CN1726653A - 利用自适应数量传输路径接收超宽带信号的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用自适应数量传输路径接收超宽带信号的方法和系统。根据本发明，传输信号在符号时间T_s内包括沿着直接传输路径传输的直接连续调制脉冲序列(ID_ij0)和与各直接脉冲相关联且各沿着次传输路径传输的次脉冲序列(I_Dijk，k＞0)。本发明方法包括：在相同接收机电路上接收(A)所述直接和次脉冲序列；产生(B)复合相关模式{MCC_ijk} ^k＝0 _k＝N，其包括相对于第一基本相关模式有时间偏移的基本模式序列；计算(C)与所述多个次脉冲关联的各直接脉冲和该复合相关模式之间的全局相关系数(GCC)，从而得到该符号的全局相关值，即各直接和次脉冲的互相关系数之和。本发明适用于专业和家用设备的UWB无线电链路。

Description

利用自适应数量传输路径接收超宽带信号的方法和系统

技术领域

本发明涉及利用自适应数量传输路径接收超宽带信号的方法和系统。

背景技术

利用超宽带信号(也称为UWB)的无线电通信技术不使用载频。该技术不用调制信号或支持载波，而是利用具有小于1纳秒的极短宽度的承载脉冲在基带中直接传输要传输的信息，并且因此需要数GHz的很大带宽。

因为这些脉冲以低功率传输，所以传输信号的功率谱密度很低。

因此UWB信号不是连续信号，而是具有很低周期比(cyclicalratio)的很短的脉冲序列。

通常情况下，通过伪随机序列控制的时间跳动(跳时)，执行该类型信号传输的多路接入。可以通过波形因数或甚至连续脉冲的延迟，对信号进行幅度调制。

与利用载波的基本技术概念相比，发送和接收UWB信号的技术仅仅是这种技术，并且与检测扩频信号的技术类似。

特别地，用于UWB信号的“梳状”接收机被设计用于在具有干扰的环境下工作，其中，使用这些接收机的位置的布局产生了复杂的传输信道，由于很多次(secondary)传输路径的原因，这些传输信道是变化的或缓慢变化的，并且，该布局实际上阻止了直接可见的传输路径的存在。

为此原因，因此从当前技术所知的用于UWB信号的接收机通常具有被称作“梳状”的结构，该结构是从扩频信号接收机的结构得到的。

如图1A所示，上述UWB接收机包括经由梳子“单元”的接收支路，每个接收支路处理一个给定的接收路径。根据接收机设计者所追求的目标，在将α_i、α_j、α_N进行加权之后，重新组合各接收支路的输出。

为了确保接收机的正确工作，必须分配其中一个接收支路，用来搜索脉冲的新的次和/或主传输路径。因为“梳状”UWB接收机具有“N”个单元或路径，所以必须提供N+1个接收支路。

如图1B所示，在梳状UWB接收机的情况下，接收支路由模拟相关器、相关模式发生器和模拟积分器组成。由接收机的控制逻辑发起相对于所述接收支路的路径跟踪。

将梳状UWB接收机同步时，该接收机的控制逻辑发起脉冲到达时间对应的模式的产生。这样就产生了一个相关模式，该相关模式被配置为与接收的脉冲具有高的互相关(intercorrelation)值，而与白噪声具有零互相关值。高中等互相关值表示存在直接脉冲或次脉冲。

图1C示例性地描述了该原理在2-PPM数字调制情况下的一个例子，通过在时间上错开的两个脉冲A和B的传输，描述了二进制值0和1的传输。

配置该相关模式，使得：对于与传输0值对应的非错开脉冲(A)，互相关系数为正；而对于与传输1值对应的错开脉冲(B)，互相关系数为负；没有脉冲时，互相关系数为0。因此，该相关模式相对于对称中心是对称的。

然而，因为一个符号通常是在数个脉冲上进行编码的，所以，相对于同一符号，必须将获得的各脉冲的互相关系数的值进行积分，从而获得该符号的全局相关系数值。将该值发送到接收机的控制逻辑，以便在该位置根据所用编码方法解释该值，从而得到所传输的符号。

图1D示出了两个同时具有伪随机序列的用户的PPM调制的情况下的另一个具体例子。该例子中，符号被重复了三次，所以每个用户发送了三个表示相同符号的脉冲。因此，符号时间Ts被分成三个Tf帧，每个用户在每个Tf帧中对单个唯一的脉冲进行了编码。

