【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用无线网络进行空间成像
本专利技术通常涉及采用无线网络来获取有关感兴趣体积内的地形和/或物体的信息（“空间成像”）。
技术介绍
无线网络及其用途无线网络用于在没有物理链接的两个或多个空间位置之间传输信息。该信息可以是任何种类，例如语音、静图或动图，文本等等。通常使用射频（RF）和/或红外辐射来传输信息。根据覆盖区域和网络拓扑划分的一些常见无线网络类型为：（a）无线个人区域网（WPANs），例如蓝牙网络，它们在相对较小的区域内互连设备；（b）无线局域网（WLANs），在相对较短的距离上链接两个或多个设备，通常通过接入点提供互联网连接；（c）无线网状网，其节点以网状拓扑组织，其中每个节点代表其他节点转发消息。这样的网络会自动在故障节点周围重新路由；（d）无线城域网（无线MANs），例如WiMax，可以连接多个WLAN；（e）无线广域网（无线WANs），其通常覆盖较大的区域，例如相邻城镇之间；（f）蜂窝网络或移动网络，分布在称为小区的区域中，每个小区都由至少一个固定...
【技术保护点】
1.一种使用无线网络以获取目标体积内的地形和/或目标的信息的方法（“空间成像”），其提供所述目标体积内的局部信号反射率的估计（“局部估计信号”），所述方法包括：/n使用一个或多个接收单元（“节点信号接收器”（30））接收由无线网络的一个或多个节点发送的信号，其中，所发送的信号是“节点信号”（20），以及在遍历介质（21）之后接收的信号是“节点结果信号”（22），并且其中所述一个或多个节点信号接收器（30）中的每一个都配置为接收与无线网络的一个或多个发送节点（“发送主体网络节点”（11）关联的信号；以及/n对于所述一个或多个节点信号接收器（30）中的至少一个，对于关联的一个或...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170714 IL 2534881.一种使用无线网络以获取目标体积内的地形和/或目标的信息的方法（“空间成像”），其提供所述目标体积内的局部信号反射率的估计（“局部估计信号”），所述方法包括：
使用一个或多个接收单元（“节点信号接收器”（30））接收由无线网络的一个或多个节点发送的信号，其中，所发送的信号是“节点信号”（20），以及在遍历介质（21）之后接收的信号是“节点结果信号”（22），并且其中所述一个或多个节点信号接收器（30）中的每一个都配置为接收与无线网络的一个或多个发送节点（“发送主体网络节点”（11）关联的信号；以及
对于所述一个或多个节点信号接收器（30）中的至少一个，对于关联的一个或多个发送主体网络节点（11）中的至少一个，生成局部估计信号的初始版本（“双静态局部估计信号”），则使用以下处理步骤：
a.在当前节点信号接收器接收的节点结果信号和当前发送主体网络节点的波形之间应用匹配滤波，其中，所述匹配滤波的输出（“匹配节点结果信号”）是时间的函数，其中相对于当前节点信号接收器和当前发送主体网络节点，时间与双静态范围相关；
b.对于所述目标体积（60）内的一个或多个空间位置，计算相对于当前节点信号接收器和当前发送主体网络节点的双静态范围（“双静态距离”），其中当前节点信号接收器和当前发送主体网络节点的每个空间位置是已知的、已测量的或已估计的；以及
c.对于所述目标体积（60）中的一个或多个空间位置中的每一个，基于与当前空间位置相对应的双静态距离处的匹配节点结果信号的值，确定双静态局部估计信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，空间成像还包括将与两个或更多个节点信号接收器（30）和/或两个或更多个发送主体网络节点（11）相关联的两个或更多个双静态局部估计信号进行复合，以获得局部估计信号。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述将两个或更多个双静态局部估计信号进行复合提供以下一个或多个：
a.增强的信噪比（SNR）；
b.减少多径伪像；以及
c.改进的点扩展函数（PSF）。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，使用与特定时间段相关联的节点结果信号（22），一次应用空间成像。
5.根据权利要求1所述的方法，其中空间成像被多次应用（在多个实例中），其中每个实例与不同的时间段相关联，并且其中每个实例的输出被称为“局部估计信号帧”。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，空间成像还包括以下后处理步骤中的一个或多个，应用于所述局部估计信号和/或所述双静态局部估计信号：
