本發(fā)明涉及一個或多個輸入信號的到達(dá)角(angle?of?arrival，aoa)估計。本發(fā)明提出了一種接收器和用于運行接收器的對應(yīng)的方法，其中，接收器包括由可控材料覆蓋的一個或多個天線。

背景技術(shù)：

1、傳統(tǒng)上，通過使用天線陣列來測量信號的aoa。例如，傳統(tǒng)方案基于高分辨率aoa算法和包括例如等距間隔的天線陣列的多天線技術(shù)。大多數(shù)角度估計技術(shù)都是基于測量在不同天線處接收的信號的相位差。

2、但是，為了避免多個源之間模糊不清，天線的數(shù)量需要超過待檢測的源的數(shù)量，因此需要許多射頻(radio?frequency，rf)鏈。因此，用于aoa估計的傳統(tǒng)設(shè)備相對于小型設(shè)備來說可能是笨重的或復(fù)雜的。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、鑒于上述問題，本發(fā)明旨在提供一種更小、更緊湊和/或更高效的接收器，用于對一個或多個輸入信號進(jìn)行aoa估計。

2、這通過獨立權(quán)利要求中描述的本發(fā)明的方案來實現(xiàn)。有利的實現(xiàn)方式在從屬權(quán)利要求中限定。

3、本發(fā)明的第一方面提供了一種接收器，接收器用于分別估計一個或多個輸入信號的一個或多個到達(dá)角，接收器包括：一個或多個天線，其中，每個天線由具有可控介電常數(shù)和/或磁導(dǎo)率的材料覆蓋；控制器，控制器用于：利用一個或多個天線中的每個天線生成一個或多個輸入信號的一組連續(xù)測量值，以便生成一組或多組連續(xù)測量值；對于一個或多個天線中的每個天線，在利用天線生成的一組連續(xù)測量值中的至少兩個連續(xù)測量值之間調(diào)整可控材料；基于一組或多組連續(xù)測量值估計一個或多個輸入信號的一個或多個到達(dá)角。

4、第一方面的接收器可以比傳統(tǒng)接收器更小、更緊湊和/或更高效，因為用于估計一個或多個輸入信號的aoa所需的天線的數(shù)量比傳統(tǒng)接收器中所需的天線的數(shù)量少。一個或多個輸入信號可以是電磁波。這是通過可控材料和在連續(xù)測量值之間調(diào)整可控材料實現(xiàn)的。

5、例如，對于一個或多個天線中的每個天線，控制器可以用于在至少兩個直接連續(xù)的測量值之間調(diào)整可控材料。附加地或替代地，控制器可以用于在利用天線生成的一組連續(xù)測量值中的每個測量值之間調(diào)整可控材料。因此，利用一個或多個天線生成的每個測量值可以基于可控材料的不同設(shè)置。

6、對于一個或多個天線中的每個天線，接收器可以用于分別或聯(lián)合調(diào)整覆蓋天線的可控材料?？刂破骺梢钥刂埔粋€或多個天線和一個或多個可控材料。

7、一個或多個天線中的每個天線可以由具有可控介電常數(shù)和/或磁導(dǎo)率的相同材料覆蓋。替代地，一個或多個天線中的一些天線可以由具有可控介電常數(shù)和/或磁導(dǎo)率的不同材料覆蓋。

8、在第一方面的另一種實現(xiàn)方式中，對于一個或多個天線中的每個天線，控制器用于在利用天線生成的一組測量值中的至少兩個連續(xù)測量值之間調(diào)整可控材料的折射率。

9、折射率可以總是被調(diào)整到不同的和/或預(yù)定義的折射率。

10、在第一方面的另一種實現(xiàn)方式中，一個或多個天線用于形成天線陣列，和/或接收器還包括一個或多個附加天線，并且一個或多個天線和一個或多個附加天線用于形成天線陣列。

11、天線陣列中的每個天線之間可以等距間隔。

12、在第一方面的另一種實現(xiàn)方式中，控制器用于：在多個測量時間中的測量時間生成一組或多組連續(xù)測量值中的每個測量值，和/或?qū)τ谝粋€或多個天線中的每個天線，在多個測量時間中的每個測量時間之間調(diào)整可控材料。

