CN115001530A - 多径判决方法及装置、存储介质、终端设备 - Google Patents

多径判决方法及装置、存储介质、终端设备 Download PDF

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Abstract

本申请提供了一种多径判决方法及装置、存储介质、终端设备，多径判决方法包括：获取接收信号在累加时长内的多条支路上的累加结果，不同支路所使用的扩频码的相位不同；根据所述累加结果估算主径信号，并计算所述主径信号与所述累加结果的差异；根据所述差异与判决门限的关系确定所述接收信号中是否存在多径信号，所述判决门限是利用不同信号强度下的包含多径信号以及未包含多径信号的仿真接收信号仿真得到的。本申请提供了一种如何简便且准确地判决信号中是否存在多径的方案。

Description

多径判决方法及装置、存储介质、终端设备
技术领域
本申请涉及扩频通信技术领域，尤其涉及一种多径判决方法及装置、存储介质、终端设备。
背景技术
扩频通信***中，接收端利用扩频码优良的自相关性能，确定接收信号的延迟，并进行解扩。以全球导航卫星***(Global Navigation Satellite System,GNSS)举例，信号从卫星发向地面，在开阔的场景下，信号大概率直射到接收机，这种信号称为主径或直射径；在障碍物较多的场景下，信号除了直射外，还可能在障碍物表面反射后到达接收机，这种信号称为多径或反射径。在扩频通信***中，多径信号的存在会影响定位准确度。
现有的针对多径信号的处理方法分为三类：基于射频天线、基于相关器鉴相器以及基于数据处理。其中，基于射频天线的处理方法原理为：地平线以上的方向达到的信号中可能包含主径，地平线以下的方向到达的信号中大概率为多径，通过调整射频天线在不同方向的增益，即可达到抑制多径的效果。基于相关器鉴相器的方法中，通过调整相关器间隔和/或鉴相公式，使多径信号对跟踪环路的影响减小，在多径信号存在的场景下仍能正确跟踪主径位置。基于数据处理的方法中，通过对主径和/或多径参数的估算，实现对主径信号的准确重构。
但是，基于射频天线方法的缺点为：成本高，且适用于测绘，观测站等天线方向固定的应用场景，不适用于手机、接收机终端等天线方向多变，灵活移动的应用场景。基于相关器鉴相器的方法的缺点是：窄相关器的硬件成本高，且避免多径信号影响的鉴相公式一般线性范围小，在强动态性的场景下易失锁。数据处理方法的缺点是算法往往较为复杂，需要迭代，计算量大。
发明内容
本申请提供了一种多径判决方法及装置，提供了一种如何简便且准确地判决信号中是否存在多径的方案。
为了达到上述目的，本申请提供了以下技术方案：
第一方面，提供了一种多径判决方法，多径判决方法包括：获取接收信号在累加时长内的多条支路上的累加结果，不同支路所使用的扩频码的相位不同；根据所述累加结果估算主径信号，并计算所述主径信号与所述累加结果的差异；根据所述差异与判决门限的关系确定所述接收信号中是否存在多径信号，所述判决门限是利用不同信号强度下的包含多径信号以及未包含多径信号的仿真接收信号仿真得到的。
可选的，所述根据所述差异与判决门限的关系确定所述接收信号中是否存在多径信号之前还包括：获取所述接收信号的载噪比；所述根据所述差异与判决门限的关系确定所述接收信号中是否存在多径信号包括：在所述载噪比高于预设门限时，直接根据所述差异与判决门限的关系确定所述接收信号中是否存在多径信号；在所述载噪比低于预设门限时，根据多个累加时长内的差异与判决门限的关系确定所述接收信号中是否存在多径信号，所述累加时长为计算所述累加结果所需的时间长度。
可选的，所述根据多个累加时长内的差异与判决门限的关系确定所述接收信号中是否存在多径信号包括：如果连续第一数量个累加时长内的差异达到所述判决门限，则确定所述接收信号中存在所述多径信号；如果连续第二数量个累加时长内的差异未达到所述判决门限，则确定所述接收信号中不存在所述多径信号；或者，如果连续第一数量个累加时长内的差异未达到所述判决门限，则确定所述接收信号中存在所述多径信号；如果连续第二数量个累加时长内的差异达到所述判决门限，则确定所述接收信号中不存在所述多径信号。
可选的，所述根据所述差异与判决门限的关系确定所述接收信号中是否存在多径信号之前还包括：获取所述接收信号的载噪比；根据所述载噪比与以及预设计算关系确定所述判决门限，所述预设计算关系表示各个载噪比与其对应的判决门限的计算关系，所述预设计算关系是利用不同信号强度下的包含多径信号以及未包含多径信号的接收信号仿真得到的。
可选的，采用以下方式仿真得到所述判决门限：获取不同信号强度下的包含多径信号以及未包含多径信号的多个仿真接收信号，以及所述多个仿真接收信号在累加时长内的累加结果；计算各个仿真接收信号在存在多径信号时的第一差异，以及不存在多径时的第二差异；根据所述第一差异和/或第二差异拟合得到载噪比与其对应的判决门限的计算关系，以使根据所述计算关系确定的判决门限与所述第一差异和/或第二差异的关系确定的结果与各个仿真接收信号相一致。