随时间推移应用积分，其中所述积分是针对目标体积内的一个或多个空间位置分别执行的；
应用图像增强算法；以及
检测所述目标体积内的目标。
7.根据权利要求5所述的方法，其中，空间成像还包括应用于所述局部估计信号和/或所述双静态局部估计信号的以下后处理步骤中的一个或多个：
根据单个局部估计信号帧对所述目标体积内的检测目标进行分类；
b.在多个局部估计的信号帧中关联检测到的目标，其中关联的检测到的目标被假定为对应于单个物理目标，并且其中关联输出用于随时间产生物理目标的位置和属性的记录（“跟踪文件”）；以及
c.基于多个局部估计信号帧，在所述目标体积内对检测到的目标进行分类。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述发送主体网络节点（11）的每个波形是以下的一个或多个：
a.事先充分了解，并全部用于所述匹配过滤；
b.部分预先知道，其中只有预先知道的部分用于所述匹配滤波；
c.预先已知的部分，其中，未知部分或其某些部分是基于所述发送主体网络节点（11）使用的通信协议来估计的，并且预先知道的部分和所估计的部分都用于所述匹配过滤；以及
d.预先未知的，并且是基于所述发送主体网络节点（11）使用的通信协议来部分或全部估计的，其中，估计的部分用于所述匹配滤波。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，一个或多个所述发送主体网络节点（11）采用正交频分多址（OFDMA），其中，OFDMA的每个窄带传输被称为“资源元素”（RE），其中与使用OFDMA的一个或多个发送主体网络节点相关联的匹配过滤是通过以下一种或多种方式应用的：
a.单个RE；
b.多个并发RE；以及
c.并非全部并发的多个RE，其中，每个RE与不同的载波频率相关联。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，使用多个并发RE来应用与采用OFDMA的一个或多个发送主体网络节点相关联的匹配过滤，并且其中，所述匹配过滤包括：
a.使用节点信号接收器（30）为每个RE获取单个样本（“每个RE样本”）；以及
b.将离散的傅立叶逆变换应用于每个RE样本，其中，离散的傅立叶逆变换的每个输入与特定的载波频率相关联，并且每个输出与特定的时间标签相关联。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，一个或多个发送主体网络节点（11）的波形包括两个或多个连续频带（该配置称为“信道聚合”），并且其中，与使用信道聚合的发送主体网络节点（11）关联的所述匹配滤波包括以下一个或多个：
a.将发送主体网络节点视为两个或多个发送主体网络节点，每个节点与波形的不同连续频带相关联；
b.在波形的不同连续频带之间的传输频率轴上进行插值，以产生单个连续频带，然后应用匹配滤波；以及
c.应用匹配滤波时，无需特别考虑使用信道聚合。
12.根据权利要求1所述的方法，其中，两个或多个发送主体网络节点（11）同位或基本上同位（“同位节点”），并且使用正交频带，并且其中，与同位节点关联的所述匹配滤波包括以下一个或多个：
a.将每个同位节点视为一个单独的发送主体网络节点；
b.将匹配滤波一起应用于与同位节点相关联的节点结果信号；以及
c.在与同位节点相关联的节点结果信号之间的传输频率轴上应用插值，以产生单个连续频带，然后应用匹配滤波。
13.根据权利要求1所述的方法，其中，所述当前节点信号接收器和所述当前发送主体网络节点中的每一个空间位置是以下的一个或多个：
a.事先已知
b.通过导航系统进行测量；以及
c.使用本领域已知的任何方法进行估计。
14.根据权利要求1所述的方法，其中，针对一组时间索引来计算所述匹配节点结果信号，所述一组时间索引对应于一组双静态距离（“距离门”），并且其中，通过以下之一来估计与当前空间位置相对应的双静态距离处的匹配节点结果信号的值（“当前双静态距离”）：
a.在双静态距离最接近当前双静态距离的距离门处，使用匹配节点结果信号；以及
b.将插值应用于匹配节点结果信号，以便获得其在当前双静态距离处的值。
15.根据权利要求1所述的方法，其中，对于目标体积（60）内的一个或多个空间位置中的每一个，双静态局部估计信号被设置为匹配节点结果信号的值，该匹配节点结果信号位于与当前空间位置对应的双静态距离处。
