。

图3C描述了可能产生图3B所述的相关函数的一示例情况。如图所示，基站或扇区102和订户站100直接的直接视线路径被障碍314(该例中是一颗树)阻塞，障碍314减弱但仍允许导频信号的通过。与此同时，由于多径效应，同一导频信号会从另一障碍316(该例中是一建筑物)反射出来，并且被订户站100接收，其衰减小于直接视线到达。这种从障碍316的反射会产生图3B中用实线表示的相关函数，而通过障碍314的直接视线表示会产生图3C中用虚线表示的相关函数。

回过头参照图2A，一旦确定了相关函数，相关函数就被输出到分析逻辑218。分析逻辑218分析该相关函数并且确定是否存在相关函数的一个或多个第一峰值，如果存在，则确定它们是否可以从第二峰值的旁瓣中分辨出来。如果所述一个或多个第一峰值存在并且可从第二峰值的旁瓣中分辨出来，分析逻辑218就被配置成从所述一个或多个第一峰值中确定一个或多个参数。然而，如果所述一个或多个峰值不存在，或者如果存在但不能从第二峰值的旁瓣中分辨出来，分析逻辑218就被配置成从第二峰值确定所述一个或多个参数。

这样，在图3B的示例中，分析逻辑218可以被配置成估计导频的到达时间(TOA)，这要求在导频的相关函数中检测最早的非旁瓣峰值的时间/位置。分析逻辑可以首先检测最强的峰值308，它是使用前面术语的第二峰值。然后可以确定是否存在任何更早的峰值，比如峰值312，如果存在，确定峰值312是否表示一次独立的到达或者峰值312是否是主峰值308的旁瓣318之一。在前面的术语中，峰值312是第一峰值。如果峰值312存在并且表示一次独立的到达而不是主峰值308的旁瓣，分析逻辑218就响应于峰值318的时间/位置而确定导频的到达时间。如果没有检测到早于峰值308的任何峰值，与主峰值308的旁瓣相反，这表示独立的到达，分析逻辑218就响应于主峰值308的时间/位置而估计导频的到达时间。

参照图2B，说明了可以在订户站100内采用的参数估计器的第二实施例的框图。信号208在一条或多条信号线208上被并行地输入到R的相关器202(1)、202(2)、...202(R)中的每一个，其中R是1或更大的整数。同样，信号208可以是一独立信号或者是合成信号的一部分。在一示例实现中，R为16。在第二示例实现中，R为256。R个相关器的每一个都用积分时间并行地确定一相关值，该相关值表示所选PN码的位移后的型式和信号间的相关程度。

在一种实现中，R个相关器的每一个都使用同一PN码的位移后的型式，每个相关器都被指定一不同的位移值。由R个相关器所确定的相关值的集合形成相关函数F(PN，s)。如果窗口大小W小于或等于R，R为相关器的数目，则可以通过经过参数估计器的单独通路而确定相关函数F(PN，s)。另一方面，如果相关器的数目R小于W，W为窗口大小，则可能需要通过参数估计器的一次或多次附加迭代来确定相关函数F(PN，s)。

一旦确定了相关函数F(PN，s)，它就在一条或多条信号线210上被输出并被保存在存储器206中。以相同的方式，其它PN码的相关函数可以由相关器202(1)、202(2)、...202(R)确定并被保存在存储器206中。

处理器204用于在一条或多条信号线212上从存储器206检取相关函数F(PN，s)，并且确定是否存在一个或多个第一峰值，如果存在，则确定它们是否可以从第二峰值的旁瓣中分辨出来。如果这种峰值存在并且可从第二峰值的旁瓣中分辨出来，它就从所述一个或多个第一峰值估计一个或多个参数。如果这种峰值不存在，或者如果存在但不能从第二峰值的旁瓣中分辨出来，处理器204就从第二峰值估计一个或多个参数。

