到达时间（TOA）测量制造技术

提供了一种用于到达时间TOA测量的方法(120)和/或装置。一种方法包括：以采样分辨率对接收的测量信号(132)执行(122)相关处理以获得测量相关函数(136)；确定测量相关函数(136)中的峰值样本(140)和峰值样本(140)之前和/或之后的至少一个附加样本的相关数据(142)；基于峰值样本(140)和通过下述方式获得的校正数据(152)，确定(126)TOA和/或距离(156)，其中，校正数据(152)至少根据峰值样本(140)之前和/或之后的至少一个附加样本的相关数据(142)以及以子采样分辨率获得的与传输信道相关联的预分配的配置数据(150)而获得。

Time of arrival (TOA) measurement

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】到达时间(TOA)测量
技术介绍
到达时间(TOA)操作可以允许估计从接收传输的接收器到发送传输(例如，射频传输或超声波传输)的发送器的距离。可以通过将接收的信号与存储的信号相关并且获取携带相关函数峰值的样本来获得TOA估计。TOA估计可具有受限于采样率的分辨率(例如，以米表示)。采样率越高，分辨率越高。由于采样率不能是无限的，因此最大分辨率受到限制。US7,653004B2公开了一种用于执行TOA测量的方法。根据其公开的内容，首先通过将接收的相关分布与不同的参考相关函数进行比较来识别相关性。在比较的基础上，通过估计的相位延迟来校正TOA。W02006063768A1公开了一种用于根据相关分布的拐点边缘执行TOA测量的方法。US7,054,126B2公开了一种用于在直接序列扩频波形上使用平方根升余弦脉冲整形和码片匹配滤波器来执行TOA测量的方法。
技术实现思路
根据示例，提供了一种用于到达时间TOA测量的方法，包括：以采样分辨率对接收的测量信号执行相关处理以获得测量相关函数；确定测量相关函数中的峰值样本和峰值样本之前和/或之后的至少一个附加样本的相关数据；基于峰值样本和通过下述方式获得的校正数据，确定TOA和/或距离，其中，校正数据至少根据峰值样本之前和/或之后的至少一个附加样本的相关数据以及以子采样分辨率获得的与传输信道相关联的预分配的配置数据而获得。峰值样本之前和/或之后的样本的相关数据(例如，相关值)具有比通过简单识别相关函数中的峰值可以获得的信息(甚至)更准确的关于TOA和/或距离的信息。可以使用预分配的配置数据使相关数据适于环境。可以获得“子采样”分辨率，即，在对接收信号进行采样时超出接收器的采样率可能产生的最大分辨率的分辨率(例如，就可以确定的距离来说)。根据一个方面，预分配的配置数据根据距离变化。因此，可以基于通过获取相关峰值估计的距离来获得精确的信息。根据一个方面，提供了(根据实验获得的变换函数)对峰值样本之前和/或之后的至少一个附加样本的相关数据进行变换。因此，可以使校正数据适于传输信道。根据一个方面，提供了从多个不同距离接收的配置信号中获得多个数据的配置会话，以获得与距离或时间延迟相关联的预分配的配置数据。因此，预分配的配置数据可以非常精确。根据一个方面，提供了使用具有比确定步骤的分辨率大的分辨率的预分配的配置数据来估计TOA和/或距离。因此，可以进一步提高精度。值得注意的是，由于接近峰值样本的样本上的相关数据以子采样分辨率提供信息，因此预分配的配置数据也可以具有子采样分辨率，其允许增加由接近峰值样本的样本的相关数据获得的距离数据的准确度。根据一个方面，峰值样本之前和/或之后的至少一个附加样本至少包括紧邻在峰值样本之前的样本、和/或至少紧邻在峰值样本之后的样本、和/或在峰值样本的确定数量的样本之前和/或之后的样本。这些样本可以提供关于真实距离和/或TOA的具体准确信息。根据第一方面，可以提供配置会话，包括：对多个配置信号执行多个相关处理，获得与子采样分辨率下的不同距离相关联的多个配置相关函数；对于每个配置相关处理，针对每个相关确定峰值样本和峰值样本之前和/或之后的至少一个样本；将配置数据与传输信道关联。因此，可以从配置会话获得精确的配置数据，配置数据处于子采样分辨率。根据一个方面，配置会话可以是仿真会话，例如其中在仿真传输信道特征的仿真信道上对接收的信号进行仿真。根据一个方面，(在配置会话和/或操作会话中)提供了对峰值样本之前的样本的相关值与峰值样本之后的样本的相关值之间的差的比较和/或测量，和/或比较或计算以下二者的比率：-峰值样本之前的样本的相关值与峰值样本之后的样本的相关值之间的差；以及-峰值样本之前的样本的相关值与峰值样本之后的样本的相关值之和。商：可以提供关于接收的信号的实际距离和/或TOA的准确信息。可以在测量会话中、在确定TOA和/或距离的步骤中计算这个商。