CN101310449A - 在脉冲传输中检测路径的方法和实现该方法的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于在脉冲传输中检测路径的方法和装置，其中接收到的信号包括每个符号时间上的脉冲。在对基于脉冲的接收进行同步之后，本发明的方法包括(A)确定同一个当前时间符号的脉冲的到达时间，(B)通过为每个已标注日期的脉冲分配初始分数而生成路径假设，(C)确定当前符号之后的时间符号的脉冲的到达时间，(D)对下一个时间符号的脉冲的到达时间与路径假设的到达时间进行相对比较，以及(E)根据相对比较的结果更新分数。这种路径检测方法适用于脉冲信息传输，尤其适用于UWB脉冲信息传输。

Description

在脉冲传输中检测路径的方法和实现该方法的装置

本发明涉及在脉冲传输中检测路径的方法和装置。

脉冲无线电传输的新生技术利用将由脉冲和工具传输的信息的发射，特别地，所述工具是称为UWB接收机的超宽带接收机。

这样的脉冲信号不是连续信号，而是一串具有低占空比的、例如小于1纳秒的简短脉冲。

在同步采集阶段，接收机利用序列的先验知识识别该序列，设定其时间的起始位置，并从中抽取所需的时间基准。

这样，接收机便能检测并获得传播路径。

现在，信道(尤其是无线电信道)可包括从几十个到几百个的大量的传播路径，这将削弱在这些路径的整个集合上的能量。

在这种情况下，单一路径的最佳处理最多也仅可能恢复信道中可用的电能的一小部分。

通过图示的方式，图1示出了在受限的NLOS(非视距)信道不具有直接路径(称为室内NLOS)的情况下，UWB接收中的无线电信道的脉冲响应。图1的纵轴以相对幅度作为刻度，其横轴以纳秒为刻度。

因此，根据该应用可以知道，对多个传播路径进行处理从而以建设性的方式将其重组、并因此提高在做出判定时可用的信噪比是有用的。

无线电传输领域中当前已知的现有技术方案基本采用滑动相关技术来提高链路质量。

通过在UWB接收机中采用滑动相关进行处理的实施例，公开号为WO 2004/066517的PCT专利申请可给出有用的参考。

大多数时候，接收机一旦可检测到足够强的路径，其便可将其自身与该路径同步。当完全采用滑动相关时，滑动相关还可能以次相关峰的形式展现其它传播路径。

然后，可使用各种处理算法对滑动相关结果进行研究，从而识别并表征其它传播路径，例如，可使用称为“清除(clean)”的迭代算法。

然后，当对路径选择进行更新时，尤其是由于传输信道的可变性而进行更新时，则重新计算滑动相关，并在获得的滑动相关结果中进行新的路径搜索。

由于上述做法的极值难以计算，因此，上述方法具有许多缺陷。

特别地，在这些条件下，实现同步所需的序列N_s的数量可能非常大，因此，需花费相当长的时间收敛到同步状态。

因此，不可能为了获得更新的路径选择而经常对滑动相关结果更新。

尽管如本申请人在2005年2月8日提交的FR 05 01283号法国专利申请中所描述的，通过使用例如JPL(喷气推进实验室)类型的编码或通过执行近似滑动相关计算，已对上述方案做出了各种改进，从而揭示出对发射机之后计算精密相关性的关注区域，但是，全部这些方案及其变体在基本原理上都必须实现相干接收机，尤其用于排除由能量检测引起的任何接收机操作。

在全部情况下，计算时间和相关必要资源仍然相当大，并且是脉冲无线电UWB接收机的复杂性的极大负担。

本发明的目的在于，通过省去滑动相关处理并将其替代为路径检测处理，减少或防止上述现有解决方案的缺陷和限制。值得注意地，本发明的用于在接收到的信号包括符号时间上的脉冲的脉冲传输中检测传播路径的方法在于，在将这些脉冲的接收与和路径相关联的脉冲进行同步之后，至少包括以下步骤：确定同一个当前符号时间的至少一部分所述脉冲的到达时刻；通过为标注日期为所述当前符号时间的脉冲分配初始分数，生成路径假设；确定所述当前符号时间之后的至少一个符号时间的至少一部分所述脉冲的到达时刻；以相对的方式将所述之后的符号时间的所述脉冲的到达时刻与所述路径假设的到达时刻进行比照；根据所述相对比照的结果，更新所述分数。

