DE102020203238B4

DE102020203238B4 - Method and system for determining a multipath influence, method for determining the position of an object and device for data processing

Info

Publication number: DE102020203238B4
Application number: DE102020203238.6A
Authority: DE
Inventors: Markus Robens; Christian Grewing; Stefan Van Waasen
Original assignee: Forschungszentrum Juelich GmbH
Current assignee: Forschungszentrum Juelich GmbH
Priority date: 2020-03-13
Filing date: 2020-03-13
Publication date: 2023-02-16
Anticipated expiration: 2040-03-14
Also published as: DE102020203238A1

Abstract

Verfahren zur Bestimmung eines Mehrwegeeinflusses eines Signals, bei dem unter Nutzung eines empfangenen Bandpass-Signals (1) eine Inphasenkomponente (I) und eine Quadraturkomponente (Q) erzeugt werden, wobei das empfangene Bandpass-Signal (1) ein Produkt einer Multiplikation eines Trägersignals mit einem bipolaren Nutzsignal ist, wobei eine erste zeitliche Ableitung der Inphasenkomponente (dl/dt) und/oder eine erste zeitliche Ableitung der Quadraturkomponente (dQ/dt) zum Erhalt einer Information über einen Mehrwegeeinfluss des Bandpass-Signals (1) genutzt werden.Method for determining a multipath influence of a signal, in which an in-phase component (I) and a quadrature component (Q) are generated using a received bandpass signal (1), the received bandpass signal (1) being a product of a multiplication of a carrier signal by a bipolar useful signal, a first time derivative of the in-phase component (dl/dt) and/or a first time derivative of the quadrature component (dQ/dt) being used to obtain information about a multipath influence of the bandpass signal (1).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Bestimmung eines Mehrwegeeinflusses eines Signals, ein Verfahren zur Positionsbestimmung eines Objekts, ein computerimplementiertes Verfahren, eine Vorrichtung zur Datenverarbeitung sowie ein Computerprogramm.The invention relates to a method and a system for determining a multipath effect of a signal, a method for determining the position of an object, a computer-implemented method, a data processing device and a computer program.

Zur Positionsbestimmung von Objekten ist eine Vielzahl an Verfahren bekannt, die zum großen Teil auf funkbasierter Sendung und Empfang elektromagnetischer Wellen basieren. Diese sind häufig für die Bestimmung der Position von Gegenständen oder Personen im Freien geeignet. So sind etwa Verfahren bekannt, die aufgrund einer Laufzeit oder einer Laufzeitdifferenz eines Signals einen Abstand zwischen Sender und Empfänger ermitteln und auf diese Weise bei der Nutzung mehrerer Sender bzw. Empfänger eine Positionsbestimmung ermöglichen.A large number of methods are known for determining the position of objects, which are largely based on radio-based transmission and reception of electromagnetic waves. These are often suitable for determining the position of objects or people outdoors. For example, methods are known which determine a distance between the transmitter and receiver on the basis of a transit time or a transit time difference of a signal and in this way enable position determination when using a plurality of transmitters or receivers.

Bei der Positionsbestimmung im Inneren von Gebäuden treten dagegen in wesentlich größerem Umfang Störsignale auf, die die beschriebenen Verfahren erschweren oder unmöglich machen. Durch Reflexion an Oberflächen und Wechselwirkung mit Gegenständen werden Signale vervielfältigt, in der Phase verschoben, abgeschwächt und verzögert. Statt eines einzigen Signals wird somit eine Vielzahl sich überlagernder Signalanteile empfangen, deren Interpretation schwierig bis unmöglich ist. Dies wird als Mehrwegeeinfluss bezeichnet.When determining positions inside buildings, on the other hand, interference signals occur to a significantly greater extent, which make the methods described more difficult or impossible. Signals are multiplied, shifted in phase, weakened and delayed by reflection on surfaces and interaction with objects. Instead of a single signal, a large number of overlapping signal components are received, the interpretation of which is difficult or even impossible. This is called multipath influence.

Es sind zahlreiche Verfahren bekannt, die den Mehrwegeeinfluss von Signalen in Positionierungs-/ Lokalisierungssystemen zu ermitteln und/oder zu unterdrücken versuchen. Bekannt ist beispielsweise, unterschiedliche Trägerfrequenzen oder Empfängerpositionen zu nutzen, um durch Mittelung über die aufgezeichneten Laufzeiten bzw. Laufzeitdifferenzen mehrwegbedingte Zeitverschiebungen auszugleichen. Ein derartiges Verfahren unter Verwendung mehrerer Trägerfrequenzen ist etwa aus der Veröffentlichung „Radio Frequency Time-of-Flight Distance Measurement for Low-Cost Wireless Sensor Localization“, DOI 10.1109/JSEN.2010.2072496, bekannt. Die Nutzung mehrerer versetzt positionierter Empfänger ist aus US2016370453A1 bekannt, wobei der durch Mehrwegeeinflüsse hervorgerufene Zeitversatz durch Mittelung über die jeweiligen Laufzeitdifferenzen der Empfänger reduziert wird.Numerous methods are known which attempt to determine and/or suppress the multipath effect of signals in positioning/localization systems. It is known, for example, to use different carrier frequencies or receiver positions in order to compensate for time shifts caused by multiple paths by averaging over the recorded propagation times or propagation time differences. Such a method using multiple carrier frequencies is known, for example, from the publication “Radio Frequency Time-of-Flight Distance Measurement for Low-Cost Wireless Sensor Localization”, DOI 10.1109/JSEN.2010.2072496. The use of multiple staggered receivers is out US2016370453A1 known, the time delay caused by multipath influences being reduced by averaging over the respective transit time differences of the receivers.

Darüber hinaus sind Verfahren bekannt, die Signale mit unterschiedlichen Trägerfrequenzen nutzen, um das Signal der Sichtverbindung von den Mehrwegekomponenten zu trennen. Die WO02058290A1 nutzt das Frequenzsprungverfahren, um Quadraturkomponenten bei unterschiedlichen Trägerfrequenzen aufzuzeichnen. Mittels inverser Fourier-Transformation werden die Zeitverzögerung und die relative Amplitude der Sichtverbindung und der erhaltenen Echos ermittelt.In addition, methods are known which use signals with different carrier frequencies in order to separate the line-of-sight signal from the multipath components. The WO02058290A1 uses frequency hopping to record quadrature components at different carrier frequencies. The time delay and the relative amplitude of the line of sight and the received echoes are determined by means of inverse Fourier transformation.

Die JP2009216561A beschreibt ein Verfahren, bei dem ein Mehrträgersignal mit periodisch phasensynchronen Trägern genutzt wird, wobei sich die Träger jeweils um einen konstanten Frequenzversatz unterscheiden. Für die Sichtverbindung ergibt sich ein kreisförmiger Verlauf im I/Q-Diagramm. Der Sichtverbindung lässt sich eine feste Signalverzögerung zuordnen. Da aber ein Mehrträgersignal genutzt wird, dessen Anteile sich durch konstante Frequenzabstände unterscheiden, ergibt sich im I/Q-Diagramm ein Kreisbogen. Der Öffnungswinkel dieses Bogens ist dabei proportional zur Zeitverzögerung. Die Anfangsphase sowie die Amplitude werden als unbekannt angenommen. Die Kreisbögen von Sichtverbindung und Mehrwegesignalen überlagern sich und ergeben einen Kurvenverlauf, der typischerweise nicht mehr kreisförmig ist. Daher wird ein iteratives Fitting-Verfahren mit geeignetem Abbruchkriterium eingesetzt, welches die unbekannten Parameter ermittelt.The JP2009216561A describes a method in which a multi-carrier signal with periodically phase-synchronous carriers is used, with the carriers each differing by a constant frequency offset. There is a circular course in the I/Q diagram for the line-of-sight connection. A fixed signal delay can be assigned to the line of sight. However, since a multi-carrier signal is used, the components of which differ due to constant frequency spacing, the result is a circular arc in the I/Q diagram. The opening angle of this arc is proportional to the time delay. The initial phase as well as the amplitude are assumed to be unknown. The circular arcs of line-of-sight and multipath signals are superimposed and result in a curve that is typically no longer circular. Therefore, an iterative fitting procedure with a suitable termination criterion is used, which determines the unknown parameters.

Daneben ist bekannt, mittels Abwandlungen des Konzeptes des „Early-Minus-Late“-Korrelators den Einfluss von Mehrwegeausbreitungen auf GPS-Signale zu vermindern. So wird in der US5493588A neben dem Empfangssignal eine Musterfolge des Spreizsignals zur Korrelation genutzt, um Referenzwerte und Auftrittszeiten zur Schätzung der Mehrwegeeinflüsse zu erhalten. In ähnlicher Weise wird in US6252863B1 eine geeignete Auswertung der Korrelatorausgangssignale des Empfangssignals genutzt. In der US2004057505A1 dient das Differenzsignal zweier zusätzlicher Korrelatoren sowie ein künstlicher Offset zur Verringerung des Mehrwegeeinflusses.In addition, it is known that modifications of the concept of the “early-minus-late” correlator can be used to reduce the influence of multipath propagations on GPS signals. So will in the US5493588A In addition to the received signal, a pattern sequence of the spread signal is used for correlation in order to obtain reference values and occurrence times for estimating the multipath influences. Similarly, in US6252863B1 a suitable evaluation of the correlator output signals of the received signal is used. In the US2004057505A1 the differential signal from two additional correlators and an artificial offset are used to reduce the multipath effect.

Aus der US2009/0141779A1 ist ein Bestimmungsverfahren für Mehrfachpfadsignale bekannt, in dem Quadraturkomponenten des Empfangssignals mit denen eines Replika-Signals über ein gewisses Verzögerungsintervall korreliert und die Ergebnisse im I/Q-Diagramm betrachtet werden. Daraus werden Kriterien für die Erkennung eines Mehrwegeeinflusses ermittelt und die Eignung des Signals zur Positionsbestimmung wird beurteilt.From the US2009/0141779A1 a determination method for multipath signals is known in which quadrature components of the received signal are correlated with those of a replica signal over a certain delay interval and the results are viewed in the I/Q diagram. Criteria for recognizing a multipath influence are determined from this and the suitability of the signal for position determination is assessed.

Die DE102016012101A1 und die US2019/0187237A1 beschreiben ein Verfahren zur Positionsbestimmung eines Messobjekts unter Verwendung von mindestens vier Basisstationen. Mindestens zwei Sender der Basisstationen geben dabei zeitgleich periodische Signale unterschiedlicher, eng benachbarter Trägerfrequenzen mit einem aufgeprägten, periodischen Muster aus. Auf diese Weise kann eine genaue Positionsbestimmung in Gebäuden mit effizienter Ausnutzung der Bandbreite ermöglicht werden und es können gleichzeitig Positionen mehrerer Objekte bestimmt werden.The DE102016012101A1 and the US2019/0187237A1 describe a method for determining the position of a measurement object using at least four base stations. At least two transmitters of the base stations simultaneously emit periodic signals of different, closely spaced carrier frequencies with an impressed, periodic pattern. In this way, accurate position determination in buildings with efficient use of the band width can be made possible and the positions of several objects can be determined at the same time.

Die Druckschrift WO 2013 / 020 122 A2 offenbart ein Verfahren zur Bestimmung eines Mehrwegeeinflusses eines Signals. Ein empfangenes Signal weist eine geringe Bandbreite auf und basiert auf einer komplexen Exponentialfunktion mit Skalierungsfaktor β gemäß der Formel β · e^{i·2·π·f·t}. Die Druckschrift US 2009 0 096 674 A1 beschreibt ein Verfahren zur Abschwächung der Auswirkungen von Mehrwegeausbreitung auf die Azimutgenauigkeit in einem Monopuls-Abfragegerät.The pamphlet WO 2013/020 122 A2 discloses a method for determining a multipath influence of a signal. A received signal has a small bandwidth and is based on a complex exponential function with a scaling factor β according to the formula β e ^{i 2 π f t} . The pamphlet U.S. 2009 0 096 674 A1 describes a method for mitigating the effects of multipath on azimuth accuracy in a monopulse interrogator.

Die beschriebenen Verfahren setzen bestimmte Eigenschaften des Signals bzw. des Übertragungssystems voraus. Einige beschränken sich auf Mehrträgersignale. Ein anderes schreibt die Zuordnung von Sender und Empfänger zu Ortungsgegenstand und Basisstation vor. Manche stützen sich auf die Gegebenheiten beim Korrelationsempfang. Die bisher bekannten Verfahren ermöglichen keine Erkennung oder Unterdrückung von Mehrwegeeinflüssen eines bipolar phasenmodulierten Signals.The methods described require certain properties of the signal or the transmission system. Some are limited to multi-carrier signals. Another prescribes the assignment of transmitter and receiver to the object to be located and the base station. Some rely on the realities of correlation reception. The previously known methods do not enable the detection or suppression of multipath effects of a bipolar phase-modulated signal.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, unter Behebung der genannten Nachteile ein verbessertes Verfahren zur Bestimmung eines Mehrwegeeinflusses, ein verbessertes System zur Bestimmung eines Mehrwegeeinflusses, ein verbessertes Verfahren zur Positionsbestimmung eines Objekts sowie eine verbesserte Vorrichtung zur Datenverarbeitung zur Verfügung zu stellen.It is the object of the invention to provide an improved method for determining a multipath influence, an improved system for determining a multipath influence, an improved method for determining the position of an object and an improved device for data processing while eliminating the disadvantages mentioned.

Die Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren zur Bestimmung eines Mehrwegeeinflusses gemäß dem Hauptanspruch sowie das System zur Bestimmung eines Mehrwegeeinflusses, das Verfahren zur Positionsbestimmung eines Objekts und die Vorrichtung zur Datenverarbeitung gemäß den Nebenansprüchen. Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.The object is achieved by the method for determining a multipath influence according to the main claim and the system for determining a multipath influence, the method for determining the position of an object and the device for data processing according to the independent claims. Refinements are specified in the dependent claims.

Ein erster Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Bestimmung eines Mehrwegeeinflusses eines Signals, bei dem unter Nutzung eines empfangenen Bandpass-Signals eine Inphasenkomponente und eine Quadraturkomponente erzeugt werden. Es wird eine erste zeitliche Ableitung der Inphasenkomponente und/oder eine erste zeitliche Ableitung der Quadraturkomponente zum Erhalt einer Information über einen Mehrwegeeinfluss des Bandpass-Signals genutzt.A first aspect of the invention is a method for determining a multipath influence of a signal, in which an in-phase component and a quadrature component are generated using a received bandpass signal. A first time derivative of the in-phase component and/or a first time derivative of the quadrature component is used to obtain information about a multipath influence of the bandpass signal.

Das Verfahren kann auch das Empfangen des Signals umfassen. Dies erfolgt typischerweise mittels eines Empfängers. Dieser ist insbesondere ein Funkempfänger. Das Signal wird also über eine Funkverbindung übertragen. Insbesondere wird das Signal im Inneren eines Raums, typischerweise eines geschlossenen Raums, empfangen. Das Verfahren kann auch das Übertragen des Signals umfassen, was üblicherweise ebenfalls zumindest abschnittsweise im Inneren des Raums erfolgt.The method may also include receiving the signal. This is typically done using a receiver. This is in particular a radio receiver. The signal is thus transmitted via a radio link. In particular, the signal is received inside a room, typically an enclosed space. The method can also include the transmission of the signal, which usually also takes place at least in sections inside the room.