16.根据权利要求1所述的方法，其中对于目标体积（60）内的一个或多个空间位置中的每一个，双静态局部估计信号被设置为匹配节点结果信号的函数（“双静态函数”），该匹配节点结果信号位于对应于当前空间位置的双静态距离处。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述双静态函数还取决于以下一个或多个：
a.当前双静态距离；
b.当前空间位置与当前发送主体网络节点之间的距离；
c.当前空间位置与当前节点信号接收器之间的距离；
d.当前空间位置相对于当前发送主体网络节点的空间角度；
e.当前空间位置相对于当前节点信号接收器的空间角度；
f.当前发送主体网络节点的系统参数；以及
g.当前节点信号接收器的系统参数。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述双静态函数包括以下一项或多项：
a.相位校正，减去对应于当前双静态距离的相位；
b.相位校正，减去与当前空间位置和当前节点信号接收器之间的距离相对应的相位；
c.能量补偿，抵消当前发送主体网络节点与当前空间位置之间的路径损耗影响；
d.能量补偿，抵消当前空间位置和当前节点信号接收器之间的路径损耗影响；
e.能量补偿，抵消当前发送主体网络节点的平均传输功率和/或最大增益（在传输时）的影响；
f.能量补偿，抵消当前节点信号接收器的灵敏度和/或最大增益（接收时）的影响；
g.乘积因子，将每个节点结果信号对双静态局部估计信号的影响限制在相应节点信号接收器的相应接收波束覆盖的区域；
h.基于当前节点信号接收器的接收波束在与当前空间位置相对应的空间角度处的波束图的能量校正；以及
i.乘积因子，减少与相对较低的双静态距离相关的匹配节点结果信号的影响。
19.根据权利要求1所述的方法，其中，所述节点信号接收器（30）中的至少一个采用多个并发的接收波束，每个波束与不同的节点结果信号相关联，并且其中，针对多个并发接收波束的一个或多个，单独计算所述双静态局部估计信号。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，使用以下一种或多种方法来复合与同一节点信号接收器（30）的多个并发接收波束中的两个或更多个相关联的双静态局部估计信号：
a.对于目标体积（60）内的一个或多个空间位置中的每一个，在与两个或多个并发接收波束相关联的双静态局部估计信号之间应用相干积分（即，复信号的总和）；相干积分可以将相同的权重分配给所有多个并发接收波束，或者将不同的权重分配给多个并发接收波束中的不同接收波束；
b.对于目标体积（60）中的一个或多个空间位置中的每一个，在与两个或多个并发接收波束相关联的双静态局部估计信号之间应用非相干积分（即，绝对值的总和）；非相干积分可以将相同的权重分配给所有多个并发接收波束，或者将不同的权重分配给不同的多个并发接收波束中的一个；以及
c.对于目标体积（60）内的一个或多个空间位置中的每一个，在与两个或多个并发接收波束中相关联的双静态局部估计信号的绝对值求平均值。
21.根据权利要求2所述的方法，其中，将两个或更多个双静态局部估计信号进行复合包括以下一个或多个：
a.对于目标体积（60）中的一个或多个空间位置，在与两个或多个节点信号接收器（30）和/或两个或多个发送主体网络节点（11）相关联的双静态局部估计信号之间应用相干积分（即，复信号的总和）；相干积分可以将相同的权重分配给所有双静态局部估计信号，或者将不同的权重分配给不同的双静态局部估计信号；
b.对于目标体积（60）中的一个或多个空间位置，在与两个或多个节点信号接收器（30）和/或两个或多个发送主体网络节点（11）关联的双静态局部估计信号之间应用非相干积分（即，绝对值的总和）；非相干积分可以将相同的权重分配给所有双静态局部估计信号，或者将不同的权重分配给不同的双静态局部估计信号；
c.对于目标体积（60）内的一个或多个空间位置，对与两个或多个节点信号接收器（30）和/或两个或多个发送主体网络节点（11）相关联的双静态局部估计信号的绝对值求平均值。
22.根据权利要求2所述的方法，其中将两个或两个以上双静态局部估计信号进行复合采用为每个双静态局部估计信号计算的权重，其中所述权重是相应双静态局部估计信号的信息质量级别的函数，其中信息质量级别自以下一项或多项中得出：
a.对应的匹配节点结果信号的估计SNR的某个统计量；SNR越高，说明信息质量越好；以及
b.对应的匹配节点结果信号的自相关宽度的某个统计量；较低的自相关宽度表示较好的信息质量。
23.根据权...
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