本发明的方法还值得注意地在于，相对于阈值检测所述脉冲的包络；以及对于肯定的检测，以及对于肯定的检测，将至少一个到达时刻与检测到的脉冲相关联。

包络检测和阈值设定的使用使得可减少计算，并与能量检测接收机的使用相兼容。

本发明的方法还值得注意地在于，所述相对比照至少包括：建立与所述路径假设的到达时刻相关的、具有确定宽度的时间窗；验证下一个符号时间的所述脉冲是否位于至少一个所述时间窗中。

时间窗的使用使得可减少生成的路径假设的数量，并从而可减少实现本发明用于检测路径的方法所需的装置的数量。

本发明的方法还值得注意地在于，所述方法至少包括，通过向来自所述下一个符号时间的已标注日期的所述脉冲分配初始分数，根据所述下一个符号时间的脉冲的到达时刻与所述路径假设的到达时刻之间的相对不一致性，生成新的路径假设。

本发明的方法还值得注意地在于，在接下来的N个符号时间上进行比较之后对分配给每个路径假设的所述分数进行更新的步骤至少包括：将接收时间窗重叠的所述路径假设合并，保留最近的到达时刻和最高的分数。

在之后的符号时间上生成新的路径假设使得可恢复当前符号时间上衰减的或嵌入在噪声中的路径，并从而可获得路径检测的精确度。当路径允许传输系统的同步时，这样会在使用期间得到质量上的增益，尤其是得到传输质量上的增益。

本发明的方法还值得注意地在于，还包括通过将所述当前符号时间替代为所述当前符号时间之后的符号时间、并重复生成路径假设和分配分数的步骤，更新所述路径假设及其分数。

更近路径假设使得可在检测到的路径中保持良好的精度，并从而可使应用(尤其是接收)适用于传输信道的可变性。

最后，本发明的方法值得注意地在于，包括将所述符号时间由所述符号时间的暂时子部分替代。

将所述符号时间由其子部分替代使得当在每个符号时间内发射多个脉冲时，可利用符号时间内发射的全部脉冲，并从而利用符号时间上的更多信息检测路径，从而改善路径检测以及传输质量。

此外，本发明还涉及包括用于接收脉冲的至少一个天线的脉冲信号接收机，其特征在于，除了用于对脉冲的接收进行同步的模块之外，至少还包括：用于确定当前符号时间上的脉冲的到达时刻的模块；用于通过为已标注日期的脉冲分配初始分数生成路径假设的模块；用于将符号时间上的脉冲的到达时刻与所述路径假设的到达时刻进行相对比照的模块；用于更新所述分数的模块。

本发明的方法和接收机可用于脉冲传输(尤其是无线电)中的通信，并用于位置应用中的多路径检测。下面，在参照附图阅读说明书之后，将更好地理解本发明，其中，图1涉及现有技术。

图2示例性地示出了根据本发明用于在脉冲传输中检测传播路径的方法的基本步骤的流程图；

图3A示例性地示出了图2中确定用于当前符号时间的到达时刻的步骤A的实现细节；

图3B示例性地示出了步骤D的实现细节，步骤D包括以相对的方式将下一个符号时间的脉冲的到达时刻与路径假设的到达时刻进行比照；

图3C示例性地示出了用于通过将其接收时间窗重叠的路径假设合并而对分配给每个路径假设的分数进行更新的过程的实现细节；

图3D示例性地示出了在脉冲无线电通信应用中，用于通过将分配给每个路径假设的分数进行排列而进行更新的过程的实现细节；

图4示例性地示出了根据本发明的接收机。

下面将结合图2及其之后的附图，对根据本发明的脉冲传输中的传播路径检测方法进行详细介绍。

本发明的方法用于接收到的在每个连续的符号时间T_s内都包括脉冲的信号，尤其用于在UWB频带接收到的这种信号，其中包括的脉冲例如直接脉冲和二次脉冲。

本发明的方法可在将上述脉冲的接收与和主路径相关联的一个或多个脉冲同步之后执行。

更特别地，应当指出，同步接收的概念对应于这样的情况，即，如上文所述地接收到脉冲，且接收的脉冲在每个连续的帧距T_f上无变化地重复。无变化应理解为传输信道的传播条件无变化，也就是在相对短的时间内，与多个符号时间相等。