13、在第一方面的另一種實現(xiàn)方式中，接收器還包括存儲器，其中，對于一組或多組連續(xù)測量值中的每個測量值，存儲器用于：存儲測量值，以及存儲可控材料的折射率值，測量值是利用折射率值生成的。

14、控制器可以用于測量覆蓋一個或多個天線中的每個天線的可控材料的折射率值。例如，在一組或多組連續(xù)測量值中的每個測量期間、之前或之后，控制器可以測量覆蓋一個或多個天線中的至少一個天線的折射率，以便確定至少一個折射率值。控制器可以通過控制專用硬件，例如光學(xué)器件，來測量折射率。

15、替代地或附加地，覆蓋一個或多個天線中的每個天線的每個可控材料的一個或多個折射率值可以是預(yù)定義的。

16、作為折射率值的替代，控制器可以用于存儲可控材料的介電常數(shù)和/或磁導(dǎo)率值，測量值是利用介電常數(shù)和/或磁導(dǎo)率值生成的。

17、覆蓋一個或多個天線中的每個天線的每個可控材料的一個或多個介電常數(shù)和/或磁導(dǎo)率值可以是預(yù)定義的或測量的。

18、在第一方面的另一種實現(xiàn)方式中，控制器用于基于多個存儲的折射率值和測量值估計一個或多個輸入信號的一個或多個到達(dá)角。

19、多個存儲的測量值中的每個測量值可以對應(yīng)于多個存儲的折射率值中的存儲的折射率值之一，測量值是利用折射率值生成的。

20、替代地，控制器可以用于基于多個存儲的介電常數(shù)和/或磁導(dǎo)率值和測量值估計一個或多個輸入信號的一個或多個到達(dá)角。

21、多個存儲的測量值中的每個測量值可以對應(yīng)于多個存儲的介電常數(shù)和/或磁導(dǎo)率值中的存儲的介電常數(shù)和/或磁導(dǎo)率值之一，測量值是利用介電常數(shù)和/或磁導(dǎo)率值生成的。

22、在第一方面的另一種實現(xiàn)方式中，一組或多組連續(xù)測量值中的每個測量值包括一個或多個輸入信號的相位測量值。

23、一組或多組連續(xù)測量值中的每個測量值可以包括一個或多個輸入信號的相位測量值。

24、在第一方面的另一種實現(xiàn)方式中，控制器用于基于至少兩個相位測量值或基于至少一個相位測量值和預(yù)定義參考相位計算至少一個相位差。

25、預(yù)定義的參考相位可以通過專用信令傳輸或使用同步訓(xùn)練序列估計。

26、每個相位差可以基于利用相同天線生成的相位測量值。

27、替代地，至少一個相位差可以基于利用相同天線生成的相位測量值，和/或一個或多個其它相位差可以基于利用不同天線(例如，利用不同的傳統(tǒng)天線)生成的相位測量值。

28、在第一方面的另一種實現(xiàn)方式中，控制器用于進(jìn)一步基于至少一個相位差估計一個或多個輸入信號的一個或多個到達(dá)角。

29、在第一方面的另一種實現(xiàn)方式中，控制器用于進(jìn)一步基于用于計算至少一個相位差的一組或多組連續(xù)測量值中的每個測量值的至少一個相位差和對應(yīng)的存儲的折射率值估計一個或多個輸入信號的一個或多個到達(dá)角。

30、替代地，控制器可用于進(jìn)一步基于用于計算至少一個相位差的一組或多組連續(xù)測量值中的每個測量值的至少一個相位差和對應(yīng)的存儲的介電常數(shù)和/或磁導(dǎo)率值估計一個或多個輸入信號的一個或多個到達(dá)角。

31、在第一方面的另一種實現(xiàn)方式中，一組或多組連續(xù)測量值中的每組連續(xù)測量值包括三個或多個連續(xù)測量值，其中，至少一個相位差包括至少兩個相位差，并且其中，控制器用于：對于一個或多個輸入信號中的每個輸入信號，計算至少兩個相位差中的兩個相位差的比值，以形成一個或多個相位差比值；進(jìn)一步基于一個或多個相位差比值估計一個或多個輸入信號的一個或多個到達(dá)角。

