CN112422252B

CN112422252B - 基于uwb系统的导频检测方法、设备及存储介质

Info

Publication number: CN112422252B
Application number: CN202110099599.9A
Authority: CN
Inventors: 吴极; 董宗宇
Original assignee: Hangzhou Youzhilian Technology Co ltd
Current assignee: Hangzhou Youzhilian Technology Co ltd
Priority date: 2021-01-25
Filing date: 2021-01-25
Publication date: 2021-06-04
Anticipated expiration: 2041-01-25
Also published as: CN112422252A

Abstract

本发明实施例公开了一种基于UWB系统的导频检测方法、设备及存储介质；该方法可以包括：在接收数据帧的同步阶段，将所述数据帧中导频域的导频符号划分为至少两个导频符号部分；基于设定的导频序列分别计算对所述导频符号部分中各元素的相关值；获取所述各导频符号部分对应的最大相关值以及所述最大相关值对应的元素位置；基于所述各导频符号部分对应的最大相关值以及设定的两个判定阈值判定是否符合导频检测的成功状态；相应于判定结果符合所述导频检测的成功状态，则确定所述数据帧以所述终端设备自身为目的终端，并从所述最大相关值对应的元素位置中确定时隙起始位置。

Description

基于UWB系统的导频检测方法、设备及存储介质

技术领域

本发明实施例涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种基于UWB系统的导频检测方法、设备及存储介质。

背景技术

目前，电气与电子工程师协会（IEEE，Institute of Electrical andElectronics Engineers）802.15.4协议标准中所定义脉冲超宽带（IR-UWB，Impulse RadioUltra Wide-Band）技术被广泛地应用于数据传输和定位等应用场景。利用IR-UWB系统进行交互时所采用的帧结构如图1所示，可以包括导频域、帧起始定界符（SFD，Start of FrameDelimiter）域和数据域。对于导频域来说，其由L个导频符号组成，每个导频符号由N个元素的导频序列C并且每两个导频序列的元素中间插入3个0组成。详细来说，在IEEE802.11.4协议标准中，规定了24个导频序列，包括8个长度为31的三进制代码（即N=31）以及16个长度为127的三进制代码（即N=127）。导频域在UWB系统中可以被用于执行时隙同步、接入检测等任务，但是目前协议标准中所规定的导频序列具备良好的自相关性能但是互相关性能较差，会使得接收端设备在利用导频域进行检测时发生误检而对非针对自身的数据帧进行接收，进而需要在数据帧的数据域接收完毕后才能够最终确定该数据帧是否针对自身发送。因此，当前UWB系统的导频域检测架构存在误检率高、数据帧接收过程中动态资源浪费的缺陷。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例期望提供一种基于UWB系统的导频检测方法、设备及存储介质；能够降低终端设备在导频域检测时的误检率，无需再根据数据域以确定数据帧是否针对终端设备自身发送，避免了数据帧接收过程中的资源浪费，进而还能够为UWB系统实现码分多址的多用户方案提供了技术基础。

本发明实施例的技术方案是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供了一种基于UWB系统的导频检测方法，所述方法应用于UWB系统的终端设备，所述方法包括：

在接收数据帧的同步阶段，将所述数据帧中导频域的导频符号划分为至少两个导频符号部分；

基于设定的导频序列分别计算对所述导频符号部分中各元素的相关值；

获取所述各导频符号部分对应的最大相关值以及所述最大相关值对应的元素位置；

基于所述各导频符号部分对应的最大相关值以及设定的两个判定阈值判定是否符合导频检测的成功状态；

相应于判定结果符合所述导频检测的成功状态，则确定所述数据帧以所述终端设备自身为目的终端，并从所述最大相关值对应的元素位置中确定时隙起始位置。

第二方面，本发明实施例提供了一种基于UWB系统的导频检测方法，所述方法应用于基站，所述方法包括：

为处于所述基站覆盖的小区范围内的终端设备分配对应的导频序列；

基于目标终端设备的导频序列对应生成数据帧；

将所述数据帧在所述小区范围内进行发送；

接收处于所述小区范围内的终端设备发送的上报信息；其中，所述上报信息包括确认ACK信息或用于标识所述数据帧非以所述终端设备自身为目的终端的事件信息。

第三方面，本发明实施例提供了一种终端设备，所述终端设备包括：划分部分、计算部分、获取部分、判定部分和第一确定部分；其中，

所述划分部分，经配置为在接收数据帧的同步阶段，将所述数据帧中导频域的导频符号划分为至少两个导频符号部分；

所述计算部分，经配置为基于设定的导频序列分别计算对所述导频符号部分中各元素的相关值；

所述获取部分，经配置为获取所述各导频符号部分对应的最大相关值以及所述最大相关值对应的元素位置；

所述判定部分，经配置为基于所述各导频符号部分对应的最大相关值以及设定的两个判定阈值判定是否符合导频检测的成功状态；以及，相应于判定结果符合所述导频检测的成功状态，触发所述确定部分；

