基于UWB系统的自适应导频符号发送方法、装置及介质制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种基于UWB系统的自适应导频符号发送方法、装置及介质；所述方法包括：根据第一导频符号数量向接收机发送第一测距消息；接收由所述接收机针对所述第一测距消息反馈的第一响应消息；从所述第一响应消息中获取所述接收机基于所述第一测距消息判定所得到的直达径位置判定值；基于所述直达径位置判定值以及预设的导频符号的候选数量与导频符号累加幅度阈值之间的对应关系，从所述导频符号的候选数量中选择用于发送第二测距消息所使用的导频符号数量；基于所述用于发送第二测距消息所使用的导频符号数量向所述接收机发送所述第二测距消息。机发送所述第二测距消息。机发送所述第二测距消息。

【技术实现步骤摘要】
基于UWB系统的自适应导频符号发送方法、装置及介质


[0001]本专利技术实施例涉及UWB通信
，尤其涉及一种基于UWB系统的自适应导频符号发送方法、装置及介质。

技术介绍

[0002]目前，电气与电子工程师协会（IEEE，Institute of Electrical and Electronics Engineers）802.15.4协议标准中所定义脉冲超宽带（IR
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UWB，Impulse Radio Ultra Wide
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Band）技术被广泛地应用于数据传输、定位及测距等应用场景。利用IR
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UWB系统进行交互时所采用的帧结构包括导频域、帧起始定界符（SFD，Start of Frame Delimiter）域和数据域。对于导频域来说，如图1所示，其由L个导频符号组成，每个导频符号由N个元素的导频序列C并且每两个导频序列的元素中间插入3个0组成。
[0003]在常规的利用收、发双方的时间戳（Time
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Stamp）进行计算以实现测距过程中，时间戳是从这图1中所示出的元素中寻找到收发双方的直线路径位置，即直达径的位置。由于在无线信道中存在遮挡、反射等现象，UWB系统的发送端发出的无线电信号到达接收端的直达径可能并不是功率最大的接收路径，随着场景内的遮挡物逐渐增多，直达径信道的能量可能会逐渐降低。在常规方案中，通常会将图1中的每个导频符号上的各个位置元素计算相关值，然后把所有L个导频符号对应位置处的相关值进行累加，由此可知，导频符号的数量L越大，累加符号数越多，则累加后能量越大，可以弥补遮挡带来的能量损失，但是对应功率需求也越大。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术实施例期望提供一种基于UWB系统的自适应导频符号发送方法、装置及介质；能够让发射端自适应选择发送帧内导频域的导频符号数量，从而避免常规技术中采用固定数量导频信号进行发送所导致的功率浪费现象，提高了功率使用效率。
[0005]本专利技术实施例的技术方案是这样实现的：第一方面，本专利技术实施例提供了一种基于UWB系统的自适应导频符号发送方法，所述方法应用于发射机，所述方法包括：根据第一导频符号数量向接收机发送第一测距消息；接收由所述接收机针对所述第一测距消息反馈的第一响应消息；从所述第一响应消息中获取所述接收机基于所述第一测距消息判定所得到的直达径位置判定值；基于所述直达径位置判定值以及预设的导频符号的候选数量与导频符号累加幅度阈值之间的对应关系，从所述导频符号的候选数量中选择用于发送第二测距消息所使用的导频符号数量；基于所述用于发送第二测距消息所使用的导频符号数量向所述接收机发送所述第二测距消息。
[0006]第二方面，本专利技术实施例提供了一种基于UWB系统的自适应导频符号发送方法，所述方法应用于接收机，所述方法包括：接收测距消息；基于所述测距消息内导频域中导频符号的相关累加值确定直达径位置，获得直达径位置判定值；将所述直达径位置判定值承载于针对所述测距消息的响应消息中，将承载有所述直达径位置判定值的响应消息反馈至发射机；其中，所述直达径位置判定值用于为所述发射机在发送下次测距消息时确定导频符号数量。
