在超宽带通信系统中测量入射角技术方案

本公开提供了一种RF系统中的方法，该RF系统包括发射机、具有第一天线的第一接收机以及具有第二天线的第二接收机，第一天线和第二天线间隔预定距离d，该方法包括：在第一和第二接收机中使用相应的第一和第二时钟跟踪环路将接收机的载波相位与发射机同步；在发射机中发送具有预定载波波长λ的UWB信号；在第一接收机中：接收发送的UWB信号，根据该UWB信号的复基带脉冲响应得到第一相位值，并通过减去第一时钟跟踪环路的相位校正第一相位值；在第二接收机中：接收发送的UWB信号，根据该UWB信号的复基带脉冲响应得到第二相位值，并通过减去第二时钟跟踪环路的相位校正第二相位值；根据校正的第一和第二相位值得到相位差值α；并根据d、λ和α得到该UWB信号相对于第一接收机的到达角θ。

【技术实现步骤摘要】
在超宽带通信系统中测量入射角本申请是2014年5月23日提交的中国专利申请No.201480079211.7的专利技术名称为“在超宽带通信系统中测量入射角”的分案申请。相关申请的交叉引用本申请是2013年10月7日提交的PCT申请No.PCT/EP2013/070851(“第一父申请”)的部分继续申请。本申请还是2013年3月28日提交的申请No.13/775,282(“第二父申请”)的部分继续申请。第一父申请是2011年2月23日提交的申请No.13/033,098(“第三父申请”)的部分继续申请，第三父申请又与2010年3月22日提交的临时申请No.61/316,299(“父临时申请”)有关。第二父申请还是2010年9月19日提交的申请No.12/885,517(现在是2013年5月7日公布的US8,437,432(“父专利”)的部分继续申请，该父专利进而也与父临时申请有关。本申请的主题还涉及2013年10月7日提交的PCT申请No.PCT/EP2013/070851(“相关申请”)的主题。本申请要求以下优先权：1、第一父申请；2、第二父申请；3、第三父申请；4、父专利；5、父临时申请；以及6、相关申请；其统称为“相关参考文献”，并且根据37CFR§1.78(a)(4)要求其提交日的权益。相关参考文献的主题的全部内容均通过引用明确地并入本文。
本专利技术大体上涉及超宽带通信系统，具体地，涉及一种用于在适于确定RF信号的到达角的超宽带通信系统中使用的接收机。
技术介绍
一般来说，在下面的描述中，我们将对超宽带(“UWB”)通信系统领域的技术人员熟悉的每个特殊的技术术语的第一次出现进行斜体化。此外，当我们首次介绍我们认为是新的术语或者我们将在我们认为是新的上下文中使用的术语时，我们将加粗这个术语，并提供我们打算应用于该术语的定义。此外，在整个说明书中，当涉及将信号、信号标志、状态比特或类似装置分别渲染为其逻辑真或逻辑假状态时，我们有时将使用术语有效(assert)和无效(negate)，并且术语切换指示信号从一个逻辑状态到另一个逻辑状态的逻辑反转。备选地，我们可以将互斥的布尔状态称为logic_0和logic_1。当然，众所周知，可以通过反转所有这样的信号的逻辑意义来获得一致的系统操作，使得本文描述为逻辑真的信号变为逻辑假，反之亦然。此外，在这种系统中选择哪些具体电压电平来表示逻辑状态中的每一个没有关联。通常，在超宽带(“UWB”)通信系统中，由UWB发射机执行一系列特殊处理步骤以准备用于经由基于分组的UWB信道进行传输的有效载荷数据。在接收时，由UWB接收机执行相应的一系列反转步骤以恢复数据有效载荷。在IEEE标准802.15.4(“802.15.4”)和802.15.4a(“802.15.4a”)中充分描述了两个系列的处理步骤的细节，所述标准的副本与本文一起提交，并且其全部内容通过引用明确地并入本文。如已知的，这些标准描述了系统的发射部分和接收部分的所需功能，但是仅指定系统的发射部分的实现细节，而使实现者选择如何实现接收部分。我们中的一个或多个已经开发了在UWB通信系统中使用的某些改进，在以下未决申请或授权专利中充分描述了这些改进，未决申请或授权专利的全部内容明确地并入本文：2010年7月31日公布的“AMethodandApparatusforGeneratingCodewords”，US7,787,544；2006年7月13日提交的“AMethodandApparatusforGeneratingCodewords”，申请No.11/309,222(现在已经放弃)；2009年12月22日公布的“AMethodandApparatusforTransmittingandReceivingConvolutionallyCodedData”，US7,636,397；2013年1月22日公布的“AMethodandApparatusforTransmittingandReceivingConvolutionallyCodedData”，US8,358,709；以及2014年3月18日公布的“ConvolutionCodeforUseinaCommunicationSystem”，US8,677,224。包括UWB的多径扩频系统中的一个特定问题是存在于接收信号中的信道引发噪声。用于相对于接收电平显著降低噪声电平的一种常见技术是在接收每个发送的分组的前导码的训练序列部分期间得到信道脉冲响应(“CIR”)的估计。当在接收分组中检测到帧起始定界符(“SFD”)之后，在时间上反转最佳CIR估计，并且得到复共轭。然后，使用信道匹配滤波器(“CMF”)将该共轭CIR估计与分组的有效载荷部分进行卷积。图1示出了适于以这种方式操作的UWB接收机10。如已知的，经由天线12接收的信号由滤波器14连续调节。在接收训练序列期间，信道估计器16根据经调节的信号得到共轭CIR估计。在接收有效载荷数据期间，检测器18采用CMF(未示出)将经调节的信号与共轭CIR估计进行卷积，从而显著地提高信噪比(“SNR”)并且有助于恢复有效载荷数据。也参见2008年3月25日公布的“EfficientBack-EndChannelMatchedFilter(CMF)”，US7,349,461。如802.15.4a，§5.5.7.1中所述，“已经实现了可选测距支持的UWB设备被称为测距使能设备(“RDEV”)。”(原文强调。)对于某些应用，通常以相对紧凑、自主的射频识别(“RFID”)标签等的形式实现这种RDEV。由于小型化因素和有限的电力供应，特别重要的是选择以最小功率提供最大性能的电路实现。不幸的是，在UWB接收机的已知实现中，性能的改进通常以功率为代价。例如，已知耙式滤波器在诸如UWB的多径扩频系统中提供良好的性能。参见例如2003年3月的“TheParthusCevaUltraWidebandPHYProposal”，IEEEP802.15WorkingGroupforWirelessPersonalAreaNetworks的幻灯片21，其副本已与本文一起提交并且其全部内容通过引用明确地并入本文。然而，已知的耙式滤波器实现往往比其他现有技术消耗明显更多的功率。如在其他RF系统中一样，在测距系统中，接收机必须将其内部操作与从发射机接收的信号进行协调。通常，接收机必须实现与接收到的载波信号的同步，该过程被称为载波恢复。此外，接收机必须进一步实现与叠加在载波上的信息信号的同步，该过程被称为定时恢复。我们认为用于在数字域中执行载波恢复和定时恢复的现有技术不是最佳的。在图15中所示的RF系统拓扑中，可以看出，由于非零入射角θ，RF信号将在到达一个天线之前到达另一个天线。具体地，可以看出，到天线A的路径比到天线B的路径长了p＝d*sin(θ)。为了计算入射角θ，可以找出到达时间差。如果d相本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种射频RF系统中的方法，所述RF系统包括RF发射机、具有第一天线的第一RF接收机、以及具有第二天线的第二RF接收机，所述第一天线和第二天线分隔开预定距离d，所述方法包括以下步骤：/n[1]在第一接收机和第二接收机中，使用相应的第一时钟跟踪环路和第二时钟跟踪环路将所述接收机的载波相位与所述发射机同步；/n[2]在所述发射机中，发送具有预定载波波长λ的超宽带UWB信号；/n[3]在所述第一接收机中：/n[3.1]接收所发送的UWB信号；/n[3.2]根据所接收的UWB信号的复基带脉冲响应得到第一相位值；以及/n[3.3]通过减去所述第一时钟跟踪环路的相位来校正所述第一相位值；/n[4]在所述第二接收机中：/n[4.1]接收所发送的UWB信号；/n[4.2]根据所接收的UWB信号的复基带脉冲响应得到第二相位值；以及/n[4.3]通过减去所述第二时钟跟踪环路的相位来校正所述第二相位值；/n[5]根据所校正的第一相位值和第二相位值得到相位差值α；以及/n[6]根据d、λ和α得到所发送的UWB信号相对于所述第一接收机的到达角θ。/n