可选的，所述根据所述累加结果估算主径信号包括：根据所述累加结果估算所述主径信号的码片延迟；至少根据所述码片延迟估算所述主径信号的幅值；根据所述码片延迟以及相关器间隔获取各个支路的延时；至少利用主径信号的自相关函数在各个支路的延时下的函数值、所述主径信号的幅值重构所述主径信号。
可选的，所述累加结果为相干累加结果和非相干累加结果，所述至少根据所述码片延迟估算所述主径信号的幅值：计算非相干累加结果最大值对应支路在相干累加结果中第一正交信号与所述主径信号的主径相位的余弦函数的第一乘积，以及非相干累加结果最大值对应支路在相干累加结果中第二正交信号与所述主径信号的主径相位的正弦函数的第二乘积；对所述第一乘积与所述第二乘积求和，以得到中间参数；计算预设数值与码片延迟的差值，并计算所述中间参数与所述差值的比值，以作为所述主径信号的幅值；所述至少利用主径信号的自相关函数在各个支路的延时下的函数值、所述主径信号的幅值重构所述主径信号包括：计算所述主径信号的自相关函数在各个支路的延时下的函数值；确定以自然数为底数部分且以虚数为指数部分的指数，并计算所述主径信号的幅值、各个支路的延时下的函数值以及所述指数的乘积，以得到所述主径信号，所述虚数为所述主径信号的主径相位。
可选的，所述累加结果为非相干累加结果，所述至少根据所述码片延迟估算所述主径信号的幅值包括：计算预设数值与码片延迟的差值，并计算非相干累加结果最大值与所述差值的比值，以作为所述主径信号的幅值；所述至少利用主径信号的自相关函数在各个支路的延时下的函数值、所述主径信号的幅值重构所述主径信号包括：计算所述主径信号的自相关函数在各个支路的延时下的函数值；计算所述主径信号的幅值与各个支路的延时下的函数值，以得到所述主径信号。
可选的，所述计算所述主径信号与所述累加结果的差异包括：计算所述主径信号与各个累加结果的差值，以及各个差值与所述主径信号的幅值的比值；计算各个比值的第一平均值，或者各个比值的平方值第二平均值；将所述第一平均值、所述第二平均值、所述第一平均值的倒数或者所述第二平均值的倒数作为所述差异。
第二方面，本申请还提供一种多径判决装置，多径判决装置包括：获取模块，用于获取接收信号在累加时长内的多条支路上的累加结果，不同支路所使用的扩频码的相位不同；估算模块，用于根据所述累加结果估算主径信号，并计算所述主径信号与所述累加结果的差异；判决模块，用于根据所述差异与判决门限的关系确定所述接收信号中是否存在多径信号，所述判决门限是利用不同信号强度下的包含多径信号以及未包含多径信号的仿真接收信号仿真得到的。
第五方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器运行以执行第一方面提供的方法。
第六方面，提供了一种终端设备，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器运行以执行第一方面提供的方法。
第九方面，提供了一种扩频通信***，包括上述终端设备。
与现有技术相比，本申请实施例的技术方案具有以下有益效果：
本申请技术方案中，获取接收信号在累加时长内的多条支路上的累加结果，并根据该累加结果估算主径信号；通过估算出的主径信号与仿真得到的判决门限的关系可以确定接收信号中是否存在多径信号。本发明技术方案通过主径信号与判决门限的关系这种方式来判决多径，避免了对主径信号的准确估计而进行迭代所带来的计算量大的问题，无需迭代，大大减少了判决多径所需要的计算量；同时，判决门限是利用不同信号强度下的包含多径信号以及未包含多径信号的仿真接收信号仿真得到的，能够保证对多径判决的准确性。此外，本申请技术方案无需新增硬件资源，成本低，灵活性强；并且，本申请对环路的鉴相公式无特殊要求，故而本申请中鉴相公式的线性范围大，在强动态性下性能不受影响。
进一步地，在载噪比低于预设门限时，如果连续第一数量个累加时长内的差异达到判决门限，则确定接收信号中存在所述多径信号；如果连续第二数量个累加时长内的差异未达到判决门限，则确定接收信号中不存在所述多径信号。本申请技术方案通过多次判决的方式增强了低载噪比情况下多径判决的准确性。
附图说明
图1至图3是现有技术中多径造成跟踪误差的示意图；
图4是本申请实施例提供的一种多径判决方法的流程图；
图5是本申请实施例提供的一种接收机的结构示意图；
图6是本申请实施例提供的一种采用状态机进行多径判决的示意图；
图7是本申请实施例提供的一种多径判决配置的结构示意图。
具体实施方式
现有技术中，请参照图1，在不考虑噪声和带宽的影响的情况下，理想的主径信号的自相关函数是一个尖锐的对称三角峰。该自相关函数的纵轴为自相关函数的归一化幅值，横轴为延时，单位为码片。E，P，L分别表示相关器的超前(Early)、即时(Prompt)、延后(Late)支路输出的结果，d为相关器间隔。超前支路结果E与即时支路结果P的延时间隔为d1，即时支路结果P与延后支路结果L的延时间隔为d2，d1与d2相同，均为d码片。接收器的鉴相环路会调整跟踪环路的延时量，当超前支路结果E与即时支路结果P相等时，P支路即跟踪在延时误差为0的准确位置上。