Eine Inphasenkomponente sowie eine Quadraturkomponente sind Signale, die beim Demodulieren, auch als Abwärtsmischen oder Heruntermischen bezeichnet, eines hochfrequenten Bandpass-Signals mit dem I&Q-Verfahren, auch „ln-Phase-&-Quadrature-Verfahren“, erzeugt werden. Dies ermöglicht, die Phaseninformation bzw. Phase des Trägersignals bzw. des Bandpass-Signals zu erhalten. Zu diesem Zweck erfolgt bei dem I&Q-Verfahren eine Auftrennung des Signals in zwei Wege. Der eine Weg der Demodulation wird mit der originalen Phasenlage durchgeführt und führt zur Inphasenkomponente. Der andere Weg wird mit einem um 90° phasenverschobenen Signal bei der Referenzfrequenz durchgeführt und ergibt die Quadraturkomponente, sodass bei dieser eine Phasenverschiebung des Signals um 90° vorliegt. Die bipolare Folge wird im Q-Pfad nur verzögert, aber nicht in der Phase verschoben. Die Phasenverschiebung betrifft maßgeblich die trägerfrequenten Anteile. Im Ergebnis äußert sich der gesamte Vorgang (Aufwärtsmischen, Verzögerung, komplexes Abwärtsmischen) in den relativen Amplituden der Signale im I- und Q-Pfad.An in-phase component and a quadrature component are signals that are generated when demodulating, also referred to as mixing down or mixing down, a high-frequency bandpass signal using the I&Q method, also known as the "in-phase & quadrature method". This makes it possible to obtain the phase information or phase of the carrier signal or the bandpass signal. For this purpose, the I&Q method splits the signal into two paths. One way of demodulation is carried out with the original phase position and leads to the in-phase component. The other way is done with a 90° phase shifted signal at the reference frequency and gives the quadrature component so that there is a 90° phase shift of the signal. The bipolar sequence is only delayed in the Q-path, but not shifted in phase. The phase shift essentially affects the carrier-frequency components. As a result, the entire process (upconversion, delay, complex downconversion) is reflected in the relative amplitudes of the signals in the I and Q paths.

Erzeugen meint Ermitteln bzw. Errechnen der jeweiligen Komponenten aus dem Bandpass-Signal. Dies erfolgt mittels einer Erzeugungseinrichtung, die beispielsweise als Mischer, Multiplexer, oder als schalterbasierte Lösung ausgestaltet ist. Im letzteren Fall sind die Frequenzgeneratoren dabei so ausgeführt, dass sie differenzielle Signale ausgeben. Ein differenzielles Signal ist ein Signal, welches sich aus zwei Signalanteilen zusammensetzt, die zueinander einen Phasenunterschied von 180 Grad aufweisen. Die „Multiplikation“ der Rechteckfolge mit dem Trägersignal erfolgt dann in der Weise, dass die beiden um 180 Grad phasenverschobenen Signalanteile mit Hilfe der Schalter bzw. Multiplexer ausgetauscht werden. Typischerweise ist die Erzeugungseinrichtung ein Mischer wie beispielsweise ein Quadraturmischer. Dieser kann vom Empfänger umfasst sein. Beim Heruntermischen werden somit die Quadraturkomponente, englisch „Q component“ oder „quadrature signal“, und die Inphasenkomponente, englisch „I component“ oder „in-phase signal“, erzeugt, die auch als Q und I oder als Basisbandkomponenten im I- bzw. Q-Pfad bezeichnet werden. Das Verfahren kann auch das Erzeugen eines Basisband-Signals unter Nutzung des Bandpass-Signals umfassen, auch als Demodulation oder Heruntermischen bezeichnet.Generating means determining or calculating the respective components from the bandpass signal. This is done by means of a generating device, which is designed, for example, as a mixer, multiplexer, or as a switch-based solution. In the latter case, the frequency generators are designed in such a way that they output differential signals. A differential signal is a signal that is composed of two signal components that have a phase difference of 180 degrees to one another. The "multiplication" of the square-wave sequence with the carrier signal then takes place in such a way that the two signal components, which are phase-shifted by 180 degrees, are exchanged with the help of the switch or multiplexer. Typically, the generating means is a mixer such as a quadrature mixer. This can be included by the recipient. When downmixing, the quadrature component, English "Q component" or "quadrature signal", and the in-phase component, English "I component" or "in-phase signal", are generated, which are also known as Q and I or as baseband components in the I or .Q path. The method may also include generating a baseband signal using the bandpass signal, also referred to as demodulation or down-conversion.

Ein Mehrwegeeinfluss ist ein Einfluss aufgrund einer Übertragung eines Signals über mehrere Wege. Insbesondere ist damit gemeint, dass ein von einer Sendeeinrichtung gesendetes Signal neben der direkten Sichtverbindung, auch als Sichtlinie bezeichnet, hin zu einer Empfangseinrichtung auch weitere, indirekte Wege nimmt. Dies wird auch als Mehrwegeausbreitung des Signals bezeichnet.A multipath impact is an impact due to transmission of a signal through multiple paths Ways. In particular, this means that a signal transmitted by a transmitting device also takes other, indirect paths in addition to the direct line of sight, also referred to as line of sight, to a receiving device. This is also known as multipath propagation of the signal.

Das empfangene Signal unterliegt typischerweise einem Mehrwegeeinfluss und umfasst einen direkten Signalanteil sowie einen indirekten Signalanteil. Mit anderen Worten ist das empfangene Signal eine Mischung aus bzw. Überlagerung von direkten und indirekten Signalanteilen. Der direkte Signalanteil wurde entlang der Sichtverbindung übertragen und ist somit unbeeinflusst. Der indirekte Signalanteil wurde zumindest abschnittsweise auf einem von der Sichtverbindung abweichenden Pfad übertragen und ist somit von der Umgebung beeinflusst. Mit anderen Worten wurde er zumindest abschnittsweise entlang eines anderen Ausbreitungspfades übertragen. Der indirekte Signalanteil kann eine Vielzahl unterschiedlicher Signale umfassen, die zumindest abschnittsweise entlang unterschiedlicher Pfade übertragen wurden. Er hat eine vom direkten Signalanteil abweichende Amplitude. Diese ist aufgrund des längeren Übertragungspfades typischerweise schwächer. Der indirekte Signalanteil hat darüber hinaus in der Regel eine vom direkten Signalanteil abweichende Phase.The received signal is typically subject to a multipath influence and includes a direct signal component and an indirect signal component. In other words, the received signal is a mixture of or superimposition of direct and indirect signal components. The direct signal portion was transmitted along the line of sight and is therefore unaffected. The indirect signal component was transmitted, at least in sections, on a path that deviated from the line of sight and is therefore influenced by the environment. In other words, it was transmitted at least partially along a different propagation path. The indirect signal component can include a large number of different signals which have been transmitted at least in sections along different paths. It has an amplitude that differs from the direct signal component. This is typically weaker due to the longer transmission path. In addition, the indirect signal component usually has a phase that differs from the direct signal component.

Ein Bandpass-Signal ist ein Signal, das ein Trägersignal und ein zwecks Übertragung auf das Trägersignal aufmoduliertes Nutzsignal aufweist. Es ist insbesondere ein hochfrequentes Signal. Ein Bandpass-Signal liegt nach der Modulation bzw. vor der Demodulation vor. Es liegt damit nicht in der Basisbandlage, in welcher es vor der Modulation und nach der Demodulation vorliegt. Die Modulation erfolgt typischerweise in einer Erzeugungseinrichtung wie einem Mischer, einem Multiplexer oder einer schalterbasierten Lösung. Bei Nutzung eines Mischers wird sie auch als Mischen bezeichnet. Die Demodulation kann ebenfalls in einem Mischer erfolgen und in diesem Fall als Heruntermischen bezeichnet werden.A bandpass signal is a signal that has a carrier signal and a useful signal modulated onto the carrier signal for the purpose of transmission. In particular, it is a high-frequency signal. A bandpass signal is present after modulation or before demodulation. It is therefore not in the baseband position, in which it is present before modulation and after demodulation. The modulation typically occurs in a generating device such as a mixer, a multiplexer or a switch-based solution. When using a mixer, it is also referred to as shuffling. Demodulation can also be done in a mixer, in which case it can be referred to as downmixing.

Das empfangene Bandpass-Signal ist das Produkt einer Multiplikation eines Trägersignals, insbesondere eines hochfrequenten Cosinus-Signals, mit einem Nutzsignal in Form eines bipolaren Signals, insbesondere einem Rechtecksignal. Es wurde gesendet, breitete sich über einen Kanal aus und wurde anschließend empfangen. Das bipolare Signal wird auch als bipolare Folge bezeichnet. Die Multiplikation führt zu einer Phasenmodulation des Trägersignals. Das empfangene Bandpass-Signal wird daher auch als bipolar phasenmoduliertes Signal bezeichnet. Das Bandpass-Signal selbst ist jedoch kein bipolares Signal, da es zumindest abschnittweise einen stetigen Verlauf aufweist und somit mehr als zwei Werte annimmt.The bandpass signal received is the product of a multiplication of a carrier signal, in particular a high-frequency cosine signal, by a useful signal in the form of a bipolar signal, in particular a square-wave signal. It was sent, propagated through a channel, and then received. The bipolar signal is also referred to as a bipolar sequence. The multiplication leads to a phase modulation of the carrier signal. The received bandpass signal is therefore also referred to as a bipolar phase-modulated signal. However, the bandpass signal itself is not a bipolar signal, since it has a continuous course at least in sections and thus assumes more than two values.

Der bipolare Charakter der Inphasenkomponente und der Quadraturkomponente, auch als Komponenten im Basisband-Signal bezeichnet, ergibt sich daraus, dass diese wiederum Rechtecksignale sind und somit (in idealisierter Betrachtung und bei fester Verzögerung) hinsichtlich ihrer Amplituden lediglich zwei Werte annehmen, wobei insbesondere beide Werte von null abweichen können. Zwischen diesen Werten befinden sich Wechsel von 180 Grad. Die Inphasenkomponente und die Quadraturkomponente sind demnach Signale mit einem klar definierten Wechsel der Amplitude, der auch als Übergang bezeichnet wird. Dieser ist in einer Darstellung der Amplitude gegen die Zeit deutlich zu erkennen. Geringe Abweichungen von der Rechteckform sind selbst verständlich erlaubt, solange der Übergang klar genug definiert ist. Rechtecksignale werden typischerweise durch Fourier-Synthese aus überlagerten Sinus-Signalen und/oder Cosinus-Signalen mit unterschiedlichen Frequenzen und Amplituden hergestellt. Beispielsweise kann hierzu in der praktischen Implementierung ein Oszillator in Verbindung mit einer begrenzenden Vergleichsschaltung (Komparator) eingesetzt werden. Letztere weist eine sehr hohe Verstärkung auf, bis das (Ausgangs-)Signal in die Begrenzung getrieben wird. Die Begrenzung ist dabei in der Regel durch die Bauteileigenschaften in Verbindung mit den Pegeln der Spannungsversorgung gegeben. Die Harmonischen, welche zur Überführung des Oszillator-Signals in ein Rechtecksignal benötigt werden, werden durch diese Nichtlinearität schaltungsinhärent generiert. Insbesondere wird ein Rechtecksignal mit zu übertragenen Daten (bipolare Folge) vor dem Senden auf ein als Trägersignal genutztes Cosinus-Signal aufmoduliert.The bipolar character of the in-phase component and the quadrature component, also referred to as components in the baseband signal, results from the fact that these in turn are square-wave signals and thus (in an idealized view and with a fixed delay) only assume two values with regard to their amplitudes, with both values in particular can deviate from zero. Between these values there are changes of 180 degrees. The in-phase component and the quadrature component are therefore signals with a clearly defined change in amplitude, which is also referred to as a transition. This can be clearly seen in a plot of amplitude versus time. Slight deviations from the rectangular shape are of course allowed, as long as the transition is defined clearly enough. Square-wave signals are typically produced by Fourier synthesis from superimposed sine signals and/or cosine signals with different frequencies and amplitudes. For example, in the practical implementation, an oscillator can be used for this purpose in connection with a limiting comparison circuit (comparator). The latter has a very high gain until the (output) signal is driven into the limit. The limitation is usually given by the component properties in connection with the levels of the voltage supply. The harmonics, which are required to convert the oscillator signal into a square-wave signal, are generated inherently in the circuit due to this non-linearity. In particular, a square-wave signal with data to be transmitted (bipolar sequence) is modulated onto a cosine signal used as a carrier signal before transmission.

Die erste zeitliche Ableitung meint eine Ableitung nach der Zeit. Sie entspricht der Steigung der Inphasenkomponente bzw. Quadraturkomponente.The first time derivative means a derivative with respect to time. It corresponds to the slope of the in-phase component or quadrature component.

Die Information besteht beispielsweise darin, das Vorhandensein eines Mehrwegeeinflusses zu ermitteln. Mit anderen Worten kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bestimmt werden, ob ein empfangenes Signal einem Mehrwegeeinfluss unterliegt oder nicht. Die Information kann auch in einer Entscheidung bestehen, ob das empfangene Signal für einen bestimmten Zweck geeignet ist oder bereits zu diesem Zeitpunkt durch den Einfluss eines indirekten Signals verfälscht ist bzw. zu stark verfälscht ist. Mit anderen Worten kann das erfindungsgemäße Verfahren zur Untersuchung eines Basisband-Signals hinsichtlich eines Vorhandenseins bzw. einer Ausprägung eines Mehrwegeeinflusses genutzt werden. Die Information kann eine Eigenschaft eines vom Mehrwegeeinfluss unbeeinflussten Signalanteils umfassen bzw. aus diesem bestehen.The information consists, for example, in determining the presence of a multipath influence. In other words, the method according to the invention can be used to determine whether or not a received signal is subject to a multipath influence. The information can also consist of a decision as to whether the received signal is suitable for a specific purpose or whether it is already corrupted at this point in time due to the influence of an indirect signal or whether it is too badly corrupted. In other words, the method according to the invention can be used to examine a baseband signal with regard to the presence or development of a multipath influence. The information can be a property of a include or consist of a signal component unaffected by the multipath influence.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann die Genauigkeit der Ortsbestimmung eines Objekts mittels Laufzeit bzw. Laufzeitdifferenz ermöglicht bzw. verbessert werden. Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich zur Erkennung bzw. Unterdrückung von Mehrwegeeinflüssen bei Verwendung des bipolar phasenmodulierten Signals gemäß DE102016012101A1 bzw. US2019/0187237A1 anwenden.The method according to the invention enables or improves the accuracy of the location determination of an object by means of transit time or transit time difference. The method according to the invention can be used to identify or suppress multipath effects when using the bipolar phase-modulated signal according to FIG DE102016012101A1 or. US2019/0187237A1 use.

In einer Ausgestaltung umfasst das Verfahren das Senden des Bandpass-Signals zwecks dessen Empfangs. Dabei kann das zu übertragende Rechtecksignal auf ein Cosinus-Signal aufmoduliert werden. Dies erfolgt mittels eines Senders. Das Cosinus-Signal ist ein hochfrequentes Signal, das beispielsweise eine Frequenz zwischen 2 GHz und 10 GHz, insbesondere zwischen 4 GHz und 8 GHz und in einer Ausgestaltung zwischen 5 GHz und 7 GHz, beispielsweise von 5,8 GHz, aufweisen kann. Das Rechtecksignal weist beispielsweise eine Frequenz zwischen 0,4 MHz und 3 MHz, insbesondere zwischen 0,8 MHz und 2 MHz, in einer Ausgestaltung zwischen 1 MHz und 1,5 MHz und beispielsweise 1,25 MHz auf. Insbesondere kann die jeweilige Mittenfrequenz des Sendebandes bei den genannten Frequenzen liegen. Das Aufmodulieren entspricht mathematisch einer Multiplikation der Signale. Diese erfolgt typischerweise mittels einer Erzeugungseinrichtung wie beispielsweise eines Mischers, die Teil des Senders sein kann.In one configuration, the method includes the transmission of the bandpass signal for the purpose of receiving it. The square-wave signal to be transmitted can be modulated onto a cosine signal. This is done using a transmitter. The cosine signal is a high-frequency signal which, for example, can have a frequency between 2 GHz and 10 GHz, in particular between 4 GHz and 8 GHz and in one embodiment between 5 GHz and 7 GHz, for example 5.8 GHz. The square-wave signal has, for example, a frequency between 0.4 MHz and 3 MHz, in particular between 0.8 MHz and 2 MHz, in one embodiment between 1 MHz and 1.5 MHz and for example 1.25 MHz. In particular, the respective center frequency of the transmission band can be at the frequencies mentioned. Mathematically, the modulation corresponds to a multiplication of the signals. This is typically done by means of a generator, such as a mixer, which may be part of the transmitter.

