一种天线切换方法、UWB接收设备、系统及存储介质技术方案

本发明专利技术实施例公开一种天线切换方法、UWB接收设备、系统及存储介质，UWB接收设备包括m个接收通道、m个信道估计模块、一PLL和n条接收天线，该方法包括：利用m个接收通道接收k条当前连接的接收天线的UWB信号获得k个信道估计值；根据预设选取准则，从当前连接的接收天线中选择一主天线，将主天线当前连接的接收通道设置为主通道；通过PLL锁定主通道；维持主通道与主天线连接，针对其它接收通道进行天线切换连接，直至n条接收天线均获得信道估计值；以主天线的信道估计值为参考值，将其它接收天线的信道估计值转换成相对值；以参考值和所有相对值为依据，获得测距信息；简化天线切换流程，减轻基带数据处理负担，提高测距精度。提高测距精度。提高测距精度。

【技术实现步骤摘要】
一种天线切换方法、UWB接收设备、系统及存储介质


[0001]本申请涉及无线通信
，尤其涉及一种天线切换方法、UWB接收设备、系统及存储介质。

技术介绍

[0002]超宽带无线通信技术(Ultra Wide Band，UWB)是一种无载波通信技术，即不采用正弦载波，而是利用纳秒级的非正弦波窄脉冲(短的能量脉冲序列)传输数据，并通过正交频分调制或直接排序将脉冲扩展到一个频率范围内，所占的频谱范围很宽。基于其所具有的优点，将UWB技术用于定位系统中，能够提高定位精确度。在UWB定位系统中，UWB接收设备使用多天线接收UWB信号时，可以根据不同接收天线的UWB信号得到相应的信道估计，从而得到不同接收天线之间的到达时间差(Time Difference of Arrival，TDOA)和/或到达角(Angle of Arrival，AOA)信息，进一步根据TDOA和/或AOA信息实现定位。
[0003]当UWB接收设备的接收通道数目小于实际的接收天线个数时，通过在不同的不规则的时间戳序列(Scrambled timestamp sequence，STS)时间段使用不同的接收天线接收UWB信号，可以得到不同的接收天线的信道估计。由于不同接收天线的UWB信号的载波相位、信号延迟、信号幅度等并不相同，会得到不同的信道估计，导致PLL也需要重新锁定，PLL输出的频率和相位都会调整，需要基带信号处理器对PLL的输出频率和相位进行额外的处理，即需要基带信号处理器对天线切换做额外的数据处理，增加数据处理负担。
专利技术内容
[0004]本专利技术实施例公开了一种天线切换方法、UWB接收设备、系统及存储介质，用于简化天线切换时的切换流程，减轻基带处理器的数据处理负担，且同时能够提高测距精确度。
[0005]本专利技术实施例第一方面公开了一种天线切换方法，应用于UWB接收设备，所述UWB接收设备至少包括m个接收通道、m个信道估计模块、一锁相环和n条接收天线，所述接收通道与所述信道估计模块一一对应，且所述m个接收通道共用所述锁相环，每条所述接收天线均通过切换开关连接到一个所述接收通道，m为大于或等于2的正整数，n为大于m的正整数，所述方法包括：
[0006]利用所述m个接收通道接收k条当前连接的接收天线的UWB信号，以获得k个信道估计值，一条所述当前连接的接收天线对应连接一个所述接收通道，k为大于或等于2且小于或等于m的正整数；
[0007]根据预设选取准则，从所述k条当前连接的接收天线中选择一主天线，且将所述主天线当前连接的所述接收通道设置为主通道；
[0008]通过所述锁相环锁定所述主通道；
[0009]维持所述主通道与所述主天线连接，针对其它接收通道进行天线切换连接并获得相应信道估计值，直至所述n条接收天线均获得对应的信道估计值，所述其它接收通道为所述m个接收通道中除所述主通道之外的接收通道；
[0010]以所述主天线的信道估计值为参考值，将除所述主天线之外的接收天线对应的信道估计值转换成相对所述参考值的相对值；
[0011]以所述参考值和所有所述相对值为依据，获得测距信息。