在接收信号中存在多径的情况下，接收信号的自相关函数形状发生畸变，如图2和图3中叠加后的曲线所示。其中，图2中示出的是正相多径对自相关函数形状的影响，图3中示出的是反相多径对自相关函数形状的影响。在不知道多径存在的情形下，接收端仍按超前支路结果E与即时支路结果P相等的准则去调整环路，最终即时支路结果P支路无法跟踪在延时误差为0的准确位置上，造成扩频码延时误差δerr。由于接收信号中扩频码与本地扩频码间的延时误差会作为重要观测量进行定位解算，因此会影响定位准确度。
如背景技术中所述，现有技术中多种多径信号处理方法中，基于射频天线方法的缺点为：成本高，且适用于测绘，观测站等天线方向固定的应用场景，不适用于手机、接收机终端等天线方向多变，灵活移动的应用场景。基于相关器鉴相器的方法的缺点是：窄相关器的硬件成本高，且避免多径信号影响的鉴相公式一般线性范围小，在强动态性的场景下易失锁。数据处理方法的缺点是算法往往较为复杂，需要迭代，计算量大。
本申请提供了一种方法，获取接收信号在累加时长内的多条支路上的累加结果，并根据该累加结果估算主径信号；通过估算出的主径信号与仿真得到的判决门限的关系可以确定接收信号中是否存在多径信号。本发明技术方案通过主径信号与判决门限的关系这种方式来判决多径，避免了对主径信号的准确估计而进行迭代所带来的计算量大的问题，无需迭代，大大减少了判决多径所需要的计算量；同时，判决门限是利用不同信号强度下的包含多径信号以及未包含多径信号的仿真接收信号仿真得到的，能够保证对多径判决的准确性。此外，本申请技术方案无需新增硬件资源，成本低，灵活性强；并且，本申请对环路的鉴相公式无特殊要求，故而本申请中鉴相公式的线性范围大，在强动态性下性能不受影响。
参见图4，本申请提供的方法包括：
步骤401：获取接收信号在累加时长内的多条支路上的累加结果，不同支路所使用的扩频码的相位不同；
步骤402：根据所述累加结果估算主径信号，并计算所述主径信号与所述累加结果的差异；
步骤403：根据所述差异与判决门限的关系确定所述接收信号中是否存在多径信号，所述判决门限是利用不同信号强度下的包含多径信号以及未包含多径信号的仿真接收信号仿真得到的。
需要指出的是，本实施例中各个步骤的序号并不代表对各个步骤的执行顺序的限定。
本申请中的多径判决方法可以用于终端设备之中，具体可以用于接收机之中，该接收机具有扩频通信功能。实际的应用场景可以是GNSS***，也可以是无线局域网、蓝牙等使用扩频通信技术的通信***。
可以理解的是，在具体实施中，所述多径判决方法可以采用软件程序的方式实现，该软件程序运行于芯片或芯片模组内部集成的处理器中。该方法也可以采用软件结合硬件的方式实现，本申请不作限制。
本发明实施例中的主径，也可以称为直射径；多径也可以称为反射径；扩频码也可以称为伪码，本申请对此不做限制。
本发明实施例中，天线接收信号后，先经射频前段处理获得中频数据。数字前段部分对数据进行下变频和降采样处理，得到0频处的基带数据。捕获模块对基带数据进行处理，进行三维搜索，获得对应伪码编号的可见星星号，对应的码相位和多普勒，送给跟踪模块进行处理。跟踪模块在捕获获得的结果的基础上进行跟踪，其跟踪的码相位和多普勒都具有更高的精度。
一并参照图5，基带数据输入跟踪模块，首先进行下变频，剥离载波多普勒。然后进行伪码剥离，实现解扩，获得1个扩频码周期长度的解扩计算结果。以全球定位***(GlobalPositioning System,GPS)L1信号为例，1个扩频码周期为1毫秒(ms)。解扩计算结果分IQ两路，IQ为两路正交的信号。
具体地，1个扩频码周期长度解扩计算结果可进行相干累加，以得到相干累加结果(Coherent Sum,COH)。相干累加的增益可能无法满足性能需求，此时可继续进行非相干累加，以得到非相干累加结果(Non-Coherent Sum,NCS)。根据跟踪得到的相干累加结果/非相干累加结果，进行鉴频和鉴相计算，可估算出当前跟踪的载波频率误差(即多普勒误差)和扩频码相位误差。由于噪声的存在，该估计误差不准确，会在真值附近抖动。将该误差反馈到跟踪环路的参数中，具体为下变频过程中的载波多普勒和解扩过程中的码频率或码相位，调整环路后继续跟踪，不断循环，以保证在接收信号的多普勒和延时都变化的情况下，可以锁定信号。一般载波环使用锁频环(Frequency Locked Loop,FLL)，或者FLL环路辅助锁相环(Phase Locked Loop,PLL)。码环使用延迟锁定环(Delay Loop Lock,DLL)。PLL环路使用相干计算结果鉴相，DLL环路使用非相干计算结果鉴相。FLL环路根据鉴频公式的不同，可以使用相干计算结果或非相干计算结果鉴频。