Eine Ausgestaltung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung einer Eigenschaft eines vom Mehrwegeeinfluss unbeeinflussten Signalanteils ein Quotient aus der ersten zeitlichen Ableitung der Quadraturkomponente und der ersten zeitlichen Ableitung der Inphasenkomponente gebildet wird.
Mit anderen Worten wird der Quotient aus dQ/dt und dl/dt gebildet. Der Quotient kann zum Erhalt der Information genutzt werden. Die Eigenschaft ist insbesondere eine Phase eines Trägersignals des Bandpass-Signals und/oder eine Eigenschaft eines Signals bzw. Signalanteils aus dem Bandpass-Signal, das keinem Mehrwegeeinfluss unterliegt. Eine Eigenschaft meint insbesondere einen quantitativen Mess- bzw. Rechenwert eines vom Mehrwegeeinfluss unbeeinflussten Signalanteils. Der vom Mehrwegeeinfluss unbeeinflusste Signalanteil kann ein direkter Signalanteil sein. Die Ermittlung einer Eigenschaft eines von Mehrwegeeinfluss unbeeinflussten Signalanteils kann dem Ziel dienen, Mehrwegeeinfluss zu verringern bzw. zu eliminieren.One embodiment of the method is characterized in that a quotient of the first time derivative of the quadrature component and the first time derivative of the in-phase component is formed to determine a property of a signal portion unaffected by the multipath influence.
In other words, the quotient is formed from dQ/dt and dl/dt. The quotient can be used to obtain the information. The property is in particular a phase of a carrier signal of the bandpass signal and/or a property of a signal or signal component from the bandpass signal that is not subject to any multipath influence. A property means in particular a quantitative measured or calculated value of a signal component unaffected by the multipath influence. The signal portion unaffected by the multipath influence can be a direct signal portion. The determination of a property of a signal component unaffected by multipath influence can serve the purpose of reducing or eliminating multipath influence.

Dieser Ausgestaltung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass der auf diese Weise erhaltene Wert zu geeigneten Zeitpunkten bzw. Zeitabschnitten der Steigung des unbeeinflussten, also keinen Mehrwegeeinfluss aufweisenden, Signals im I/Q-Diagramm entsprechen kann. Somit kann neben der Information über den Mehrwegeeinfluss eine Aussage über ein unbeeinflusstes Signal bzw. einen unbeeinflussten Signalanteil getroffen werden oder mit anderen Worten eine Eigenschaft eines solchen aus einem überlagerten Signal isoliert werden.This refinement is based on the knowledge that the value obtained in this way at suitable points in time or time segments can correspond to the slope of the signal in the I/Q diagram which is unaffected, ie has no multipath influence. Thus, in addition to the information about the multipath influence, a statement can be made about an uninfluenced signal or an uninfluenced signal component or, in other words, a property of such a signal can be isolated from a superimposed signal.

Über die Information hinaus, ob das empfangene Signal einem Mehrwegeeinfluss unterliegt, kann also im Falle eines einem Mehrwegeeinfluss unterliegenden Signals bei Wahl eines geeigneten Zeitpunkts bzw. Zeitabschnitts eine Eigenschaft eines von Mehrwegeeinflüssen unbeeinflussten Signals oder Signalanteils bzw. ein eine solche charakterisierender Wert ermittelt bzw. isoliert werden. Mit anderen Worten kann das erfindungsgemäße Verfahren in dieser Ausgestaltung zum Bestimmen bzw. Herausfiltern einer von Mehrwegeeinflüssen unbeeinflussten Eigenschaft eines Signalanteils genutzt werden. Es kann insbesondere ermittelt werden, inwieweit ein Signal unbeeinflusst ist bzw. welcher Signalanteil unbeeinflusst ist, sodass eine Aussage über den unbeeinflussten Signalanteil möglich ist.In addition to the information as to whether the received signal is subject to multipath influence, in the case of a signal subject to multipath influence, a property of a signal or signal component unaffected by multipath influences or a value characterizing such a property can be determined or isolated if a suitable point in time or time segment is selected become. In other words, the method according to the invention can be used in this refinement to determine or filter out a property of a signal component that is unaffected by multipath influences. In particular, it can be determined to what extent a signal is unaffected or which signal portion is unaffected, so that a statement about the unaffected signal portion is possible.

Der beschriebene Quotient entspricht der Steigung im I/Q-Diagramm, also der Steigung einer Linie, die sich im ungestörten Fall durch Verbinden der beiden Konstellationspunkte im I/Q-Diagramm ergibt. Diese Steigung kann Aussagen über die Phase des Signals liefern. Trägt man die Konstellationspunkte in ein I/Q-Diagramm mit der I-Komponente auf der Abszissenachse und der Q-Komponente auf der Ordinatenachse auf, kann die Phase des Signals als Winkel zwischen einer die Konstellationspunkte verbindenden Geraden und der Abszissenachse abgelesen werden.The quotient described corresponds to the gradient in the I/Q diagram, i.e. the gradient of a line that results in the undisturbed case by connecting the two constellation points in the I/Q diagram. This slope can provide information about the phase of the signal. If the constellation points are plotted in an I/Q diagram with the I component on the abscissa axis and the Q component on the ordinate axis, the phase of the signal can be read as an angle between a straight line connecting the constellation points and the abscissa axis.

Da im Falle einer Mehrwegeausbreitung des Signals der indirekte Signalanteil den Empfänger aufgrund seiner längeren Laufzeit mit einer zeitlichen Verzögerung erreicht, wird zunächst ein unbeeinflusster direkter Signalanteil empfangen. Dieser kann nach Erzeugung der Komponenten des Basisband-Signals anhand der Steigung im I/Q-Diagramm dahingehend charakterisiert werden, dass seine Phase ermittelt werden kann. Somit kann die Phase des direkten Signalanteils ermittelt werden. Die Information bzw. die Eigenschaft kann den auf diese Weise ermittelten Wert umfassen oder in diesem bestehen.Since, in the case of multipath propagation of the signal, the indirect signal component reaches the receiver with a time delay due to its longer propagation time, an unaffected direct signal component is received first. After the components of the baseband signal have been generated, this can be characterized using the gradient in the I/Q diagram so that its phase can be determined. The phase of the direct signal component can thus be determined. The information or property can include or consist of the value determined in this way.

Diese Ausgestaltung bringt den Vorteil mit sich, dass eine Aussage bezüglich der Phase des unbeeinflussten Signalanteils ermöglicht wird. Der Mehrwegeeinfluss kann eliminiert werden.This refinement has the advantage that a statement regarding the phase of the unaffected signal component is made possible. The multipath influence can be eliminated.

Eine Ausgestaltung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Phase eines Trägersignals des Bandpass-Signals zwecks Ermittlung einer Laufzeit und/oder Laufzeitdifferenz des Bandpass-Signals ermittelt wird.One embodiment of the method is characterized in that a phase of a carrier signal of the bandpass signal is determined for the purpose of determining a transit time and/or transit time difference of the bandpass signal.

Eine Phase eines Trägersignals eines Bandpass-Signals meint insbesondere den Phasenzuwachs über den Kanal, also die Veränderung der Phase aufgrund der Kanalausbreitung. Die Phase des Trägersignals des Bandpass-Signals im Übertragungspfad ändert sich periodisch entsprechend der Kreisfrequenz. Bei einem Verfahren oder System, in welchem die Laufzeit bestimmt wird, sind Sender und Empfänger jedoch synchronisiert, so dass beide stets die gleiche Phase aufweisen und die nach dem Heruntermischen resultierende Phase sowie das daraus abgeleitete Verhältnis der Amplituden im I- und Q-Pfad auf die Ausbreitungszeit über den Kanal zurückzuführen ist. Der Phasenzuwachs stellt sich daher als Phase im I/Q-Diagramm dar. Bei einem Verfahren oder System, in welchem der Laufzeitunterschied bestimmt wird, sind dagegen nur die Sender untereinander synchronisiert. Im Vergleich zu einem System zur Laufzeitmessung ergibt sich daher beim Empfänger ein zusätzlicher Phasenoffset. Da dieser aber für alle Sender gleich ist, entfällt er bei der Bildung der Differenz.A phase of a carrier signal of a bandpass signal means in particular the phase increase over the channel, ie the change in phase due to channel propagation. The phase of the carrier signal of the bandpass signal in the transmission path changes periodically according to the angular frequency. However, in a method or system in which the propagation time is determined, the transmitter and receiver are synchronized so that both always have the same phase and the phase resulting after down-conversion and the ratio of the amplitudes in the I and Q paths derived therefrom is due to the propagation time across the channel. The phase increase is therefore represented as a phase in the I/Q diagram. In a method or system in which the delay difference is determined, on the other hand, only the transmitters are synchronized with one another. In comparison to a system for transit time measurement, there is therefore an additional phase offset at the receiver. However, since this is the same for all transmitters, it is omitted when forming the difference.

Wie beschrieben setzt sich das empfangene Bandpass-Signal aus einem Trägersignal und einer bipolaren Folge zusammen, die auf das Trägersignal aufmoduliert ist.As described, the received bandpass signal is composed of a carrier signal and a bipolar sequence that is modulated onto the carrier signal.

Typischerweise wird die Phase als Feininformation zur Ermittlung einer Laufzeit bzw. Laufzeitdifferenz zwecks Ortsbestimmung eines Objekts genutzt. Es kann daneben eine Grobinformation genutzt werden. Die Grobinformation wird beispielsweise mittels einer Nulldurchgangserkennung zumindest einer der Basisbandkomponenten Q und I, also der Quadraturkomponente und/oder der Inphasenkomponente, bestimmt. Sie kann somit beispielsweise auf eine halbe Periode des Trägersignals genau bestimmt werden.Typically, the phase is used as fine information to determine a transit time or transit time difference for the purpose of determining the location of an object. Rough information can also be used. The coarse information is determined, for example, by means of a zero crossing detection of at least one of the baseband components Q and I, ie the quadrature component and/or the in-phase component. It can thus be determined precisely, for example, to half a period of the carrier signal.

Die Feininformation ist in der Inphasenkomponente und der Quadraturkomponente, nämlich in deren Amplitudenverhältnis, enthalten, da dieses von der Phase des Trägersignals zum Zeitpunkt des Heruntermischens abhängt. Wie zuvor diskutiert, können aus den zeitlichen Ableitungen der Inphasenkomponente und der Quadraturkomponente somit Aussagen über die Phase getroffen werden.The fine information is contained in the in-phase component and the quadrature component, namely in their amplitude ratio, since this depends on the phase of the carrier signal at the time of down-conversion. As previously discussed, statements about the phase can be made from the time derivatives of the in-phase component and the quadrature component.

Die Phase kann auch als Phasenwinkel oder Phasenverschiebung bezeichnet werden. Insbesondere wird die Phase als Information ermittelt. Sie kann zur Ermittlung der Laufzeit bzw. Laufzeitdifferenz genutzt werden. Sie ist eine Eigenschaft eines vom Mehrwegeeinfluss unbeeinflussten Signalanteils.Phase can also be referred to as phase angle or phase shift. In particular, the phase is determined as information. It can be used to determine the runtime or runtime difference. It is a property of a signal component that is unaffected by the multipath effect.

Es kann somit bei geeigneter Auswahl der Daten die Phase der Sichtverbindung ermittelt werden, wenn ausschließlich der Signalanteil berücksichtigt wird, während dessen sich nur das direkt empfangene Signal auf die zeitlichen Ableitungen der Inphasenkomponente und der Quadraturkomponente auswirkt. Diese Ausgestaltung ermöglicht es, eine Laufzeit bzw. Laufzeitdifferenz mit großer Genauigkeit zu ermitteln.With a suitable selection of the data, the phase of the line-of-sight connection can thus be determined if only the signal component is taken into account, during which only the directly received signal affects the time derivatives of the in-phase component and the quadrature component. This refinement makes it possible to determine a transit time or transit time difference with great accuracy.

Eine Ausgestaltung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die erste zeitliche Ableitung der Inphasenkomponente und/oder die erste zeitliche Ableitung der Quadraturkomponente eines Zeitpunkts und/oder Zeitabschnitts unmittelbar nach einem Beginn eines Wechsels einer Amplitude der Inphasenkomponente I bzw. der Quadraturkomponente Q gebildet wird. Insbesondere wird zu Beginn des Wechsels der Amplitude ein Trigger-Signal erzeugt, um für eine Datenauswertung zu nutzende Daten zu kennzeichnen.One embodiment of the method is characterized in that the first time derivative of the in-phase component and/or the first time derivative of the quadrature component of a point in time and/or time segment is formed immediately after the start of a change in an amplitude of the in-phase component I or the quadrature component Q. In particular, a trigger signal is generated at the beginning of the change in amplitude in order to identify data to be used for data evaluation.

Der Wechsel der Amplitude meint einen Wechsel im Wert bzw. Betrag der Amplitude. Bei einem normierten Rechtecksignal ist dies beispielsweise der Sprung von -1 zu +1. Bezug nehmend auf das I/Q-Diagramm entspricht der Wechsel dem Übergang von einem Konstellationspunkt zum anderen Konstellationspunkt. Insbesondere ist der erste auftretende Wechsel und/oder der Wechsel mit der größten Amplitudendifferenz gemeint, welcher durch den direkten Signalanteil hervorgerufen wird. Die jeweilige erste zeitliche Ableitung kann zur Ermittlung der Eigenschaft genutzt werden.The change in amplitude means a change in the value or magnitude of the amplitude. In the case of a normalized square-wave signal, for example, this is the jump from -1 to +1. Referring to the I/Q diagram, the change corresponds to the transition from one constellation point to the other constellation point. In particular, what is meant is the first change that occurs and/or the change with the greatest amplitude difference, which is caused by the direct signal component. The respective first derivative over time can be used to determine the property.

Unmittelbar nach einem Beginn des Wechsels der Amplitude meint nicht notwendigerweise, dass alle Daten des Wechsels unmittelbar nach dem Beginn des Wechsels genutzt werden. Es können beispielsweise die ersten 15%, insbesondere die ersten 10%, und in einer Ausgestaltung die ersten 5% der Daten nach dem Beginn des Wechsels ungenutzt bleiben, um Fehler zu verhindern. 100% entsprechen dabei der gesamten Zeitdauer des Wechsels. Der Beginn des Wechsels kann durch den ersten vom zuvor konstanten Wert abweichenden Wert definiert werden.Immediately after a start of the change in amplitude does not necessarily mean that all of the data of the change is used immediately after the start of the change. For example, the first 15%, in particular the first 10%, and in one embodiment the first 5% of the data can remain unused after the start of the change in order to prevent errors. 100% corresponds to the entire duration of the change. The start of the change can be defined by the first value that deviates from the previously constant value.