同步的概念可对应于将现有技术中的接收机与例如其幅度最大的所谓主脉冲同步。

参照图2，对于同步之后的记为

的一系列脉冲，并对于连续符号时间T_s和该符号时间内的帧时间T_f，本发明的方法包括在步骤A中确定同一个当前符号时间内的至少部分脉冲的到达时刻，例如，如图2所示，构造同一个当前符号时间内的脉冲的到达日期阵列。图2中，为了本发明的方法的初始化，当前符号时间任意地等于同步之后获得的考虑的第一符号时间，即，s＝1。

构造到达时刻阵列的步骤A记为：

$\left\{{\mathrm{ID}}_{\mathrm{ijk},\mathrm{fs}}\right\}\→{\left\{{\mathrm{AD}}_{\mathrm{kfs}}\right\}}_{k=0}^{k=n}$

如以上关系式所示，AD_kfs指定脉冲ID_ijk，fs的到达时刻，k表示脉冲在考虑的符号时间中的秩，f表示在示脉冲在包含在考虑的符号时间中的帧的秩。

到达时刻阵列可由任何数据结构构成，该数据结构使得确定的脉冲ID_ijk，fs及其到达时刻AD_kfs之间能够形成一一映射。该数据结构可由列表、阵列或数据表形成。

步骤A之后执行步骤B，步骤B包括生成路径假设，特别地，如图2所示，步骤B包括基于到达日期阵列，构造传输信道中发射的脉冲的传播路径假设的阵列。当然应该理解，在发射器级(尤其是脉冲无线电)发射脉冲之后，该脉冲随着传输信道到多个路径的传播条件而变化，因此，随着到达时刻的变化，接收到的每个脉冲表示由相应的路径假设限定的潜在路径。

根据本发明的方法值得注意的方面，通过为接收时其日期为当前符号时间的脉冲分配具有初始值的分数SC_kfs(称为粗设初始分数)，生成每个路径假设。

在步骤B，将构造路径假设阵列的操作记为：

${\left\{\mathrm{ADkfs}\right\}}_{k=0s=1}^{k=n}\→\mathrm{PHT}{\left\{{\mathrm{AD}}_{\mathrm{kfs}}\right\}}_{s=1}$

上述表达式将路径假设阵列的构造符号化，其中：

-PHT{AD_kfs，SC_kfs}表示与脉冲ID_ijk，fs的到达时刻AD_kfs相关联的传播路径；且

-SC_kfs表示与脉冲相关联的分数，尤其表示与其到达时刻已确定的任何脉冲相关联的分数，这样，脉冲被注明日期。

在图2所示的步骤B之后，对于当前符号时间之后的确定数量的符号时间，也就是对于s＞1，本发明的方法值得注意地包括，确定当前符号时间之后的至少一个符号时间内的至少部分脉冲(尤其是每个脉冲)的到达时刻，特别地，在步骤C中，对于之后的每个符号时间，如图2所示，通过构造其到达日期阵列而确定脉冲的到达时刻。

图2所示的步骤C的对应操作记为：

${\left\{{\mathrm{ID}}_{\mathrm{ijk},\mathrm{fs}}\right\}}_{s>1}\→{\left\{{\mathrm{AD}}_{\mathrm{kfs}}\right\}}_{k=0,s>1}^{k=n}$

应该理解，特别地，在步骤C执行的包括构造每个之后的符号时间的脉冲的到达日期阵列的操作与在步骤A执行的操作为相同的方式。

上述步骤C之后执行步骤D。步骤D包括以相对的方式将之后的符号时间的脉冲的到达时刻，尤其是之后的多个连续符号时间的脉冲的到达时刻，与路径假设的到达时刻进行比照，以检验上述脉冲与其中一个假设之间可能存在的一致性。

图2所示的步骤D根据以下表达式的检验表示上述比照操作。

$\∃{\left\{{\mathrm{AD}}_{\mathrm{kfs}}\right\}}_{k=0,s>1}^{k=n}\≅{\mathrm{AD}}_{\mathrm{kfs},s=1}?$

到达时刻的相对一致性的概念隐含了在考虑到预定的误差余量的情况下对上述到达时刻进行一致性检验。该误差可等于零。

步骤D之后执行步骤E，包括根据相对比照的结果，对分配给任何路径假设的分数进行更新，以生成一组路径假设及其相关分数。

在步骤E的第一变体中，更新分数包括根据下一个符号时间中的至少一个脉冲与路径假设之间的相对一致性的变化而对分数SC_kfs的值进行更新。

在步骤E的第二变体中，更新分数包括随着下一个符号时间中的脉冲与至少一个路径假设之间的相对不一致性的变化而对分数SC_kfs的值进行更新。

在第三变体中，步骤E进一步包括在下一个符号时间中的脉冲与路径假设之间存在相对不一致性的情况下，生成新的路径假设。在第四变体中，步骤E包括步骤E的第二变体的特征和/或步骤E的第三变体的特征和/或步骤E的第四变体的特征。

