用于自适应开窗和高分辨率TOA确定的接收器处理器制造技术

本发明专利技术提供了用于高分辨率有源RTLS标签位置确定系统的方法，其提供

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本文中讨论的实施例涉及射频定位，并且更具体地涉及用于通过多接收器目标位置系统中的高分辨率到达时间(TOA)确定的目标位置的系统、方法、装置、计算机可读介质和其他手段。
技术介绍
本文中标识了与UWB实时定位系统相关联的、尤其是与干扰相关的许多缺陷和问题。通过所应用的努力、才智和创新，由本专利技术体现对这些所标识的问题中的许多问题的示例性解决方案，在下面对其进行详细描述。
技术实现思路
公开了用于提供超宽带实时定位系统中的干扰抑制的系统、方法、装置以及计算机可读介质。在下文中提供简要概述。在一些示例中，本文中公开了一种用于在多接收器目标位置系统中确定目标位置的方法、装置以及计算机程序产品(CPP)，包括：基于可调节粗略时序窗口中的脉冲的检测来确定来自多个接收器中的至少两个接收器的闪烁数据的到达时间(TOA)的粗略估计；基于精细时序窗口的集合中的至少一个精细时序窗口中的该脉冲的检测来确定来自多个接收器中的至少两个接收器的TOA的精细估计；以及基于在多个脉冲中的至少一个脉冲的连续精细接收器窗口之间的至少一个检测转变来确定来自多个接收器中的至少两个接收器的TOA的子窗口分辨率。在一些示例中，方法、装置和CPP还包括：基于针对多个接收器中的至少两个接收器的脉冲的检测来确定第一粗略时序窗口；基于多个脉冲的检测和针对所述多个接收器中的至少两个接收器的粗略时序窗口函数来确定多个粗略时序窗口；以及基于所述多个粗略时序窗口中的至少一个粗略时序窗口来确定精细时序窗口的并行集合。在一些示例中，确定多个粗略时序窗口可以包括迭代的、自适应的反馈回路。反馈回路由检测模式驱动。在一些示例中，确定精细时序窗口的并行集合还包括确定与接收器时钟同步的一组精细时序窗口。与接收器时钟同步的一组精细时序窗口是不相交的。确定TOA的子窗口分辨率包括求平均值。确定粗略估计、精细估计和TOA的子窗口分辨率包括多个并行检测器。多个并行检测器包括不同的检测水平。在一些示例中，TOA是来自多个并行检测器的脉冲的检测的最早检测。TOA与标签唯一标识符相关联。标签唯一标识符在多个接收器中的每个接收器处从由目标发射的数据分组被解码。标签唯一标识符解码包括异步采样和同步采样中的一种采样。同步采样包括接收器时钟。异步采样包括目标发射时钟恢复。目标发射时钟恢复包括多个脉冲的跟踪。另外，多个脉冲的跟踪包括锁相环(PLL)。附图说明已经由此概括地描述了本专利技术，现在将对附图进行参考，附图不一定是按比例绘制的，并且其中：图1示出了根据本专利技术的示例实施例的针对示例高分辨率TOA确定系统中的RTLS标签发射(TX)的时序图；图2示出了根据本专利技术的示例实施例的针对可调节时序窗口函数的时序图；图3示出了根据本专利技术的示例实施例的针对接收器(RX)精细时序窗口函数的时序图；图4示出了根据本专利技术的示例实施例的针对接收器(RX)子窗口分辨率函数400的时序图；图5图示了根据本专利技术的一些实施例的使用射频定位系统以用于提供性能分析的示例性环境；图6图示了根据本专利技术的一些实施例的包括可以被配置的RTLS接收器的RTLS系统中的示例性接收器；以及图7图示了根据本专利技术的一些实施例的来自图6的RTLS系统中的示例性接收器的示例TOA和恢复电路功能。具体实施方式现在可以在后文中参考附图更完整地描述本专利技术的示例实施例，其中示出了本专利技术的一些而非全部实施例。实际上，这些专利技术可以以许多不同的形式来体现并且不应当被解释为限于本文中阐述的实施例；更确切地，这些实施例被提供使得本公开将满足可适用的法律要件。在所有附图中类似的标号指代类似的元件。本领域技术人员将想到本文中阐述的专利技术的许多修改和其他实施例，与其相关的这些专利技术具有在前面的描述和相关联的附图中呈现的教导的益处。因此，要理解，本专利技术不限于所公开的特定实施例，并且该修改和其他实施例意图被包括在随附权利要求书的范围内。尽管本文中采用特定术语，但是仅仅在通用的和描述性的意义上而非出于限制的目的来使用它们。这样，本文中描述的示例实施例包括用于有源RTLS标签目标位置系统的方法，该有源RTLS标签目标位置系统提供<1nsTOA准确度和分辨率并且甚至在低SNR应用中显著地减少多路径干扰的信道影响。为了实现这些目标，示例实施例提供在接收器网格的接收器中的一个或多个接收器中的迭代的且自适应的窗口函数，其捕获来自相关联的目标RTLS标签中的一个或多个相关联的目标RTLS标签的多次发射的多个反射。