在一实现中，处理器204试图估计到达时间(TOA)，信号的每码片能量除以总接收功率(E_c/I₀)。如果试图未成功，处理器204就指示R个相关器202(1)、202(2)、...202(R)使用一不同的积分时间重新确定相关函数。该过程可以迭代一次或多次，直到可以从相关函数估计一个或多个参数，或者确定不能估计参数为止。如果一个或多个参数可以被估计并且已被估计，处理器204就被配置成在一条或多条信号线214上输出它们。

因本公开内容起见，“处理器”可以是能执行包含进程在内的一系列指令的任何设备，包括但不限于：计算机、微处理器、ASIC、有限的状态机、DSP或者某些其它机制。

此外，因本公开内容起见，“存储器”可以是可由处理器读取并能执行包含进程在内的一系列指令的任何设备，包括但不限于：RAM、ROM、EPROM、EEPROM、PROM、磁盘(硬盘或软盘)、CD-ROM、DVD、闪存等等。

参照图4，说明了可由分析逻辑218和/或处理器204采用的方法的一个实施例的流程图，所述方法用于估计信号的一个或多个参数，例如到达时间。该方法从步骤402开始，包括从信号导出相关函数。然后进行到步骤404，包括确定是否存在一个或多个第一峰值。如果是，该方法就继续到步骤406。如果不是，该方法就分支到步骤410。

在步骤406中，该方法确定是否可以从第二峰值的一个或多个旁瓣中分辨出一个或多个第一峰值。如果是，该方法就继续到步骤408，包括响应于所述一个或多个第一峰值而估计一个或多个参数。在参数为到达时间的情况下，该方法响应于第二峰值的时间/位置而估计参数。如果不是，方法就分支到步骤410。

在步骤410中，方法响应于第二峰值而估计一个或多个参数。在参数为到达时间的情况下，方法响应于第二峰值的时间/位置而估计参数。

本发明的系统和/或方法可以是图2A中分析逻辑218的一部分，包含图2B中的处理器204和存储器206的组合，或者可以与分析逻辑218和/或处理器204/存储器206不同。此外，应该理解，本发明参数估计器的许多其它应用也是可行的，因此该例不应被视为是限制性的。

本发明的实施例

本发明提供了为了使用相关分析从信号导出的参数估计产生可靠性独立的方法。图5A中说明了该方法的一个实施例。如图所示，该实施例从步骤502开始，其包括获得一指示，指明非视线信号条件是存在还是可能存在。响应于该指示，在步骤504中，该实施例为参数估计导出可靠性度量。

在一种实现中，参数估计是信号到达时间(TOA)的估计，可靠性度量是到达时间估计的均方根误差(RMSE)。如上所述，到达时间估计可以从信号相关函数的峰值的时间/位置中导出。在该实现中，方法根据相关函数在其峰值处的强度测量获得一指示，指明非视线信号条件是存在还是可能存在。如果信号强度为弱，则假定非视线信号条件存在或可能存在，而如果信号强度为强，则假定信号为一视线信号。

该假定进一步参照图6A说明，图6A说明了基站或扇区102和订户站100间的视线路径被障碍604阻塞的情况。因而，表示来自基站或扇区102的直接视线到达的信号606不会到达订户站100。

然而，表示延迟的多径到达的信号608从障碍602反射并且被订户站100接收。因为与直接视线路径相比由于信号608传播的伏击距离所引起的衰减，还因为障碍602的反射损耗，从信号导出的相关函数的峰值强度一般要比会从视线信号导出的相关函数的峰值强度低。

图7A是可能从信号608导出的相关函数的一例。如图所示，函数的峰值强度704小于为直接视线信号假定的峰值强度706。在图5A所述的方法的实现中，该信息用于指示非视线信号条件存在或可能存在，即信号608不可能是一视线信号，这样，从相关函数的峰值702导出的到达时间估计会是不准确的。

相关函数在其峰值处的强度测量可以是每码片能量除以总接收功率(E_c/I₀)。或者，或另外，相关函数在其峰值处的强度测量可以是相关函数在峰值处的能量。

在一实现中，TOA估计的RMSE是用查找表导出的。查找表可以在TOA估计的RMSE和相关函数在其峰值处的强度之间实现一非线性关系。或者，或另外，查找表可以在TOA估计的RMSE、相关函数在其峰值处的强度、以及用于导出相关函数的积分时间之间实现一关系。查找表所实现的关系可以是一逆向关系，其中RMSE随着相关函数在其峰值处的强度逆向地变化。