根据属于每个用户的伪随机序列的值，该脉冲在Tf帧中的位置相对于基本帧间隔是固定的。最后，当所示二进制传输是值1时，每个脉冲相对于每个基本帧间隔的开始点错开时间长度δ，而当传输值0时，没有错开操作。

上述梳状UWB接收机的复杂性过高，因为每个附加的单元都预示着对附加接收支路的积分。因此，鉴于积分、空间需求、成本和消耗方面的原因，对于该类型接收机可以具有的单元数量，限制是比较严格的。

实际上，很少能够使梳状UWB接收机具有多于4个单元，即五个可操作的接收支路。

因此，该类型接收机仅限于高级应用，其中，与连接质量方面的总体效果标准相比，成本标准是次要的。

已经构想了完全数字化的梳状UWB接收机解决方案，其中在天线输出端直接将接收信号数字化。然而，由于上述数字化信号完全基于软件处理，所以该类型接收机的结构不再与传统梳状结构一致，由于当前模拟/数字转换器不适用于该类型，并且当前数字信号处理器不能实时地执行施加在上述数字信号上的数字处理操作，所以，该类型解决方案当前是不可行的。

发明内容

本发明的目的是克服当前技术在使用梳状UWB信号接收机中的所有缺点。

特别地，本发明的一个方面是使用一种接收超宽带UWB信号的方法和系统，其物理结构与当前技术的梳状UWB接收机的结构相比大大简化。

本发明的另一个方面使用一种接收UWB信号的方法和系统，通过使用该方法和系统，上述结构简化带来操作成本的明显降低。

本发明的另一个方面是使用一种接收超宽带信号的方法和系统，通过使用该方法和系统，因为对有效处理的主和次传输路径数量没有物理限制，所以，尽管所用的结构显著简化，但却实现了连接质量和总体效用的显著提高。

最后，由于没有对上述有效主和次路径数量的物理限制，所以，本发明的另一方面是使用一种利用自适应数量的有效处理的传输路径来接收超宽带信号的方法和系统，从而优化发射机和接收机之间的无线连接质量，即使传输信道是在恶劣且变化的环境下建立的。

本发明涉及的UWB接收方法和系统用于所有类型的家用或专业设备的无线电连接，尤其用于与通过无线电/微波手段进行传输的信道相对应的、易变化的或受到干扰的环境。

附图说明

通过下面对附图的描述和分析，可以更好地理解本发明。其中，

图1A至1D涉及当前技术；

图2示例性地描述了执行本发明涉及的方法的必要步骤的流程图；

图3A至3D完全示例性地描述了在以2-PPM模式执行传输作为非限制性例子的情况下基于根据本发明涉及方法的复合相关模式检测沿多个路径传输的符号的时序图，其中考虑了沿直接和次路径传输的直接和次脉冲；

图4A完全示例性地以方框图的形式描述了根据本发明主题的、具有自适应数量的传输路径、用于接收UWB信号的系统的操作图；

图4B示例性地描述了执行图4A所示的本发明涉及的系统的操作流程图。

发明详述

下面参考图2及之后的附图，详细描述根据本发明主题的超宽带信号接收方法和系统。

通常情况下，应该注意的是，超宽带信号的传输过程与以上参考图1A至1D的描述相对应，在这些条件下，本发明涉及的接收方法使得在一个符号时间Ts内接收到已调制的连续直接脉冲序列，每个脉冲沿至少一个直接传输路径传输，多个分开的连续次脉冲与该脉冲序列相关联，每个次脉冲沿着与该直接传输路径分开的次传输路径传输。

在这些条件下，尤其应该理解的是，每个直接脉冲对应于最短的传输时间，每个与上述直接脉冲相关联的分开的连续次脉冲，相对于接收与这些次脉冲相关联的直接脉冲的时间在时间上相继错开。

该直接传输路径和次传输路径根本没有提供在这些路径上传输的相应脉冲的反射数量的指示。然而，这些分开的连续次脉冲是由显著增加的反射数量产生的，每个反射都是衰减源，并且认为该分开的连续次脉冲的幅度和能量根据它们的接收次序显著下降。

因此，考虑脉冲ID_ij的传输，当使用例如2-PPM类型调制时，这些脉冲对应于例如图1D所示的传输脉冲。在上述标号ID_ij中，下标i指图1D的情况中的用户1或2，下标j指根据分配给每个用户的伪随机码在每个Tf帧中传输脉冲的次序。