图2中详细示出了更新步骤E的非限制性的具体的做法。

如图2所示，在对步骤D的测试做出肯定的应答之后，也就是得知下一个符号时间内的脉冲与至少一个路径假设之间具有相对一致性之后，也就是在满足以下关系式的情况下：

$\∃{\mathrm{AD}}_{\mathrm{lfs},s>1}/{\mathrm{AD}}_{\mathrm{lfs},s>1}\≅{\mathrm{AD}}_{\mathrm{kfs},s=1},0\≤l,k\≤n?$

在步骤E₀，增加分数值SC_kfs，这种相应的增加能包括将上述分数值加1。

在图2中的步骤E₀中，该操作可由关系式SC_kfs＝SC_kfs+1表示。

相反地，在对图2中步骤D的测试做出否定的应答之后，也就是存在相对不一致性的情况下，可选地，如果下一个符号时间内没有脉冲与路径假设相对应，在步骤E₁则减少分配给相应的路径假设的分数，也就是说，当满足下列关系式时：

$\∃{\mathrm{AD}}_{\mathrm{kfs},s=1}/\left\{{\mathrm{AD}}_{\mathrm{lfs},s>1}\right\}\≠{\mathrm{AD}}_{\mathrm{kfs},s=1},0\≤k\≤n?$

图2中的步骤E₁的相应操作记为SC_kfs＝SC_kfs-1。

在本发明的另一个变体中，根据相对一致性减少分数，而根据相对不一致性增加分数(这种增加则是可选的)。

假设下一个符号时间内的脉冲与路径假设之间具有相对不一致性，那么，可使用下一个符号时间中的脉冲本身来生成新的路径假设。

在这些条件下，步骤E₁之后可选地执行步骤E₂，步骤E₂包括验证下一个符号时间内不对应于任何路径假设的脉冲的存在，也就是验证以下关系式：

$\∃{\mathrm{AD}}_{\mathrm{lfs},s>1}/{\mathrm{AD}}_{\mathrm{lfs},s>1}\≠\left\{{\mathrm{AD}}_{\mathrm{kfs},s=1}\right\},0\≤l\≤n?$

步骤E₂还包括生成对应于上述下一个符号时间的脉冲的到达时刻AD_kfs，s＞1的新的路径假设。

步骤E之后可继续对分配的分数进行更新，也就是图2所示的“图3c所示的步骤E的延续”。但是，这种延续是可选的。

当然，本发明的方法也可在当前符号时间上(也就是s＝1的情况下)实现，并可在接下来的N个符号时间上实现。

然而，根据本发明的方法的特别有利的实施方式，可以以适应性的方式在接下来的N个符号时间上实现本发明的方法，以通过重复路径假设生成和分数分配的步骤(步骤A到E)，并通过用当前符号时间之后的符号时间替代该当前符号时间，例如通过由当前符号时间之后的s＝s+1的紧接着的符号时间或当前符号时间之后的s＝s+n的第n个符号时间替代该当前符号时间，对路径假设及其相关分数进行更新。

图2的步骤F表示出了s＝s+1的增加操作，该操作包括在整个处理过程之后，将当前的符号时间变为符号时间s＝2，然后继续执行增加操作并接着将之后的符号时间变为符号时间3到N+1等，在步骤F之后，返回图2所示的步骤A。

通过例如图2所示的本发明的方法的实施方式，可以理解，该实施方式可以一种特别有利的方式适应于在传输信道具有可变性的情况下进行接收。因此，n的值将依赖于信道的可变性：信道变化越快，n则越接近于1或等于1，从而允许每个符号时间都进行更新或者几乎是每个符号时间都进行更新；而信道变化越慢，n就越大，从而使得更新以很大间隔的方式进行。这样，更新的速度可适应于信道类型，从而使得可减少对跟随信道有用的更新计算。