在一例中，RMSE是N的函数，相干的积分时间用码片M表示，相干积分次数被非相干地组合以形成一相关值，相关函数的峰值能量E从信号导出。对于给定的N和M的值，RMSE是E的反函数。该例中与RMSE(用米表示)、N、M和E有关的函数可以通过下列查找表实现：

 

RMSE(米)	N＝768M＝8	N＝1024M＝16	N＝512M＝2	N＝1024M＝64
					10	21370	37201	9642	65535
20	4955	9267	2039	21097
					30	4682	8802	1913	20304
50	4346	8230	1757	19328
					75	4114	7835	1649	18653
100	3897	7466	1549	18023
					125	3695	7121	1455	17435
150	3506	6800	1368	16887
					175	3329	6499	1286	16375
200	3164	6218	1209	15897
					250(和以上)	2915	5794	1094	15170

该例中最左边一列列出了RMSE值，该列右边的每一列都列出了对于N和M的特定值的相应的E值。可以通过首先为使用特定搜索参数(N，M)的信号导出相关函数而采用该表格。然后测量所产生的相关函数的峰值强度，并且确定等于或低于在对应于所使用的搜索参数的列中测得的强度的最接近的E值。查找表中相应的RMSE值成为被指定给测定值的RMSE。例如，对于等于(768，8)的搜索参数、测得的峰值能量为4400，查找表会报告50米的RMSE。应该理解，其它示例也是可行的，因此该例不应被视为是限制性的。

在第二种实现中，TOA估计的RMSE是用一公式导出的。该公式可以在TOA估计的RMSE以及相关函数在其峰值处的强度之间实现一非线性关系。或者，或另外，公式可以在TOA估计的RMSE、相关函数在其峰值处的强度、以及用于导出相关函数的积分时间之间实现一关系。由公式所实现的关系可以是一逆向关系，其中RMSE随着相关函数在其峰值处的强度逆向地变化。

在一例中，峰值信号强度用E_c/I₀表示，下列公式可用于导出RMSE：

$\mathrm{RMSE}=\frac{A}{\frac{E_c}{I_0}}+B---\left(3\right)$

其中A和B是取决于特定实现的常数。在一实现中，A为0.2，B为10，而在另一实现中，A为0.5，B为0。在第一种实现中，对于范围在-4dB到-30dB的E_c/I₀的值而言，RMSE所报告的值在10到223的范围内。在第二种实现中，对于范围在-3dB到-26dB的E_c/I₀的值而言，RMSE所报告的值在1到224的范围内。然而，奇特示例也是可行的，因此该例不应被视作是限制性的。

在第二例中，峰值信号强度是线性表示的峰值能量E。参照线性表示为y的峰值能量，下例公式可用于导出RMSE估计：

$\mathrm{RMSE}=\frac{G^2{\mathrm{MN}}^2}{A\×(y-G^2\mathrm{MN})}+B---\left(4\right)$

其中G²是缩放因数(一例中为9/2048)，N是相干积分时间，M是被非相干地组合以形成相关值的相干积分次数，y是线性表示的峰值信号，而A和B是取决于应用的常数。在一实现中，A的值为5，B的值为10，而在第二实现中，A的值为2，而B的值为0。应该理解，其它示例也是可行的，因此该例不应被视为是限制性的。

在第一实现中，所报告的RMSE值是一8位无符号数量，其值的范围从10到223。在该假设下，第一实现中的RMSE的值可以给出为：

在第二实现中，所报告的RMSE值是一8位无符号实体，其值的范围从1到255。在该假设下，第二实现中的RMSE的值可以给出为：

注意到奇特示例也是可行的，因此上述例子不应被视为是限制性的。

参照图6B，说明了按照本发明一方法的第二实施例的流程图。在步骤506中，该实施例获得一指示，指明了非视线信号条件是存在还是可能存在，在步骤508中，该实施例确定多径信号条件是存在还是可能存在。响应于这两个指示之一或两者，方法在步骤510中为参数估计导出可靠性度量。