所述第一确定部分，经配置为确定所述数据帧以所述终端设备自身为目的终端，并从所述最大相关值对应的元素位置中确定时隙起始位置。

第四方面，本发明实施例提供了一种基站，所述基站包括：分配部分、生成部分、发送部分以及接收部分；其中，

所述分配部分，经配置为处于所述基站覆盖的小区范围内的终端设备分配对应的导频序列；

所述生成部分，经配置为基于目标终端设备的导频序列对应生成数据帧；

所述发送部分，经配置为将所述数据帧在所述小区范围内进行发送；

所述接收部分，经配置为接收处于所述小区范围内的终端设备发送的上报信息；其中，所述上报信息包括确认ACK信息或用于标识所述数据帧非以所述终端设备自身为目的终端的事件信息。

第五方面，本发明实施例提供了一种终端设备，所述计算设备包括：第一通信接口，第一存储器和第一处理器；其中，

所述第一通信接口，用于在与其他外部网元之间进行收发信息过程中，信号的接收和发送；

所述第一存储器，用于存储能够在所述第一处理器上运行的计算机程序；

所述第一处理器，用于在运行所述计算机程序时，执行第一方面所述基于UWB系统的导频检测方法的步骤。

第六方面，本发明实施例提供了一种基站，所述基站包括：第二通信接口，第二存储器和第二处理器；其中，

所述第二通信接口，用于在与其他外部网元之间进行收发信息过程中，信号的接收和发送；

所述第二存储器，用于存储能够在所述第二处理器上运行的计算机程序；

所述第二处理器，用于在运行所述计算机程序时，执行第二方面所述基于UWB系统的导频检测方法的步骤。

第七方面，本发明实施例提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有基于UWB系统的导频检测程序，所述基于UWB系统的导频检测程序被至少一个处理器执行时实现第一方面或者第二方面所述基于UWB系统的导频检测方法步骤。

本发明实施例提供了一种基于UWB系统的导频检测方法、设备及存储介质；通过将数据帧中导频域的导频符号进行划分之后，对划分得到的两个导频符号部分分别获取最大相关值以及最大相关值对应的元素，并结合设定的双阈值判定导频检测的成功状态，从而能够降低终端设备利用导频域检测的误检率，实现在导频同步阶段就能够准确识别数据帧的目的终端，无需再根据数据域以确定数据帧是否针对终端设备自身发送，能够尽早地停止接收不针对终端设备自身所发送的数据帧，避免了数据帧接收过程中的资源浪费，进而还能够为UWB系统实现码分多址的多用户方案提供了技术基础。