多接收器目标位置系统中的示例高分辨率TOA确定本文中描述的示例实施例包括用于多接收器目标位置系统中的接收器自适应窗口和高分辨率TOA确定的方法、装置和计算机程序产品。目标可以为已经向其安装了RTLS位置标签以跟踪与目标相关联的位置的人、动物、对象等。在一些示例中，高分辨率TOA确定甚至被实现在其中通信信道遭受多路径干扰并且范围要求提供相对低的SNR的实例中。在本文中描述的另外的示例中，通过在被包括在接收器网格中的接收器中的每个接收器中的迭代的、自适应的窗口函数来解决多路径干扰和低SNR的两个问题。在另外的示例中，通过在针对来自与目标RTLS标签相关联的发射器中的一个或多个发射器的时序脉冲的序列中的一个或多个序列的接收器网格中的一个或多个接收器处增大检测窗口的分辨率来改善TOA确定的分辨率。在一些示例中，通过使用上述窗口检测针对多个位的时间戳以生成或以其他方式确定高分辨率时间戳来有效地提高针对来自与RTLS标签相关联的每个相应发射器的时序脉冲的每个序列的分辨率。本文中描述的系统、标签、接收器和用于操作它们的方法被配置为建立针对接收到的标签发射信号的时间戳。标签发射信号可以在本文中指代“闪烁数据”或“闪烁数据脉冲”，因为其以包括闪烁的选定间隔(例如，以1Mb/s的闪烁速率的72个脉冲)被发射。闪烁数据还可以包括一个或多个数据分组。这样的标签数据分组可以包括来自旨在用于发射的模块化位置标签的任何数据，诸如例如在描述的实施例中的标签唯一标识号(标签UID)、其他标识信息、顺序突发计数、存储的标签数据，或者用于对象或人员标识、库存控制等的其他期望的信息的。在一些实施例中，时间戳可以基于发射中的特定时序位来生成。尽管这样的方法可以生成时间戳，但是在一些示例中其易于受噪声(例如，在接收器之间变化的噪声)影响。为了消除潜在的噪声(或其他干扰)，本文中描述的系统、标签、接收器和用于操作它们的方法被配置为动态地调节窗口以便更准确地生成针对分组的时间戳。在一些示例中，窗口可以使用数据分组的前同步码(例如，包括1的序列或脉冲的头16-32位)来被建立并且之后可以被应用到同步模式或代码(例如，在已知模式中跟随前同步码的16-32位的1和0)以生成时间戳。这样，通过建立窗口(例如，30纳秒(nsec)窗口)，接收器可以被配置为生成针对给定脉冲的时间戳(例如，具有1nsec分辨率的时间戳)。在其中使用可调节时间窗口(诸如30ns窗口)的示例中，通过在前同步码阶段期间建立这样的窗口，有可能沿着接收到的模式找到脉冲的前缘或前沿。在一些示例中，在检测到第一脉冲时，可以针对下一脉冲建立在一些情况下可能不对称的窗口以便使得该窗口能够被重新居中。随着在没有同步的较早回波的情况下更多地脉冲被检测窗口宽度可以被调节(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在多接收器目标位置系统中确定目标位置的方法，包括：基于可调节粗略时序窗口中的脉冲的检测，来确定来自多个接收器中的至少两个接收器的闪烁数据的到达时间(TOA)的粗略估计；基于精细时序窗口的集合中的至少一个精细时序窗口中的所述脉冲的检测，来确定来自所述多个接收器中的所述至少两个接收器的所述TOA的精细估计；以及使用处理器基于在多个脉冲中的至少一个脉冲的连续精细接收器窗口之间的至少一个检测转变，来确定来自所述多个接收器中的所述至少两个接收器的所述TOA的子窗口分辨率。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.05 US 62/008,2341.一种用于在多接收器目标位置系统中确定目标位置的方法，包括：基于可调节粗略时序窗口中的脉冲的检测，来确定来自多个接收器中的至少两个接收器的闪烁数据的到达时间(TOA)的粗略估计；基于精细时序窗口的集合中的至少一个精细时序窗口中的所述脉冲的检测，来确定来自所述多个接收器中的所述至少两个接收器的所述TOA的精细估计；以及使用处理器基于在多个脉冲中的至少一个脉冲的连续精细接收器窗口之间的至少一个检测转变，来确定来自所述多个接收器中的所述至少两个接收器的所述TOA的子窗口分辨率。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：基于针对所述多个接收器中的至少两个接收器的脉冲的所述检测，来确定第一粗略时序窗口；基于多个脉冲的检测和针对所述多个接收器中的至少两个接收器的粗略时序窗口函数，来确定多个粗略时序窗口；以及基于所述多个粗略时序窗口中的至少一个粗略时序窗口，来确定精细时序窗口的并行集合。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述确定所述多个粗略时序窗口包括迭代的、自适应的反馈回路。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述自适应的反馈回路由检测模式驱动。