该实施例认识到缺乏视线和多径，由于它们是相关的，因此对于可靠性度量的计算会有重复的作用。然而，它还认识到，它们对于可靠性独立的计算起到独立且不同的作用。

考虑图6A。该图说明了一种情况，其中对信号608不是或者不可能是视线信号的指示以及对信号608是或者可能是多径信号的确定会是冗余的，因为在可靠性独立的计算中，一个可以补偿另一个。

然而，图6B说明了一情况，其中这两个指示对于可靠性独立的计算有独立且不同的作用。如图所示，信号608是一多径信号，它在从障碍602反射后到达订户站100，而信号610是第二个多径信号，它在从障碍612反射后到达订户站100。视线信号606被障碍604阻塞，并且不到达订户站100。

图7B说明了可能从该情况产生的相关函数。该相关函数用实线表示的部分可以从信号608产生，而用虚线表示的部分可以从信号610产生。由于两者都是非视线信号，因此图702中标识的两者的峰值信号强度都低于最大水平706，最大水平706标记出一直接视线信号。任一或两者都是或都可能是非视线信号的指示对可靠性度量的计算作出第一作用，所述可靠性度量用于从任一峰值708、710导出的到达时间估计。然而，任一或两者都是或都可能是多径信号的指示对可靠性度量的计算作出第二个不同的作用，所述多径信号的相关函数会彼此干扰。特别是，在可靠性度量的计算中可以测量并补偿从稍后峰值分辨出较早的相关函数峰值的可能性评估。

例如，参照图7B，两个峰值708和710彼此接近并且在幅度上相似使得难以分辨出这两个峰值。该情况可以从相关函数的分析中检测，并且在可靠性度量的计算中被独立地补偿。或者，参照图3B，它是从多径产生的相关函数的另一例，峰值312的强度比峰值308的强度低，因此不可从峰值312的旁瓣中分辨出来，这是可以从相关函数的分析中确定的另一种情况，可以在可靠性度量的计算中被独立地补偿。

参照图5C，说明了按照本发明的方法的第三实施例。如图所示，该实施例从步骤512开始，其包括获得多径信号条件是存在还是可能存在的指示。然后该实施例继续到步骤514，其值响应于该指示，导出参数估计的可靠性度量。

当由这些实施例的任一个来表示技术时，向受到由确保视线和/或多径所引起的衰减的信号应用实现或示例，与GPS方法相比，性能大大改进，因为现在能对诸如到达时间这样的这些信号的参数进行准确地加权。

上述方法的任一个都可以切实包含在多种形式中，包括但不限于：包含方法在内的一系列指令被保存在诸如因特网等计算网络中的处理器可读媒质或服务器上的形式、方法作为合成逻辑被包含的形式、或者方法作为计算机程序产品(即代码段或模块)被包含的形式。

用于执行任一种上述方法的系统的各个实施例也是可行的。图8A说明了这种系统的第一实施例，其包括与存储器804耦合的处理器802。任一上述方法都可以切实被包含为保存在存储器804中的一系列指令。处理器802接收从信号导出的相关函数作为输入，所述信号可能受到由于诸如缺乏视线和多径所引起的衰减，为了获得非视线信号条件是存在还是可能存在以及/或者多径信号存在或是可能存在的指示，除了相关函数以外，处理器802还可以接收其它输入。处理器802被配置成检取并执行存储器804中保存的指令，从而执行其值包含的方法。然后可以从处理器802输出所产生的可靠性度量。