在步骤401的具体实施中，可以获取接收信号在累加时长内的多条支路上的累加结果。累加结果具体可以是相干累加结果和/或非相干累加结果。此处的支路是指采用一个扩频码从下变频到非相干累加的整体计算流程。例如，当输入的扩频码相位只有1个时，称从下变频到非相干累加的全部计算流程为1条支路；当输入的扩频码相位为多个时，称全部计算流程为多个支路，多个支路间除了解扩用的扩频码的相位有差别外，其输入的数据相同，计算流程相同，但计算结果需要分别存放。
在步骤402的具体实施中，可以根据累加结果估算主径信号，并计算主径信号与累加结果的差异。该差异能够表示接收信号中是否存在多径信号。
在一个非限制性的实施例中，主径信号可以采用主径的码片延迟、相位和幅值来表示，也就是说估算主径信号是指估算主径的码片延迟、相位和幅值。估算主径信号的流程如下：根据累加结果估算主径信号的码片延迟；至少根据码片延迟估算主径信号的幅值；根据码片延迟以及相关器间隔获取各个支路的延时；至少利用主径信号的自相关函数在各个支路的延时下的函数值、主径信号的幅值重构主径信号。
多个支路的相干累加结果为CohOut(k),k＝1,2,...,N,非相干累加结果为NcsOut(k),k＝1,2,...,N，其中k为支路对应的索引号，N为支路个数。
确定非相干累加结果NcsOut中最大值对应的支路索引号peak，也即NcsOut(peak)＝max(NcsOut)。确定最大值支路的相干累加结果，也即CohOut(peak)＝I(peak)+jQ(peak)，I(peak)和Q(peak)表示非相干累加结果最大值对应支路在相干累加结果中两个正交信号。
具体可以采用以下公式估算主径信号的相位：
θest＝atan2(I(peak)Q(peak)) (1)
其中，θest表示主径信号的主径相位，atan2()表示基于反正切函数定义的函数，具体请参照公式(2)。
Figure BDA0003657532230000091
其中，函数值域为(-π，π]。
在获取码片延迟δest时，首先采用公式(3)-(5)中任一公式估算延迟△。通过查表获得估算延迟△对应的码片延迟δest，该表格中记录多个估算延迟△及其对应的码片延迟δest。或者，也可以通过公式(6)计算码片延迟δest。
Figure BDA0003657532230000092
Figure BDA0003657532230000093
Figure BDA0003657532230000094
Figure BDA0003657532230000095
其中，E，L值分别为对应超前支路以及延后支路的非相干积分结果，d为相关器的间隔。
下面分别根据相干累加结果和非相干累加结果估算主径信号的幅值以及重构主径信号为例进行说明。
实施例1、采用公式(7)和(8)根据相干累加结果估算主径信号的幅值，以及采用公式(9)重构主径信号。其中，公式(7)用于将非相干累加结果最大值对应支路的相干累加结果旋转到同相分量。
Coh_real(peak)＝I(peak)×cos(θest)+Q(peak)×sin(θest) (7)
Amest_coh＝Coh_real(peak)/(1-δest) (8)
Figure BDA0003657532230000101
其中，R_LOSest_coh表示主径信号，R(test)表示主径信号的自相关函数在各个支路的延时test下的函数值。归一化自相关函数R(τ)可以采用公式(10)表示，各个支路的延时test可以采用公式(11)表示。
Figure BDA0003657532230000102
test＝(k-peak)×d+δest,k＝1,...,N (11)
其中，peak表示非相干累加结果最大值对应支路的索引号，k表示当前支路的索引号，d为相关器的间隔，δest为码片延迟。
实施例2、采用公式(12)根据非相干累加结果估算主径信号的幅值，以及采用公式(13)重构主径信号。
Amest_ncs＝NcsOut(peak)/(1-δest) (12)
R_LOSest_coh＝Amest_coh×R(test) (13)
在估算出主径信号后，可以计算主径信号与累加结果的差异。
在一个具体实施例中，计算主径信号与各个累加结果的差值，以及各个差值与主径信号的幅值的比值；计算各个比值的第一平均值，或者各个比值的平方值第二平均值；将第一平均值、第二平均值、第一平均值的倒数或者第二平均值的倒数作为差异。
具体地，可以采用公式(14)和(15)中任一公式计算主径信号与各个累加结果的差值Res。
Res＝CohOut-R_LOSest_coh (14)
Res＝NcsOut-R_LOSest_ncs (15)
其中，CohOut表示相干累加结果，R_LOSest_coh表示根据相干累加结果估算的主径信号，NcsOut表示非相干累加结果，R_LOSest_ncs表示根据非相干累加结果估算的主径信号。
具体地，可以采用公式(16)-(19)中任一公式计算差异SRR。
Figure BDA0003657532230000111
Figure BDA0003657532230000112
Figure BDA0003657532230000113
Figure BDA0003657532230000114