附加地或备选地，这个商可以在配置会话中计算，以获得关于传输信道的准确信息。根据一个方面，提供了一种用于执行到达时间差测量TDOA的方法，包括：测量第一传输的第一TOA、第二传输的第二TOA，并且通过从第二TOA减去第一TOA来测量距离，其中测量中的至少一个利用根据以上和/或以下示例中的方法来执行。根据一个方面，提供了一种用于执行往返时间RTT测量的方法，包括：从第一设备向第二设备发送第一信号，从第二设备向第一设备发送第二信号，并且执行根据以上和/或以下示例中的方法至少针对第一信号和/或第二信号来计算第一设备和第二设备之间的距离。根据一个方面，提供了一种设备，包括：TOA或距离估计单元，用于以第一分辨率从通过对接收的信号进行处理而获得的相关函数中的峰值位置估计TOA或距离，其中第一分辨率与接收的信号和/或相关函数的采样时间相关联；以及校正单元，基于至少以下数据来修改估计的TOA或距离：具有相关函数的最大值的样本之前和/或之后的至少一个样本的相关数据和具有比第一分辨率高的分辨率的预分配的配置数据。根据一个方面，该设备可以执行以上和/以下讨论的方法之一。根据一个方面，提供了一种包含预分配的配置数据的存储设备，将使预分配的配置数据与具有峰值的样本之前和/或之后的至少一个样本的相关数据组合，以使测量适于传输信道。根据一个方面，提供了一种系统，包括发送器和接收器(例如，以下和/或以下设备之一)，接收器至少要在确定步骤中或在配置会话中测量从发送器接收的信号的TOA。因此，以上和以下示例相对于根据现有技术的方法具有低复杂度(例如，在资源利用方面，诸如要处理的加法、乘法次数等)。此外，没有相关数据发生失真，因此提高了准确度。在一些示例中，在配置会话中发送/接收的信号的采样率与在测量(操作)会话中发送/接收的信号的采样率相同。尽管如此，可以通过在配置会话中执行大量配置测量来以子采样分辨率获得信息。根据示例，可以在使用针对收发器的硬件链的配置会话中执行实际配置测量。可以将不同长度的电缆用于该配置会话以获得每个长度处的相关分布。电缆可以将发送器直接连接到接收器输出。可以使用以定义的载波频率设定的测量仪器来控制每根电缆的确切信号传播时间。发送器和接收器可以同步。使用的电缆数量可以与子采样的次数(K)有关。因此，可以针对具有不同电缆长度的每个测量计算预分配的配置数据。知道每根电缆的确切信号传播时间。在一些示例中，提供了对峰值样本之前的样本的相关值与峰值样本之后的样本的相关值之间的差的比较和/或测量，和/或计算以下二者的比率：-峰值样本之后的样本的相关值与峰值样本之前的样本的相关值之间的差；以及-峰值样本之后的样本的相关值与峰值样本之前的样本的相关值之和。在一些示例中，提供了在以子采样分辨率执行的配置会话中计算以下二者的比率：-峰值样本之后的样本的相关值与峰值样本之前的样本的相关值之间的差；以及-峰值样本之后的样本的相关值与峰值样本之前的样本的相关值之和。在一些示例中，提供了从拟合函数获得预分配的配置数据。在一些示例中，提供了从线性函数获得预分配的配置数据。在一些示例中，提供了使用二次函数的配置数据。在一些示例中，提供了在比与采样率相关联的测量分辨率小的相互距离处从多个TOA和/或距离收集预分配的配置数据，以使与峰值样本之前和/或之后的样本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于到达时间TOA测量的方法(120)，包括：以采样分辨率对接收的测量信号(132)执行(122)相关处理以获得测量相关函数(136)；确定所述测量相关函数(136)中的峰值样本(140)和所述峰值样本(140)之前和/或之后的至少一个附加样本的相关数据(142)；基于所述峰值样本(140)和通过下述方式获得的校正数据(152)，确定(126)TOA和/或距离(156)，其中，所述校正数据(152)至少根据所述峰值样本(140)之前和/或之后的所述至少一个附加样本的相关数据(142)以及以子采样分辨率获得的与传输信道相关联的预分配的配置数据(150)而获得。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.28 EP 16196384.81.一种用于到达时间TOA测量的方法(120)，包括：以采样分辨率对接收的测量信号(132)执行(122)相关处理以获得测量相关函数(136)；确定所述测量相关函数(136)中的峰值样本(140)和所述峰值样本(140)之前和/或之后的至少一个附加样本的相关数据(142)；基于所述峰值样本(140)和通过下述方式获得的校正数据(152)，确定(126)TOA和/或距离(156)，其中，所述校正数据(152)至少根据所述峰值样本(140)之前和/或之后的所述至少一个附加样本的相关数据(142)以及以子采样分辨率获得的与传输信道相关联的预分配的配置数据(150)而获得。