下面结合图3A对用于确定同一个符号时间内的脉冲的到达时刻的优选过程进行更详细的介绍。

对于确定上述脉冲的到达时刻而言，考虑与图2所示情况中的相同的起始假设，即，脉冲的整个集合

在连续符号时间T_s的整个集合和帧T_f的整个集合上都是有效的。

如图3A所示，确定到达时刻的过程包括在步骤A₀，检测至少部分脉冲的包络，特别地，检测每个脉冲的包络，该操作记为：

ID_ijk→|ID_ijk|。

可基于现有技术中已知的任何包络对准或检测电路，对在接收中接收到的模拟信号进行包络检测，因此，本文中不再对此赘述。

在以上关系式中，当然可以理解，|ID _ijk |实际上表示每个检测到的脉冲的模拟信号的幅度，也就是其包络的值。

步骤A₀之后可执行步骤A₁，包括通过优越比较将检测到的包络值|ID _ijk |与值S进行比较。

在得到对测试A₁的否定响应之后，将包络值相对于阈值不具有足够的幅度的脉冲忽略，该操作表示为：在步骤A₂转至下一个脉冲k＝k+1，并返回步骤A₀检测之后的脉冲。

相反地，在得到对步骤A₁的肯定响应之后，执行步骤A₃，包括将至少一个到达时刻与每个检测到的脉冲相关联。在本发明的变体中，以相对于符号时间并为符号时间的局部的方式确定该时刻。该操作可由关系式 ${\mathrm{ID}}_{\mathrm{ijk}}\↔{\mathrm{AD}}_{\mathrm{kfs}}$ 表示。

特别地，应该理解，如上所述，除了信道的可变性的存在，由于每个符号时间T_s内的脉冲是重复的，从而在每个符号时间上重复的脉冲具有基本相同的到达日期，因此，确定的用于检测到的脉冲的时刻的概念有利地为相对时刻。

到达时刻可表示为与符号时间T_s的片断相对应的实数。这种度量尤其对于到达时刻的精度是有利的，并从而与已知在每个接收机级具有高精度的符号时间相符。

下面结合图3B介绍用于实现脉冲的相对比照的优选过程。

对于以相对的方式实现上述比照，我们考虑路径假设的到达时刻，特别地，也就是属于当前符号时间的任何脉冲的到达时刻，即s＝1时的到达时刻AD_kfs，以及任何之后的符号时间内的已注明日期的脉冲的到达时刻，即，s＞1时的到达时刻AD_kfs。

图3b所示的相对比照操作有利地包括，在步骤D₀，建立关于路径假设的到达时刻(也就是到达日期AD_kfs，s＝1)的、具有确定宽度dt的接收时间窗。步骤D₀的该操作记为：

Δ_kfs，s＞1＝AD_kfs，s＝1±d1/2.

在如上关系式中，dt表示考虑的时间窗的确定宽度值，Δ_kfs表示时刻AD_kfs，s＝1时与路径假设的到达时刻相关的考虑的接收时间窗。

步骤D₀之后执行步骤D₁，包括验证下一个符号时间的脉冲是否在至少一个接收时间窗中。

步骤D₁中的验证操作记为如下关系式：

AD_kfs，s＞1∈Δ_kfs，s＝1

步骤D₁的测试可得到这样的结论：下一个符号时间内的脉冲存在于至少一个时间窗中的验证与测试D₁的肯定响应具有相对一致性。步骤D₂中示出了这种相对一致性。

相反地，对测试D₁的否定响应表示下一个符号时间内没有脉冲存在于接收时间窗内，因此指示出步骤D₃中的相对不一致性。

下面将结合图3C和3D介绍更新步骤，特别是图2所示的延续E的更新过程的非限制性优选实施方式的各种表示。

首先，参照图2，对于与新的路径假设相关联的下一个符号时间内至少一个脉冲与现有路径假设之间具有相对不一致性的情况，生成用于对任何新的路径假设进行更新的新的路径假设的步骤E₂有利地包括向下一个符号时间内的脉冲和新的路径假设分配初始分数。当然可以理解，任何新的路径假设都可由分配初始分数值限定，从而可将任何新的路径假设插入到路径假设的集合中。

在非限制性的优选实施方式中，为了提高本发明的方法的检测精度，如图3C所示，在之后的N个符号时间上进行比较之后，对分配给每个路径假设的分数进行更新的步骤可有利地包括将接收时间窗重叠的路径假设合并，保留最近的到达日期和最高的分数并将其分配给保持的经合并的路径假设。