其中，idx表示支路索引号，mean()表示取平均函数。
继续参照图4，在步骤403的具体实施中，根据差异与判决门限的关系确定接收信号中是否存在多径信号。其中，差异与判决门限的关系取决于差异的计算公式，可以是差异小于判决门限时，接收信号中存在多径信号，也可以是差异大于判决门限时，接收信号中存在多径信号。
具体地，在按照公式(16)和(17)计算差异SRR时，差值Res越大，差异SRR越小，也即差异小于判决门限时，接收信号中可能存在多径信号。相应地，在按照公式(18)和(19)计算差异SRR时，差值Res越大，差异SRR越大，也即差异大于判决门限时，接收信号中越可能存在多径信号。
本发明实施例通过主径信号与判决门限的关系这种方式来判决多径，避免了对主径信号的准确估计而进行迭代所带来的计算量大的问题，无需迭代，大大减少了判决多径所需要的计算量；同时，判决门限是利用不同信号强度下的包含多径信号以及未包含多径信号的仿真接收信号仿真得到的，能够保证对多径判决的准确性。此外，本申请技术方案无需新增硬件资源，成本低，灵活性强；并且，本申请对环路的鉴相公式无特殊要求，故而本申请中鉴相公式的线性范围大，在强动态性下性能不受影响。
在一个非限制性的实施例中，对于具有不同载噪比的接收信号，可以采用不同的多径判决方式。获取接收信号的载噪比(Carrier to Noise Ratio)。在载噪比高于预设门限时，直接根据差异与判决门限的关系确定接收信号中是否存在多径信号；在载噪比低于预设门限时，根据多个累加时长内的差异与判决门限的关系确定接收信号中是否存在多径信号。
具体实施中，累加结果为相干累加时，累加时长Tacc＝CohNum×Tcode，其中，CohNum表示相干累加次数，Tcode表示扩频码周期长度。累加结果为非相干累加时，累加时长Tacc＝CohNum×NcsNum×Tcode，其中，CohNum表示相干累加次数，Tcode表示扩频码周期长度，NcsNum表示非相干累加次数。
具体地，载噪比低于预设门限时，如果连续第一数量个累加时长内的差异达到判决门限，则确定接收信号中存在多径信号；如果连续第二数量个累加时长内的差异未达到判决门限，则确定接收信号中不存在多径信号。
需要说明的是，与判决门限相类似，第一数量和第二数量也可以是预先通过仿真得到的。
在一个具体的例子中，载噪比高于预设门限时，使用单次判决的方式。如按照公式(16)或(17)计算差异SRR，差异SRR小于判决门限Th时，判决接收信中包含多径，否则不包含多径。如按照公式(18)或(19)计算差异SRR，差异SRR大于判决门限Th时，判决接收信中包含多径，否则不包含多径。载噪比高于预设门限时，接收信号的相关器输出包络越接近理想的三角峰，包含多径时差异SRR与不包含多径时差异SRR的差别越大，越容易区分接收信号是否包含多径，算法性能越好。
受噪声影响，相关器输出包络会发生畸变，载噪比越低，包络畸变程度越高，此时包含多径时差异SRR与不包含多径时差异SRR的差距会变小，不容易区分接收信号是否包含多径。为了增强低载噪比下的多径判决性能，可采用多次判决的策略。
多次判决策略具体可以采用状态机的方式实现。请参照图6，state＝0表示接收信号不包含多径，state＝1表示接收信号包含多径。具体地，图例①表示初始化状态为接收信号不包含多径。
如按照公式(16)或(17)计算差异SRR，图例②表示若连续n1_th(第一数量)次差异SRR<判决门限Th，则状态由接收信号不包含多径切换为接收信号包含多径，切换后次数清零，若连续状态中断则次数清零。图例③表示若连续n2_th(第二数量)次差异SRR>＝判决门限Th，则状态由有接收信号包含多径切换为接收信号不包含多径，切换后次数清零，若连续状态中断则次数清零。
如按照公式(18)或(19)计算差异SRR，图例②表示若连续n1_th(第一数量)次差异SRR>判决门限Th，则状态由接收信号不包含多径切换为接收信号包含多径，切换后次数清零，若连续状态中断则次数清零。图例③表示若连续n2_th(第二数量)次差异SRR<＝判决门限Th，则状态由有接收信号包含多径切换为接收信号不包含多径，切换后次数清零，若连续状态中断则次数清零。
每次判决结束后，将当前状态输出作为判决结果。导航***中，对于接收信号包含多径的星，可继续跟踪，但不将其观测量用于定位解算，直到其状态变为接收信号不包含多径为止。
本发明实施例通过多次判决的方式增强了低载噪比情况下多径判决的准确性。
在一个非限制性的实施例中，判决门限与接收信号的载噪比相关。获取接收信号的载噪比；根据载噪比与预设计算关系确定判决门限，预设计算关系表示各个载噪比与其对应的判决门限的计算关系，预设计算关系是利用不同信号强度下的包含多径信号以及未包含多径信号的接收信号仿真得到的。
在一个非限制性的实施例中，采用以下方式仿真得到判决门限：获取不同信号强度下的包含多径信号以及未包含多径信号的多个仿真接收信号，以及多个仿真接收信号在累加时长内的累加结果；计算各个仿真接收信号在存在多径信号时的第一差异，以及不存在多径时的第二差异；根据第一差异和/或第二差异拟合得到载噪比与其对应的判决门限的计算关系，以使根据计算关系确定的判决门限与第一差异和/或第二差异的关系确定的结果与各个仿真接收信号相一致。