[0012]作为一种可选的实施方式，在本专利技术实施例第一方面中，所述UWB接收设备还包括m个信道估计模块、m个乘法器和估算模块；
[0013]所述m个乘法器与所述m个接收通道一一对应连接，所述m个乘法器还与所述m个信道估计模块一一对应连接，所述锁相环PLL与所述m个乘法器分别连接，所述锁相环PLL还分别与所述m个信道估计模块连接。
[0014]作为一种可选的实施方式，在本专利技术实施例第一方面中，所述利用所述m个接收通道接收至少一条当前连接的接收天线的UWB信号，以获得至少一个信道估计值，包括：
[0015]利用所述m个接收通道接收至少一条当前连接的接收天线的UWB信号，并通过对应的所述信道估计模块获得至少一个信道估计值。
[0016]作为一种可选的实施方式，在本专利技术实施例第一方面中，当m＝2、n＝3时，所述m个接收通道包括第一接收通道和第二接收通道，所述n条接收天线包括第一接收天线、第二接收天线和第三接收天线；
[0017]所述利用所述m个接收通道接收k条当前连接的接收天线的UWB信号，以获得k个信道估计值，包括：
[0018]利用所述第一接收通道接收所述第一接收天线的UWB信号，获得所述第一接收天线的信道估计值，以及，利用所述第二接收通道接收所述第二接收天线的UWB信号，获得所述第二接收天线的信道估计值；
[0019]所述根据预设选取准则，从所述k条当前连接的接收天线中选择一主天线，包括：
[0020]根据预设选取准则，从所述第一接收天线和所述第二接收天线中选择一主天线；
[0021]所述维持所述主通道与所述主天线连接，针对其它接收通道进行天线切换连接并获得相应信道估计值，直至所述n条接收天线均获得对应的信道估计值，包括：
[0022]维持所述主通道与主天线连接，将所述第三接收天线通过对应的切换开关切换至另一个接收通道上，接收到UWB信号并获得所述第三接收天线的信道估计值，当所述主通道为所述第一接收通道时，所述另一个接收通道为所述第二接收通道，当所述主通道为所述第二接收通道时，所述另一个接收通道为所述第一接收通道。
[0023]作为一种可选的实施方式，在本专利技术实施例第一方面中，所述根据预设选取准则，从所述至少一条当前连接的接收天线中选择一主天线，包括：
[0024]根据所述至少一条当前连接的接收天线所接收的UWB信号，获得各自对应的信号质量指标，所述信号质量指标至少包括信噪比SNR、能量估计值；
[0025]从所述至少一条当前连接的接收天线中选择信号质量指标最优的接收天线作为主天线。
[0026]作为一种可选的实施方式，在本专利技术实施例第一方面中，所述以所述参考值和所有所述相对值为依据，获得测距信息，包括：
[0027]以所述参考值和所有所述相对值为依据，计算得到至少包括所述接收天线之间的到达时间差TDOA和到达角AOA的测距信息。
[0028]本专利技术实施例二公开了一种UWB接收设备，所述UWB接收设备至少包括m个接收通
道、m个信道估计模块、一锁相环和n条接收天线，所述接收通道与所述信道估计模块一一对应，且所述m个接收通道共用所述锁相环，每条所述接收天线均通过切换开关连接到一个所述接收通道，m为大于或等于2的正整数，n为大于m的正整数，所述UWB接收设备包括：
[0029]信号接收模块，用于利用所述m个接收通道接收k条当前连接的接收天线的UWB信号，以获得k个信道估计值，一条所述当前连接的接收天线对应连接一个所述接收通道，k为大于或等于2且小于或等于m的正整数；
[0030]选择模块，用于根据预设选取准则，从所述k条当前连接的接收天线中选择一主天线，且将所述主天线当前连接的所述接收通道设置为主通道；