附图说明

图1为本发明实施例提供的UWB系统的数据帧结构示意图。

图2为本发明实施例提供的一种网络环境示意图。

图3为本发明实施例提供的一种自相关结果示意图。

图4为本发明实施例提供的一种互相关结果示意图。

图5为本发明实施例提供的另一种互相关结果示意图。

图6为本发明实施例提供的又一种互相关结果示意图。

图7为本发明实施例提供的一种基于UWB系统的导频检测方法流程示意图。

图8为本发明实施例提供的一种进行导频检测的流程架构示意图。

图9为本发明实施例提供的一种仿真结果示意图。

图10为本发明实施例提供的另一种仿真结果的示意图。

图11为本发明实施例提供的另一种基于UWB系统的导频检测方法路程示意图。

图12为本发明实施例提供的一种时分复用调度方案示意图。

图13为本发明实施例提供的一种终端记录内容示意图。

图14为本发明实施例提供的一种终端设备的组成示意图。

图15为本发明实施例提供的另一种终端设备的组成示意图。

图16为本发明实施例提供的一种终端设备的具体硬件结构示意图。

图17为本发明实施例提供的一种基站的组成示意图。

图18为本发明实施例提供的一种基站的具体硬件结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

参见图2，其示出了能够适用于本发明实施例技术方案的网络环境200示意，不失一般性地，该网络环境200可以由终端设备10、12、14、16和网络设备20组成，终端设备10、12、14、16与网络设备20之间分别利用任何适当的无线标准诸如802.11x或超宽带（UWB）通过无线链路进行通信，如双向箭头所示。在图2中，终端设备10、12、14、16也可以被本领域技术人员称之为用户设备（UE，User Equipment）、接收端设备、接入终端（AT，AccessTermination）、用户单元、用户站、移动站、移动台、远方站、远程终端、移动设备、用户终端、终端、无线通信设备、用户代理或用户装置、或某个其他合适的术语；并且，无线通信设备在某些示例中不一定需要具有移动能力，也可以是驻定的；此外，终端设备10、12、14、16均可包括大小、形状被设定成并且被布置成有助于实施无线通信的数个硬件结构组件，此类组件可包括彼此电耦合的天线、天线阵列、射频（RF，Radio Frequency）链、放大器、一个或多个处理器等等。另外，在一些非限定性示例中，终端设备10、12、14、16还包括移动设备、蜂窝（蜂窝小区）电话、智能电话、会话发起协议（SIP，Session Initiation Protocol）电话、膝上型设备、个人计算机（PC，Personal Computer）、笔记本、上网本、智能本、平板设备、以及广泛多样的嵌入式系统，例如，对应于“物联网”（IoT）。附加地，终端设备10、12、14、16还可以是汽车或其他运输车辆、遥感器或致动器、机器人或机器人设备、卫星无线电、全球定位系统（GPS，Global Positioning System）设备、对象跟踪设备、无人机、多轴飞行器、四轴飞行器、遥控设备、消费者和/或可穿戴设备（诸如眼镜）、可穿戴相机、虚拟现实设备、智能手表、健康或健身跟踪器、数字音频播放器（例如，MP3播放器）、相机、游戏控制台等。附加地，终端设备10、12、14、16还可以是数字家用或智能家用设备，诸如家用音频、视频和/或多媒体设备、电器、自动售货机、智能照明设备、家用安全系统、智能仪表等。附加地，无线通信设备也可以是智能能源设备，安全设备，太阳能电池板或太阳能电池阵，控制电力、照明、水等的市政基础设施设备（例如，智能电网）；工业自动化和企业设备；物流控制器；农业装备；军事防御装备、车辆、飞机、船和武器等。

网络设备20可以是用于与终端设备10、12、14、16通信的设备，网络设备20可以是接入点（AP，Access Point），基站（BTS，Base Transceiver Station），或者中继站等。在本发明实施例中，网络设备20能够为其所覆盖的小区（如图2中虚线所示）提供服务，终端设备10、12、14、16通过该小区使用的传输资源（例如，频域资源，或者说，频谱资源）与网络设备20进行通信，进而实现终端设备10、12、14、16之间的相互通信。该小区可以被认为网络设备20（例如基站）对应的小区。

基于上述网络环境200，以UWB系统为例，终端设备10、12、14、16接收的数据帧格式如图1所示，对于数据帧中的导频域来说，IEEE802.11.4协议标准中所规定的导频序列代码如表1及表2所示，其中，表1示出了8个长度为31的三进制代码，表2示出了16个长度为127的三进制代码，并且在表1以及表2中，各导频序列C均可以通过标记值ID依次进行标识。

表1

表2

23	000++0+0-+-0-00-0+0+0++0+--00+0000-000+00+00-+++0-0+00000+0++-+00++-0+-+++--0--00-0--000+-00+-0-+0+000++---0000++-000-0+00-+000
		24	+0+-0-000++-+00000+00--0+-0000-0-000000+--0-+0+--++00+----++0+00+00+0-0-+-0-0+0+00+++000++00+0-+00--000-0++-+0--+00+000+0000++0

对于表1以及表2中的导频序列，以ID值为1、2、3及4的长度为31的导频序列为例进行相关运算可以获知：导频序列1的自相关结果如图3所示，导频序列1和导频序列2的互相关结果如图4所示，导频序列1和导频序列3的互相关结果如图5所示，导频序列1和导频序列4的互相关结果如图6所示。从图3至图6可以看出，IEEE802.11.4协议标准中所规定的导频序列具有良好的自相关性，但是基于理想状态下的互相关结果应该为0的要求，可以明确IEEE802.11.4协议标准中所规定的导频序列的互相关性能较差。

而在UWB系统的常规导频检测方案中，终端设备10、12、14、16将其已知的导频序列与接收数据帧中的导频域进行相关操作，当相关结果最大值超过某个设定阈值时，即认为同步成功；而面对上述所知的导频序列的较差的互相关性能，当终端设备10、12、14、16与网络设备20由于距离较近或者网络设备20功率较大的原因，同样会造成互相关结果的最大值超过上述设定阈值，此时，终端设备10、12、14、16将会出现误检现象，即误认为接收数据帧以自身为目的终端设备；随后，将会以此继续接收数据帧的数据域，直至完成数据域接收后再根据数据域中所包括的用户标识UE_ID来确定接收到的数据帧是否以自身为目的终端的数据帧。

通过以上阐述内容可知，当前常规导频检测方案会由于导频序列较差的互相关性能导致误检情况发生，进而需要后续经过完整的数据接收过程才能够确定数据帧是否以自身为目的终端，增加了终端设备的功耗，造成了资源浪费。

