应用于超带宽UWB系统感知测量的方法和装置与流程

本技术实施例涉及通信领域，更具体地，涉及一种应用于超带宽uwb系统感知测量的方法和装置。

背景技术：

1、超宽带(ultra wideband，uwb)技术是一种无线载波通信技术，利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据。由于其脉冲很窄，且辐射谱密度极低，uwb系统具有多径分辨能力强、功耗低、保密性强等优点。

2、随着移动通信和互联网技术的快速发展，人们对于感知服务的需求与日俱增。由于uwb系统由于具有极宽的带宽，对于无线多径环境具有很强的分辨能力，因此可以根据uwb信号观测和理解物理世界，并以此为基础提供更多的业务。然而uwb系统由于成本、体积、功耗等方面的限制，难于通过配置多天线或采用复杂的信号处理算法来提升接收信噪比，这使得感知精度的提升非常困难。因此，如何提高基于uwb技术进行感知的精度，成为亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本技术提供一种应用于超带宽uwb系统感知测量的方法，以期提高uwb感知的精度。

2、第一方面，提供了一种应用于超带宽uwb系统感知测量的方法，该方法可以由发起端设备执行，或者，也可以由发起端设备的组成部件(例如芯片或者电路)执行，对此不作限定，为了便于描述，下面以由发起端设备执行为例进行说明。

3、该方法包括：发起端设备在一个或者多个感知轮内接收感知信号，该每个感知轮中包括至少两个时隙，具体地，该发起端设备在第一感知轮中的第一时隙内接收来自第一响应端设备的第一感知信号和第二响应端设备的第二感知信号；该发起端设备在第一感知轮中的第二时隙内接收来自该第一响应端设备的第三感知信号和该第二响应端设备的第四感知信号；该发起端设备根据该第一感知信号、该第二感知信号、该第三感知信号和该第四感知信号估计第一信道的信道脉冲响应cir和第二信道的cir，其中，该第一信道为该发起端设备和该第一响应端设备之间的信道，该第二信道为该发起端设备和该第二响应端设备之间的信道。其中，第一感知轮为感知过程中的任意一个感知轮。

4、基于上述技术方案，对于一个感知轮来说发起端设备可以在感知轮中不同的时隙内分别接收到来自多个响应端设备(如，第一响应端设备和第二响应端设备)的多个感知信号，并联合处理在该感知轮中接收到的感知信号以获得发起端设备和不同响应端设备之间的信道信息，完成感知过程。由于在感知过程中多个响应端设备协作参与，相比于一个响应端设备参与的感知过程，估计信道信息时信号的功率扩大倍数为噪声功率扩大倍数的两倍，从而提高了等效的信噪比，提高感知的精度。

5、示例性地，发起端设备在第一时隙内接收来自第一响应端设备的第一感知信号和第二响应端设备的第二感知信号，包括：该发起端设备在第一时隙内的第一时刻接收来自该第一响应端设备的第一感知信号；该发起端设备在第一时隙内的第二时刻接收来自该第二响应端设备的第二感知信号。

6、该发起端设备在第二时隙内接收来自该第一响应端设备的第三感知信号和该第二响应端设备的第四感知信号，包括：该发起端设备在第二时隙内的第三时刻接收来自该第一响应端设备的第三感知信号；该发起端设备在第二时隙内的第四时刻接收来自该第二响应端设备的第四感知信号。

7、其中，该第一时刻和该第二时刻相同，或者该第一时刻和该第二时刻之间的时间差小于第一阈值；该第三时刻和该第四时刻相同，或者该第三时刻和该第四时刻之间的时间差小于该第一阈值，该第一阈值与该第一信道和该第二信道的信道脉冲响应(channelimpulse response，cir)值相关。

8、基于上述技术方案，发起端设备在一个感知轮的某个时隙内接收到不同响应端设备的感知信号的时刻可以相同，或者由于器件特性的限制、传输环境的不理想等因素，发起端设备在一个感知轮的某个时隙内接收到不同响应端设备的感知信号的时刻之间的间隔满足一定阈值限定即可。以使得多个响应端设备以协作的方式参与感知过程，提升发起端设备cir估计的准确度，提升感知精度。

9、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，该方法还包括：该发起端设备向该第一响应端设备和该第二响应端设备发送基于第一密钥加密的第一指示信息，该第一指示信息用于指示每一个感知轮对应的码本，该第一感知信号、该第二感知信号、该第三感知信号和该第四感知信号基于该第一感知轮对应的码本和公开序列确定，其中，该第一密钥为该第一响应端设备、该第二响应端设备和该发起端设备已知的密钥。