Ein Trigger-Signal ist ein einen geeigneten Zeitpunkt charakterisierendes Signal, das zur Kenntnisnahme für einen Benutzer und/oder zur Aufzeichnung bestimmt sein kann. Es kann der Auswahl der geeigneten Daten dienen, welche in einer Datenauswertung zu nutzen sind. Die Datenauswertung kann beispielsweise dem Erhalt der Information bzw. der Ermittlung der Eigenschaft dienen. Somit kann in einer Zeitreihe empfangener bzw. erhaltener und ggf. einander überlagernder Signale ein geeigneter Startpunkt für eine Datenauswertung gefunden bzw. gekennzeichnet werden. Bei Anwendung der jeweilig notwendigen Berechnungen auf einen kontinuierlichen Datenstrom, wie sie typischerweise im erfindungsgemäßen Verfahren durchgeführt wird, dient das Trigger-Signal der Anzeige bzw. Auswahl konkreter, verwendbarer Ausgangsdaten. Die Berechnungen werden insbesondere durch digitale Hardware, insbesondere Register und verteilte Recheneinheiten, auf einen kontinuierlichen Datenstrom angewandt.A trigger signal is a signal that characterizes a suitable point in time, which can be intended for a user to take note of and/or for recording. It can be used to select the appropriate data to be used in a data analysis. The data evaluation can be used, for example, to obtain the information or to determine the property. Thus, in a time series received or received and If necessary, a suitable starting point for data evaluation can be found or identified using signals that are superimposed on one another. When applying the calculations required in each case to a continuous data stream, as is typically carried out in the method according to the invention, the trigger signal is used to display or select concrete, usable output data. The calculations are applied to a continuous data stream in particular by digital hardware, in particular registers and distributed computing units.

Als alternatives Kriterium zur Bestimmung der ersten zeitlichen Ableitung sowie ggf. des Trigger-Signals kann anstelle des Beginns des Wechsels der Amplitude die erste zeitliche Ableitung der Inphasenkomponente und/oder der Quadraturkomponente eines Zeitpunkts und/oder Zeitabschnitts genutzt werden, zu dem ein Betrag zumindest einer der ersten zeitlichen Ableitungen einen vorbestimmten ersten Schwellenwert überschreitet. Da die zeitlichen Ableitungen positiv oder negativ sein können, ist für den Vergleich mit dem ersten Schwellenwert stets der Betrag heranzuziehen. Dies gilt sinngemäß ebenso für die zweiten zeitlichen Ableitungen bzw. für den zweiten Schwellenwert. Alternativ zum festen Schwellenwert kann ein Schwellenwert derart definiert sein, dass er einen bestimmten Anteil des Maximums des Betrags einer zeitlichen Ableitung ausmacht, was auch als „Constant Fraction Discriminator, CFD, mitunter auch als Proportionaldiskriminator bezeichnet wird. Dies gilt für alle Schwellenwerte, die im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung Anwendung finden.As an alternative criterion for determining the first time derivative and, if applicable, the trigger signal, the first time derivative of the in-phase component and/or the quadrature component of a point in time and/or time segment can be used instead of the start of the change in amplitude, at which an amount of at least one of the first time derivatives exceeds a predetermined first threshold value. Since the time derivatives can be positive or negative, the amount must always be used for the comparison with the first threshold value. This also applies analogously to the second time derivatives or to the second threshold value. As an alternative to the fixed threshold value, a threshold value can be defined in such a way that it makes up a certain proportion of the maximum of the amount of a time derivative, which is also referred to as a “constant fraction discriminator, CFD, sometimes also as a proportional discriminator. This applies to all threshold values that are used in connection with the present invention.

Auch ist es möglich, einen Betrag einer zeitlichen Ableitung eines Quotienten aus der ersten zeitlichen Ableitung der Quadraturkomponente und der ersten zeitlichen Ableitung der Inphasenkomponente unterhalb eines zweiten Schwellenwertes zu nutzen. Streng genommen entspricht die zeitliche Ableitung des Quotienten aus erster zeitlicher Ableitung der Quadraturkomponente und erster zeitlicher Ableitung der Inphasenkomponente nicht ganz der zweiten Ableitung des Verlaufs im I/Q Diagramm bzw. der Krümmung. In den Simulationen zeigen die ersten beiden Varianten für kleine Werte ein ausgeprägteres singuläres Verhalten als die dritte. Dennoch können die drei Kenngrößen im Sinne der vorliegenden Erfindung alternativ genutzt werden. Das Trigger-Signal kann zwecks Kenntnisnahme durch einen Benutzer ausgegeben werden.It is also possible to use an amount of a time derivative of a quotient from the first time derivative of the quadrature component and the first time derivative of the in-phase component below a second threshold value. Strictly speaking, the time derivative of the quotient of the first time derivative of the quadrature component and the first time derivative of the in-phase component does not quite correspond to the second derivative of the curve in the I/Q diagram or the curvature. In the simulations, the first two variants show a more pronounced singular behavior than the third for small values. Nevertheless, the three parameters can be used alternatively within the meaning of the present invention. The trigger signal can be output for a user to take note of.

Eine Ausgestaltung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die erste zeitliche Ableitung der Inphasenkomponente und/oder die erste zeitliche Ableitung der Quadraturkomponente eines Zeitpunkts und/oder Zeitabschnitts genutzt wird, zu dem der Quotient aus der ersten zeitlichen Ableitung der Quadraturkomponente (dQ/dt) und der ersten zeitlichen Ableitung der Inphasenkomponente (dl/dt) im Wesentlichen konstant ist. Für typische Übergänge haben die zeitlichen Ableitungen der Inphasen- und der Quadraturkomponente die typische Pulsform. Der Quotient, d. h. die Steigung im I/Q-Diagramm, ist hingegen bis zum Eintreffen des indirekten Signals konstant. Dies kann zur Ermittlung der Eigenschaft erfolgen. Auf diese Weise kann ein besonders gut geeigneter Zeitpunkt bzw. Zeitabschnitt gewählt werden, der genaue Aussagen, insbesondere über die Phase des direkten Signalanteils, ermöglicht. Im Wesentlichen konstant kann heißen, dass Abweichungen innerhalb des betrachteten Zeitraums weniger als 30%, insbesondere weniger als 20%, in einer Ausgestaltung weniger als 10% und beispielsweise weniger als 5% betragen.One embodiment of the method is characterized in that the first time derivative of the in-phase component and/or the first time derivative of the quadrature component of a point in time and/or time segment is used at which the quotient of the first time derivative of the quadrature component (dQ/dt) and of the first time derivative of the in-phase component (dl/dt) is substantially constant. For typical transitions, the time derivatives of the in-phase and quadrature components have the typical pulse shape. The quotient, i. H. the gradient in the I/Q diagram, on the other hand, is constant until the indirect signal arrives. This can be done to determine the property. In this way, a particularly well suited point in time or period of time can be selected, which enables precise statements, in particular about the phase of the direct signal component. Substantially constant can mean that deviations within the period under consideration are less than 30%, in particular less than 20%, in one embodiment less than 10% and for example less than 5%.

Eine Ausgestaltung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die erste zeitliche Ableitung der Inphasenkomponente und/oder die erste zeitliche Ableitung der Quadraturkomponente eines Zeitpunkts und/oder Zeitabschnitts gebildet wird, zu dem ein Betrag zumindest einer der ersten zeitlichen Ableitungen einen vorbestimmten ersten Schwellenwert überschreitet. Dies kann zur Ermittlung der Eigenschaft erfolgen. Insbesondere beträgt der erste Schwellenwert 10 MV/s. Dieser Wert wurde gewählt, um größer als mögliche Rauscheinflüsse zu sein und sicher unterhalb des Maximums des Betrags einer Ableitung zu liegen. Er hängt von der Anstiegszeit der Rechteckfolge, d. h. von deren Bandbreite bzw. der Bandbreite der Filter ab. Er muss auf den Betrag einer Ableitung angewendet werden, da diese positiv oder negativ sein kann.One embodiment of the method is characterized in that the first time derivative of the in-phase component and/or the first time derivative of the quadrature component is formed at a point in time and/or time segment at which an amount of at least one of the first time derivatives exceeds a predetermined first threshold value. This can be done to determine the property. In particular, the first threshold is 10 MV/s. This value was chosen in order to be larger than possible noise influences and to be safely below the maximum of the magnitude of a derivative. It depends on the rise time of the square wave sequence, i. H. on their bandwidth or the bandwidth of the filters. It must be applied to the absolute value of a derivative since it can be positive or negative.

Mit anderen Worten wird die erste zeitliche Ableitung der Inphasenkomponente und/oder der Quadraturkomponente zu einem Zeitpunkt genutzt, zu dem ihr Betrag einen vorbestimmten ersten Schwellenwert überschreitet. Der erste Schwellenwert beträgt beispielsweise 1 MV/s, typischerweise 5 MV/s, in einer Ausführungsform 20 MV/s, und beispielsweise 50 MV/s. Wird der Quotient aus der ersten zeitlichen Ableitung der Quadraturkomponente und der ersten zeitlichen Ableitung der Inphasenkomponente genutzt, wird üblicherweise die erste zeitliche Ableitung der Inphasenkomponente und der Quadraturkomponente eines Zeitpunkts bzw. Zeitabschnitts genutzt, zu dem beide Beträge der jeweiligen ersten zeitlichen Ableitungen den ersten Schwellenwert überschreiten.In other words, the first time derivative of the in-phase component and/or the quadrature component is used at a point in time at which its magnitude exceeds a predetermined first threshold value. The first threshold is for example 1 MV/s, typically 5 MV/s, in one embodiment 20 MV/s, and for example 50 MV/s. If the quotient of the first time derivative of the quadrature component and the first time derivative of the in-phase component is used, the first time derivative of the in-phase component and the quadrature component of a point in time or time segment is usually used at which both amounts of the respective first time derivatives exceed the first threshold value .

Mit anderen Worten wird in dieser Ausgestaltung das Basisband-Signal zu einem Zeitpunkt bzw. Zeitabschnitt genutzt, zu dem im Rechtecksignal ein Sprung der Amplitude von einem ersten Wert zu einem zweiten Wert erfolgt bzw. zu dem im I/Q-Diagramm ein Übergang von einem ersten Konstellationspunkt zu einem zweiten Konstellationspunkt erfolgt. Zu diesem Zeitpunkt bzw. Zeitabschnitt ist die erste zeitliche Ableitung verschieden von null, sodass der so errechnete Wert als Information bzw. Eigenschaft genutzt werden kann. Auf diese Weise kann die Aussagekraft der erhaltenen Werte gesteigert werden. Es kann aus kontinuierlich erfassten Signalen mit großer Genauigkeit der Anteil des direkten Signalanteils identifiziert werden.In other words, in this embodiment, the baseband signal is used at a point in time or time segment at which the square-wave signal jumps in amplitude from a first value to a second value or at which there is a transition in the I/Q diagram from a first constellation tion point to a second constellation point. At this point in time or time segment, the first time derivative is different from zero, so that the value calculated in this way can be used as information or property. In this way, the informative value of the values obtained can be increased. The proportion of the direct signal component can be identified from continuously recorded signals with great accuracy.

Eine Verwendung eines Wertes bzw. Betrages der ersten zeitlichen Ableitung, beispielsweise der Steigung, ist besonders vorteilhaft bei Nutzung von den ersten Schwellenwert überschreitenden Werten, da dann Aussagen über einen unbeeinflussten Signalanteil herleitbar sind, beispielsweise eine Aussage über die Phase des unbeeinflussten Signals getroffen werden kann. Der erste Schwellenwert ist demnach wichtig, um sicher zu gehen, dass man sich im Übergang befindet und um eine Division durch Null zu vermeiden. Die frühe Auswertung nach Beginn des Übergangs erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass das Signal unbeeinflusst ist. Falls die Ermittlung bzw. Aufzeichnung und/oder Verarbeitung der wenigstens einen ersten zeitlichen Ableitung durch die Überschreitung des ersten Schwellenwerts ausgelöst wird, kann Rechenkapazität und somit Energie gespart werden, da keine kontinuierliche Ermittlung notwendig ist.Using a value or amount of the first time derivative, for example the slope, is particularly advantageous when using values that exceed the first threshold value, since statements about an uninfluenced signal component can then be derived, for example statements about the phase of the uninfluenced signal can be made . The first threshold is therefore important to ensure that one is in transition and to avoid dividing by zero. Evaluating early after the transition begins increases the likelihood that the signal is unaffected. If the determination or recording and/or processing of the at least one first time derivative is triggered by the exceeding of the first threshold value, computing capacity and thus energy can be saved since continuous determination is not necessary.

Eine Ausgestaltung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass eine zeitliche Ableitung des Quotienten aus der ersten zeitlichen Ableitung der Quadraturkomponente und der ersten zeitlichen Ableitung der Inphasenkomponente gebildet wird. Alternativ oder ergänzend kann die zweite Ableitung des Verlaufs im I/Q-Diagramm und/oder die Krümmung des Verlaufs im I/Q-Diagramm gebildet werden. Dies kann zur Ermittlung der Eigenschaft erfolgen. Insbesondere wird die zeitliche Ableitung, die zweite Ableitung bzw. die Krümmung eines Zeitpunkts und/oder Zeitabschnitts genutzt, zu dem ein Wert zumindest einer der ersten zeitlichen Ableitungen einen vorbestimmten ersten Schwellenwert überschreitet. Diese drei Kenngrößen bzw. Werte können im Sinne der Erfindung, wie oben beschrieben, trotz gewisser Abweichungen voneinander alternativ genutzt werden.One embodiment of the method is characterized in that a time derivative of the quotient is formed from the first time derivative of the quadrature component and the first time derivative of the in-phase component. Alternatively or additionally, the second derivation of the profile in the I/Q diagram and/or the curvature of the profile in the I/Q diagram can be formed. This can be done to determine the property. In particular, the time derivative, the second derivative or the curvature of a point in time and/or time segment is used at which a value of at least one of the first time derivatives exceeds a predetermined first threshold value. These three parameters or values can be used alternatively within the meaning of the invention, as described above, despite certain deviations from one another.

Für die zeitliche Ableitung des Quotienten aus der ersten zeitlichen Ableitung der Quadraturkomponente und der ersten zeitlichen Ableitung der Inphasenkomponente gilt: $\frac{d}{d t} (\frac{d Q (t) / d t}{d I (t) / d t}) = \frac{\ddot{Q} (t) \cdot \dot{I} (t) - \dot{Q} (t) \cdot \ddot{I} (t)}{{(\dot{I} (t))}^{2}} .$

Für die zweite Ableitung des Verlaufs im I/Q-Diagramm gilt:

\frac{d^{2} Q (t)}{d I {(t)}^{2}} = \frac{d}{d t} (\frac{d Q (t) / d t}{d I (t) / d t}) \cdot \frac{d t}{d x} = \frac{\ddot{Q} (t) \cdot \dot{I} (t) - \dot{Q} (t) \cdot \ddot{I} (t)}{{(\dot{I} (t))}^{3}}

Für die Krümmung im I/Q-Diagramm gilt:

κ (t) = \frac{\ddot{Q} (t) \cdot \dot{I} (t) - \dot{Q} (t) \cdot \ddot{I} (t)}{{({(\dot{I} (t))}^{2} + {(\dot{Q} (t))}^{2})}^{\frac{3}{2}}} .

The following applies to the time derivative of the quotient from the first time derivative of the quadrature component and the first time derivative of the in-phase component:

\frac{i.e}{i.e t} (\frac{i.e Q (t) / i.e t}{i.e I (t) / i.e t}) = \frac{\ddot{Q} (t) \cdot \dot{I} (t) - \dot{Q} (t) \cdot \ddot{I} (t)}{{(\dot{I} (t))}^{2}} .

The following applies to the second derivation of the curve in the I/Q diagram:

\frac{{i.e}^{2} Q (t)}{i.e I {(t)}^{2}} = \frac{i.e}{i.e t} (\frac{i.e Q (t) / i.e t}{i.e I (t) / i.e t}) \cdot \frac{i.e t}{i.e x} = \frac{\ddot{Q} (t) \cdot \dot{I} (t) - \dot{Q} (t) \cdot \ddot{I} (t)}{{(\dot{I} (t))}^{3}}

The following applies to the curvature in the I/Q diagram:

k (t) = \frac{\ddot{Q} (t) \cdot \dot{I} (t) - \dot{Q} (t) \cdot \ddot{I} (t)}{{({(\dot{I} (t))}^{2} + {(\dot{Q} (t))}^{2})}^{\frac{3}{2}}} .