2.根据权利要求1所述的方法，还包括配置会话，所述配置会话包括：对多个配置信号执行多个相关处理，获得与子采样分辨率下的不同距离相关联的多个配置相关函数；对于每个配置相关处理，针对每个相关确定所述峰值样本和所述峰值样本之前和/或之后的至少一个样本的数据；将配置数据与所述传输信道关联。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括根据实验获得的变换函数(600)来变换所述峰值样本(140)之前和/或之后的所述至少一个附加样本的相关数据(142)。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括配置会话(110)，所述配置会话(110)根据从多个不同距离和/或时间延迟接收的配置信号来获得多个数据，以获得与距离或时间延迟(146)相关联的预分配的配置数据(150)。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括由发送器(170)移动地执行传输，以便在接收器(130、160、430)处获得与不同的距离和/或TOA相关联的不同配置信号。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述峰值样本(140)之前和/或之后的所述至少一个附加样本至少包括紧邻在所述峰值样本(140)之前的样本和/或至少包括紧邻在所述峰值样本(140)之后的样本。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括在确定所述峰值样本之前和/或之后的至少一个样本的相关数据时，比较和/或测量所述峰值样本(140)之前的样本的相关值(242”)与所述峰值样本(140)之后的样本的相关值(242”)之间的差，和/或计算以下二者的比率：-所述峰值样本(140)之后的样本的相关值(242”)与所述峰值样本(140)之前的样本的相关值(242”)之间的差；以及-所述峰值样本(140)之后的样本的相关值(242”)与所述峰值样本(140)之前的样本的相关值(242”)之和。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括在以子采样分辨率执行的配置会话中：比较和/或测量所述峰值样本(140)之前的样本的相关值(242”)与所述峰值样本(440)之后的样本的相关值(242”)之间的差，和/或计算以下二者的比率：-所述峰值样本(440)之后的样本的相关值(242”)与所述峰值样本(440)之前的样本的相关值(242”)之间的差；以及-所述峰值样本(440)之后的样本的相关值(242”)与所述峰值样本(440)之前的样本的相关值(242”)之和。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括根据权利要求8的比率值获得线性函数(600)，还包括在确定所述校正数据时，通过与所述线性函数的角系数相关联的值来缩放权利要求7的比率。10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括使用与权利要求9的缩放比率相关联的值校正估计的TOA或距离。11.一种用于执行到达时间差测量TDOA的方法，包括：测量第一传输的第一TOA、第二传输的第二TOA，并且通过从所述第二TOA减去所述第一TOA来测量距离，其中，所述测量中的至少一个使用根据权利要求1至10中任一项所述的方法来执行。12.一种用于执行往返时间RTT测量的方法，包括：从第一设备(842)向第二设备(844)发送第一信号(846)，从所述第二设备(844)向所述第一设备(842)发送第二信号(848)，并且执行根据权利要求1至10中任一项所述的方法至少针对所述第一信号和/或所述第二信号(846、848)来计算所述第一设备和所述第二设备(842、844)之间的距离。13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，通过仿真或通过在电缆上执行测量来获得预分配的配置数据。14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括从拟合函数获得所述预分配的配置数据。15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括从线性函数获得所述预分配的配置数据。16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括使用二次函数获得所述配置数据。