10、基于上述技术方案，发起端设备可以将用于指示生成感知信号的码本的第一指示信息加密之后发送给响应端设备，以便于响应端设备生成感知信号，由于指示码本的信息为加密的，能够避免其他设备(如，恶意用户)基于接收到的感知信号准确推断得到信道的cir。

11、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，该方法还包括：该发起端设备接收来自感知请求设备第二指示信息，该第二指示信息用于指示每一个感知轮对应的码本，该第一感知信号、该第二感知信号、该第三感知信号和该第四感知信号基于该第一感知轮对应的码本和公开序列确定，其中，该第二指示信息包括基于第二密钥加密后的该每一个感知轮对应的码本的索引，该第二密钥为该第一响应端设备、该第二响应端设备、该感知请求设备和该发起端设备已知的密钥。

12、基于上述技术方案，在感知系统中存在感知请求设备的情况下，用于指示生成感知信号的码本的信息可以由感知请求设备加密之后广播给感知系统中的设备，由于码本的索引为加密的能够避免其他设备(如，恶意用户)基于接收到的感知信号准确推断得到信道的cir。

13、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，该感知请求设备为该第一响应端设备。

14、基于上述技术方案，感知系统中的感知请求设备可以具有响应端设备发送感知信号的功能，以使得包括感知请求设备、一个响应端设备和发起端设备的感知系统中的发起端设备可以在感知轮中不同的时隙内分别接收到来自多个响应端设备(如，感知请求设备和第二响应端设备)的多个感知信号，并联合处理在该感知轮中接收到的感知信号以获得发起端设备和不同响应端设备之间的信道信息，完成感知过程。

15、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，该第一感知信号＝a·s[n]，该第二感知信号＝b·s[n]，该第三感知信号＝c·s[n]，该第四感知信号＝d·s[n]，其中，s[n]为该公开序列，该a，b，c，d构成该第一感知轮对应的码本。

16、基于上述的技术方案，感知信号可以由码本中的码字和公开序列通过简单的乘法运算得到，以期降低方案的复杂性。

17、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，该码本为以下任意一种：{+c,+c,+c,-c},{+c,+c,-c,+c},{+c,-c,+c,+c},{+c,-c,-c,-c},{-c,+c,+c,+c},{-c,+c,-c,-c},{-c,-c,+c,-c},{-c,-c,-c,+c}，其中，c为实数。

18、基于上述的技术方案，每个感知轮对应的码本可以为预定义的码本集合中的一种，码本集合中的码本数有多种选择，而且一次感知过程中有多个感知轮，每个感知轮中码本的选择可以为多样，其他未知码本的设备(如，恶意用户)在整个感知过程中正确推出每一个感知轮使用的码本的概率以感知轮个数的指数倍降低，进一步避免其他未知码本的设备估计正确的cir，提高方案的安全性。

19、第二方面，提供了一种应用于超带宽uwb系统感知测量的方法，该方法可以由第一响应端设备执行，或者，也可以由第一响应端设备的组成部件(例如芯片或者电路)执行，对此不作限定，为了便于描述，下面以由第一响应端设备执行为例进行说明。

20、在一个或者多个感知轮内的每个感知轮中包括至少两个时隙，该方法包括：第一响应端设备生成针对第一感知轮中第一时隙的第一感知信号和针对第一感知轮中第二时隙的第三感知信号；该第一响应端设备向该发起端设备发送该第一感知信号和该第三感知信号，其中，该第一感知信号和该第三感知信号用于估计第一信道的信道脉冲响应cir和第二信道的cir，该第一信道为该发起端设备和该第一响应端设备之间的信道，该第二信道为该发起端设备和该第二响应端设备之间的信道。

21、结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，该方法还包括：该第一响应端设备接收来自该发起端设备的基于第一密钥加密的第一指示信息，该第一指示信息用于指示每一个感知轮对应的码本，该第一感知信号和该第三感知信号基于该第一感知轮对应的码本和公开序列确定，其中，该第一密钥为该第一响应端设备、该第二响应端设备和该发起端设备已知的密钥。

22、结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，该第一响应端设备为感知请求设备，该方法还包括：该第一响应端设备向该发起端设备发送第二指示信息，该第二指示信息用于指示每一个感知轮对应的码本，该第一感知信号和该第三感知信号基于该第一感知轮对应的码本和公开序列确定，其中，该第二指示信息包括基于第二密钥加密后的该每一个感知轮对应的码本的索引，该第二密钥为该第一响应端设备、该第二响应端设备和该发起端设备已知的密钥。

23、或者，第一响应端设备不是感知请求设备，且感知系统中存在感知请求设备，该方法还包括：该第一响应端设备接收来自感知请求设备的第二指示信息，该第二指示信息用于指示每一个感知轮对应的码本，该第一感知信号和该第三感知信号基于该第一感知轮对应的码本和公开序列确定，其中，该第二指示信息包括基于第二密钥加密后的该每一个感知轮对应的码本的索引，该第二密钥为该第一响应端设备、该第二响应端设备、该感知请求设备和该发起端设备已知的密钥。