Der jeweilige Wert ist null, wenn die Steigung konstant ist. Die Bereiche konstanter Steigung, die das von Mehrwegeeinfluss unbeeinflusste Signal repräsentieren, können somit besonders einfach identifiziert werden. Im Falle eines ausschließlich aus direktem Signalanteil bestehenden Basisband-Signals ist der jeweilige Wert kontinuierlich null. Insbesondere werden die derart ermittelten Werte zur Ermittlung der Eigenschaft genutzt.The respective value is zero if the slope is constant. The areas of constant slope, which represent the signal unaffected by multipath influence, can thus be identified particularly easily. In the case of a baseband signal consisting exclusively of direct signal components, the respective value is continuously zero. In particular, the values determined in this way are used to determine the property.

Es ist auch möglich, den jeweiligen Wert eines Zeitpunkts bzw. Zeitabschnitts zu nutzen, zu dem ein Betrag des jeweiligen Werts einen vorbestimmten zweiten Schwellenwert nicht überschreitet bzw. unterschreitet. Auf diese Weise können Bereiche genutzt werden, zu denen die Krümmung sehr gering bzw. null ist, was wiederum einem Bereich konstanter Steigung entspricht. Insbesondere kann die ein anderer der genannten Werte zur Verifizierung herangezogen werden.It is also possible to use the respective value of a point in time or time segment at which an amount of the respective value does not exceed or fall below a predetermined second threshold value. In this way, areas can be used for which the curvature is very low or zero, which in turn corresponds to an area with a constant gradient. In particular, one of the other values mentioned can be used for verification.

Durch die Bestimmung des jeweiligen Wertes kann auf diese Weise die Genauigkeit der Information über den Mehrwegeeinfluss verbessert werden und/oder der so bestimmte Wert kann eine zusätzliche Aussage über den Mehrwegeeinfluss erlauben. So kann eine Automatisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens vereinfacht werden. Falls die Ermittlung des jeweiligen Wertes durch die Überschreitung des ersten Schwellenwerts ausgelöst wird, kann auch hier Rechenkapazität und damit Energie gespart werden, da keine kontinuierliche Ermittlung notwendig ist.By determining the respective value, the accuracy of the information about the multipath effect can be improved in this way and/or the value determined in this way can allow additional information about the multipath effect. In this way, automation of the method according to the invention can be simplified. If the determination of the respective value is triggered by exceeding the first threshold value, computing capacity and thus energy can also be saved here, since continuous determination is not necessary.

In einer Ausgestaltung kann die erste zeitliche Ableitung der Inphasenkomponente und/oder der Quadraturphasenkomponente und/oder die zeitliche Ableitung des Quotienten mittels eines Glättungsfilters wie beispielsweise eines Savitzky-Golay-Filters ermittelt, berechnet und/oder geglättet werden. In einer Ausgestaltung werden zur Ermittlung der zweiten Ableitung des Verlaufs im I/Q-Diagramm und/oder der Krümmung des Verlaufs im I/Q-Diagramm die zweiten zeitlichen Ableitungen der Inphasenkomponente sowie der Quadraturkomponente ermittelt. Diese können mittels eines Glättungsfilters wie beispielsweise eines Savitzky-Golay-Filters ermittelt, berechnet und/oder geglättet werden. Insbesondere wird dazu ein anderer Satz von Filterkoeffizienten genutzt als zur Ermittlung der ersten zeitlichen Ableitung der Inphasenkomponente, der Quadraturphasenkomponente, und/oder der zeitlichen Ableitung des Quotienten.In one configuration, the first time derivative of the in-phase component and/or the quadrature phase component and/or the time derivative of the quotient can be determined, calculated and/or smoothed using a smoothing filter such as a Savitzky-Golay filter. In one embodiment, the second time derivatives of the in-phase component and of the quadrature component are determined to determine the second derivative of the curve in the I/Q diagram and/or the curvature of the curve in the I/Q diagram. These can be determined, calculated and/or smoothed using a smoothing filter such as a Savitzky-Golay filter. In particular, a different set of filter coefficients is used for this than for determining the first time derivative of the in-phase component, the quadrature phase component and/or the time derivative of the quotient.

Eine Ausgestaltung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall, dass eine Phase eines Trägersignals des Bandpass-Signals ermittelbar ist, eine erste Mitteilung ausgegeben wird und für den Fall, dass keine Phase des Trägersignals des Bandpass-Signals ermittelbar ist, eine zweite Mitteilung ausgegeben wird. Die erste Mitteilung kann die Phase der Sichtverbindung umfassen. Die erste und/oder zweite Mitteilung kann als akustische und/oder optische Benachrichtigung ausgestaltet sein und/oder zumindest eine ermittelte Information bzw. Eigenschaft umfassen.One embodiment of the method is characterized in that a first message is output if a phase of a carrier signal of the bandpass signal can be determined, and a second message is output if no phase of the carrier signal of the bandpass signal can be determined is issued. The first notification may include the line of sight phase. The first and/or second notification can be in the form of an acoustic and/or visual notification and/or can include at least one piece of information or a property that has been determined.

Eine Ausgestaltung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die zeitliche Ableitung des Quotienten aus der ersten zeitlichen Ableitung der Quadraturkomponente und der ersten zeitlichen Ableitung der Inphasenkomponente, die zweite Ableitung des Verlaufs im I/Q-Diagramm, bzw. die Krümmung des Verlaufs im I/Q-Diagramm eines Zeitpunkts und/oder Zeitabschnitts genutzt wird, zu dem der Betrag des jeweiligen Wertes einen zweiten Schwellenwert unterschreitet bzw. nicht überschreitet.One embodiment of the method is characterized in that the time derivative of the quotient from the first time derivative of the quadrature component and the first time derivative of the in-phase component, the second derivative of the curve in the I/Q diagram, or the curvature of the curve in the I/ Q-diagram of a point in time and/or period of time is used at which the amount of the respective value falls below or does not exceed a second threshold value.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung ist ein System zur Bestimmung eines Mehrwegeeinflusses eines Signals. Dieses umfasst eine Erzeugungseinrichtung, insbesondere einen Quadraturmischer, zur Erzeugung einer Inphasenkomponente und einer Quadraturkomponente unter Nutzung eines empfangenen Bandpass-Signals sowie eine Informationserhalteeinrichtung zum Erhalt einer Information über einen Mehrwegeeinfluss des Bandpass-Signals unter Nutzung einer ersten zeitlichen Ableitung der Inphasenkomponente und/oder einer ersten zeitlichen Ableitung der Quadraturkomponente.A second aspect of the invention is a system for determining a multipath influence of a signal. This includes a generating device, in particular a quadrature mixer, for generating an in-phase component and a quadrature component using a received bandpass signal and an information-receiving device for obtaining information about a multipath influence of the bandpass signal using a first time derivative of the in-phase component and/or a first time derivative of the quadrature component.

Insbesondere umfasst das System auch einen Empfänger zum Empfang des Bandpass-Signals. Die Erzeugungseinrichtung und/oder der Informationserhalteeinrichtung kann zumindest teilweise im Kern eines digitalen Signalprozessors als hart verdrahtete Logik implementiert sein. Typischerweise ist die Erzeugungseinrichtung nur zum Teil in einem digitalen Signalprozessor implementiert. Sie kann ganz oder teilweise durch analoge Schaltungen auf dem Chip umgesetzt sein. Eine mögliche Alternative zur hart verdrahteten Logik ist eine (integrierte) Mixed-Signal-Schaltung. Das System kann Analog-Digital-Wandler umfassen. Es kann auf einem Chip implementiert sein, wobei auch die Analog-Digital-Wandler auf dem Chip implementiert sein können. Dieser kann als Transceiver dienen, beispielsweise für ein System gemäß der DE102016012101A1 bzw. US2019/0187237A1 . Ein Transceiver ist eine bauliche Einheit umfassend einen Sender und einen Empfänger.In particular, the system also includes a receiver for receiving the bandpass signal. The generating device and/or the information receiving device can be implemented at least partially in the core of a digital signal processor as hard-wired logic. Typically, the generating means is only partially implemented in a digital signal processor. It can be fully or partially implemented by on-chip analog circuitry. A possible alternative to hard-wired logic is an (integrated) mixed-signal circuit. The system may include analog to digital converters. It can be implemented on a chip, with the analog-to-digital converters also being able to be implemented on the chip. This can serve as a transceiver, for example for a system according to DE102016012101A1 or. US2019/0187237A1 . A transceiver is a structural unit comprising a transmitter and a receiver.

Das System kann weiterhin einen Sender aufweisen. Der Sender dient dem Senden des modulierten Signals. Er ist insbesondere zum Erzeugen des Rechtecksignals und des Cosinus-Signals eingerichtet. Das System kann weiterhin einen Mischer aufweisen. Dieser dient dem Aufmodulieren des zu sendenden Signals, insbesondere des Rechtecksignals, auf ein Trägersignal, insbesondere ein hochfrequentes Cosinus-Signal. Die Erzeugungseinrichtung kann als Mischer, Multiplexer, oder als schalterbasierte Lösung ausgestaltet sein. In einer Ausführungsform können als Erzeugungseinrichtung zwei Quadraturmischer angeordnet sein, um die Inphasenkomponente und die Quadraturkomponente zu erzeugen bzw. um das empfangene Signal in ein Basisbandsignal zu überführen. Dies kann etwa der Fall sein, wenn der Empfänger nach dem Prinzip der niedrigen Zwischenfrequenz arbeitet.The system may further include a transmitter. The transmitter serves to transmit the modulated signal. In particular, it is set up to generate the square-wave signal and the cosine signal. The system may further include a mixer. This serves to modulate the signal to be transmitted, in particular the square-wave signal, onto a carrier signal, in particular a high-frequency cosine signal. The generating device can be designed as a mixer, multiplexer, or as a switch-based solution. In one embodiment, two quadrature mixers can be arranged as the generating device in order to generate the in-phase component and the quadrature component or to convert the received signal into a baseband signal. This can be the case, for example, if the receiver works according to the low intermediate frequency principle.

Eine Ausgestaltung des Systems ist dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugungseinrichtung und/oder die Informationserhalteeinrichtung in einem Schaltkreis, insbesondere einem digitalen Signalprozessor oder einem Mixed-Signal-Schaltkreis, realisiert sind. Ein Mixed-Signal-Schaltkreis ist ein Schaltkreis, der zur Verarbeitung analoger sowie digitaler Signale eingerichtet ist.One configuration of the system is characterized in that the generating device and/or the information-receiving device are implemented in a circuit, in particular a digital signal processor or a mixed-signal circuit. A mixed-signal circuit is a circuit designed to process both analog and digital signals.

Insbesondere ist der Schaltkreis dazu eingerichtet, die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen. Falls das System weitere Komponenten aufweist, können diese ebenfalls zum Teil oder in Gänze in dem Schaltkreis bzw. digitalen Signalprozessor oder Mixed-Signal-Schaltkreis realisiert sein.In particular, the circuit is set up to carry out the steps of the method according to the invention. If the system has other components, these can also be implemented partially or entirely in the circuit or digital signal processor or mixed-signal circuit.

Eine weitere Ausgestaltung des Systems ist dadurch gekennzeichnet, dass das System zumindest eine Ausgabeeinrichtung zur Ausgabe einer ersten Mitteilung und/oder einer zweiten Mitteilung aufweist. Somit kann in dem Fall, dass eine Phase eines Trägersignals des Bandpass-Signals unmittelbar nach einem Beginn eines Wechsels der Amplitude der Inphasenkomponente I und/oder der Quadraturkomponente Q ermittelbar ist, eine erste Mitteilung ausgegeben werden und/oder es kann für den Fall, dass keine Phase des Trägersignals des Bandpass-Signals unmittelbar nach dem Beginn des Wechsels der Amplitude ermittelbar ist, eine zweite Mitteilung ausgegeben werden.A further configuration of the system is characterized in that the system has at least one output device for outputting a first message and/or a second message. Thus, in the event that a phase of a carrier signal of the bandpass signal can be determined immediately after the start of a change in the amplitude of the in-phase component I and/or the quadrature component Q, a first notification can be issued and/or it can, in the event that no phase of the carrier signal of the bandpass signal can be determined immediately after the beginning of the change in amplitude, a second notification can be issued.

Die erste Mitteilung und/oder die zweite Mitteilung können für den jeweiligen Zweck vorbestimmte Mitteilungen sein. Die Ausgabeeinrichtung kann Mittel zur Ausgabe der erhaltenen Information bzw. Eigenschaft umfassen. Das System kann eine erste Ausgabeeinrichtung zur Ausgabe der ersten Mitteilung und eine zweite Ausgabeeinrichtung zur Ausgabe der zweiten Mitteilung aufweisen.The first notification and/or the second notification can be predefined notifications for the respective purpose. The output device can include means for outputting the information or property obtained. The system may have a first output device for outputting the first message and a second output device for outputting the second message.

Insbesondere umfasst das System mindestens vier Sender und einen Empfänger und ist dazu eingerichtet, den Empfänger zu orten. Der oder die Sender können zirkular polarisierte Antennen verwenden bzw. umfassen. Diese weisen den Vorteil auf, dass anhand einer geänderten Drehrichtung eine Reflexion an einer Oberfläche detektierbar ist. Im Falle zirkular polarisierter Antennen weist das direkte Signal bei der Übertragung zwischen Sender und Empfänger dieselbe Drehrichtung bzw. Polarisationsrichtung auf. Mit anderen Worten werden Sender und Empfänger mit derselben Drehrichtung betrieben.In particular, the system includes at least four transmitters and one receiver and is set up to locate the receiver. The transmitter or transmitters can use or include circularly polarized antennas. These have the advantage that a reflection on a surface can be detected based on a changed direction of rotation. In the case of circularly polarized antennas, the direct signal has the same direction of rotation or polarization during transmission between transmitter and receiver. In other words, the transmitter and receiver are operated with the same direction of rotation.

Insbesondere weist das System eine Entscheidungseinrichtung zur Entscheidung darüber auf, ob eine Phase eines Trägersignals des Bandpass-Signals unmittelbar nach einem Beginn eines Wechsels der Amplitude ermittelbar ist. Die Entscheidungseinrichtung kann dazu eingerichtet sein, die Entscheidung anhand detektierter bzw. übermittelter Werte sowie eines vorgegebenen Kriteriums zu treffen. Der Fall, dass keine Phase des Signals unmittelbar nach dem Beginn des Wechsels der Amplitude ermittelbar ist, kann Fallgestaltungen umfassen, in denen keine nutzbare oder valide Phase ermittelbar ist. Mit anderen Worten ist die Phase in derartigen Fällen nicht für einen vorbestimmten Zweck geeignet. Die Entscheidungseinrichtung kann Teil der Informationserhalteeinrichtung sein.In particular, the system has a decision device for deciding whether a phase of a carrier signal of the bandpass signal can be determined immediately after the beginning of a change in the amplitude. The decision device can be set up to make the decision based on detected or transmitted values and a predetermined criterion. The case in which no phase of the signal can be determined immediately after the beginning of the change in amplitude can include cases in which no usable or valid phase can be determined. In other words, the phase in such cases is not suitable for a predetermined purpose. The decision-making device can be part of the information-retaining device.