作为非限制性例子并为了简化描述，图1D中分配给用户i＝1、i＝2中每一个的伪随机码被认为相继地与该符号时间的组成帧相对应，对于用户1，上述用户的伪随机码为j＝1、3、7，对于用户2为j＝5、4、1。

为简单起见，错开时间δ与图1D中的情况相同。

参考图2，本发明涉及的方法包括：在步骤A中，在相同接收电路上接收调制的连续直接脉冲序列及多个与各已调制的连续直接脉冲相关联的次脉冲。

在这些条件下，直接脉冲序列及其关联的次脉冲表示为：

$\{{\mathrm{ID}}_{\mathrm{ijk}}{\}}_{k=0}^{k=N}$

在该符号中，i和j分别表示用户标号和符号时间Ts中的帧标号，k表示接收脉冲的次序，即直接脉冲和/或次脉冲的次序。

例如，通常情况下，所示出的是，在每个Tf帧中，直接脉冲的次序被任意地设为等于0，即k＝0，次序k＝1至N为连续分开的次脉冲。

接收步骤A之后是步骤B，步骤B包括：通过计算，生成一个由基本相关模式序列构成的复合相关模式。

一般情况下，所示出的是，在2-PPM调制的非限制性例子中，每个基本相关模式对应于作为模板的参考信号，如图1C所示。

更精确地，所示出的是，基本相关模式序列包括第一基本相关模式，第一基本相关模式与每个直接脉冲相关联，也就是说，与其在每个Tf帧中的位置对应于分配给每个用户的伪随机码给出的位置的任何脉冲相关联，当然，基本相关模式序列还包括连续基本相关模式，这些连续基本相关模式各与次序K(k∈[1，N])的连续次脉冲相关联。

当然，与每个次脉冲关联的连续基本相关模式，相对于与直接脉冲相关联的第一基本相关模式，有一个时间错开值，该值对应于一方面在直接传输路径上次序k＝0的直接脉冲的传输时间和另一方面在相应次传输路径上具有连续次序k∈[1，N]的相关联的次脉冲的传输时间之间的传输时间差值。

参考图2，在步骤B中，复合相关模式由下面的符号表示：

$\{{\mathrm{MCC}}_{\mathrm{ijk}}{\}}_{k=0}^{k=N}$

作为非限定性例子，为了生成上述复合相关模式，通过滑动相关(sliding correlation)，检测在一个符号时间内接收的所有直接和次脉冲。已经发现，在一个符号时间内用这种方式执行的计算可用于之后的符号时间，原因在于，在一个符号时间内，或者如果必须在两个连续符号时间内，传输信道被认为是基本不变的。下面将更详细地描述执行和计算复合相关模式的过程。

步骤B之后是步骤C，步骤C包括：计算与所述多个次脉冲相关联的各直接脉冲和该复合相关模式之间的全局互相关系数的值。

在图2的步骤C中，该操作表示为：

$\mathrm{GCC}=\underset{T_k}{\mathrm{\Σ}}I{D}_{\mathrm{ijk}}*\mathrm{MC}{C}_{\mathrm{ijk}}$

上述关系指出的是，GCC表示全局互相关系数的值，该值是在与多个次脉冲相关联的各直接脉冲和上述复合相关模式之间得到。

所指出的是，全局互相关系数GCC的值因此是通过为相同符号传输的各调制脉冲获得的各直接和次脉冲的互相关系数求和而构成的，并且表示为每个用户传输的符号的全局相关值。

因此，参考图2的步骤C，计算全局互相关系数的操作包括：计算每个基本互相关模式和与每个基本互相关模式关联的直接或次脉冲之间的基本互相关系数，然后，在符号时间Ts内对所有基本互相关系数值进行积分。