根据以上阐述的内容以及分析，本发明实施例期望提供一种基于UWB系统的导频检测方案，期望降低终端设备利用导频域检测的误检率，实现在导频同步阶段就能够准确识别数据帧的目的终端设备，无需再根据数据域以确定数据帧是否针对终端设备自身发送，能够尽早地停止接收不针对终端设备自身所发送的数据帧，避免了数据帧接收过程中的资源浪费，进而还能够为UWB系统实现码分多址的多用户方案提供了技术基础。

基于此，参见图7，其示出了本发明实施例提供的一种基于UWB系统的导频检测方法，该方法应用于前述技术方案中所述的终端设备10、12、14、16中的任一终端设备，该方法可以包括：

S701：在接收数据帧的同步阶段，将所述数据帧中导频域的导频符号划分为至少两个导频符号部分；

S702：基于设定的导频序列分别计算对所述导频符号部分中各元素的相关值；

S703：获取所述各导频符号部分对应的最大相关值以及所述最大相关值对应的元素位置；

S704：基于所述各导频符号部分对应的最大相关值以及设定的两个判定阈值判定是否符合导频检测的成功状态；

S705：相应于判定结果符合所述导频检测的成功状态，则确定所述数据帧以所述终端设备自身为目的终端，并从所述最大相关值对应的元素位置中确定时隙起始位置。

对于图7所示的技术方案，通过将数据帧中导频域的导频符号进行划分之后，对划分得到的两个导频符号部分分别获取最大相关值以及最大相关值对应的元素，并结合设定的双阈值判定导频检测的成功状态，从而能够降低终端设备利用导频域检测的误检率，实现在导频同步阶段就能够准确识别数据帧的目的终端，无需再根据数据域以确定数据帧是否针对终端设备自身发送，能够尽早地停止接收不针对终端设备自身所发送的数据帧，避免了数据帧接收过程中的资源浪费。

对于图7所示的技术方案，在一些示例中，可以优选将数据帧中导频域的导频符号平均划分为两个部分，依次为第一导频符号部分和第二导频部分，设定导频域的导频符号长度为M，则第一导频部分和第二导频部分的长度均为

。可以理解地，为了能够更加显著的降低误检率，在具体实施过程中可以将导频符号划分为两个以上的部分，本发明实施例对此不做赘述。本发明实施例经过多次验证后，综合节省计算资源以及简化数据处理的考虑，优选将导频符号划分为两个部分。

对于图7所示的技术方案，结合导频符号长度为M的设定，参考图1所示，每个导频符号均可以认为是每隔K个元素插入一个导频序列C的元素c_n组成，其中，

，N表示导频序列的长度，即导频序列中的元素数目。由此可知：M=KN。基于此，在一些可能的实现方式中，所述基于设定的导频序列分别计算对所述导频符号部分中各元素的相关值，包括：

将处于所述导频符号前半部分的第一导频符号部分中的各元素按照下式获取各元素对应的相关值：

其中，

为所述设定的导频序列；W _i是所述导频符号每隔K个元素所取出的值W _i= [w_0,i,w_1,i,..,w_N-1,i]；w_n,i=s_{mod(i+4*n,M-1)}；N表示所述设定的导频序列的长度；M表示所述导频符号的长度；S={s₀,s₁,...,s_M-1}为所述导频符号信息，i表示导频符号内的元素序号且

，*表示卷积运算符；

将处于所述导频符号前半部分的第二导频符号部分中的各元素按照下式获取各元素对应的相关值：

其中，

。

对于上述实现方式，所述设定的导频序列

可以通过基站下发以实现与终端设备自身相对应，从而可以获知，在图2所示的网络环境200中，终端设备10、12、14、16各自对应不同的导频序列。结合前述设定，可以定义导频域中一个导频符号信息为S={s₀,s₁,..., s_M-1}，定义W是该导频符号每隔K个元素所取出的值W _i=[w_0,i,w_1,i,..,w_N-1,i], 其中w_n,i= s_{mod(i+4*n,M-1)}，i表示导频符号内的元素序号。基于前述设定及定义，每个导频符号中的第i个元素的相关值