[0007]第三方面，本专利技术实施例提供了一种发射机，所述发射机包括：发送部分、第一接收部分、获取部分和选择部分；其中，所述发送部分，经配置为根据第一导频符号数量向接收机发送第一测距消息；所述第一接收部分，经配置为接收由所述接收机针对所述第一测距消息反馈的第一响应消息；所述获取部分，经配置为从所述第一响应消息中获取所述接收机基于所述第一测距消息判定所得到的直达径位置判定值；所述选择部分，经配置为基于所述直达径位置判定值以及预设的导频符号的候选数量与导频符号累加幅度阈值之间的对应关系，从所述导频符号的候选数量中选择用于发送第二测距消息所使用的导频符号数量；所述发送部分，还经配置为基于所述用于发送第二测距消息所使用的导频符号数量向所述接收机发送所述第二测距消息。
[0008]第四方面，本专利技术实施例提供了一种接收机，所述接收机包括：第二接收部分、直达径位置获取部分和反馈部分；其中，所述第二接收部分，经配置为接收测距消息；所述直达径位置获取部分，经配置为基于所述测距消息内导频域中导频符号的相关累加值确定直达径位置，获得直达径位置判定值；所述反馈部分，经配置为：将所述直达径位置判定值承载于针对所述测距消息的响应消息中，将承载有所述直达径位置判定值的响应消息反馈至发射机；其中，所述直达径位置判定值用于为所述发射机在发送下次测距消息时确定导频符号数量。
[0009]第五方面，本专利技术实施例提供了一种电子设备，所述计算设备包括：通信接口，存储器和处理器；各个组件通过总线系统耦合在一起；其中，所述通信接口，用于在与其他外部网元之间进行收发信息过程中，信号的接收和发送；所述存储器，用于存储能够在所述处理器上运行的计算机程序；所述处理器，用于在运行所述计算机程序时，执行第一方面，或者第二方面所述基于UWB系统的自适应导频符号发送方法步骤。
[0010]第六方面，本专利技术实施例提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有基于UWB系统的自适应导频符号发送程序，所述基于UWB系统的自适应导频符号发送程序被至少一个处理器执行时实现第一方面或者第二方面所述基于UWB系统的自适应导频符号发送方法步骤。
[0011]本专利技术实施例提供了一种基于UWB系统的自适应导频符号发送方法、装置及介质；通过发射机根据前次测距过程中的直达径位置判定值动态调整下次测距过程中发送测距消息所采用的导频符号数量，能够让发射机自适应选择发送帧内导频域的导频符号数量，从而避免常规技术中采用固定数量导频信号进行发送所导致的功率浪费现象，提高了功率使用效率。
附图说明
[0012]图1为适用于UWB系统的导频域结构示意图；图2为能够适用于本专利技术实施例所阐述技术方案的网络环境示意图；图3为本专利技术实施例提供的通信系统架构示意图；图4为本专利技术实施例提供的发射机和接收机之间存在两个接收径的无线传输场景的示意图；图5为本专利技术实施例提供的接收端所观察的信道状况示意图；图6为本专利技术实施例提供的一种基于UWB系统的自适应导频符号发送方法流程示意图；图7为本专利技术实施例提供的发射机前后两次测距过程示意图；图8为信噪比SNR=0dB的条件下，各导频符号的候选数量对应的累加幅度值示意图；图9为本专利技术实施例提供的发射机选择下次测距过程所采用的导频符号数量的具体实施流程示意图；图10为本专利技术实施例提供的另一种基于UWB系统的自适应导频符号发送方法示意图；图11为本专利技术实施例提供的一种确定直达径位置的示意图；图12为本专利技术实施例提供的一种发射机的组成示意图；图13为本专利技术实施例提供的一种接收机的组成示意图；图14为本专利技术实施例提供的一种计算设备的硬件结构示意图。
具体实施方式