此外，参照图3C，在本发明的变体中，更新步骤还包括将分配的分数变为零或负数的路径假设删除。无需执行本发明的变体中预先合并路径假设的步骤，就可执行删除分数为零或负数的假设的步骤。如果根据相对一致性而减少分数，那么，删除的将不是分数为负数的路径假设，而是将分数为正数的路径假设删除。

在上述附图中，以下文所述的方式表示上述操作的整个集合。

在实现相对比照的步骤之后，用于当前符号时间的记为Δ_kfs，s＝1的接收时间窗以及用于之后的符号时间的记为Δ_{k′fs，s＞1}的接收时间窗当然都是可用的。

特别地，应该理解，k′是可对应于当前符号时间的脉冲的值k的值，但是，k′的到达时刻与k略微不同，因为传输信道从一个符号时间到下一个符号时间是具有可变性的。

因此，参照图3C，用于将接收时间窗重叠的路径假设合并的过程可包括，执行测试E₃以验证该重叠，也就是根据以下关系式验证上述时间窗的交集：

Δ_{k′fs，s＞1}∩Δ_kfs，s＝1＝φ？

如上所述，验证交集的概念例如可包括执行相应窗的极限值的次等测试和/或优越测试。

在得到对上述测试的否定响应之后，在步骤E₃之后，将值k增加为k+1，然后执行返回测试E₃的步骤E₄，以转至处理下一个脉冲。这样，这种处理则可验证与考虑的具有秩k的脉冲相关联的时间窗不具有重叠。

相反地，对测试E₃得到肯定响应之后，执行步骤E₅，根据下式将上述时间窗适当地合并：

Δ_{k′fs，s＞1}≡Δ_kfs，s＝1

操作E₅之后，执行步骤E₆，包括将最近的到达日期分配给在步骤E₅中合并的窗，然后执行步骤E₇，包括将两个初始窗的较高分数分配给合并后的窗。

这些操作可由以下关系式表示：

步骤E₆为：AD_kfs，s＝1＝min{AD_kfs，AD_k′fs}

步骤E₇为：SC_k′fs＝sup{SC_kfs，SC_k ′fs}

将分配的分数变为零或负数的路径假设的删除操作在步骤E₈中执行，包括通过次等比较将每个分配的分数值SC_kfs与值0相比较。

在得到对记为 $\∃{\mathrm{SC}}_{\mathrm{kfs}}\≤0?$ 的步骤E₈的测试的肯定响应之后，在步骤E₉，将分配的分数变为零或负数的记为PHT_k的对应的路径假设删除。步骤E₉之后，将k增加为k+1，然后通过步骤E4的方式返回到步骤E₃，以转至任何接下来的脉冲。

相反地，在得到对测试E8的否定响应之后，则直接通过步骤E₄的方式返回步骤E₃，以转至下一个秩的脉冲。

除了消除重叠的路径窗(也就是最终消除在符号时间上具有不充足的距离的脉冲)之外，如图3D所示，本发明的方法还可有利地包括对分配给每个路径假设的分数进行更新，以获得最佳的路径假设，也就是最重要的并最终最可能的路径假设。

针对这一目标，本发明方法的一个变体包括消除分数少于最高分数的预定百分比的路径假设。本发明方法的另一变体包括将剩余的路径假设按照分数递减的顺序排列。本发明方法的再一个变体包括执行消除步骤之后再执行排列步骤。

特别地，可在执行图3B和图3C的步骤之后，对保留的路径假设的分数执行图3D所示的这种过程。

这样，简化记为SC_k的全部分数SC_kfs，s＝1对于当前符号时间都是可用的。

然后，所述过程包括在步骤E₁₀确定最高分数。该分数记为：

SC_M＝sup{SC_k}_s＝1

这一操作通过对分数的数值进行分类的传统过程实现。

步骤E₁₀之后执行测试步骤E₁₁，包括识别分数小于最高分数SC_M的百分之P的全部路径假设。步骤E₁₁的测试由如下表达式表示：

$\&Exists;\{{\mathrm{AD}}_{\mathrm{kfs}},{\mathrm{SC}}_k\}{\mathrm{SC}}_k<P\&times;{\mathrm{SC}}_M?$