可通过下式计算获得：

其中，

，

为导频序列，*表示卷积运算符。

而对于已划分获得第一导频符号部分和第二导频部分来说，结合上述元素相关值的求解方式，可以依照以下两个式子获取第一导频符号部分中的各元素对应的相关值

以及第一导频符号部分中的各元素对应的相关值

：

，{

}

，{

}

基于以上两式就可以获得第一导频符号部分以及第二导频符号部分中的各元素对应的相关值，进一步就可以获取第一导频符号部分中的第一最大相关值

、所述第二导频符号部分中的第二最大相关值

。

基于前述常规方案所阐述，导频检测任务通过设定的单一阈值对整个导频符号中元素对应的最大相关值进行判定。但根据前述内容，本发明实施例通过划分得到了两个导频符号部分以及各导频符号部分对应的最大相关值，基于此，本发明实施例在常规方案的基础上再额外增加一个阈值进行判定。在一些示例中，所述基于所述各导频符号部分对应的最大相关值以及设定的两个判定阈值判定是否符合导频检测的成功状态，包括：

当所述第一导频符号部分中的第一最大相关值

、所述第二导频符号部分中的第二最大相关值

、第一判定阈值T和第二判定阈值T ₁满足

且

时，判定符合导频检测的成功状态，且确定所述时隙起始位置为所述第一导频符号部分中的第一最大相关值

对应的元素位置

；或者，

当所述第一最大相关值

、所述第二最大相关值

、所述第一判定阈值T以及所述第二判定阈值T ₁满足T<

且

时，判定符合导频检测的成功状态，且确定所述时隙起始位置为所述第二导频符号部分中的第二最大相关值

对应的元素位置

。

需要说明的是，上述示例阐述了导频检测成功的判定条件，由此，如果不符合上述示例中所阐述判定条件，比如

且

时，或者，T<

且

时，或者，第一最大相关值

、第二最大相关值

、第一判定阈值T以及第二判定阈值T ₁满足其他情况时，均可以认为导频检测不成功，终端设备进而能够确定所述数据帧并非自身为目的终端。

在一些示例中，相应于判定结果不符合所述导频检测的成功状态，所述方法还包括：确定所述数据帧并非以所述终端设备自身为目的终端，停止接续接收所述数据帧并向基站上报用于标识所述数据帧非以所述终端设备自身为目的终端的事件信息。

而相应于判定结果符合所述导频检测的成功状态，在一些示例中，终端设备除了确定所述数据帧以自身为目的终端，并从所述最大相关值对应的元素位置中确定时隙起始位置以外，还可以向基站上报确认ACK信息。

基于前述针对图7所示的技术方案及其实现方式和示例的阐述，在导频同步阶段，终端设备利用导频序号进行导频检测的流程架构可以如图8所示，在接收数据帧的过程中，可以将数据帧中导频域的导频符号划分为前半部分的第一导频符号部分以及后半部分的第二导频符号部分，并通过导频序列C进行相关计算获得第一最大相关值和第二最大相关值；接着利用第一判定阈值T分别与第一最大相关值和第二最大相关值进行比较，以判定是否继续利用第二判定阈值T ₁继续判定，随后，利用第二判定阈值T ₁与第一最大相关值和第二最大相关值进行判定，从而根据判定结果以判定导频检测是否成功。

针对上述内容的技术效果，本发明实施例通过以下两个仿真实验进行描述。

仿真实验一，当收发双方采用不同导频序列状态下，将不使用本发明实施例技术方案的常规方案以及使用本发明实施例技术方案的误检概率进行比较。详细来说，基站作为数据帧的发送方，利用表1中所示的导频序列1生成导频域的导频符号；终端设备作为收方，其对应于表1级表2中除导频序列1以外的其他导频序列；每个距离点上仿真1000次，仿真实验结果如图9所示，在图9中。从图9可以看出，收发双方距离决定接收信息的功率，可见当接收功率很高时，不使用本发明实施例技术方案的常规方案采用不同导频序列接收很容易产生误检测的情况。但是使用本发明实施例技术方案基本上不会出现误检测的情况，说明使用本方案用于不同导频序列检测是可行且有效的，同时也基于本发明实施例的技术方案极低的误检率，使得无需再根据数据域以确定数据帧是否针对终端设备自身发送，能够尽早地停止接收不针对终端设备自身所发送的数据帧，避免了数据帧接收过程中的资源浪费。

仿真实验二，当收发双方采用不同导频序列状态下，将不使用本发明实施例技术方案的常规方案以及使用本发明实施例技术方案的正确接收概率进行比较。仿真实验结果如图10所示，可以看出，采用本发明实施例技术方案不会对常规方案中收发双方采用相同序列接收的正确接收概率产生性能影响，从而保证了本发明实施例技术方案的兼容性，也就是说，在图2所示的网络环境200中，终端设备10、12、14、16中的一部分可以采用常规方案进行导频检测，另一部分可以采用本发明实施例的技术方案进行导频检测，它们的正确接收概率没有显著差别。