In einer Ausgestaltung umfasst das System ein Glättungsfilter, insbesondere ein Savitzky-Golay-Filter, zur Ermittlung und/oder Glättung einer ersten zeitlichen Ableitung der Inphasenkomponente und/oder der Quadraturphasenkomponente, einer zeitlichen Ableitung des Quotienten aus der ersten zeitlichen Ableitung der Quadraturkomponente und der ersten zeitlichen Ableitung der Inphasenkomponente, einer zweiten Ableitung des Verlaufs im I/Q-Diagramm, einer Krümmung des Verlaufs im I/Q-Diagramm und/oder einer zweiten zeitlichen Ableitung der Inphasenkomponente und/oder der Quadraturkomponente. Letztere werden zur Ermittlung der zweiten Ableitung bzw. Krümmung des Verlaufs im I/Q-Diagramm benötigt. Ggf. werden für verschiedene Berechnungen, wie oben ausgeführt, unterschiedliche Sätze von Filterkoeffizienten genutzt.In one embodiment, the system includes a smoothing filter, in particular a Savitzky-Golay filter, for determining and/or smoothing a first time derivative of the in-phase component and/or the quadrature phase component, a time derivative of the quotient of the first time derivative of the quadrature component and the first time derivative of the in-phase component, a second derivative of the curve in the I/Q diagram, a curvature of the curve in the I/Q diagram and/or a second time derivative of the in-phase component and/or the quadrature component. The latter are required to determine the second derivative or curvature of the curve in the I/Q diagram. If necessary, different sets of filter coefficients are used for different calculations, as explained above.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Positionsbestimmung eines Objekts unter Verwendung einer mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens erhaltenen Information und/oder Eigenschaft eines von Mehrwegeeinfluss unbeeinflussten Signalanteils, insbesondere einer Phase eines Trägersignals des Bandpass-Signals. Ebenso kann die Information und/oder Eigenschaft mittels des erfindungsgemäßen Systems erhalten sein. Wie beschrieben meint eine Phase eines Trägersignals eines Bandpass-Signals insbesondere den Phasenzuwachs über den Kanal, also die Veränderung der Phase aufgrund der Kanalausbreitung.A further aspect of the invention is a method for determining the position of an object using information and/or a property of a signal component unaffected by multipath influence, in particular a phase of a carrier signal of the bandpass signal, obtained using the method according to the invention. The information and/or property can also be obtained by means of the system according to the invention. As described, a phase of a carrier signal of a bandpass signal means in particular the phase increase over the channel, ie the change in phase due to channel propagation.

Ein Objekt im Sinne der Erfindung meint einen Gegenstand, einen Menschen, ein Tier oder ein Teil davon. Positionsbestimmung meint die Bestimmung der Position des Objekts, insbesondere in Bezug auf einen definierten Fixpunkt bzw. ein definiertes Ortungssystem. Dabei ist unerheblich, ob der eigentliche Vorgang der Positionsbestimmung am Ort des Objekts, am Ort eines Fixpunktes oder an anderer Stelle erfolgt.An object within the meaning of the invention means an object, a person, an animal or a part thereof. Position determination means determining the position of the object, in particular in relation to a defined fixed point or a defined positioning system. It is irrelevant whether the actual process of determining the position takes place at the location of the object, at the location of a fixed point or at another location.

Insbesondere wird die Information oder die Eigenschaft zur Ermittlung einer Laufzeit bzw. Laufzeitdifferenz zwecks Ortsbestimmung des Objekts verwendet. So kann ein Abstand zwischen einem Sender und einem Empfänger des Bandpass-Signals mit großer Genauigkeit bestimmt werden.In particular, the information or the property is used to determine a transit time or transit time difference for the purpose of determining the location of the object. A distance between a transmitter and a receiver of the bandpass signal can thus be determined with great accuracy.

Es können mit dem beschriebenen Verfahren die Phasen eines ersten Senders und eines zweiten Senders ermittelt werden. Aus mindestens drei Differenzen solcher Paare können Rückschlüsse auf die Position des Objekts, insbesondere des Empfängers, gezogen werden. Alle Sender senden insbesondere auf unterschiedlichen Frequenzen. Der Empfänger hat insbesondere für jeden Sender einen eigenen Empfangsbereich, also für die entsprechende Frequenz einen eigenen Empfangszug. Insbesondere werden für alle vier Sender aus den Rechtecksignalen im Basisband die Nulldurchgänge und die Phasen ermittelt, um die Positionsbestimmung zu ermöglichen. Diese ist detaillierter in DE102016012101A1 und US2019/0187237A1 beschrieben, worauf hier verwiesen wird.The phases of a first transmitter and a second transmitter can be determined using the method described. Conclusions about the position of the object, especially the receiver, can be drawn from at least three differences of such pairs. In particular, all transmitters transmit on different frequencies. In particular, the receiver has its own reception range for each transmitter, ie its own reception path for the corresponding frequency. In particular, the zero crossings and the phases are determined for all four transmitters from the square-wave signals in the baseband in order to enable position determination. This is more detailed in DE102016012101A1 and US2019/0187237A1 described to which reference is made here.

In einer Ausgestaltung umfasst das Verfahren die Detektion einer Bewegung eines Objekts. In einer Ausgestaltung umfasst das Verfahren die Ermittlung einer Laufzeit und/oder einer Laufzeitdifferenz.In one configuration, the method includes the detection of a movement of an object. In one embodiment, the method includes determining a transit time and/or a transit time difference.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein computerimplementiertes Verfahren, umfassend die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bestimmung eines Mehrwegeeinflusses eines Signals.A further aspect of the invention is a computer-implemented method, comprising the steps of the method according to the invention for determining a multipath influence of a signal.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Datenverarbeitung, insbesondere als Teil einer Sende- und/oder Empfangseinrichtung zur Positionsbestimmung, umfassend einen Prozessor, der so konfiguriert ist, dass er das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung eines Mehrwegeeinflusses ausführt. Insbesondere ist die Vorrichtung zur Datenverarbeitung in einer Sende- und/oder Empfangseinrichtung zur Positionsbestimmung angeordnet und/oder von dieser umfasst.A further aspect of the invention is a device for data processing, in particular as part of a transmitting and/or receiving device for position determination, comprising a processor which is configured in such a way that it executes the method according to the invention for determining a multipath influence. In particular, the device for data processing is arranged in and/or comprised by a transmitting and/or receiving device for position determination.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Computerprogramm, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen. Der Computer kann dabei Teil einer Sende- und/oder Empfangseinrichtung zur Positionsbestimmung sein.A further aspect of the invention is a computer program, comprising instructions which, when the program is executed by a computer, cause the latter to execute the method according to the invention. The computer can be part of a transmitting and/or receiving device for position determination.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der in den beiliegenden Figuren wiedergegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigt

1: ein I/Q-Diagramm eines direkten Signals,
2: ein I/Q-Diagramm eines indirekten Signals,
3: ein I/Q-Diagramm einer Überlagerung eines direkten und eines indirekten Signals,
4: das I/Q-Diagramm aus 3 mit einer zusätzlichen Darstellung eines direkten Signals aus 1,
5: eine schematische Darstellung der Übertragung eines Signals,
6: eine schematische Darstellung von Teilen eines erfindungsgemäßen Systems,
7: einen zeitlichen Verlauf der Inphasenkomponente und der Quadraturkomponente,
8: einen zeitlichen Verlauf der ersten zeitlichen Ableitung der Inphasenkomponente sowie der Quadraturkomponente,
9: einen zeitlichen Verlauf der Steigung, und
10: einen zeitlichen Verlauf der Krümmung im Falle eines direkten und eines indirekten Signals.

The invention is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments shown in the attached figures. while showing

1 : an I/Q diagram of a direct signal,
2 : an I/Q diagram of an indirect signal,
3 : an I/Q diagram of a superposition of a direct and an indirect signal,
4 : the I/Q diagram 3 with an additional representation of a direct signal 1 ,
5 : a schematic representation of the transmission of a signal,
6 : a schematic representation of parts of a system according to the invention,
7 : a time course of the in-phase component and the quadrature component,
8th : a time profile of the first time derivative of the in-phase component and the quadrature component,
9 : a time course of the slope, and
10 : a time course of the curvature in the case of a direct and an indirect signal.

1 zeigt ein I/Q-Diagramm, auch Konstellationsdiagramm genannt, eines direkten Signals 12. Dies meint ein von der Umgebung unbeeinflusst entlang der direkten Sichtverbindung übertragenes Signal. Die Inphasenkomponente I ist auf der Abszissenachse aufgetragen und die Quadraturkomponente Q ist auf der Ordinatenachse aufgetragen. Die Maßeinheit beider Komponenten ist Volt. 1 12 shows an I/Q diagram, also called a constellation diagram, of a direct signal 12. This means a signal transmitted along the direct line of sight unaffected by the environment. The in-phase component I is plotted on the axis of abscissas and the quadrature component Q is plotted on the axis of ordinates. The unit of measure for both components is volts.

Die Inphasenkomponente I und die Quadraturkomponente Q wurden aus einem empfangenen bipolar phasenmodulierten Bandpass-Signal mittels einer Erzeugungseinrichtung, nämlich eines Quadraturmischers, erzeugt. Dabei tritt die übertragene bipolare Folge des Nutzsignals im I-Pfad und Q-Pfad des Empfängers jeweils mit einer Amplitude auf, die sich aus der Phase des Trägersignals zum Zeitpunkt des Heruntermischens bestimmt. Die Amplituden können somit als Feininformation bei einer Messung der Laufzeit bzw. Laufzeitdifferenz des übertragenen Bandpass-Signals genutzt werden. Die hier dargestellten Signale entsprechen einer Periode der mittels des Systems aus 6 erhaltenen Werte des direkten Signals 12. In den 1-3 wurde jeweils die Quadraturkomponente Q (Basisbandkomponente des Q-Pfades) über die Inphasenkomponente I (Basisbandkomponente des I-Pfades) aufgetragen, um das jeweilige I/Q-Diagramm zu erzeugen.The in-phase component I and the quadrature component Q were generated from a received bipolar phase-modulated bandpass signal by means of a generating device, namely a quadrature mixer. The transmitted bipolar sequence of the useful signal occurs in the I path and Q path of the receiver with an amplitude that is determined from the phase of the carrier signal at the time of downconversion. The amplitudes can thus be used as fine information when measuring the transit time or transit time difference of the transmitted bandpass signal. The signals shown here correspond to a period of the system 6 obtained values of the direct signal 12. In the 1-3 In each case, the quadrature component Q (baseband component of the Q path) was plotted against the in-phase component I (baseband component of the I path) in order to generate the respective I/Q diagram.

Im zeitlichen Verlauf über mehrere Perioden betrachtet erfolgt ein Hin- und Herspringen vom unten rechts befindlichen Punkt zum oben links befindlichen Punkt. Die Gerade zwischen den Punkten repräsentiert den Wechsel der Amplitude.Viewed over several periods over time, there is a jumping back and forth from the point located at the bottom right to the point located at the top left. The straight line between the points represents the change in amplitude.

Eine ähnliche Darstellung zeigt 2 für ein indirektes Signal 13. Ein indirektes Signal 13 ist durch Mehrwegeeinfluss beeinflusst. Durch Überwindung einer größeren Lauflänge, Interaktion mit Gegenständen und ggf. Reflexion an Oberflächen ist die Zeitverzögerung und damit die Phase abweichend - die Gerade verläuft in 2 etwa parallel zur Abszissenachse - und die Amplitude deutlich geringer. Die hier dargestellten Signale entsprechen einer Periode der mittels des Systems aus 6 erhaltenen Werte des indirekten Signals 13.A similar representation is shown 2 for an indirect signal 13. An indirect signal 13 is affected by multipath influence. By overcoming a greater run length, interaction with objects and possible reflection on surfaces, the time delay and thus the phase is different - the straight line runs in 2 approximately parallel to the abscissa axis - and the amplitude is significantly lower. The signals shown here correspond to a period of the system 6 obtained values of the indirect signal 13.

3 zeigt das I/Q-Diagramm, das aus einer Überlagerung des direkten und des indirekten Signals resultiert. Dieses ist als überlagertes Signal 14 dargestellt. Es entspricht einem vom Mehrwegeeinfluss beeinflussten tatsächlich empfangenen Signal, welches aus einem direkten und einem indirekten Signalanteil zusammengesetzt bzw. überlagert ist. Durch die unterschiedliche Phase und die zu unterschiedlichen Zeitpunkten erfolgenden Wechsel der Amplitude der jeweiligen Quadraturkomponente und der Inphasenkomponente der beiden Signalanteile, findet hier kein Hin- und Herspringen von einem Punkt zum anderen statt, sondern es ergibt sich eine Kurve. Der bogenförmige Verlauf ist auf ein im Empfänger angeordnetes Anti-Aliasing-Filter zurückzuführen. 3 shows the I/Q diagram that results from superimposing the direct and indirect signals. This is shown as a superimposed signal 14 . It corresponds to an actually received signal influenced by the multipath influence, which is composed or superimposed of a direct and an indirect signal component. Due to the different phase and the change in the amplitude of the respective quadrature component and the in-phase component of the two signal components occurring at different points in time, there is no jumping back and forth from one point to the other, but a curve results. The curve is due to an anti-aliasing filter installed in the receiver.

Unten rechts beginnend verläuft die Kurve des überlagerten Signals 14 zunächst als Gerade in die obere linke Richtung, bevor sie einen gekrümmten Bereich ausbildet und im oben links befindlichen Punkt ankommt. Im weiteren Verlauf ergibt sich zunächst wieder eine Gerade in die untere rechte Richtung, bevor die Kurve gekrümmt zurück zum Startpunkt verläuft. Die Bereiche der beiden Geraden sind darauf zurückzuführen, dass nach jedem Wechsel der Amplitude aufgrund der unterschiedlichen Zeitverzögerung der direkte Signalanteil zuerst empfangen wird und der Wechsel somit zunächst durch den direkten Signalanteil bestimmt wird. Dies ermöglicht eine Aussage über den zeitlichen Bereich unmittelbar nach dem Beginn des Wechsels der Amplitude. Das hier anhand seiner Basisbandkomponenten I und Q dargestellte Signal entspricht einer Periode der mittels des Systems aus 6 erhaltenen Werte des überlagerten Signals 14 aus dem direkten Signal 12 und dem indirekten Signal 13, welches auch als Mehrwegesignal bezeichnet wird.Beginning at the bottom right, the curve of the superimposed signal 14 initially runs as a straight line in the top left direction before it forms a curved area and arrives at the point located at the top left. In the further course, there is again a straight line in the lower right direction, before the curve curves back to the starting point. The areas of the two straight lines are due to the fact that after each change in amplitude, the direct signal component is received first due to the different time delay and the change is therefore initially determined by the direct signal component. This enables a statement to be made about the time range immediately after the beginning of the change in amplitude. The signal represented here in terms of its baseband components I and Q corresponds to a period of the system 6 obtained values of the superimposed signal 14 from the direct signal 12 and the indirect signal 13, which is also referred to as a multipath signal.

In 4 ist zusätzlich zum überlagerten Signal 14 aus 3 das direkte Signal 12 aus 1 eingezeichnet. Es zeigt sich, dass der Bereich der Geraden des überlagerten Signals 14 parallel zu der Geraden des direkten Signals 12 verläuft. Aufgrund dessen erlaubt das I/Q-Diagramm des überlagerten Signals 14 eine Aussage über eine Eigenschaft des von Mehrwegeeinflüssen unbeeinflussten Signalanteils, nämlich über die Phase φ des Trägersignals des von Mehrwegeeinflüssen unbeeinflussten Signalanteils. Wie oben ausgeführt, meint die Phase des Trägersignals des Bandpass-Signals hier typischerweise den Phasenzuwachs über den Kanal, also die Veränderung der Phase aufgrund der Kanalausbreitung. Dazu wird der gerade Bereich betrachtet, bevor die Mehrwegeeinflüsse eine Krümmung im I/Q-Diagramm hervorrufen. In der Steigung des geraden Bereichs liegt somit eine Information über die Phase φ eines unbeeinflussten Signalanteils. Diese ist als eindeutig zugeordneter, zwischen 0 Grad und 180 Grad betragender Winkel wie dargestellt ablesbar. Mit anderen Worten ist die Phase φ im Bereich zwischen 0 Grad und 180 Grad durch den Winkel gegeben, den die Verbindungsgerade der Konstellationspunkte im Fall ausschließlicher Sichtverbindung mit der positiven I-Achse einschließt.In 4 is off in addition to the superimposed signal 14 3 the direct signal 12 out 1 drawn. It can be seen that the area of the straight line of the superimposed signal 14 runs parallel to the straight line of the direct signal 12 . Because of this, the I/Q diagram of the superimposed signal 14 allows a statement to be made about a property of the signal component unaffected by multipath influences, namely about the phase φ of the carrier signal of the signal component unaffected by multipath influences. As explained above, the phase of the carrier signal of the bandpass signal typically means the phase increase over the channel, ie the change in phase due to channel propagation. To do this, the straight range is considered before the multipath effects cause a curvature in the I/Q diagram. Information about the phase φ of an unaffected signal component is therefore contained in the slope of the even range. This can be read as a clearly assigned angle between 0 degrees and 180 degrees, as shown. In other words, the phase φ in the range between 0 degrees and 180 degrees is given by the angle that the straight line connecting the constellation points encloses with the positive I-axis in the case of exclusive line of sight.