17.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括在比与采样率相关联的测量分辨率小的相互距离处从多个TOA和/或距离收集所述预分配的配置数据(150)，以使与所述峰值样本之前和/或之后的样本相关联的相关数据适于传输信道。18.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括使用以子采样分辨率获得的与传输信道相关联的数据来对通过所述峰值样本之前和/或之后的样本获得的数据进行调整。19.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述预分配的配置数据(150)包括线性或二次函数。20.根据权利要求19所述的方法，其中，通过推导、插值、最小二乘法或其他统计方法获得所述线性或二次函数。21.根据权利要求19或20所述的方法，其中，所述线性或二次函数将来自测量相关函数的数据变换为考虑了环境特征的数据。22.根据权利要求20或21所述的方法，其中，所述配置数据包括线性函数的斜率。23.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括获得与所述相关函数中的所述峰值样本之前的样本和所述峰值样本之后的样本相关联的商，并且使所述商适于信道条件。24.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括通过预分配的配置数据“b”来转换与所述相关函数中的所述峰值样本之前的样本和所述峰值样本之后的样本相关联的商。25.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括通过预分配的配置数据“a”来缩放与所述相关函数中的所述峰值样本之前的样本和所述峰值样本之后的样本相关联的商。26.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括基于下式，通过与所述相关函数中的所述峰值样本之前的样本和所述峰值样本之后的样本相关联的商corrIndex的值来获得校正数据：其中，“a”和“b”是预分配的配置数据。27.根据权利要求26所述的方法，其中，“a”和“b”是从配置会话中获得的拟合函数中得到的系数。28.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括通过下式确定TOA：Final_TOA＝estimated_TOA+(Correction-K/2)/K，其中，estimated_TOA是估计的TOA，Correction与校正数据相关联，且K是与配置会话中子采样的数量相关联的常数。29.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：在配置会话中执行与不同的子采样“k”相关联的配置会话相关，并且针对每个配置会话获得与所述峰值样本之前的至少一个样本和所述峰值样本之后的至少一个样本相关联的商corrIndex(k)；和/或投影不同的corrIndex(k)以获得对配置会话中得到的不同数据进行近似的拟合函数。30.根据权利要求14、27、29和30中任一项所述的方法，与前述权利要求中任一项所述的方法相结合，还包括获得拟合函数中的系数“a”和“b”作为预分配的配置数据。31.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，子采样分辨率使得在采样分辨率内的不同位置处获得所述预分配的配置数据。32.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述接收的测量信号(132)是在长期演进LTE网络或者4G或5G网络中发送的信号。33.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述接收的测量信号(132)是从卫星和/或伽利略系统接收的信号。34.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，执行(122)步骤和确定(124)所述测量相关函数(136)中的峰值样本(140)和所述峰值样本(140)之前和/或之后的至少一个附加样本的相关数据(142)的步骤由第一设备(1102)执行，以及确定(126)TOA和/或距离(146)的步骤由远程设备...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆罕默德·阿拉维，
申请(专利权)人：弗劳恩霍夫应用研究促进协会，
类型：发明
国别省市：德国,DE