基于前述技术内容所阐述的导频检测方案以及终端设备上报的事件信息以及确认ACK信息，本发明实施例还提出了一种能够在UWB系统中实现多用户码分多址的方案，基站可以动态选择调度处于其所覆盖的小区范围内的每一个终端设备的导频序列，使得终端设备之间的相互影响尽可能小，从而尽可能保证每一个被调度的终端设备在导频同步阶段就可以完成不属于自己导频的判决，进而不继续进行后续操作，节省功耗。基于此，参见图11，其示出了本发明实施例提供的一种基于UWB系统的导频检测方法，所述方法应用于图2所示的网络环境200中的网络设备20，比如基站，所述方法包括：

S1101：为处于所述基站覆盖的小区范围内的终端设备分配对应的导频序列；

S1102：基于目标终端设备的导频序列对应生成数据帧；

S1103：将所述数据帧在所述小区范围内进行发送；

S1104：接收处于所述小区范围内的终端设备发送的上报信息；其中，所述上报信息包括确认ACK信息或用于标识所述数据帧非以所述终端设备自身为目的终端的事件信息。

对于图11所示的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述将所述数据帧在所述小区范围内进行发送，包括：

将所述数据帧按照对应的目标终端设备分时复用无线链路在所述小区范围内发送。

对于上述图11所示的技术方案及其实现方式，以图2所示的网络环境200为例，具体来说，在初始调度时，基站没有任何关于终端设备的信息，因此，基站可以随机分给每一个终端设备不同的导频序列进行传输，在一些示例中，如图12所示，可以采用时分复用的方式分别在不同的时间上调度不同终端。

终端设备采用前述图7所示的技术方案及其实现方式和示例内容进行导频检测，如果事件信息F发生就记录下来。结合图12的时分复用调度方案来说明，具体记录内容示例如图13所示：t0时刻基站发送终端设备10的信息，终端设备10根据自己的导频序列可以正确检测出导频，而终端设备12，终端设备14和终端设备16根据最新的导频序列计算方法会产生事件F，如果产生就记录为1，这样在t0时刻接收后四个终端设备的记录结果分别是‘0’，‘1’，‘1’，‘1’； t1时刻基站发送终端设备12的信息，这样接收后四个终端设备记录变成‘01’，‘10’，‘11’，‘11’；同理t2时刻接收后四个终端设备记录变成‘011’，‘101’，‘110’，‘111’；t2时刻接收后四个终端设备记录变成‘0111’，‘1011’，‘1101’，‘1110’，且在t3时刻四个终端设备都调度了一次。每一个终端设备在得到基站的下行信息并正确检测出数据后（比如终端设备12在t1时刻正确检测出导频和数据），会上报其ACK信息给基站，那么在ACK信息中就把上述记录的信息一并反馈给基站；这里有一个问题，比如终端设备12在t1时刻正确接收后只能反馈‘10’，因为t2和t3时刻还没有到来；基于此，基站可以在t6时刻来进行事件收集，此时终端设备10已经上报的应该是‘0111011’，终端设备12上报的应该是‘1011101’，终端设备14已经上报的是‘1101110’，终端设备16已经上报的是‘111011’，都取前4bit来判断，则可以知道此时分给四个终端设备的导频序列是都可以检测辨别出来的，说明当前分配给每一个终端设备的导频码是合理的。当不理想时可能出现以下情况：

1、对于终端设备10的导频码，基站检查终端设备12，14和16的第1比特，如果‘1’的个数大于‘0’的个数，则说明终端设备10的导频码对其他终端设备比较友好，即其他大部分终端设备可以正确进行不同导频分辨，否则就随机选一个不同于其他终端设备的导频码在下一个调度周期内发送；

2、对于终端设备12的导频码，检查终端设备10，14和16的第2比特，如果‘1’的个数大于‘0’的个数，则说明终端设备12的导频码对其他终端设备比较友好，即其他大部分终端设备可以正确进行不同导频分辨，否则就随机选一个不同于其他终端设备的导频码在下一个调度周期内发送；

3、对于终端设备14的导频码，检查终端设备10，12和16的第3比特，如果‘1’的个数大于‘0’的个数，则说明终端设备14的导频码对其他终端设备比较友好，即其他大部分终端设备可以正确进行不同导频分辨，否则就随机选一个不同于其他终端设备的导频码在下一个调度周期内发送；

4、对于终端设备16的导频码，检查终端设备10，12和14的第4比特，如果‘1’的个数大于‘0’的个数，则说明终端设备16的导频码对其他终端设备比较友好，即其他大部分终端设备可以正确进行不同导频分辨，否则就随机选一个不同于其他终端设备的导频码在下一个调度周期内发送。

由于协议标准规定基站一次最多调度8个终端设备，则调度中可以针对每一个终端设备采用16bit来记录事件F，每记录16次后下一次就继续从0位置开始记录，这样保证所有终端设备的记录总是对齐的，不会因为存在一个终端设备没有正确检测自己的信息而出现错位的现象。