现在参考图3A、3B、3C和3D所示的脉冲时序图，来描述图2所示的步骤A、B和C的执行。

图3A示出了图1D的非限定性例子中的调制的连续直接脉冲序列和与每个直接脉冲相关联的次脉冲序列。

通过阴影线和点区分示出了为用户1和2生成的次序k＝0的直接脉冲，为了不使附图过于复杂，次序k＞1的次脉冲被限制到k＝3。

尤其应该理解的是，相对于任意后续直接脉冲k＝0，诸如ID₁₁₁至ID₁₁₃之类的次脉冲位置可以是任意位置。

在这些条件下，参考上述约定，每个与相应的直接脉冲关联的次脉冲的错开时间θ₁₁、θ₁₂、θ₁₃和θ₂₁、θ₂₂、θ₂₃在每个连续帧间隔Tf内无变化地重复。

这样，可以通过以下方式生成图3B所示的复合相关模式；

-在次序k＝0的各直接脉冲上，锁定每个基本相关模式；

-计算连续基本相关模式的互相关系数，生成该连续基本相关模式的时间间隔对应于以例如如图1C所示的每个基本相关模式的组成模板的时间分辨率；

-仅选择那些互相关结果大于某阈值的连续基本相关模式，例如，以便构成图3B所示的复合相关模式。

在这些条件下，应该理解的是，上述复合相关模式实质上不仅由在次序k＝0的直接脉冲出现时产生的基本相关模式组成，而且也由与基本相关模式的互相关系数大于上述阈值的次序k＞1的次脉冲出现时产生的基本相关模式组成。

然后，如图3C及3D所示，根据图3B所示的复合相关模式和上述脉冲序列，执行计算每个用户及直接脉冲和与之关联的次脉冲的全局互相关系数GCC值的处理。

所指出的是，通常情况下，虽然根据直接脉冲及分配给各用户的伪随机码，基本上在一个符号时间内进行复合相关模式的同步，但次脉冲的次序的区别不是绝对必要的，最终只考虑这些脉冲在符号时间Ts中的位置。

因此，本发明涉及的方法在以下方面显得尤其优越：为了确保复合相关模式以及全局互相关系数值的计算操作，最终保持的脉冲数量可以很高且容易地选择，比如，根据使用和执行本发明涉及的方法的特征，对于每个直接脉冲，保持10个次脉冲。

特别地，可以通过考虑次脉冲的幅度和/或能量的级别或更简单地考虑保持脉冲的有效数量，来指导保持脉冲数量的选择。

这样，对于一组可数的直接和次脉冲，考虑到两个连续脉冲的时间区别，本发明涉及的方法包括：保持最初N条路径，上述最初N条路径包括与关联的调制脉冲的最短传输时间相对应的次序k＝0的直接路径以及N-1条各与连续增长的次脉冲的传输时间相对应的次路径。

在该解决方案中，参考图3A和3B，所指出的是：保持的次脉冲数量可以从相同帧中区分出任意直接脉冲并保持在两个连续直接脉冲或甚至三个连续直接脉冲之间的次脉冲。以该方式保持的次脉冲数量使得最初N条路径被定义和保持。

考虑到这组可数的直接脉冲和次脉冲，用于选择次脉冲数量的另一种可能为：保持使直接脉冲或次脉冲的幅度或能量最大的N条路径。

当然，除了区分那些幅度和能量被认为是最大值的次序k＝0的直接脉冲之外，该类型的操作方法还包括：根据其幅度和/或能量来区分次脉冲，以便保持具有最大幅度和/或能量的N个脉冲。

然而，应该理解的是，关于本发明涉及的方法的执行，如果只利用与直接脉冲关联的次脉冲的数量N来区分，很可能被发现比利用上述脉冲的幅度和/或能量标准来区分效果差。

无论如何，可以根据最初N条路径的选择标准以便执行更快的处理，或相反，根据该传输环境中的直接脉冲和次脉冲的最大幅度和/或能量相对应的N条路径的选择标准，来适应保持路径的数量N。因此，这种类型的操作方法使通过超宽带信号的连接质量得到优化。

如图3B中的时序图所示，关于计算复合相关模式的操作，所指出的是，该过程包括：通过至少一个符号时间Ts上的相关，根据直接脉冲或次脉冲，建立连续直接脉冲与次脉冲的传输时间及其之间的传输时间差值的传输信道映像；然后通过滑动相关，更新传输信道的映像，从而更新次传输路径以及必要时直接传输路径的出现和消失，并在至少一个符号时间内建立复合相关模式，作为该传输信道的更新映像。

现在参考图4A和4B详细描述本发明涉及的接收表示符号的超宽带信号的系统。

如图4A所示，本发明涉及的该系统包括调制的连续脉冲序列的共用接收电路，即次序k＝0的直接脉冲和次序k＞0的次脉冲的共用接收电路。

作为非限定性例子，该共用接收电路包括天线An和构成天线放大器的低噪声放大器LNA。

它们还包括装置1，用于通过至少一个符号时间Ts上的相关，根据直接脉冲或次脉冲，建立连续直接脉冲与次脉冲的传输时间及其之间的传输时间差值的传输信道映像；

如上所述，关于本发明涉及的方法，获取与更新装置1通过滑动相关，更新次传输路径和主传输路径的出现和消失，并且，当然，在至少一个符号时间内建立复合相关模式，即上述模式MCC_ijk。