得到对测试E₁₁的肯定响应之后，在步骤E₁₂中将相应的分数值SC_k删除，剩余分数的集合记为{SC_k}_s＝1。

在将满足步骤E₁₁的测试的全部分数删除之后，则会将剩余路径假设以分数递减的顺序排列，该操作记为：

在步骤E₁₃，RANKING{SC_k}_s＝1。

当然，在步骤E₁₁的测试中，当没有分数满足上述次等比较测试时，则直接转至分类步骤E₁₃，对剩余的分数集合和路径假设进行排列。

此外，例如图3D所示的做法对于从分数最高的路径假设中选择确定数量的路径假设来说是尤其有利的，也就是在步骤E₁₃的排列步骤之后是尤其有利的。

这样就可确保基于分数最高且最终最可信赖的传播路径的脉冲发射和接收之间的通信，这些路径最可信赖尤其因为其为最稳定的。

最后，本发明的方法还可包括将每个路径假设确认为至少一部分脉冲的路径。

针对这一目标，上述验证可通过借助例如上文所述的对接收进行同步的过程而实现。

然而，在传输信道的深度较小(小于预定值)的情况下，将信道深度定义为符号时间上的将第一可检测脉冲与最后一个可检测脉冲分开的时间，验证步骤可对与符号时间上接收同步的脉冲相关联的至少一部分脉冲(或每个脉冲)执行。这些脉冲可限制为在传播时间方面相对于主脉冲(与已执行了同步的路径相关联的脉冲)的路径背离小于传输信道深度的脉冲。

在对接收进行同步之后，与每个候选的主脉冲绑定的同步序列则为已知的。这一信息使得可识别数量减少后的同步。

然后则可将检测到的脉冲的位置及其可能的假设传送到同步函数。如果同步函数成功地基于这些信息获得同步(但可能需要多个符号时间T_s)，则确定地表示检测到了新的路径并且该路径当然为可用的。

下面结合图4详细介绍执行根据本发明的用于在脉冲传输中检测路径的方法的装置，该装置尤其可为接收机，并且在示例性的应用中，这种接收机包括对在脉冲中发射的无线电信号进行超宽带接收。

如图4所示，除了用于接收脉冲(尤其是直接脉冲和二次脉冲)的天线之外，接收机还包括用于在接收到的主脉冲上对接收进行同步的模块，该同步模块例如能由传统接收机的任何现有模块构成，而不脱离本发明的范围。因此，图4中未将该模块示出。

由接收机实现的、本发明的用于检测路径的装置包括用于相对于阈值对接收到的脉冲的包络进行检测的至少一个模块1，以生成检测到的脉冲。该模块可包括用于检测包络的子模块1₀和将包络信号与阈值(图4中记为AT)进行比较的子模块1₁。

在用于检测脉冲的包络的模块1之后是模块2，其用于确定符号时间内的至少部分检测到的信号的到达时刻，这一部分信号可以校准脉冲的形式被传送到上述模块2，该到达时刻可相对于符号时间并为符号时间的局部。在本发明的变体中，模块2还能存储到达时刻阵列，参见图4中的附图标记3。到达时刻阵列的信息的形式和内容与上文中的说明相对应。

此外，如图4所示，本发明的用于检测路径的装置包括用于对假设进行处理的模块4，其包括用于通过为已标注日期的脉冲分配初始分数而生成路径假设的装置、用于将脉冲的到达时刻与假设进行相对比照的装置、以及用于随着比照结果的变化而更新分数的装置。例如，根据到达时刻阵列3，模块4通过对在当前符号时间上检测到的每个脉冲分配初始分数，构造路径假设阵列。

用于对接收到的脉冲的包络相对于阈值进行检测的模块1、用于确定检测到的脉冲的到达时刻的模块2以及用于对路径假设进行处理的模块4的做法可根据例如上文所述的本发明的方法实现。

特别有利地，阈值AT例如为随着阈值的调整值的变化而变化的每个符号时间的适应值。

可根据现有技术中的解决方案调整阈值，用于对具有恒定虚警率(CFAR)的脉冲进行检测。根据另一方面，阈值的调整值可表示路径假设的密度。

特别地，参照图4可以理解，用于处理路径假设的模块4包括例如评估程序，其用于对随着路径假设的密度变化而变化的、当前符号时间之后的每个符号时间内的阈值进行评估。这样，通过非限制性的实施例，考虑到对应于路径假设的每个脉冲内包含的能量的可预测的减少，阈值可随着检测到的路径假设的数量的变化而减小，并在上述密度减少时增大。该做法使得可考虑到传输信道的可变性。