Die beschriebene Ermittlung der Phase ist dann möglich, wenn die anfängliche Steigung durch das indirekte Signal unbeeinflusst ist, also sofern das indirekte Signal eine Zeitverzögerung in Bezug auf das direkte Signal aufweist, welche einen nennenswerten Anteil des Kehrwerts der Bandbreite des Bandpass-Signals ausmacht.The phase determination described is possible if the initial slope is unaffected by the indirect signal, i.e. if the indirect signal has a time delay in relation to the direct signal, which accounts for a significant proportion of the reciprocal of the bandwidth of the bandpass signal.

Zusammengefasst wurden aus dem empfangenen Bandpass-Signal eine Inphasenkomponente und eine Quadraturkomponente erzeugt und zwecks Erhalts des I/Q-Diagramms gegeneinander aufgetragen. Es wurden jeweilige zeitliche Ableitungen bestimmt und ein Quotient aus der ersten zeitlichen Ableitung der Quadraturkomponente und der ersten zeitlichen Ableitung der Inphasenkomponente gebildet. Aus dem Quotienten wurde eine Information ermittelt, nämlich festgestellt, dass das Bandpass-Signal einem Mehrwegeeinfluss unterliegt, wenn dieser nicht konstant ist. Weiter wurde eine Eigenschaft eines von Mehrwegeeinflüssen unbeeinflussten Signalanteils in Form der Phase φ des Trägersignals des Bandpass-Signals ermittelt, und zwar zwecks Ermittlung einer Laufzeit und/oder Laufzeitdifferenz des Bandpass-Signals. Diese kann zur Positionsbestimmung eines Objekts verwendet werden.In summary, an in-phase component and a quadrature component were generated from the received bandpass signal and plotted against each other to obtain the I/Q diagram. The respective time derivatives were determined and a quotient was formed from the first time derivative of the quadrature component and the first time derivative of the in-phase component. Information was determined from the quotient, namely it was established that the bandpass signal is subject to a multipath influence if this is not constant. Furthermore, a property of a signal component unaffected by multipath influences was determined in the form of the phase φ of the carrier signal of the bandpass signal, specifically for the purpose of determining a propagation time and/or propagation time difference of the bandpass signal. This can be used to determine the position of an object.

5 zeigt schematisch die einem Mehrwegeeinfluss unterliegende Übertragung eines bipolar phasenmodulierten Signals. Das Signal wird vom Sender 6 gesendet und vom Empfänger 8 empfangen. Dazwischen breitet es sich über einen von Mehrwegeeinfluss beeinflussten Kanal 15 aus. Das direkte Signal 12 verläuft entlang der direkten Sichtverbindung zwischen Sender und Empfänger, wogegen das indirekte Signal 13 an einer Oberfläche reflektiert wird und deshalb einen weiteren Weg zurücklegt. 5 shows schematically the transmission of a bipolar phase-modulated signal subject to a multipath influence. The signal is sent by the transmitter 6 and received by the receiver 8. In between, it propagates via a channel 15 influenced by multipath influence. The direct signal 12 travels along the direct line of sight between transmitter and receiver, whereas the indirect signal 13 is reflected off a surface and therefore travels a longer path.

6 zeigt eine Ausgestaltung von Teilen des erfindungsgemäßen Systems. Im Sender 6 wird ein hochfrequentes Cosinus-Signal 10 als Trägersignal erzeugt und mit einem Nutzsignal in Form einer bipolaren Folge, nämlich einem Rechtecksignal 9, multipliziert. Auf diese Weise wird das Bandpass-Signal, ein bipolar phasenmoduliertes Signal, erzeugt. Dieses wird über den Kanal 15 übertragen, wobei zur Vereinfachung lediglich das direkte Signal 12 und das indirekte Signal 13 analog zum in 5 gezeigten berücksichtigt werden. In einer realen Umgebung sind typischerweise eine Vielzahl unterschiedlicher indirekter Signale 13 vorhanden, die das direkte Signal 12 sowie sich gegenseitig überlagern. 6 shows an embodiment of parts of the system according to the invention. A high-frequency cosine signal 10 is generated as a carrier signal in the transmitter 6 and is multiplied by a useful signal in the form of a bipolar sequence, namely a square-wave signal 9 . This is how the bandpass signal, a bipolar phase modulated signal, is generated. This is transmitted via channel 15, with only the direct signal 12 and the indirect signal 13 analogous to in 5 shown are taken into account. In a real environment, there are typically a large number of different indirect signals 13 which are superimposed on the direct signal 12 and on one another.

Das direkte Signal 12 erfährt auf seinem Pfad entlang der Sichtverbindung eine Zeitverzögerung Δt₁ und eine Verstärkung g₁. Das indirekte Signal 13 erfährt auf seinem indirekten Pfad davon typischerweise abweichende Werte Δt₂ und g₂ für die Zeitverzögerung und die Verstärkung. Die Signale 12, 13 werden überlagert und bilden gemeinsam das Bandpass-Signal 1, das den Empfänger 8 erreicht.The direct signal 12 experiences a time delay Δt ₁ and a gain g ₁ on its path along the line of sight. On its indirect path, the indirect signal 13 typically experiences different values Δt ₂ and g ₂ for the time delay and the amplification. The signals 12, 13 are superimposed and together form the bandpass signal 1, which reaches the receiver 8.

Im hier gezeigten Ausführungsbeispiel, das nach dem Prinzip der niedrigen Zwischenfrequenz aufgebaut ist (englisch „low intermediate frequency“, abgekürzt als „LowIF“), durchläuft das empfangene Signal zunächst einen ersten Quadraturmischer 17, in dem es auf eine niedrige Zwischenfrequenz heruntergemischt wird, auch bezeichnet als erstes Heruntermischen. Dazu werden für den ersten Quadraturmischer mittels eines mittig dargestellten Frequenzgenerators ein Sinus- und ein Cosinus-Signal erzeugt, also zwei um 90 Grad phasenverschobene Signale, welche jeweils mit dem empfangenen Signal multipliziert werden. Mittels der Filter 16 werden anschließend in jedem der Signalpfade zusätzlich generierte, unerwünschte hohe Signalanteile entfernt. Mit anderen Worten handelt es sich bei den Filtern 16 um Tiefpassfilter. Diese fungieren im hier gezeigten Ausführungsbeispiel auch als Anti-Aliasing-Filter. Es stehen nun an den Ausgängen der Filter 16 im oben dargestellten Pfad eine Inphasenkomponente der niedrigen Zwischenfrequenz I_LowIF und im unten dargestellten Pfad eine Quadraturkomponente der niedrigen Zwischenfrequenz Q_LowIF zur Verfügung.In the exemplary embodiment shown here, which is based on the principle of low intermediate frequency (abbreviated to “LowIF”), the received signal first passes through a first quadrature mixer 17, in which it is mixed down to a low intermediate frequency, too referred to as first downmix. For this purpose, a sine and a cosine signal are generated for the first quadrature mixer by means of a frequency generator shown in the middle, i.e. two signals phase-shifted by 90 degrees, which are each multiplied with the received signal. Additionally generated, undesired high signal components are then removed in each of the signal paths by means of the filter 16 . In other words, the filters 16 are low-pass filters. In the embodiment shown here, these also act as anti- aliasing filter. An in-phase component of the low intermediate frequency I _LowIF is now available at the outputs of the filters 16 in the path shown above, and a quadrature component of the low intermediate frequency Q _LowIF is available in the path shown below.

Jedes der auf diese Weise erhaltenen Signale I_LowIF, Q_LowIF wird mittels des zweiten Quadraturmischers 18 in das Basisband heruntergemischt, auch bezeichnet als zweites Heruntermischen. Analog zum ersten Quadraturmischer 17 stellt auch hier ein Frequenzgenerator zwei um 90 Grad phasenverschobene Signale bereit. Der zweite Quadraturmischer dient als Erzeugungseinrichtung 4 zur Erzeugung einer Inphasenkomponente und einer Quadraturkomponente unter Nutzung eines empfangenen Bandpass-Signals gemäß dem erfindungsgemäßen System.Each of the signals I _LowIF , Q _LowIF obtained in this way is down-converted to baseband by means of the second quadrature mixer 18, also referred to as second down-conversion. Analogously to the first quadrature mixer 17, a frequency generator also provides two signals that are phase-shifted by 90 degrees. The second quadrature mixer serves as a generating device 4 for generating an in-phase component and a quadrature component using a received bandpass signal according to the system according to the invention.

Die Struktur des zweiten Mischers ist beim hier gezeigten Ausführungsbeispiel vergleichsweise aufwändig, da hier zwei komplexe Signale multipliziert werden. Als Ausgangsgrößen werden die Basisbandkomponenten, nämlich die Inphasenkomponente I und die Quadraturkomponente Q, ausgegeben. Diese entsprechen im Fall der direkten Sichtverbindung - direktes Signal 12 - einer verzögerten und gefilterten Version der bipolaren Folge, Rechtecksignal 9, wobei die Amplituden von der Abschwächung über den Kanal 15 sowie von der Phase des Trägersignals - Cosinus-Signal 10 - zum Zeitpunkt des ersten Heruntermischens abhängen. Dies gilt sinngemäß auch für ein indirektes Signal 13. Der allgemeine Fall des Mehrwegesignals ergibt sich wie beschrieben durch Überlagerung.The structure of the second mixer is comparatively complex in the exemplary embodiment shown here, since two complex signals are multiplied here. The baseband components, namely the in-phase component I and the quadrature component Q, are output as output variables. These correspond, in the case of direct line of sight - direct signal 12 - to a delayed and filtered version of the bipolar sequence, square wave signal 9, the amplitudes of which depend on the attenuation over channel 15 and on the phase of the carrier signal - cosine signal 10 - at the time of the first depend on the downmix. This also applies analogously to an indirect signal 13. The general case of the multipath signal results, as described, from superimposition.

An Stelle des oben beschriebenen Ausführungsbeispiels mit erstem Quadraturmischer 17 und zweitem Quadraturmischer 18 zum zweiteiligen Heruntermischen gemäß dem Prinzip der niedrigen Zwischenfrequenz ist auch ein einfacher Quadraturmischer möglich, der die Basisbandkomponenten Q und I unmittelbar aus dem empfangenen Bandpass-Signal 1 erzeugt, mit anderen Worten also das empfangene Bandpass-Signal in das Basisband überführt. In diesem Fall wäre dieser Quadraturmischer die erfindungsgemäße Erzeugungseinrichtung. Die Informationserhalteeinrichtung (hier nicht dargestellt) wird mit den Basisbandkomponenten I und Q gespeist. Die Kanaltrennung kann dann beispielsweise durch unterschiedliche Frequenzen der Lokaloszillatorsignale erfolgen.Instead of the exemplary embodiment described above with a first quadrature mixer 17 and a second quadrature mixer 18 for two-part down-conversion according to the principle of the low intermediate frequency, a simple quadrature mixer is also possible, which generates the baseband components Q and I directly from the received bandpass signal 1, in other words converts the received bandpass signal to baseband. In this case, this quadrature mixer would be the generating device according to the invention. The information receiving device (not shown here) is fed with the baseband components I and Q. The channels can then be separated, for example, by different frequencies of the local oscillator signals.

In einer Implementierung des erfindungsgemäßen Systems weist dieses zusätzlich zum in 6 gezeigten insbesondere einen Ausgangspuffer und/oder einen Leistungsverstärker sowie eine Antenne im Sender 6 auf, damit das Signal über eine Antenne ausgesendet werden kann. Der Empfänger 8 wird ebenfalls eine Antenne aufweisen. Weiter kann er ein Bandselektionsfilter und/oder einen Verstärker, insbesondere einen rauscharmen Verstärker, aufweisen, um das empfangene Signal aufzubereiten, bevor es im Quadraturmischer verarbeitet wird. Auch kann ein Analog-Digital-Wandler direkt nach dem Filter 16 vorhanden sein.In an implementation of the system according to the invention, this has in addition to in 6 shown in particular an output buffer and / or a power amplifier and an antenna in the transmitter 6 so that the signal can be transmitted via an antenna. The receiver 8 will also have an antenna. Furthermore, it can have a band selection filter and/or an amplifier, in particular a low-noise amplifier, in order to condition the received signal before it is processed in the quadrature mixer. An analog-to-digital converter can also be present directly after the filter 16 .

Es muss nicht zwingend mit der hier verwendeten hohen Abtastrate gearbeitet werden, die einer Zeitschrittweite von 48,828125 ps entspricht, um den Nulldurchgang und damit die Grobinformation hinreichend genau zu ermitteln. Es kann das Prinzip der virtuellen Überabtastung genutzt werden, bei dem der Abstand der Abtastzeitpunkte nicht zur Dauer einer Periode, sondern mehrerer Perioden in einem ganzzahligen Verhältnis steht. Hierdurch werden sämtliche Phasen der gewünschten hohen Abtastrate über mehrere Perioden verteilt bei der niedrigen realen Abtastrate aufgezeichnet. Nach einer ggf. notwendigen Permutation der Abtastwerte im Digitalteil steht dann das fein aufgelöste Signal zur Verfügung. Falls die Analog-Digital-Wandlung auf die Filterung folgt, muss das zweite Heruntermischen darüber hinaus durch einen Algorithmus im Digitalteil umgesetzt werden. Hier können unterschiedliche bekannte Verfahren genutzt werden.It is not absolutely necessary to work with the high sampling rate used here, which corresponds to a time step size of 48.828125 ps, in order to determine the zero crossing and thus the rough information with sufficient accuracy. The principle of virtual oversampling can be used, in which the interval between the sampling times is not in an integer ratio to the duration of a period, but rather to several periods. As a result, all phases of the desired high sampling rate are recorded at the low real sampling rate, distributed over a number of periods. After a possibly necessary permutation of the sampling values in the digital part, the finely resolved signal is then available. In addition, if the analog-to-digital conversion follows the filtering, the second down-conversion must be implemented by an algorithm in the digital part. Various known methods can be used here.

Die Basisbandkomponenten I und Q werden für die weitere Verarbeitung abgetastet, in dieser Ausgestaltung bei einer Zeitschrittweite von 48,828125 ps. Die Verzögerung Δt₁ betrug bei den in den 1-3 dargestellten Beispielen im Pfad des direkten Signals 12 jeweils 24 ns und die Verstärkung g₁ betrug 1, 0 und 1. Im Pfad des indirekten Signals 13 betrug die Verzögerung Δt₂ jeweils 30 ns und die Verstärkung g₂ betrug 0, 0,2 und 0,2.The baseband components I and Q are sampled for further processing, in this embodiment at a time step of 48.828125 ps. The delay Δt ₁ was in the 1-3 illustrated examples in the path of the direct signal 12 was 24 ns and the gain g ₁ was 1, 0 and 1. In the path of the indirect signal 13 the delay Δt ₂ was 30 ns and the gain g ₂ was 0, 0.2 and 0 ,2.