如图4A所示，获取与更新装置1发送表示传输信道映像的路径列表信号，在图4中该路径列表被表示为LT，例如，每符号时间Ts传输该列表。

作为非限制性例子，所指出的是，该路径列表信号可以与在该符号时间内必须连续产生每个基本相关模式以生成上述复合相关模式MCC_ijk的时间的指定相对应。

以与复合相关模式MCC_ijk相同的方式，所指出的是，路径列表信号LT指示的时间相对于与各直接脉冲关联的第一基本相关模式的时间当然有一个时间错开值，该值是直接脉冲在直接传输路径上的传输时间和关联的次脉冲在相应次传输路径上传输的传输时间之间的传输时间差值。

另外，本发明涉及的系统包括单独相关装置2，其接收用于直接和次传输路径的路径列表信号LT，该单独相关装置2计算与多个次脉冲关联的各直接脉冲和复合相关模式MCC_ijk之间的全局互相关系数GCC的值。

下面参考图4A更详细地描述获取与更新装置1。

根据第一实施例，上述获取与更新装置1包括全局获取与跟踪相关装置，其用1₁表示，并且该装置1₁接收公用接收电路发送的连续脉冲序列，并发送一个表示为GAC₁的全局获取相关系数值。

更精确地，所指出的是，以与图1B所示的当前技术设备相似的方式，该全局获取相关装置1₁包括相关器1₁₂、积分器或求和积分器1₁₃以及基本同步模式SEM₁的发生器1₁₁。

获取与更新装置1还包括信道扫描与跟踪模块1₀，其接收上述全局获取与跟踪相关装置1₁发送的全局获取相关系数值GAC₁以及单独相关装置2发送的全局互相关系数值GCC。

信道扫描与跟踪模块1₀发送上述关于实现本发明涉及的方法的直接和次传输路径的列表LT，以及在该符号时间内发送同步信号ST₁到构成获取与更新装置1₁的基本同步模式发生器1₁₁。

特别地，同步信号ST₁与图3B中所示的时序图在位置(1)相对应。

在这些条件下，通过滑动相关获取信道的映像之后，基本同步模式发生器1₁₁发送一组基本同步模式SEM₁，其形成一个获取相关模式，该获取相关模式基本上对应于在传输信道没有显著变化的情况下可以预测每个直接脉冲或与之关联的次脉冲的存在时产生的基本相关模式的存在。

关于通过滑动相关的获取和跟踪处理的更详细描述，可以参考例如Robert Fleming，Cherie Kushner，Gary Robert，Uday Nandiwada，AEther Wire & Location Inc发表的题目为“Rapid Acquisition forUltra-Wideband Localizers”的文章。上述文章可在网址http：//www.aetherwire.com获得。

作为非限制性例子，所指出的是，同步信号ST₁在该符号时间内当然被同步。

到这里，如上所述，根据每个用户的伪随机码以及每个伪随机码产生的直接脉冲的位置，再根据路径列表LT，信道扫描与跟踪模块1₀可以产生同步信号ST₁。

在一个变形结果中，可以根据基本同步模式发生器1₁₁保存的伪随机码，执行图3B的位置(2)所示的产生基本同步模式的时间的选择，然后将同步信号ST₁换算为构成一个时间基准的连续等距脉冲序列，例如，该等距脉冲被与两个连续直接和/或次脉冲的区分分辨率相对应的时间段分开。在每个符号时间T_S重复这些脉冲。

因此，应该理解的是，图3B的位置(2)中所示的信号与基本同步模式发生器1₁₁发送到全局获取相关装置的相关器1₂₂的获取相关模式相对应。

上述操作方法，根据与传输信道变化性相关的直接和次传输路径的出现和/或消失，基于单独相关装置发送的先前符号时间的全局相关系数值GCC，通过滑动相关，更新后面符号时间的路径列表信号LT。

尤其应该理解的是，在稳定状态下，即，当传输信道不变时，从一个符号时间到另一个符号时间的路径列表信号LT基本不变。

相反，当次脉冲消失或出现时，例如，发送到相关器1₂₂的获取相关模式被修改，当然，相应的全局相关系数值GAC₁也被修改。

对相关系数值GCC和GAC₁进行比较，从而保持获取相关模式的修改，并且，更新后面符号时间的路径列表信号LT，以便最终更新单独相关装置2的相关处理。

无论如何，应该理解的是，在平衡的位置建立信道之后，即，当信道不变时，信道扫描与跟踪模块发送的路径列表信号LT是利用单独相关装置发送的全局互相关系数值GCC最大时接收的连续脉冲序列、通过复合相关时间形成的。