具体实施中，仿真时需要设置不同信号强度下信号包含多径信号和信号不包含多径信号的仿真场景。具体可以是获取不同信号强度下的包含多径信号以及未包含多径信号的多个仿真接收信号。其中，包含多径信号的场景中，可以根据实际的需求设置不同的多径的延时、相位、幅度以及个数。记包含多径信号场景的差异SRR为SRR1(也即第一差异)，不包含多径信号的差异SRR为SRR2(也即第二差异)。
根据需求可以选用不同的门限制定策略。定义误判为将不包含多径信号场景识别为包含多径信号，漏判为将包含多径信号场景识别为不包含多径信号。
以按照公式(16)或(17)计算差异SRR举例，若需误判率低，则可设置判决门限Th<＝min(SRR2)；若需漏判率低，则可设置判决门限Th>＝max(SRR1)。
以按照公式(18)或(19)计算差异SRR举例，若需误判率低，则可设置判决门限Th>＝max(SRR2)；若需漏判率低，则可设置判决门限Th<＝min(SRR1)。
由于仿真场景中信号强度已知，可根据链路增益计算出准确的载噪比，统计不同载噪比下的判决门限，对其进行线性拟合，则可得到判决门限关于载噪比的计算关系。
使用该计算关系对其他不同信号强度的场景进行仿真测试，适当调节判决门限Th，对于单次的漏判或误判，使用多次判决策略将其滤除。适当调节第一数量n1_th和第二数量n2_th。若需误判率低(如低于第一门限值)，可设置第一数量n1_th>＝第二数量n2_th；若需漏判率低(如低于第二门限值)，可设置第一数量n1_th<＝第二数量n2_th。无论使用哪种SRR计算方式，均可使用上述策略。
受多径影响，接收端估算的载噪比可能与主径信号强度不匹配。正相多径会使估算载噪比变大，反相多径会使估算载噪比变小。使用计算关系计算判决门限Th时，直接使用估算出的载噪比即可，即在多径影响下，该门限计算值仍适用。
本发明实施例对多径进行判决的性能与相关器间隔和载噪比相关。在一个具体的应用场景中，在相关器间隔为1/8码片，载噪比为35dBHz时，可识别延迟>＝0.1码片的反相多径，延时>＝0.2码片的正相多径。其中码片指扩频码1个码片的时长。本发明实施例的判决能力随载噪比的提升和相关器间隔的变窄而提升。
关于本申请实施例的更多具体实现方式，请参照前述实施例，此处不再赘述。
请参照图7，图7示出了一种多径判决装置70，多径判决装置70可以包括：
获取模块701，用于获取接收信号在累加时长内的多条支路上的累加结果，不同支路所使用的扩频码的相位不同；
估算模块702，用于根据所述累加结果估算主径信号，并计算所述主径信号与所述累加结果的差异；
判决模块703，用于根据所述差异与判决门限的关系确定所述接收信号中是否存在多径信号，所述判决门限是利用不同信号强度下的包含多径信号以及未包含多径信号的仿真接收信号仿真得到的。
进一步地，多径判决装置70还可以包括累加模块，累加模块用于计算得到累加结果。具体地，累加模块采用公式20计算接收信号在第j个相干累加周期内的相干累加结果CohOutj。
Figure BDA0003657532230000161
其中，CohNum表示相干累加次数，Ii和Qi表示接收信号解扩后得到的两路正交信号。具体地，接收信号在第i个扩频码周期长度内的解扩运算结果为Ii+jQi,i＝0,...,n-1。
累加模块采用公式21至公式23计算接收信号在第k个非相干累加周期内的非相干累加结果。
Figure BDA0003657532230000162
Figure BDA0003657532230000163
Figure BDA0003657532230000164
其中，NcsNum表示非相干累加次数，非相干累加结果的量级与
Figure BDA0003657532230000165
对齐。CohOut_Ij表示相干累加结果CohOutj的实部，CohOut_Qj表示相干累加结果CohOutj的虚部。也就是说，CohNum个扩频码周期长度内的解扩运算结果进行相干累加获得1个相干累加结果；NcsNum个相干累加运算结果进行非相干累加获得1个非相干累加结果。
在具体实施中，上述多径判决装置70可以对应于接收机中具有多径判决功能的芯片，例如片上***(System-On-a-Chip，SOC)、基带芯片等；或者对应于接收机中包括具有多径判决功能的芯片模组；或者对应于具有数据处理功能芯片的芯片模组，或者对应于接收机。
关于多径判决装置70的其他相关描述可以参照前述实施例中的相关描述，此处不再赘述。