7 zeigt die zugehörigen Zeitverläufe der Basisbandkomponenten, der Inphasenkomponente I und der Quadraturkomponente Q, nach erfolgter Zeitdiskretisierung für den Fall der Mehrwegeausbreitung. Es wird auch von Q-Pfad und I-Pfad bzw. Quadratur-Pfad und Inphase-Pfad gesprochen. Exemplarisch sind einige Wechsel der Amplitude 3 eingezeichnet. Werden Q- und I-Pfad gegeneinander aufgetragen, ergibt sich das Konstellationsdiagramm wie in den 1-3 gezeigt. 7 shows the associated time curves of the baseband components, the in-phase component I and the quadrature component Q after time discretization for the case of multipath propagation. The terms Q path and I path or quadrature path and inphase path are also used. Some changes in amplitude 3 are shown as examples. If the Q and I path are plotted against each other, the result is the constellation diagram as in 1-3 shown.

8 zeigt die zugehörige erste zeitliche Ableitung der Inphasenkomponente dl/dt sowie die erste zeitliche Ableitung der Quadraturkomponente dQ/dt für einen konkreten Zeitbereich eines in 7 dargestellten Wechsels der Amplitude 3, nämlich der letzten steigenden Flanke ungefähr bei t = 5,63 µs. Es ist also auch die erste zeitliche Ableitung der jeweiligen Komponenten unmittelbar nach einem Beginn eines Wechsels einer Amplitude 3 der Inphasenkomponente I sowie der Quadraturkomponente Q ersichtlich. Das Verhältnis der Komponenten Q und I geht aus der Phase der Trägersignals hervor. Es ist ersichtlich, dass die erste zeitliche Ableitung der Inphasenkomponente dl/dt positive Werte annimmt, während die erste zeitliche Ableitung der Quadraturkomponente dQ/dt negative Werte annimmt. Beide erste zeitliche Ableitungen sind lediglich im Bereich des Wechsels der Amplitude 3 von null verschieden. 8th shows the associated first time derivative of the in-phase component dl/dt and the first time derivative of the quadrature component dQ/dt for a specific time range of an in 7 illustrated change of the amplitude 3, namely the last rising edge approximately at t = 5.63 microseconds. The first time derivative of the respective components can also be seen immediately after the start of a change in an amplitude 3 of the in-phase component I and of the quadrature component Q. The ratio of the components Q and I derives from the phase of the carrier signal. It can be seen that the first time derivative of the in-phase component dl/dt takes on positive values, while the first time derivative of the quadrature component dQ/dt takes on negative values. Both first time derivatives differ from zero only in the area of the change in amplitude 3 .

Im Zuge der Auswertung, beispielsweise zwecks Ermittlung einer Phase φ eines Trägersignals des Bandpass-Signals, werden Werte der jeweiligen ersten zeitlichen Ableitungen eines Zeitpunkts bzw. Zeitabschnitts genutzt, deren Beträge einen vorbestimmten ersten Schwellenwert überschreiten. Auf diese Weise können die geeigneten Werte auf einfache und reproduzierbare Weise selektiert werden.In the course of the evaluation, for example for the purpose of determining a phase φ of a carrier signal of the bandpass signal, values of the respective first time derivatives of a point in time or time section are used, the amounts of which exceed a predetermined first threshold value. In this way, the appropriate values can be selected in a simple and reproducible manner.

Die zeitliche Differenzierung, also die Berechnung der ersten zeitlichen Ableitungen, erfolgte hier mittels Faltungskoeffizienten eines Savitzky-Golay-Filters dritter Ordnung mit der Fensterbreite sieben.The time differentiation, ie the calculation of the first time derivatives, was carried out here using the convolution coefficients of a third-order Savitzky-Golay filter with a window width of seven.

9 zeigt die errechnete Steigung im I/Q-Diagramm STG eines im Vergleich zu 8 weiter eingeschränkten Zeitabschnitts in Abhängigkeit von der Zeit. Diese wurde als Quotient aus der ersten zeitlichen Ableitung der Quadraturkomponente dQ/dt und der ersten zeitlichen Ableitung der Inphasenkomponente dl/dt berechnet. Als erster Schwellenwert für die Inphasenkomponente und die Quadraturkomponente wurde 10 MV/s gewählt. Auf diese Weise ist der gezeigte Ausschnitt zustande gekommen. Es ist ersichtlich, dass die Steigung bis ungefähr t = 5,63 µs im Wesentlichen konstant ist und dann steil ansteigt. Dies entspricht der Darstellung in 3, siehe oben, wo auf den erst verzögert eintretenden Effekt der indirekten Signalanteile verwiesen wurde. Somit entspricht der annähernd konstante Bereich der Steigung im I/Q-Diagramm des unbeeinflussten direkten Signals. 9 shows the calculated gradient in the I/Q diagram STG one in comparison to 8th further restricted period of time as a function of time. This was calculated as the quotient of the first time derivative of the quadrature component dQ/dt and the first time derivative of the in-phase component dl/dt. 10 MV/s was chosen as the first threshold value for the in-phase component and the quadrature component. This is how the excerpt shown came about. It can be seen that the slope is essentially constant until about t = 5.63 µs and then increases steeply. This corresponds to the representation in 3 , see above, where reference was made to the delayed effect of the indirect signal components. The approximately constant range therefore corresponds to the slope in the I/Q diagram of the unaffected direct signal.

Zur Verbesserung der automatisierten Auswertung wird weiterhin die Krümmung im I/Q-Diagramm KRMG berechnet, die in 10 dargestellt ist. Wie beschrieben können alternativ die zeitliche Ableitung des Quotienten aus der ersten zeitlichen Ableitung der Quadraturkomponente (dQ/dt) und der ersten zeitlichen Ableitung der Inphasenkomponente (dl/dt) oder eine zweite Ableitung des Verlaufs im I/Q-Diagramm genutzt werden.To improve the automated evaluation, the curvature in the I/Q diagram KRMG is also calculated, which is 10 is shown. As described, the time derivation of the quotient from the first time derivation of the quadrature component (dQ/dt) and the first time derivation of the in-phase component (dl/dt) or a second derivation of the curve in the I/Q diagram can be used.

Gezeigt ist die Krümmung beim direkten Signal 19 sowie die Krümmung beim überlagerten Signal 20. Im ersten Fall ist ersichtlich, dass nach einer kurzen Anfangsphase geringer positiver Werte die Krümmung konstant bei null liegt. Dies ist konform mit der Beobachtung, dass die Steigung im I/Q-Diagramm beim direkten Signal 12 konstant ist, vergleiche 1. Im Falle des überlagerten Signals 20 beträgt die Krümmung nach der auch hier vorhandenen kurzen Anfangsphase zunächst ebenfalls konstant null, bis sie kurz nach t = 5,63 µs steil bis zu einem Maximum ansteigt und anschließend leicht abfällt. Der Anstieg der Krümmung beim überlagerten Signal 20 ist auf den Mehrwegeeinfluss zurückzuführen, vergleiche auch 3 und den zugehörigen Teil der Beschreibung. Werden Krümmungswerte zu einem Zeitpunkt bzw. Zeitabschnitt genutzt, zu dem diese Werte einen vorbestimmten zweiten Schwellenwert nicht überschreiten bzw. unterschreiten, kann so auf besonders einfache und effektive Weise der Zeitpunkt bzw. Zeitabschnitt identifiziert werden, in dem ein vom Mehrwegeeinfluss unbeeinflusstes Signal vorliegt.The curvature of the direct signal 19 and the curvature of the superimposed signal 20 are shown. In the first case, it can be seen that after a brief initial phase of low positive values, the curvature is constantly at zero. This is consistent with the observation that the slope in the I/Q diagram is constant for the direct signal 12, compare 1 . In the case of the superimposed signal 20, the curvature, after the short initial phase that is also present here, is initially also constantly zero, until it rises steeply to a maximum shortly after t=5.63 μs and then drops slightly. The increase in curvature in the superimposed signal 20 is due to the multipath effect, compare also 3 and the associated part of the description. If curvature values are used at a point in time or a period of time at which these values do not exceed or fall below a predetermined second threshold value, the point in time or a period of time can be identified in a particularly simple and effective manner in which a signal uninfluenced by the multipath effect is present.

Wird wie im Verfahren nach DE102016012101A1 und US2019/0187237A1 mit einer Verschachtelung von Kanälen gearbeitet, deren Symbole mehrere Harmonische aufweisen, ist nach dem zweiten Quadraturmischer 18 weiterhin ein Kammfilter zur Selektion des gewünschten Kanals anzuordnen.Will be as in the procedure after DE102016012101A1 and US2019/0187237A1 worked with an interleaving of channels, the symbols of which have several harmonics, a comb filter for the selection of the desired channel is also to be arranged after the second quadrature mixer 18 .

Zur Ermittlung der Krümmung wurden erste und zweite zeitliche Ableitungen der Inphasenkomponente I und der Quadraturkomponente Q verwendet. Diese wurden mit unterschiedlichen Sätzen von Faltungskoeffizienten des bereits oben im Zuge der Steigung erwähnten Savitzky-Golay-Filters dritter Ordnung mit Fensterbreite sieben ermittelt.First and second time derivatives of the in-phase component I and the quadrature component Q were used to determine the curvature. These were determined with different sets of convolution coefficients of the third-order Savitzky-Golay filter with window width seven already mentioned above in the course of the slope.

BezugszeichenlisteReference List

11: Bandpass-Signalbandpass signal
33: Wechsel der Amplitudechange in amplitude
44: Erzeugungseinrichtunggenerating facility
66: SenderChannel
88th: EmpfängerRecipient
99: Rechtecksignalsquare wave
1010: Cosinus-Signalcosine signal
1212: Direktes Signaldirect signal
1313: Indirektes SignalIndirect signal
1414: Überlagertes Signalsuperimposed signal
1515: Kanalchannel
1616: Filterfilter
1717: Erster QuadraturmischerFirst quadrature mixer
1818: Zweiter QuadraturmischerSecond quadrature mixer
1919: Krümmung beim direkten Signalcurvature in the direct signal
2020: Krümmung beim überlagerten Signalcurvature of the superimposed signal
φφ: Phasephase
II: Inphasenkomponentein-phase component
QQ: Quadraturkomponentequadrature component
ILowIFiLowIF: Inphasenkomponente der niedrigen ZwischenfrequenzIn-phase component of the low intermediate frequency
QLowIFQLowIF: Quadraturkomponente der niedrigen Zwischenfrequenzquadrature component of the low intermediate frequency
dI/dtdI/dt: Erste zeitliche Ableitung der InphasenkomponenteFirst time derivative of the in-phase component
dQ/dtdQ/dt: Erste zeitliche Ableitung der QuadraturkomponenteFirst time derivative of the quadrature component
STGSTG: Steigung im I/Q-DiagrammSlope in the I/Q diagram
KRMGKRMG: Krümmungcurvature

Claims

Method for determining a multipath influence of a signal, in which an in-phase component (I) and a quadrature component (Q) are generated using a received bandpass signal (1), the received bandpass signal (1) being a product of a multiplication of a carrier signal by a bipolar useful signal, a first time derivative of the in-phase component (dl/dt) and/or a first time derivative of the quadrature component (dQ/dt) being used to obtain information about a multipath influence of the bandpass signal (1).

procedure after claim 1 , characterized in that a quotient of the first time derivative of the quadrature component (dQ/dt) and the first time derivative of the in-phase component (dl/dt) is formed to determine a property of a signal component unaffected by multipath influence.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a phase (φ) of a carrier signal of the bandpass signal (1) is determined for the purpose of determining a transit time and/or transit time difference of the bandpass signal (1).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the first time derivative of the in-phase component (dl/dt) and/or the first time derivative of the quadrature component (dQ/dt) of a point in time and/or time segment immediately after the beginning of a change in an amplitude (3) the in-phase component (I) or the quadrature component (Q) is formed, with a trigger signal being generated at the start of the change in amplitude (3) in particular in order to identify data to be used for data evaluation.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the first time derivative of the in-phase component (dl/dt) and/or the first time derivative of the quadrature component (dQ/dt) of a point in time and/or time segment is used at which the value of the Quotient of the first time derivative of the quadrature component (dQ / dt) and the first time derivative of the in-phase component (dl / dt) is substantially constant.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the first time derivative of the in-phase component (dl / dt) and / or the first time derivative of the quadrature component (dQ / dt) of a point in time and / or time segment is formed at which an amount at least one of the first time derivatives (dl/dt, dQ/dt) exceeds a predetermined first threshold value, the first threshold value being in particular 10 MV/s.

Procedure according to one of claims 2 - 6 , characterized in that - a time derivation of the quotient from the first time derivation of the quadrature component (dQ/dt) and the first time derivation of the in-phase component (dl/dt), or - a second derivation of the curve in the I/Q diagram, or - the curvature (KRMG) of the curve in the I/Q diagram is formed, in particular the time derivative, second derivative or curvature (KRMG) of a point in time and/or time segment being used at which an amount of at least one of the first time Derivatives (dl / dt, dQ / dt) exceeds a predetermined first threshold.

procedure after claim 7 , characterized in that the time derivative of the quotient of the first time derivative of the quadrature component (dQ / dt) and the first time derivative of the in-phase component (dl / dt), the second derivative of the curve in the I / Q diagram, or the Curvature (KRMG) of the curve in the I/Q diagram of a point in time and/or time segment is used at which the amount of the respective value does not exceed a second threshold value.

System for determining a multipath influence of a signal, comprising a generating device (4), in particular a quadrature mixer, for generating an in-phase component (I) and a quadrature component (Q) using a received bandpass signal (1), the received bandpass signal ( 1) is a product of a multiplication of a carrier signal by a bipolar useful signal, as well as an information obtaining device for obtaining information via a multipath influence of the bandpass signal (1) using a first time derivative of the in-phase component (dl/dt) and/or a first time derivative of the quadrature component (dQ/dt).

System according to the preceding claim, characterized in that the generating device (4) and/or the information receiving device are implemented in a circuit, in particular a digital signal processor or a mixed-signal circuit.

System according to one of the two preceding claims, characterized in that the system has at least one output device for outputting a first message and/or a second message, so that in the event that a phase (φ) of a carrier signal of the bandpass signal (1) can be determined immediately after the start of a change in the amplitude (3) of the in-phase component (I) and/or the quadrature component (Q), a first notification can be output and/or in the event that there is no phase (φ) of the carrier signal of the bandpass -Signal (1) can be determined immediately after the start of the change in amplitude (3), a second message can be issued.

System according to one of the three preceding claims, characterized in that the system has a smoothing filter, in particular a Savitzky-Golay filter, for determining and/or smoothing a first time derivative of the in-phase component (I) and/or the quadrature-phase component (Q), a time derivative of the quotient of the first time derivative of the quadrature component (dQ/dt) and the first time derivative of the in-phase component (dl/dt), a second derivative of the curve in the I/Q diagram, a curvature (KRMG) of the curve in the I /Q diagram and/or a second time derivative of the in-phase component and/or the quadrature component.

Method for determining the position of an object using a means of the method according to one of Claims 1 - 8th information obtained and/or property of a signal component unaffected by multipath influence, in particular a phase (φ) of a carrier signal of the bandpass signal (1).

Computer-implemented method, comprising the steps of the method for determining a multipath influence of a signal according to one of Claims 1 - 8th .

Device for data processing, in particular as part of a transmitting and/or receiving device for position determination, comprising a processor which is configured in such a way that it uses the method for determining a multipath influence according to one of Claims 1 - 8th executes

Computer program, comprising instructions which, when the program is executed by a computer, in particular as part of a transmitting and/or receiving device for position determination, cause the latter to use the method for determining a multipath influence of a signal according to one of Claims 1 - 8th to execute.