对于该单独相关装置，如图4A所示，所指出的是，以与全局获取相关装置相似的方式，该单独相关装置包括：相关器2₂，从共用接收电路接收连续脉冲序列；积分器或求和积分器2₃，根据相关器2₂发送的基本相关值，计算全局相关系数值GCC；以及符号确定电路2₄，接收全局相关系数值GCC。

另外，单独相关装置2包括：接收控制电路2₀，接收上述路径列表信号LT；及基本相关模式发生器2₁，接收由接收控制模块2₀发送的信号。基本相关模式发生器2₁发送图3B的位置(2)所示的复合相关模式2₁。

对于接收控制模块2₀，所指出的是，根据路径列表信号LT，该模块发送与上述相关时间相对应的触发脉冲序列。根据为接收控制模块2₀发送的每个触发脉冲生成的基本相关模式，以该方式获得的脉冲序列使得生成复合相关模式，如图3B的位置(2)处的例子所示。

最后，在使用本发明涉及的设备的一个变形中，如图4A所示，所指出的是，该设备可以包括多个全局获取与跟踪相关装置，即上述装置1₁和虚线示出的1₂。该全局获取与跟踪相关装置与上述装置1₁是相同的，因此，其具有相似的标号，1₂₂表示相关器，1₂₃表示积分器或求和积分器，1₂₁表示基本同步模式发生器，SEM₂表示基本同步模式。

可以提供两个或多个全局获取与跟踪相关装置，信道扫描与跟踪模块1₀对于所有上述装置是共用的。

在该类型情况下，信道扫描与跟踪模块1₀接收图4A中相应的全局获取相关系数GAC₁、GAC₂的值，而发送上述图4A中所示的多个同步信号ST1、ST2。

这样，全局获取与跟踪相关装置1₁、1₂等每一个都包括相互关联的基本同步模式发生器1₁₁和1₂₁。它们中的每一个均接收信道扫描与跟踪模块1₀发送的特定相关时间列表信号，即，信号ST₁和ST₂及之后的信号。这些信号可以与错开的诸如帧段之类的时间段相对应，例如，这些段是连续且互补的。这使得通过互补连续时间段和滑动相关生成连续基本同步相关模式序列，并且，以这种方式，使得通过构成多个全局获取与跟踪相关装置的全局获取与跟踪相关装置的数量来划分传输信道的映像的获取时间。

因此，图4A所示的本发明涉及的系统的操作方法可以按以下方式由图4B描述。

当建立连接时，调用初始化步骤100，其中，初始化图4A所示的接收系统，具体地，例如，将所有计算值复位到0。

初始化完成后，步骤100之后跟随步骤101，步骤101通过上述滑动相关来探测信道及搜索同步。如上所述，根据用于每个用户的伪随机码以及接收、发送脉冲并从而接收脉冲的位置，考虑上述伪随机码，执行该步骤。通过在检测每个主脉冲位置之后检测和标记主路径，主相关峰值的出现使得图4A所示的本发明涉及的接收系统与发射机同步。然后，在这种情况下，检测表示次传输路径的存在的次相关峰值，并且因此更新全局相关系数GCC和全局获取相关系数GAC的值。

然后，信道扫描与跟踪模块1₀识别待处理的路径，并通过与当前技术设备相同的方式，可选地给它们分配加权系数，并如上所述标注连续脉冲的相应传输时间。

应该注意的是，根据本发明涉及的方法和系统的具体操作方法，可以通过保持N条最强路径或最初N条路径或必要时两种方式的折衷，来进行路径选择。

执行同步之后，利用得到的同步，步骤101之后执行单路径接收步骤102，该步骤期间，可以执行路径选择。

作为非限制性例子，一种特别有利的选择过程可以包括：处理到达的第一路径，然后逐个地添加后面的路径，直到考虑附加的路径不再增加全局信噪比为止。

执行步骤102之后，当获得单路径接收时，即，已经接收到主路径并且也确定了次脉冲的传输路径的选择时，然后，可以使用上述选择。

在这种情况下，相关器之一，图4A的相关器2₂在接收模式下工作，而获取与跟踪相关装置1₁的相关器1₁₂根据滑动相关进行工作，以便保持传输信道的映像的更新。在图4B的步骤103执行该操作，然后，以多路径模式进行接收。