【技术特征摘要】
1.一种射频RF系统中的方法，所述RF系统包括RF发射机、具有第一天线的第一RF接收机、以及具有第二天线的第二RF接收机，所述第一天线和第二天线分隔开预定距离d，所述方法包括以下步骤：
[1]在第一接收机和第二接收机中，使用相应的第一时钟跟踪环路和第二时钟跟踪环路将所述接收机的载波相位与所述发射机同步；
[2]在所述发射机中，发送具有预定载波波长λ的超宽带UWB信号；
[3]在所述第一接收机中：
[3.1]接收所发送的UWB信号；
[3.2]根据所接收的UWB信号的复基带脉冲响应得到第一相位值；以及
[3.3]通过减去所述第一时钟跟踪环路的相位来校正所述第一相位值；
[4]在所述第二接收机中：
[4.1]接收所发送的UWB信号；
[4.2]根据所接收的UWB信号的复基带脉冲响应得到第二相位值；以及
[4.3]通过减去所述第二时钟跟踪环路的相位来校正所述第二相位值；
[5]根据所校正的第一相位值和第二相位值得到相位差值α；以及
[6]根据d、λ和α得到所发送的UWB信号相对于所述第一接收机的到达角θ。


2.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：加文·麦罗，迈克尔·麦克劳林，西亚恩·麦克罗伊，
申请(专利权)人：德卡维务有限责任公司，
类型：发明
国别省市：爱尔兰;IE