基于前述技术方案相同的发明构思，参见图14，其示出了本发明实施例提供的一种终端设备140，所述终端设备140包括：划分部分1401、计算部分1402、获取部分1403、判定部分1404和第一确定部分1405；其中，

所述划分部分1401，经配置为在接收数据帧的同步阶段，将所述数据帧中导频域的导频符号划分为至少两个导频符号部分；

所述计算部分1402，经配置为基于设定的导频序列分别计算对所述导频符号部分中各元素的相关值；

所述获取部分1403，经配置为获取所述各导频符号部分对应的最大相关值以及所述最大相关值对应的元素位置；

所述判定部分1404，经配置为基于所述各导频符号部分对应的最大相关值以及设定的两个判定阈值判定是否符合导频检测的成功状态；以及，相应于判定结果符合所述导频检测的成功状态，触发所述确定部分1405；

所述第一确定部分1405，经配置为确定所述数据帧以所述终端设备自身为目的终端，并从所述最大相关值对应的元素位置中确定时隙起始位置。

在上述方案中，所述计算部分1402，经配置为：

其中，

，*表示卷积运算符；

其中，

。

在上述方案中，所述判定部分1404，经配置为：

当所述第一导频符号部分中的第一最大相关值

、所述第二导频符号部分中的第二最大相关值

、第一判定阈值T和第二判定阈值T ₁满足

且

时，判定符合导频检测的成功状态，且确定所述时隙起始位置为所述第一最大相关值

对应的元素位置

；或者，

当所述第一最大相关值

、所述第二最大相关值

、所述第一判定阈值T以及所述第二判定阈值T ₁满足T<

且

时，判定符合导频检测的成功状态，且确定所述时隙起始位置为所述第二最大相关值

对应的元素位置

。

在上述方案中，如图15所示，所述终端设备还包括第二确定部分1406，经配置为：相应于判定结果不符合所述导频检测的成功状态，则确定所述数据帧并非以所述终端设备自身为目的终端，停止接续接收所述数据帧并向基站上报用于标识所述数据帧非以所述终端设备自身为目的终端的事件信息。

在上述方案中，所述第一确定部分1405，还经配置为：在确定所述数据帧以所述终端设备自身为目的终端之后，向基站上报确认ACK信息。

可以理解地，在本实施例中，“部分”可以是部分电路、部分处理器、部分程序或软件等等，当然也可以是单元，还可以是模块也可以是非模块化的。

另外，在本实施例中的各组成部分可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并非作为独立的产品进行销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中，基于这样的理解，本实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）或processor（处理器）执行本实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM， Read Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

因此，本实施例提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有基于UWB系统的导频检测程序，所述基于UWB系统的导频检测程序被至少一个处理器执行时实现上述图7所示的技术方案及其实现方式和示例中所述基于UWB系统的导频检测方法步骤。

根据上述终端设备140以及计算机存储介质，参见图16，其示出了本发明实施例提供的一种能够实施上述终端设备140的具体硬件结构，可以包括：第一通信接口1601，第一存储器1602和第一处理器1603；各个组件通过总线系统1604耦合在一起。可理解，总线系统1604用于实现这些组件之间的连接通信。总线系统1604除包括数据总线之外，还包括电源总线、控制总线和状态信号总线。但是为了清楚说明起见，在图16中将各种总线都标为总线系统1604。其中，

所述第一通信接口1601，用于在与其他外部网元之间进行收发信息过程中，信号的接收和发送；

所述第一存储器1602，用于存储能够在所述处理器1603上运行的计算机程序；

所述第一处理器1603，用于在运行所述计算机程序时，执行以下步骤：

可以理解，本发明实施例中的第一存储器1602可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、可编程只读存储器 (Programmable ROM，PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable PROM，EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically EPROM，EEPROM)或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用，例如静态随机存取存储器(Static RAM，SRAM)、动态随机存取存储器 (Dynamic RAM，DRAM)、同步动态随机存取存储器(Synchronous DRAM，SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(DoubleData Rate SDRAM，DDRSDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(Enhanced SDRAM，ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储器(Synchlink DRAM，SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器(Direct Rambus RAM，DRRAM)。本文描述的系统和方法的第一存储器1602旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。

而第一处理器1603可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过第一处理器1603中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的第一处理器1603可以是通用处理器、数字信号处理器(Digital SignalProcessor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array， FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于第一存储器1602，第一处理器1603读取第一存储器1602中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。