尤其应该理解的是，信道扫描与跟踪模块检测传输路径的出现和消失，并跟踪上述路径。可以根据上述能量标准或信噪比标准进行路径的跟踪。

因此，应该理解的是，信道扫描与跟踪模块1₀从而提供路径的动态处理，在使用加权系数时分配和修改加权系数，并改变处理路径列表，从而改变路径列表信号LT，以重新更新。

在这些条件下，应该理解的是，对于更新传输信道的映像，以这种方式采用的跟踪处理可以保持连接质量的目标。

操作103之后是多路接收操作104，操作104包括更新路径的选择，即，更新路径列表LT。在图4B中，从步骤104返回到步骤103的箭头表明多路接收、信道扫描和路径列表LT更新的连续特征。

最后，当通信结束时，如果必须的话，重新返回初始化步骤。

参考图4B，所指出的是，在快速变化的传输信道的情况下，即信道具有很大变化性，通过利用多个全局获取相关装置1₁、1₂等，可以很大程度地加速传输信道的跟踪处理。

在使用2-PPM调制传输UWB脉冲和每符号重复三帧的例子中，例如，可以利用全局相关装置进行通过帧和帧时间的获取和跟踪。

最后，当保持该扫描与跟踪模块1₀选择的每条保持路径的权重时，可以在单独全局相关装置2的基本相关模式发生器2₁中执行该加权操作，然后在上述发生器2₁向每个基本模式施加与关联路径的加权系数成比例的幅度。在这种情况下，如果必须的话，可以添加图中2_1a所示的控制该模式幅度的设备。

上面已经描述了接收表示符号的超宽带信号的方法和系统，其有效之处尤其在于：相关装置的数量实际上缩减到两个，即如上所述的确保实际接收的单独相装置和全局获取相关装置。此外，由于处理路径的数量是自适应的，所以本发明涉及的方法和系统显得尤其优越之处在于：该自适应特征是由操作期间选择和适应处理接收路径的数量的能力带来的。

通过这种方式，根据本发明主题的接收机适于动态地修改它的特性并因此有效地适应由诸如连接质量、独立性限制和传输信道变化性之类的参数特征指示的操作环境。最后，处理路径的数量不限于物理实现的偶然性，而是由例如信噪比值相关的标准或具体能量标准来限制。

Claims (12)

1.接收表示符号的超宽带信号的方法，在传输信道上传输的该信号在一个符号时间内包括调制的连续直接脉冲序列，每个脉冲沿至少一个直接传输路径传输，多个分开的连续次脉冲与该脉冲序列关联，所述次脉冲各沿一个次传输路径传输，该方法的特征在于，在相同的接收电路上接收所述调制的连续直接脉冲序列和与每个所述调制的连续直接脉冲关联的所述多个次脉冲，所述方法包括：

—产生由基本相关模式序列构成的复合相关模式，所述基本相关模式序列包括与每个直接脉冲关联的第一基本相关模式以及各与连续次脉冲关联的连续基本相关模式，所述连续基本相关模式相对于所述第一基本相关模式有一个时间错开值，该值为所述直接脉冲在所述直接传输路径上的传输时间和所述关联的次脉冲在相应的次传输路径上传输的传输时间之间的时间差；

—计算与所述多个次脉冲关联的各直接脉冲和所述复合相关模式之间的全局互相关系数值，从而获得所述符号的全局相关值，该值为各所述直接和次脉冲的互相关系数之和，所述直接和次脉冲是为同一符号发射的各调制脉冲而获得的。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算全局互相关系数值的步骤包括：

—计算每个基本互相关模式和与每个所述基本互相关模式关联的直接或次脉冲之间的基本互相关系数；

—在所述符号时间内，对该组基本互相关系数值进行积分，从而传输表示所述信号全局相关值的全局互相关系数值。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，对于一组可数的脉冲，即在一条直接路径上或多条次传输路径的次路径上传输的直接脉冲和次脉冲，所述方法包括保持最初N条路径，所述最初N条路径包括所述关联的调制脉冲的最短传输时间对应的直接路径和各连续增长的次脉冲传输时间对应的N-1条次路径。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，对于一组可数的脉冲，即在一条直接路径上或多条次传输路径的次路径上传输的直接脉冲和次脉冲，所述方法包括保持所述直接脉冲或次脉冲的幅度最大的N条路径。

5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，根据最初N条路径的选择标准，或根据依照传输条件的所述直接脉冲和所述次脉冲的最大幅度对应的N条路径的选择标准，来适应保持路径的数量N，从而使得通过超宽带信号的连接质量得到优化。