24、结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，该第一感知信号＝a·s[n]，该第三感知信号＝c·s[n]，其中，s[n]为该公开序列，该a，c为该第一感知轮对应的码本中的码字。

25、结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，该码本为以下任意一种：{+c,+c,+c,-c},{+c,+c,-c,+c},{+c,-c,+c,+c},{+c,-c,-c,-c},{-c,+c,+c,+c},{-c,+c,-c,-c},{-c,-c,+c,-c},{-c,-c,-c,+c}，其中，c为实数。

26、以上第二方面及其可能的设计所示方法的有益效果可参照第一方面及其可能的设计中的有益效果。

27、第三方面，提供了一种应用于超带宽uwb系统感知测量的方法，该方法可以由第二响应端设备执行，或者，也可以由第二响应端设备的组成部件(例如芯片或者电路)执行，对此不作限定，为了便于描述，下面以由第二响应端设备执行为例进行说明。

28、在一个或者多个感知轮内的每个感知轮中包括至少两个时隙，该方法包括：第二响应端设备生成针对第一感知轮中第一时隙的第二感知信号和针对第一感知轮中第二时隙的第四感知信号；该第二响应端设备向该发起端设备发送该第二感知信号和该第四感知信号，其中，该第二感知信号和该第四感知信号用于估计第一信道的信道脉冲响应cir和第二信道的cir，该第一信道为该发起端设备和该第二响应端设备之间的信道，该第二信道为该发起端设备和该第二响应端设备之间的信道。

29、结合第三方面，在第三方面的某些实现方式中，该方法还包括：该第二响应端设备接收来自该发起端设备的基于第一密钥加密的第一指示信息，该第一指示信息用于指示每一个感知轮对应的码本，该第二感知信号和该第四感知信号基于该第一感知轮对应的码本和公开序列确定，其中，该第一密钥为该第一响应端设备、该第二响应端设备和该发起端设备已知的密钥。

30、结合第三方面，在第三方面的某些实现方式中，该方法还包括：该第二响应端设备接收来自感知请求设备的基于第二密钥加密的第二指示信息，该第二指示信息用于指示每一个感知轮对应的码本，该第二感知信号和该第四感知信号基于该第一感知轮对应的码本和公开序列确定，其中，该第二密钥为该第一响应端设备、该第二响应端设备、该感知请求设备和该发起端设备已知的密钥。

31、结合第三方面，在第三方面的某些实现方式中，该感知请求设备为该第一响应端设备。

32、结合第三方面，在第三方面的某些实现方式中，该第二感知信号＝b·s[n]，该第四感知信号＝d·s[n]，其中，s[n]为该公开序列，该b，d为该第一感知轮对应的码本中的码字。

33、结合第三方面，在第三方面的某些实现方式中，该码本为以下任意一种：{+c,+c,+c,-c},{+c,+c,-c,+c},{+c,-c,+c,+c},{+c,-c,-c,-c},{-c,+c,+c,+c},{-c,+c,-c,-c},{-c,-c,+c,-c},{-c,-c,-c,+c}，其中，c为实数。

34、以上第三方面及其可能的设计所示方法的有益效果可参照第一方面及其可能的设计中的有益效果。

35、第四方面，提供了一种应用于超带宽uwb系统感知测量的装置，该装置用于执行上述第一方面提供的方法。具体地，该应用于超带宽uwb系统感知测量的装置可以包括用于执行第一方面的上述任意一种实现方式提供的方法的单元和/或模块，如处理单元和获取单元。

36、在一种实现方式中，收发单元可以是收发器，或，输入/输出接口；处理单元可以是至少一个处理器。可选地，收发器可以为收发电路。可选地，输入/输出接口可以为输入/输出电路。

37、在另一种实现方式中，收发单元可以是该芯片、芯片系统或电路上的输入/输出接口、接口电路、输出电路、输入电路、管脚或相关电路等；处理单元可以是至少一个处理器、处理电路或逻辑电路等。

38、第五方面，提供了一种应用于超带宽uwb系统感知测量的装置，该装置用于执行上述第二方面提供的方法。具体地，该应用于超带宽uwb系统感知测量的装置可以包括用于执行第二方面的上述任意一种实现方式提供的方法的单元和/或模块，如处理单元和获取单元。

39、在一种实现方式中，收发单元可以是收发器，或，输入/输出接口；处理单元可以是至少一个处理器。可选地，收发器可以为收发电路。可选地，输入/输出接口可以为输入/输出电路。