32、在第一方面的另一種實現(xiàn)方式中，控制器用于基于至少一個不同的相位測量值計算一個或多個相位差比值中的每個比值的兩個相位差。

33、

34、例如，一個或多個相位差比值中的每個比值的兩個相位差具有不同的值。

35、在第一方面的另一種實現(xiàn)方式中，控制器用于進(jìn)一步基于覆蓋一個或多個天線中的每個天線的可控材料的厚度和一個或多個輸入信號中的每個輸入信號的波矢量的范數(shù)估計一個或多個輸入信號的一個或多個到達(dá)角。

36、可以測量和/或預(yù)定義一個或多個輸入信號中的每個輸入信號的波矢量的范數(shù)。

37、在第一方面的另一種實現(xiàn)方式中，控制器用于進(jìn)一步基于環(huán)境材料的折射率估計一個或多個輸入信號的一個或多個到達(dá)角。

38、環(huán)境材料可以是一個或多個天線和可控材料外部的外部介質(zhì)。環(huán)境材料的折射率可以是預(yù)定義的，和/或估計為絕對值或相對于覆蓋天線的材料的預(yù)定義狀態(tài)的相對值。

39、在第一方面的另一種實現(xiàn)方式中，控制器用于：對多個測量值求平均值，以形成一個或多個平均測量值，以及進(jìn)一步基于一個或多個平均測量值估計一個或多個輸入信號的一個或多個到達(dá)角。

40、因此，可以減少測量值中包括的噪聲。

41、在第一方面的另一種實現(xiàn)方式中，控制器用于進(jìn)一步基于包括差分相位和差分相位比值中的至少一個的預(yù)定義查找表估計一個或多個輸入信號的一個或多個到達(dá)角。

42、查找表可以基于以下中的至少一個確定：環(huán)境材料的折射率、每個可控材料對于每次測量的折射率、每個可控材料的厚度、一個或多個輸入信號中的每個輸入信號的波矢量的絕對值。

43、控制器可以用于存儲一個或多個查找表，其中，每個查找表可以基于對應(yīng)參數(shù)的不同值確定。

44、在第一方面的另一種實現(xiàn)方式中，一組或多組連續(xù)測量值中的測量值的數(shù)量大于一個或多個輸入信號的數(shù)量。

45、利用傳統(tǒng)天線生成的測量值的數(shù)量加上一組或多組連續(xù)測量值中的測量值的數(shù)量可以大于一個或多個輸入信號的數(shù)量。一組或多組連續(xù)測量值中的測量值的數(shù)量，例如一個或多個天線的測量值的數(shù)量，可以小于一個或多個輸入信號的數(shù)量。

46、在第一方面的另一種實現(xiàn)方式中，一個或多個天線中的每個天線被相同厚度的相同可控材料覆蓋，或者，一個或多個天線中的至少兩個天線被不同的可控材料和不同厚度的可控材料中的至少一種覆蓋。

47、因此，可以簡化接收器。

48、在第一方面的另一種實現(xiàn)方式中，控制器用于通過使用多信號分類(multiplesignal?classification，music)算法、通過旋轉(zhuǎn)不變技術(shù)估計信號參數(shù)(estimation?ofsignal?parameters?via?rotational?invariant?techniques，esprit)算法以及均勻線性時間陣列(uniform?linear?and?temporal?array，ulta)的超分辨率算法中的至少一種來估計一個或多個輸入信號的一個或多個到達(dá)角。

49、在第一方面的另一種實現(xiàn)方式中，控制器用于：生成導(dǎo)向矢量的總矩陣，導(dǎo)向矢量的總矩陣包括一個或多個輸入信號中的每個輸入信號的導(dǎo)向矢量矩陣，導(dǎo)向矢量矩陣包括對應(yīng)的輸入信號的每個測量值的導(dǎo)向矢量，進(jìn)一步基于導(dǎo)向矢量的總體矩陣中的至少一個，并將導(dǎo)向矢量的總體矩陣與一個或多個輸入信號的輸入信號矩陣相乘，估計一個或多個輸入信號的一個或多個到達(dá)角。