5.根据权利要求2所述的方法，其中确定精细时序窗口的所述并行集合还包括确定与接收器时钟同步的一组精细时序窗口。6.根据权利要求5所述的方法，其中与所述接收器时钟同步的所述一组精细时序窗口是不相交的。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述确定所述TOA的所述子窗口分辨率包括求平均值。8.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述粗略估计、所述精细估计和所述TOA的所述子窗口分辨率包括多个并行检测器。9.根据权利要求8所述的方法，其中所述多个并行检测器包括不同的检测水平。10.根据权利要求8所述的方法，其中所述TOA是来自所述多个并行检测器的所述脉冲的所述检测的最早检测。11.根据权利要求1所述的方法，其中所述TOA与标签唯一标识符相关联。12.根据权利要求11所述的方法，其中所述标签唯一标识符在所述多个接收器中的每个接收器处从由所述目标发射的数据分组被解码。13.根据权利要求12所述的方法，其中所述标签唯一标识符解码包括异步采样和同步采样中的一种采样。14.根据权利要求13所述的方法，其中所述同步采样包括接收器时钟。15.根据权利要求13所述的方法，其中所述异步采样包括目标发射时钟恢复。16.根据权利要求15所述的方法，其中所述目标发射时钟恢复包括所述多个脉冲的跟踪。17.根据权利要求16所述的方法，其中所述多个脉冲的所述跟踪包括锁相环(PLL)。18.一种用于在多接收器目标位置系统中确定目标位置的装置，包括至少一个处理器和至少一个存储器，所述至少一个存储器包括计算机程序代码，所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为与所述处理器一起使所述装置至少：基于可调节粗略时序窗口中的脉冲的检测，来确定来自多个接收器中的至少两个接收器的闪烁数据的到达时间(TOA)的粗略估计；基于精细时序窗口的集合中的至少一个精细时序窗口中的所述脉冲的检测，来确定来自所述多个接收器中的所述至少两个接收器的所述TOA的精细估计；以及基于在多个脉冲中的至少一个脉冲的连续精细接收器窗口之间的至少一个检测转变，来确定来自所述多个接收器中的所述至少两个接收器的所述TOA的子窗口分辨率。19.根据权利要求18所述的装置，其中所述至少一个存储器和所述计算机程序代码进一步被配置为与所述处理器一起使所述装置：基于针对所述多个接收器中的至少两个接收器的脉冲的所述检测，来确定第一粗略时序窗口；基于多个脉冲的检测和针对所述多个接收器中的至少两个接收器的粗略时序窗口函数，来确定多个粗略时序窗口；以及基于所述多个粗略时序窗口中的至少一个粗略时序窗口，来确定精细时序窗口的并行集合。20.根据权利要求19所述的装置，其中所述确定所述多个粗略时序窗口包括迭代的、自适应的反馈回路。21.根据权利要求20所述的装置，其中所述反馈回路由检测模式驱动。22.根据权利要求19所述的装置，其中所述确定精细时序窗口的所述并行集合还包括确定与接收器时钟同步的一组精细时序窗口。23.根据权利要求22所述的装置，其中与所述接收器时钟同步的所述一组精细时序窗口是不相交的。24.根据权利要求18所述的装置，其中所述确定所述TOA的所述子窗口分辨率包括求平均值。25.根据权利要求18所述的装置，其中所述确定所述粗略估计、所述精细估计和所述TOA的所述子窗口分辨率包括多个并行检测器。26.根据权利要求25所述的装置，其中所述多个并行检测器包括不同的检测水平。27.根据权利要求25所述的装置，其中所述TOA是来自所述多个并行检测器的所述脉冲的所述检测的最早检测。28.根据权利要求18所述的装置，其中所述TOA与标签唯一标识符相关联。29.根据权利要求28所述的装置，其中所述标签唯一标识符在所述多个接收器中的每个接收器处从由所述目标发射的数据分组被解码。30.根据权利要求29所述的装置，其中所述标签唯一标识符解码包括异步采样和同步采样中的一种采样。31.根据权利要求30所述的装置，其中所述同步采样包括接收器时钟。32.根据权利要求30所述的装置，其中所述异步采样包括目标发射时钟恢复。33.根据权利要求32所述的装置，其中所述目标发射时钟恢复包括所述多个脉冲的跟踪。34.根据权利要求33所述的装置，其中所述多个脉冲的所述跟踪包括锁相环(PLL)。35.一种计算机程序产品，包括至少一个非暂态计算机可...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·A·理查利，B·特纳，王常，A·阿梅蒂，
申请(专利权)人：ZIH公司，
类型：发明
国别省市：美国;US