40、在另一种实现方式中，收发单元可以是该芯片、芯片系统或电路上的输入/输出接口、接口电路、输出电路、输入电路、管脚或相关电路等；处理单元可以是至少一个处理器、处理电路或逻辑电路等。

41、第六方面，提供了一种应用于超带宽uwb系统感知测量的装置，该装置用于执行上述第三方面提供的方法。具体地，该应用于超带宽uwb系统感知测量的装置可以包括用于执行第三方面的上述任意一种实现方式提供的方法的单元和/或模块，如处理单元和获取单元。

42、在一种实现方式中，收发单元可以是收发器，或，输入/输出接口；处理单元可以是至少一个处理器。可选地，收发器可以为收发电路。可选地，输入/输出接口可以为输入/输出电路。

43、在另一种实现方式中，收发单元可以是该芯片、芯片系统或电路上的输入/输出接口、接口电路、输出电路、输入电路、管脚或相关电路等；处理单元可以是至少一个处理器、处理电路或逻辑电路等。

44、在一个或者多个感知轮内的每个感知轮中包括至少两个时隙，具体地，该应用于超带宽uwb系统感知测量的装置包括：处理单元，用于生成针对第一感知轮中第一时隙内的第二感知信号和针对第一感知轮中第二时隙的第四感知信号；发送单元，用于向该发起端设备发送该第二感知信号和该第四感知信号，其中，该第二感知信号和该第四感知信号用于估计第一信道的信道脉冲响应cir和第二信道的cir，该第一信道为该发起端设备和该第二响应端设备之间的信道，该第二信道为该发起端设备和该第二响应端设备之间的信道。

45、结合第六方面，在第六方面的某些实现方式中，该装置还包括：接收单元，用于接收来自该发起端设备的基于第一密钥加密的第一指示信息，该第一指示信息用于指示每一个感知轮对应的码本，该第二感知信号和该第四感知信号基于该第一感知轮对应的码本和公开序列确定，其中，该第一密钥为该应用于超带宽uwb系统感知测量的装置、该第一响应端设备和该发起端设备已知的密钥。

46、结合第六方面，在第六方面的某些实现方式中，该装置还包括：接收单元，用于接收来自感知请求设备的基于第二密钥加密的第二指示信息，该第二指示信息用于指示每一个感知轮对应的码本，该第二感知信号和该第四感知信号基于该第一感知轮对应的码本和公开序列确定，其中，该第二密钥为该应用于超带宽uwb系统感知测量的装置、该第二响应端设备、该感知请求设备和该发起端设备已知的密钥。

47、结合第六方面，在第六方面的某些实现方式中，该感知请求设备为该第一响应端设备。

48、结合第六方面，在第六方面的某些实现方式中，该第二感知信号＝b·s[n]，该第四感知信号＝d·s[n]，其中，s[n]为该公开序列，该b，d为该第一感知轮对应的码本中的码字。

49、结合第六方面，在第六方面的某些实现方式中，该码本为以下任意一种：{+c,+c,+c,-c},{+c,+c,-c,+c},{+c,-c,+c,+c},{+c,-c,-c,-c},{-c,+c,+c,+c},{-c,+c,-c,-c},{-c,-c,+c,-c},{-c,-c,-c,+c}，其中，c为实数。

50、以上第六方面及其可能的设计所示方法的有益效果可参照第一方面及其可能的设计中的有益效果。

51、第七方面，本技术提供一种处理器，用于执行上述各方面提供的方法。

52、对于处理器所涉及的发送和获取/接收等操作，如果没有特殊说明，或者，如果未与其在相关描述中的实际作用或者内在逻辑相抵触，则可以理解为处理器输出和接收、输入等操作，也可以理解为由射频电路和天线所进行的发送和接收操作，本技术对此不做限定。

53、第八方面，提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储用于设备执行的程序代码，该程序代码包括用于执行上述第一方面至第三方面的任意一种实现方式提供的方法。

54、第九方面，提供一种包含指令的计算机程序产品，当该计算机程序产品在计算机上运行时，使得计算机执行上述第一方面至第三方面的任意一种实现方式提供的方法。

55、第十方面，提供一种芯片，芯片包括处理器与通信接口，处理器通过通信接口读取存储器上存储的指令，执行上述第一方面至第三方面的任意一种实现方式提供的方法。

56、可选地，作为一种实现方式，芯片还包括存储器，存储器中存储有计算机程序或指令，处理器用于执行存储器上存储的计算机程序或指令，当计算机程序或指令被执行时，处理器用于执行上述第一方面至第三方面的任意一种实现方式提供的方法。

57、第十一方面，提供一种通信系统，包括第四方面所述的应用于超带宽uwb系统感知测量的装置、第五方面所述的应用于超带宽uwb系统感知测量的装置和第六方面所述的应用于超带宽uwb系统感知测量的装置。