关于上述实施例中描述的各个装置、产品包含的各个模块/单元，其可以是软件模块/单元，也可以是硬件模块/单元，或者也可以部分是软件模块/单元，部分是硬件模块/单元。例如，对于应用于或集成于芯片的各个装置、产品，其包含的各个模块/单元可以都采用电路等硬件的方式实现，或者，至少部分模块/单元可以采用软件程序的方式实现，该软件程序运行于芯片内部集成的处理器，剩余的(如果有)部分模块/单元可以采用电路等硬件方式实现；对于应用于或集成于芯片模组的各个装置、产品，其包含的各个模块/单元可以都采用电路等硬件的方式实现，不同的模块/单元可以位于芯片模组的同一组件(例如芯片、电路模块等)或者不同组件中，或者，至少部分模块/单元可以采用软件程序的方式实现，该软件程序运行于芯片模组内部集成的处理器，剩余的(如果有)部分模块/单元可以采用电路等硬件方式实现；对于应用于或集成于终端设备的各个装置、产品，其包含的各个模块/单元可以都采用电路等硬件的方式实现，不同的模块/单元可以位于终端设备内同一组件(例如，芯片、电路模块等)或者不同组件中，或者，至少部分模块/单元可以采用软件程序的方式实现，该软件程序运行于终端设备内部集成的处理器，剩余的(如果有)部分模块/单元可以采用电路等硬件方式实现。
本申请实施例还公开了一种存储介质，所述存储介质为计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序运行时可以执行图1至图3中所示方法的步骤。所述存储介质可以包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random AccessMemory，RAM)、磁盘或光盘等。存储介质还可以包括非挥发性存储器(non-volatile)或者非瞬态(non-transitory)存储器等。
应理解，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/“，表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本申请实施例中出现的“多个”是指两个或两个以上。
本申请实施例中出现的第一、第二等描述，仅作示意与区分描述对象之用，没有次序之分，也不表示本申请实施例中对设备个数的特别限定，不能构成对本申请实施例的任何限制。
本申请实施例中出现的“连接”是指直接连接或者间接连接等各种连接方式，以实现设备间的通信，本申请实施例对此不做任何限定。
上述实施例，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或其他任意组合来实现。当使用软件实现时，上述实施例可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令或计算机程序。在计算机上加载或执行所述计算机指令或计算机程序时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以为通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线或无线方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。
应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法、装置和***，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的；例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式；例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理包括，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的部分步骤。
虽然本申请披露如上，但本申请并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本申请的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本申请的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (12)

1.一种多径判决方法，其特征在于，包括：
获取接收信号在累加时长内的多条支路上的累加结果，不同支路所使用的扩频码的相位不同；
根据所述累加结果估算主径信号，并计算所述主径信号与所述累加结果的差异；
根据所述差异与判决门限的关系确定所述接收信号中是否存在多径信号，所述判决门限是利用不同信号强度下的包含多径信号以及未包含多径信号的仿真接收信号仿真得到的。
2.根据权利要求1所述的多径判决方法，其特征在于，所述根据所述差异与判决门限的关系确定所述接收信号中是否存在多径信号之前还包括：
获取所述接收信号的载噪比；
所述根据所述差异与判决门限的关系确定所述接收信号中是否存在多径信号包括：
在所述载噪比高于预设门限时，直接根据所述差异与判决门限的关系确定所述接收信号中是否存在多径信号；
在所述载噪比低于预设门限时，根据多个累加时长内的差异与判决门限的关系确定所述接收信号中是否存在多径信号，所述累加时长为计算所述累加结果所需的时间长度。