[0031]锁相模块，用于通过所述锁相环锁定所述主通道；<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种天线切换方法，其特征在于，应用于UWB接收设备，所述UWB接收设备至少包括m个接收通道、m个信道估计模块、一锁相环和n条接收天线，所述接收通道与所述信道估计模块一一对应，且所述m个信道估计模块共用所述锁相环，每条所述接收天线均通过切换开关连接到一个所述接收通道，m为大于或等于2的正整数，n为大于m的正整数，所述方法包括：利用所述m个接收通道接收k条当前连接的接收天线的UWB信号，以获得k个信道估计值，一条所述当前连接的接收天线对应连接一个所述接收通道，k为大于或等于2且小于或等于m的正整数；根据预设选取准则，从所述k条当前连接的接收天线中选择一主天线，且将所述主天线当前连接的所述接收通道设置为主通道；通过所述锁相环锁定所述主通道；维持所述主通道与所述主天线连接，针对其它接收通道进行天线切换连接并获得相应信道估计值，直至所述n条接收天线均获得对应的信道估计值，所述其它接收通道为所述m个接收通道中除所述主通道之外的接收通道；以所述主天线的信道估计值为参考值，将除所述主天线之外的接收天线对应的信道估计值转换成相对所述参考值的相对值；以所述参考值和所有所述相对值为依据，获得测距信息。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当m＝2、n＝3时，所述m个接收通道包括第一接收通道和第二接收通道，所述n条接收天线包括第一接收天线、第二接收天线和第三接收天线；所述利用所述m个接收通道接收k条当前连接的接收天线的UWB信号，以获得k个信道估计值，包括：利用所述第一接收通道接收所述第一接收天线的UWB信号，获得所述第一接收天线的信道估计值，以及，利用所述第二接收通道接收所述第二接收天线的UWB信号，获得所述第二接收天线的信道估计值；所述根据预设选取准则，从所述k条当前连接的接收天线中选择一主天线，包括：根据预设选取准则，从所述第一接收天线和所述第二接收天线中选择一主天线；所述维持所述主通道与所述主天线连接，针对其它接收通道进行天线切换连接并获得相应信道估计值，直至所述n条接收天线均获得对应的信道估计值，包括：维持所述主通道与主天线连接，将所述第三接收天线通过对应的切换开关切换至另一个接收通道上，接收到UWB信号并获得所述第三接收天线的信道估计值，当所述主通道为所述第一接收通道时，所述另一个接收通道为所述第二接收通道，当所述主通道为所述第二接收通道时，所述另一个接收通道为所述第一接收通道。3.根据权利要求1或2任一项所述的方法，其特征在于，所述根据预设选取准则，从所述k条当前连接的接收天线中选择一主天线，包括：根据所述k条当前连接的接收天线所接收的UWB信号，获得各自对应的信号质量指标，所述信号质量指标至少包括信噪比SNR、能量估计值；从所述k条当前连接的接收天线中选择信号质量指标最优的接收天线作为主天线。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述以所述参考值和所有所述相对值为依据，获得测距信息，包括：
以所述参考值和所有所述相对值为依据，计算得到至少包括所述接收天线之间的到达时间差TDOA和到达角AOA的测距信息。5.一种UWB接收设备，其特征在于，所述UWB接收设备至少包括m个接收通道、m个信道估计模块、一锁相环和n条接收天线，所述接收通道与所述信道估计模块一一对应，且所述m个接收通道共用所述锁相环，每条所述接收天线均通过切换开关连接到一个所述接收通道，m为大于或等于2的正整数，n为大于m的正整数，所述UWB接收设备包括：信号接收模块，用于利用所述m个接收通道接收k条当前连接的接收天线的UWB信号，以获得k个信道估计值，一条所述当前连接的接收...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈希，
申请(专利权)人：深圳欧思微电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：