6.根据权利要求1到5中任一所述的方法，其特征在于，所述产生复合相关模式的步骤包括：

—通过至少一个符号时间上的相关，根据直接脉冲或次脉冲，建立所述连续直接脉冲与次脉冲的传输时间及其之间的传输时间差值的传输信道映像；

—通过滑动相关，更新所述传输信道的所述映像，从而更新次传输路径和/或所述直接传输路径的出现和消失，并在至少一个符号时间内建立作为所述传输信道的更新映像的所述复合相关模式。

7.接收表示符号的超宽带信号的系统，在传输信道上传输的该信号在一个符号时间内包括调制的连续直接脉冲序列，每个调制脉冲沿至少一个直接传输路径传输，多个分开的连续次脉冲与该脉冲序列关联，所述次脉冲各沿一个次传输路径传输，其特征在于，该系统至少包括：

—共用接收装置，用于接收所述调制连续脉冲序列和与每个所述调制连续直接脉冲关联且连接到所述共用接收装置的所述多个次脉冲；

—获取与更新装置，用于通过至少一个符号时间上的相关，根据直接脉冲或次脉冲，获取和更新连续直接脉冲与次脉冲的传输时间及其之间的传输时间差值的传输信道映像，所述获取与更新装置通过滑动相关，更新次传输路径和/或所述主传输路径的出现和消失，并且，在至少一个符号时间上，建立一个由连续基本相关模式序列构成的复合相关模式，所述连续基本相关模式各与一个直接脉冲和多个连续次脉冲关联，每个连续基本相关模式相对于与每个直接脉冲关联的所述第一基本相关模式有一个时间错开值，该值为所述直接脉冲在所述直接传输路径上的传输时间与关联的次脉冲在相应的次传输路径上传输的传输时间之间的传输时间差，所述获取与更新装置传输表示所述传输路径映像的路径列表信号；

—单独相关装置，该装置接收直接和次传输路径的路径列表信号，该装置计算与所述多个次脉冲关联的各直接脉冲和所述复合相关模式之间的全局互相关系数值，从而获得所述符号的全局相关值，该值是各所述直接和次脉冲的互相关系数之和，所述直接和次脉冲是为相同符号发射的各调制脉冲而得到的。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述获取与更新装置包括：

—至少一个全局获取与跟踪相关装置，该装置从所述共用接收装置接收所述连续脉冲序列，并发送一个全局获取相关系数值；

—信道扫描与跟踪模块，该模块至少接收所述全局获取相关系数值和所述全局相关系数值，并且，一方面发送直接和次传输路径的所述路径列表信号，另一方面向所述全局获取与跟踪相关装置发送同步信号。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述全局获取与跟踪相关装置包括：

—相关器与求和积分器，所述相关器接收收到的所述连续脉冲序列，所述求和积分器发送所述获取相关系数值；

—基本同步模式发生器，该发生器接收所述同步信号并向所述相关器发送获取相关模式，所述同步信号包括连续基本相关模式时间序列，从而，根据依照所述传输信道的变化性的直接和次传输路径的出现和消失，基于所述单独相关装置发送的先前时间符号的全局相关系数值，通过滑动相关，更新后面符号时间的路径列表信号。

10.根据权利要求7到9中任一所述的系统，其特征在于，所述信道扫描与跟踪模块发送的所述路径列表信号是通过所述复合相关时间利用所述单独相关装置发送的所述全局互相关系数值最大时接收到的所述连续脉冲序列形成的。

11.根据权利要求8到10中的任一所述的系统，其特征在于，该系统包括多个全局获取与跟踪相关装置，所述多个全局获取与跟踪相关装置接收所述收到的连续脉冲序列，每个全局获取与跟踪相关装置与一个基本同步模式发生器关联，由全局获取与跟踪相关装置和与之关联的所述基本模式发生器形成的组合件接收所述信道扫描与跟踪模块发送的特定相关时间列表信号，所述特定相关时间列表信号对应于错开的时间段，从而通过连续互补时间段以及通过滑动相关，产生连续基本相关模式序列，并且通过构成所述多个全局获取与跟踪相关装置的全局获取与跟踪相关装置的数量来大致地划分所述传输信道的映像的获取时间。

12.根据权利要求7到11中任一所述的系统，其特征在于，所述单独相关装置至少包括：

—基本相关模式发生器，并且与该发生器关联，

—加权模块，用于对构成所述复合相关模式的至少一个基本相关模式进行加权。

Images