图8B说明了用于执行任一种上述方法的系统的第二实施例。如图所示，系统的这个实施例包括第一逻辑806和第二逻辑808。第一逻辑806接收从信号导出的相关函数作为输入，所述信号可能受到由于诸如缺乏视线或多径而引起的衰减，为了获得非视线信号条件是存在还是可能存在以及/或者多径信号条件存在或是可能存在的指示，除了相关函数以外，第一逻辑806还可以接收其它输入。第一逻辑806被配置成响应于这一个或多个输入，提供非视线信号条件是存在还是可能存在的指示以及/或者提供多径信号条件是存在还是可能存在的指示。

这一个或多个指示被提供给第二逻辑808。响应于这些指示之一或两者，第二逻辑808被配置成确定并输入可靠性度量。

虽然已经描述了本发明的各个实施例，然而对于本领域普通技术人员显而易见的是，在本发明范围内的许多其它实施例和实现也是可行的。

Claims (24)

1.一种为使用相关分析从信号导出的参数估计提供可靠性度量的方法，包括：

基于相关函数在峰值处的强度与预期强度的比较或者基于从第二峰值的旁瓣中分辨出第一峰值而确定非视线信号条件是存在还是可能存在；以及

响应于此，为参数估计导出可靠性度量。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述参数估计是信号的到达时间TOA的估计。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述可靠性度量是到达时间估计的均方根误差RMSE。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述到达时间估计是从信号的相关函数的峰值中导出的。

5.如权利要求4所述的方法，还包括：根据相关函数在其峰值处的强度测量获得一指示，指明非视线信号条件存在还是可能存在。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，相关函数在其峰值处的强度测量是每码片能量除以总接收功率E_c/I₀。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，相关函数在其峰值处的强度测量是相关函数在峰值处的能量。

8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，TOA估计的RMSE是用查找表导出的。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述查找表在TOA估计的RMSE和相关函数在其峰值处的强度之间实现了一非线性关系。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述查找表在TOA估计的RMSE、相关函数在其峰值处的强度、以及用于导出相关函数的积分时间之间实现一关系。

11.如权利要求5所述的方法，其特征在于，一公式在TOA估计的RMSE、相关函数在其峰值处的强度、以及用于导出相关函数的积分时间之间实现一关系。

12.如权利要求1所述的方法，所述方法作为一系列指令被存储在处理器可读媒质上。

13.如权利要求1所述的方法，所述方法被实现在一服务器上。

14.一种为使用相关分析从信号导出的参数估计提供可靠性度量的系统，包括：

第一逻辑，用于基于相关函数在峰值处的强度与预期强度的比较或者基于从第二峰值的旁瓣中分辨出第一峰值而提供非线性信号条件是存在还是可能存在的指示；以及

第二逻辑，用于响应于第一逻辑所提供的指示为参数估计导出可靠性度量。

15.如权利要求14所述的系统，其特征在于，所述参数估计是信号的到达时间TOA的估计。

16.如权利要求15所述的系统，其特征在于，所述可靠性度量是到达时间估计的均方根误差RMSE。

17.如权利要求16所述的系统，其特征在于，所述到达时间估计是从信号相关函数的峰值导出的。

18.如权利要求17所述的系统，其特征在于，所述第一逻辑用于根据相关函数在其峰值处的强度测量而提供非视线信号条件是存在还是可能存在的指示。

19.如权利要求18所述的系统，其特征在于，相关函数在其峰值处的强度测量是每码片能量除以总接收功率E_c/I₀。

20.如权利要求18所述的系统，其特征在于，相关函数在其峰值处的强度测量是相关函数在峰值处的能量。

21.如权利要求18所述的系统，其特征在于，所述第二逻辑用于使用查找表导出TOA估计的RMSE。

22.如权利要求21所述的系统，其特征在于，所述查找表在TOA估计的RMSE和相关函数在其峰值处的强度之间实现了一非线性关系。

23.如权利要求21所述的系统，其特征在于，所述查找表在TOA估计的RMSE、相关函数在其峰值处的强度、以及用于导出相关函数的积分时间之间实现一关系。

24.如权利要求18所述的系统，其特征在于，一公式在TOA估计的RMSE、相关函数在其峰值处的强度、以及用于导出相关函数的积分时间之间实现一关系。

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