最后，本发明还包括记录在存储介质上的由计算机或专用接收机的处理器执行的计算机程序产品。

值得注意的是，相应的计算机程序产品包括一系列指令，这些指令能够实现上文结合图2至3D描述的脉冲传输传播路径检测方法。

优选地，如图4所示，根据本发明的计算机程序产品以模块形式安装在超宽带接收机中。

这样，本发明的计算机程序产品包括至少一个软件模块M₁，其用于相对于阈值对接收到的脉冲的包络进行检测，并可生成检测到的脉冲。软件模块M₁可分为包络检测子模块和用于与适应性的阈值AT进行比较的子模块。

本发明的计算机程序产品还包括用于为每个检测到的脉冲计算并分配日期或达到时刻并用于存储到达日期阵列的软件模块M₂，所述的日期或达到时刻相对于符号时间并为符号时间的局部。对应的软件模块允许分配相对于每个检测到的脉冲的符号时间的局部精确到达日期。

最后，本发明的程序产品包括模块M₃，其用于通过为在当前符号时间上检测到的每个脉冲分配具体值的分数，而基于到达日期阵列对路径假设阵列进行构造和更新。模块M₃有利地安装在图4所示的用于对路径假设阵列进行处理的模块4中。

Claims (11)

1.一种用于在脉冲传输中检测传播路径的方法，所接收到的信号包括符号时间上的脉冲，所述方法的特征在于，在将所述脉冲的接收与和路径相关联的脉冲同步之后，所述方法至少包括以下步骤：

确定同一个当前符号时间的至少一部分所述脉冲的到达时刻；

通过为标注日期为所述当前符号时间的脉冲分配初始分数，生成路径假设；

确定所述当前符号时间之后的至少一个符号时间的至少一部分所述脉冲的到达时刻；

以相对的方式将所述之后的符号时间的所述脉冲的到达时刻与所述路径假设的到达时刻进行比照；

根据所述相对比照的结果，更新所述分数。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述脉冲的到达时刻的步骤至少包括：

相对于阈值检测所述脉冲的包络；以及对于肯定的检测，

将至少一个到达时刻与检测到的脉冲相关联。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述相对比照至少包括：

建立与所述路径假设的到达时刻相关的、具有确定宽度的时间窗；

验证下一个符号时间的所述脉冲是否位于至少一个所述时间窗中。

4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法至少包括，通过向来自所述下一个符号时间的已标注日期的所述脉冲分配初始分数，根据所述下一个符号时间的脉冲的到达时刻与所述路径假设的到达时刻之间的相对不一致性，生成新的路径假设。

5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，在接下来的N个符号时间上进行比较之后对分配给每个路径假设的分数进行更新的步骤至少包括：

将接收时间窗重叠的所述路径假设合并，保留最近的到达时刻和最高的分数。

6.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，包括通过将所述当前符号时间替代为所述当前符号时间之后的符号时间、并重复生成路径假设和分配分数的步骤，更新所述路径假设及其分数。

7.如权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，包括将所述符号时间由所述符号时间的暂时子部分替代。

8.执行权利要求1至7中任一项所述的方法的接收方法，其特征在于，进一步包括从分数最高的路径假设中选择确定数量的路径假设，以确保接收。

9.一种用于在脉冲传输中检测传播路径的装置，所接收的信号包括符号时间上的脉冲，所述装置的特征在于，除了用于将所述脉冲的接收与和路径相关联的脉冲进行同步的模块之外，所述装置至少还包括：

用于确定同一个当前符号时间的至少一部分脉冲的到达时刻的装置；

用于生成路径假设的装置，该生成装置为标注日期为所述当前符号时间的脉冲分配初始分数；

用于确定所述当前符号时间之后的至少一个符号时间的至少一部分脉冲的到达时刻的装置；

用于将所述之后的符号时间的脉冲的到达时刻与所述路径假设的到达时刻进行相对比照的装置；

用于根据所述相对比照的结果更新所述分数的装置。

10.一种脉冲信号接收机，包括用于接收脉冲的至少一个天线，其特征在于，除了用于对脉冲接收进行同步的装置之外，所述接收机至少还包括：

用于确定符号时间上的脉冲的到达时刻的装置；

用于生成路径假设的装置，所述生成装置向已标注日期的脉冲分配初始分数；

用于对符号时间的脉冲的到达时刻与所述路径假设的到达时刻进行相对比照的装置；

用于根据所述相对比照的结果更新所述分数的装置。

11.一种记录在存储介质上的计算机程序，其特征在于，包括一系列指令，当所述程序由处理器执行时，所述指令能实现如权利要求1至8中任一项所述的用于检测路径的方法。

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