[0013]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0014]参见图2，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于UWB系统的自适应导频符号发送方法，其特征在于，所述方法应用于发射机，所述方法包括：根据第一导频符号数量向接收机发送第一测距消息；接收由所述接收机针对所述第一测距消息反馈的第一响应消息；从所述第一响应消息中获取所述接收机基于所述第一测距消息判定所得到的直达径位置判定值；基于所述直达径位置判定值以及预设的导频符号的候选数量与导频符号累加幅度阈值之间的对应关系，从所述导频符号的候选数量中选择用于发送第二测距消息所使用的导频符号数量；基于所述用于发送第二测距消息所使用的导频符号数量向所述接收机发送所述第二测距消息。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据第一导频符号数量向接收机发送第一测距消息，包括：根据预设的初始导频符号数量向接收机发送第一测距消息；或者，根据基于前次测距过程选择的本次测距过程所使用的导频符号数量向所述接收机发送第一测距消息；其中，所述于前次测距过程选择的本次测距过程所使用的导频符号数量为基于前次测距过程的直达径位置判定值以及预设的导频符号的候选数量与导频符号累加幅度阈值之间的对应关系，从所述导频符号的候选数量中选择本次测距过程用于发送测距消息所使用的导频符号数量。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：针对第i个导频符号的候选数量Li，基于导频符号内的导频序列中的非零元素个数Ui，获取候选数量Li的第i个导频符号的相关值累加后的最大值为Li
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Ui；基于设定的缩放因子f对所述最大值进行缩放后，获得第i个导频符号的候选数量Li对应的导频符号累加幅度阈值Ti=f
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Li
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Ui。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述直达径位置判定值以及预设的导频符号的候选数量与导频符号累加幅度阈值之间的对应关系，从所述导频符号的候选数量中选择用于发送第二测距消息所使用的导频符号数量，包括：当所述直达径位置判定值大于所述第一导频符号数量对应的导频符号累加幅度阈值，则在所述候选数量中选取相邻于所述第一导频符号数量且小于所述第一导频符号数量的第一次待验证导频符号数量，利用所述第一次待验证导频符号数量以及所述第一导频符号数量对所述直达径位置判定值进行缩放之后获得第一次缩放判定值；比较所述第一次缩放判定值与所述第一次待验证导频符号数量对应的导频符号累加幅度阈值的大小：相应于所述第一次缩放判定值小于所述第一次待验证导频符号数量对应的导频符号累加幅度阈值，则将所述第一次待验证导频符号数量作为用于发送第二测距消息所使用的导频符号数量；相应于所述第一次缩放判定值大于所述第一次待验证导频符号数量对应的导频符号累加幅度阈值，则在所述候选数量中选取相邻于所述第一次待验证导频符号数量且小于所述第一次待验证导频符号数量的第二次待验证导频符号数量，利用所述第二次待验证导频符号数量以及所述第一导频符号数量对所述直达径位置判定值进行缩放之后获得第二次缩放判定值；比较所述第二次缩放判定值与所述第二次待验证导频符号数量对应的导频符号累
加幅度阈值的大小，直至第i次缩放判定值小于第i次待验证导频符号数量对应的导频符号累加幅度阈值；当所述直达径位置判定值小于所述第一导频符号数量对应的导频符号累加幅度阈值，则在所述候选数量中选取相邻于所述第一导频符号数量且大于所述第一导频符号数量的第一次待验证导频符号数量，利用所述第一次待验证导频符号数量以及所述第一导频符号数量对所述直达径位置判定值进行缩放之后获得第一次缩放判定值；比较所述第一次缩放判定值与所述第一次待验证导频符号数量对应的导频符号累加幅度阈值的大小：相应于所述第一次缩放判定值大于所述第一次待验证导频符号数量对应的导频符号累加幅度阈值，则将所述第一次待验证导频符号数量作为用于发送第二测距消息所使用的导频符号数量；相应于所述第一次缩放判定值小于所述第一次待验证导频符号数量对应的导频符号累加幅度阈值，...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：杭州优智联科技有限公司，
类型：发明
国别省市：