50、短語“每個測量值”在本發(fā)明中可以指一組或多組連續(xù)測量值中的每個測量值和/或可以指利用一個或多個附加和/或傳統(tǒng)天線生成的每個測量值。

51、可以將利用一個或多個附加和/或傳統(tǒng)天線生成的一個或多個附加測量值添加到一組或多組連續(xù)測量值中。因此，可以增加測量值的總數(shù)量。

52、每個導(dǎo)向矢量可以基于對應(yīng)輸入信號的每個測量值的對應(yīng)折射率值。

53、替代地，每個導(dǎo)向矢量可以基于對應(yīng)輸入信號的每個測量值的對應(yīng)介電常數(shù)和/或磁導(dǎo)率值。

54、控制器可以用于基于導(dǎo)向矢量的總體矩陣，通過使用music算法、esprit算法以及ulta的超分辨率算法中的至少一種來估計一個或多個輸入信號的一個或多個到達(dá)角。

55、在第一方面的另一種實現(xiàn)方式中，在生成一組或多組連續(xù)測量值中的所有測量值期間，一個或多個輸入信號的所有參數(shù)的時間變化可忽略不計，例如，比一個或多個輸入信號的對應(yīng)參數(shù)小一個或多個數(shù)量級。

56、在一組或多組連續(xù)測量值的生成期間，一個或多個輸入信號可以不改變。

57、本發(fā)明的第二方面提供了一種運行接收器的方法，接收器用于分別估計一個或多個輸入信號的一個或多個到達(dá)角，接收器包括一個或多個天線和控制器，其中，每個天線由具有可控介電常數(shù)和/或磁導(dǎo)率的材料覆蓋，其中，該方法包括：控制器利用一個或多個天線中的每個天線生成一個或多個輸入信號的一組連續(xù)測量值，以便生成一組或多組連續(xù)測量值；對于一個或多個天線中的每個天線，控制器在利用天線生成的一組連續(xù)測量值中的至少兩個連續(xù)測量值之間調(diào)整可控材料；控制器基于一組或多組連續(xù)測量值估計一個或多個輸入信號的一個或多個到達(dá)角。

58、第二方面的方法可以具有與第一方面的設(shè)備的實現(xiàn)方式對應(yīng)的實現(xiàn)方式。第二方面及其實現(xiàn)方式的方法實現(xiàn)了上面針對第一方面及其相應(yīng)的實現(xiàn)方式的設(shè)備描述的優(yōu)點和效果。

59、本發(fā)明的第三方面提供了一種計算機程序產(chǎn)品，包括程序代碼，當(dāng)程序代碼在計算機上執(zhí)行時，程序代碼用于執(zhí)行根據(jù)第二方面的方法。

60、此外，在本發(fā)明中，短語“傳統(tǒng)天線”可以指未被具有可控介電常數(shù)和/或磁導(dǎo)率的材料覆蓋的傳統(tǒng)天線。

61、此外，在本發(fā)明中，短語“相位測量值”和“測量的相位”可以互換使用。

62、此外，在本發(fā)明中，每個測量值可以包括相位測量值和/或每個相位測量值可以包括測量的相位。

63、此外，在本發(fā)明中，短語“可控材料”和“可變材料”可以互換使用。

64、需要說明的是，本發(fā)明中描述的所有設(shè)備、元件、單元和構(gòu)件可以通過軟件或硬件元件或其任何類型的組合實現(xiàn)。本發(fā)明中描述的各種實體所執(zhí)行的所有步驟以及所描述的各種實體要執(zhí)行的功能均意在指相應(yīng)實體用于執(zhí)行相應(yīng)步驟和功能。雖然在以下具體實施例的描述中，外部實體執(zhí)行的具體功能或步驟沒有在執(zhí)行具體步驟或功能的實體的具體詳述元件的描述中反映，但是技術(shù)人員應(yīng)清楚，這些方法和功能可以通過相應(yīng)的軟件或硬件元件或其任何組合實現(xiàn)。