可以理解的是，本文描述的这些实施例可以用硬件、软件、固件、中间件、微码或其组合来实现。对于硬件实现，处理单元可以实现在一个或多个专用集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuits，ASIC)、数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)、数字信号处理设备(DSP Device，DSPD)、可编程逻辑设备(Programmable LogicDevice，PLD)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)、通用处理器、控制器、微控制器、微处理器、用于执行本申请所述功能的其它电子单元或其组合中。

对于软件实现，可通过执行本文所述功能的模块(例如过程、函数等) 来实现本文所述的技术。软件代码可存储在存储器中并通过处理器执行。存储器可以在处理器中或在处理器外部实现。

具体来说，第一处理器1603还配置为运行所述计算机程序时，执行前述图7所示技术方案及其实现方式和示例中所述基于UWB系统的导频检测方法步骤，这里不再进行赘述。

可以理解地，上述为本发明实施例提供的关于终端设备140的示意性方案。需要说明的是，该终端设备140的技术方案与上述图7所示的基于UWB系统的导频检测方法的技术方案属于同一构思，上述终端设备140的技术方案未详细描述的细节内容，均可以参见上述图7所示的基于UWB系统的导频检测方法的技术方案的描述。

基于前述实施例相同的发明构思，参见图17，其示出了本发明实施例提供的一种基站170的组成，包括：

分配部分1701，经配置为：为处于所述基站覆盖的小区范围内的终端设备分配对应的导频序列；

生成部分1702，经配置为：基于目标终端设备的导频序列对应生成数据帧；

发送部分1703，经配置为：将所述数据帧在所述小区范围内进行发送；

接收部分1704，经配置为：接收处于所述小区范围内的终端设备发送的上报信息；其中，所述上报信息包括确认ACK信息或用于标识所述数据帧非以所述终端设备自身为目的终端的事件信息。

在上述方案中，所述发送部分1703，经配置为：将所述数据帧按照对应的目标终端设备分时复用无线链路在所述小区范围内发送。

另外，本实施例提供了一种计算机存储介质，该计算机存储介质存储有基于UWB系统的导频检测程序，所述基于UWB系统的导频检测程序被至少一个处理器执行时实现上述图11所示的技术方案及其实现方式中所述基于UWB系统的导频检测方法的步骤。针对计算机存储介质的具体阐述，参见前述相关内容中的说明，在此不再赘述。

基于上述基站170以及计算机存储介质，参见图18，其示出了本发明实施例提供的一种基站170的具体硬件组成，包括：第二通信接口 1801、第二存储器1802和第二处理器1803；各个组件通过总线系统1804耦合在一起。可理解，总线系统1804用于实现这些组件之间的连接通信。总线系统1804除包括数据总线之外，还包括电源总线、控制总线和状态信号总线。但是为了清楚说明起见，在图18中将各种总线都标为总线系统1804。其中，

其中，所述第二通信接口 1801，用于在与其他外部网元之间进行收发信息过程中，信号的接收和发送；

第二存储器1802，用于存储能够在第二处理器1803上运行的计算机程序；

第二处理器1803，用于在运行所述计算机程序时，执行：

基于目标终端设备的导频序列对应生成数据帧；

将所述数据帧在所述小区范围内进行发送；

可以理解地，本实施例中基站170的具体硬件结构中的组成部分，与前述技术方案中的相应部分类似，在此不做赘述。

具体来说，基站170中的第二处理器1803，还配置为运行所述计算机程序时，执行前述上述图11所示的技术方案及其实现方式中所述方法的步骤，这里不再进行赘述。

可以理解地，上述为本发明实施例提供的关于基站170的示意性方案。需要说明的是，该基站170的技术方案与上述图11所示的基于UWB系统的导频检测方法的技术方案属于同一构思，上述基站170的技术方案未详细描述的细节内容，均可以参见上述图11所示的基于UWB系统的导频检测方法的技术方案的描述。

需要说明的是：本发明实施例所记载的技术方案之间，在不冲突的情况下，可以任意组合。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种基于UWB系统的导频检测方法，其特征在于，所述方法应用于UWB系统的终端设备，所述方法包括：

获取各导频符号部分对应的最大相关值以及所述最大相关值对应的元素位置；

相应于判定结果符合所述导频检测的成功状态，则确定所述数据帧以所述终端设备自身为目的终端，并从所述最大相关值对应的元素位置中确定时隙起始位置；

其中，所述基于设定的导频序列分别计算对所述导频符号部分中各元素的相关值，包括：

其中，

为所述设定的导频序列；W _i是所述导频符号每隔K个元素所取出的值W _i=[w_0,i,w_1,i,..,w_N-1,i]；w_n,i=s_{mod(i+4*n,M-1)}；N表示所述设定的导频序列的长度；M表示所述导频符号的长度；S={s₀,s₁,...,s_M-1}为导频符号信息，i表示导频符号内的元素序号且