3.根据权利要求2所述的多径判决方法，其特征在于，所述根据多个累加时长内的差异与判决门限的关系确定所述接收信号中是否存在多径信号包括：
如果连续第一数量个累加时长内的差异达到所述判决门限，则确定所述接收信号中存在所述多径信号；
如果连续第二数量个累加时长内的差异未达到所述判决门限，则确定所述接收信号中不存在所述多径信号；
或者，如果连续第一数量个累加时长内的差异未达到所述判决门限，则确定所述接收信号中存在所述多径信号；
如果连续第二数量个累加时长内的差异达到所述判决门限，则确定所述接收信号中不存在所述多径信号。
4.根据权利要求1所述的多径判决方法，其特征在于，所述根据所述差异与判决门限的关系确定所述接收信号中是否存在多径信号之前还包括：
获取所述接收信号的载噪比；
根据所述载噪比与以及预设计算关系确定所述判决门限，所述预设计算关系表示各个载噪比与其对应的判决门限的计算关系，所述预设计算关系是利用不同信号强度下的包含多径信号以及未包含多径信号的接收信号仿真得到的。
5.根据权利要求1所述的多径判决方法，其特征在于，采用以下方式仿真得到所述判决门限：
获取不同信号强度下的包含多径信号以及未包含多径信号的多个仿真接收信号，以及所述多个仿真接收信号在累加时长内的累加结果；
计算各个仿真接收信号在存在多径信号时的第一差异，以及不存在多径时的第二差异；
根据所述第一差异和/或第二差异拟合得到载噪比与其对应的判决门限的计算关系，以使根据所述计算关系确定的判决门限与所述第一差异和/或第二差异的关系确定的结果与各个仿真接收信号相一致。
6.根据权利要求1所述的多径判决方法，其特征在于，所述根据所述累加结果估算主径信号包括：
根据所述累加结果估算所述主径信号的码片延迟；
至少根据所述码片延迟估算所述主径信号的幅值；
根据所述码片延迟以及相关器间隔获取各个支路的延时；
至少利用主径信号的自相关函数在各个支路的延时下的函数值、所述主径信号的幅值重构所述主径信号。
7.根据权利要求6所述的多径判决方法，其特征在于，所述累加结果为相干累加结果和非相干累加结果，所述至少根据所述码片延迟估算所述主径信号的幅值：
计算非相干累加结果最大值对应支路在相干累加结果中第一正交信号与所述主径信号的主径相位的余弦函数的第一乘积，以及非相干累加结果最大值对应支路在相干累加结果中第二正交信号与所述主径信号的主径相位的正弦函数的第二乘积；
对所述第一乘积与所述第二乘积求和，以得到中间参数；
计算预设数值与码片延迟的差值，并计算所述中间参数与所述差值的比值，以作为所述主径信号的幅值；
所述至少利用主径信号的自相关函数在各个支路的延时下的函数值、所述主径信号的幅值重构所述主径信号包括：
计算所述主径信号的自相关函数在各个支路的延时下的函数值；
确定以自然数为底数部分且以虚数为指数部分的指数，并计算所述主径信号的幅值、各个支路的延时下的函数值以及所述指数的乘积，以得到所述主径信号，所述虚数为所述主径信号的主径相位。
8.根据权利要求6所述的多径判决方法，其特征在于，所述至少根据所述码片延迟估算所述主径信号的幅值包括：
计算预设数值与码片延迟的差值，并计算非相干累加结果最大值与所述差值的比值，以作为所述主径信号的幅值；
所述至少利用主径信号的自相关函数在各个支路的延时下的函数值、所述主径信号的幅值重构所述主径信号包括：
计算所述主径信号的自相关函数在各个支路的延时下的函数值；
计算所述主径信号的幅值与各个支路的延时下的函数值的乘积，以得到所述主径信号。
9.根据权利要求1所述的多径判决方法，其特征在于，所述计算所述主径信号与所述累加结果的差异包括：
计算所述主径信号与各个累加结果的差值，以及各个差值与所述主径信号的幅值的比值；
计算各个比值的第一平均值，或者各个比值的平方值第二平均值；
将所述第一平均值、所述第二平均值、所述第一平均值的倒数或者所述第二平均值的倒数作为所述差异。
10.一种多径判决装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取接收信号在累加时长内的多条支路上的累加结果，不同支路所使用的扩频码的相位不同；
估算模块，用于根据所述累加结果估算主径信号，并计算所述主径信号与所述累加结果的差异；
判决模块，用于根据所述差异与判决门限的关系确定所述接收信号中是否存在多径信号，所述判决门限是利用不同信号强度下的包含多径信号以及未包含多径信号的仿真接收信号仿真得到的。
11.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器运行时执行权利要求1至9中任一项所述多径判决方法的步骤。
12.一种终端设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器运行所述计算机程序时执行权利要求1至9中任一项所述多径判决方法的步骤。
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