[发明专利]一种基于UWB CIR的目标动静状态判断方法

权利要求书

1.一种基于UWB CIR的目标动静状态判断方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1，根据芯片输出的信道冲击响应序列，计算检测阈值C_th：

其中，C(i)为索引值为i对应信道冲击响应序列的值，abs()为取绝对值运算，N_noi为计算检测阈值使用的噪声长度，R_th为检测阈值调整系数；

步骤2，使用检测阈值C_th与信道冲击响应序列中每个数据值进行比较，得到首径的前沿点，具体比较方法为：当abs(C(i_edge))首先满足abs(C(i_edge))C_th且abs(C(i_edge))abs(C(i_edge+1))时，则C(i_edge)为前沿点，i_edge为前沿点的索引值；

步骤3，以前沿点为起点，提取信信道冲击响应序列的极值点，对提取的极值点与检测阈值进行比较，得到所有有效极值点，具体方法如下：

1)首先以前沿点为起点，提取信道冲击信道冲击响应序列的极值点：

用当前点abs(C(i_n))与相邻的两个点abs(C(i_n-1))和abs(C(i_n+1))进行比较，如果满足abs(C(i_n))abs(C(i_n-1))且abs(C(i_n))abs(C(i_n+1))，则abs(C(i_n))为极值点；

2)用1)中提取的极值点与检测阈值C_th进行比较，得到所有有效极值点：如果abs(C(i_n))C_th，则abs(C(i_n))为有效极值点；

步骤4，确定首径顶点和最强径顶点：将第一个有效极值点记为首径顶点，即abs(C(i₁))，对所有有效极值点进行最大值检测，得到最大的有效极值点并记为最强径顶点，即abs(C(i_MP))；

步骤5，计算首径能量、最强径能量和接收信号能量：

1)利用如下公式计算出首径能量P_FP：

其中，abs(C(i₁))为步骤4中首径顶点的幅度，R_cvt为量化数与电压的转化关系，abs(C(i₁))*R_cvt为首径顶点的电压值，R为电阻值，(abs(C(i₁))*R_cvt)²/R为首径顶点的功率值，为单位为dBm的首径顶点的功率值，A_dB为模拟前端的放大倍数；

2)利用如下公式计算出最强径能量P_MP：

其中，abs(C(i_MP))为步骤4中最强径顶点的幅度，R_cvt为量化数与电压的转化关系，abs(C(i_MP))*R_cvt为最强径顶点的电压值，R为电阻值，(abs(C(i_MP))*R_cvt)²/R为最强径顶点的功率值，为单位为dBm的最强径顶点的功率值，A_dB为模拟前端的放大倍数；

3)利用如下公式计算出接收信号能量P_RX：

其中，Np为所有的有效极值点的总数，R_cvt为量化数与电压的转化关系，abs(C(i_n))*R_cvt为第n个有效极值点的电压值，R为电阻值，(abs(C(i_n))*R_cvt)²/R为第n个有效极值点的功率值，为单位为dBm的第n个有效极值点的功率值，A_dB为模拟前端的放大倍数；

步骤6，获得本地序列s_loc，具体方法为：以前沿点的索引值为起点，最后一个有效极值点的索引值为终点，提取信道冲击响应序列并归一化，具体算法为：

其中，i_Np为最后一个有效极值点对应的索引值，conj()为取共轭运算，abs(C(i))为索引值为i对应信道冲击响应序列的绝对值；

步骤7，使用上一次计算的本地序列与芯片输出的信道冲击响应序列进行卷积运算得到卷积后的相关系数，然后根据所有的卷积运算结果进行最大值检测，得到最大相关系数r_coef：

其中，max()为取最大值运算，S'_loc为上一次计算的本地序列，N_loc为本地序列的长度，abs(C(τ))表示索引值为τ对应信道冲击响应序列的绝对值，S'_loc(τ-i+1)表示索引值为τ-i+1对应上一次计算的本地序列的值；

步骤8，使用当前测量的首径能量、最强径能量和接收信号能量与上一次测量的首径能量、最强径能量和接收信号能量做差，得到首径能量变化ΔP_FP、最强径能量变化ΔP_MP和接收信号能量变化ΔP_Rx；

步骤9，执行逻辑判断并输出测量目标的动静状态：

首先，计算当前测量首径能量与当前测量接收信号能量的能量差ΔP_Rx-FP，计算方法如下：

ΔP_Rx-FP＝abs(P_Rx-P_FP)

其次，计算上一次测量首径能量与上一次测量接收信号能量的能量差ΔP'_Rx-FP，计算方法如下：

ΔP′_Rx-FP＝abs(P′_Rx-P′_FP)

当满足条件(P_FP＝P_MP)(P'_FP＝P'_MP)或者满足ΔP_Rx-FPΔP_thΔP'_Rx-FPΔP_th，此时，信道冲击响应序列特征不明显，无法判断目标的动静状态；

当满足条件(ΔP_FPΔP_FPth)(ΔP_MPΔP_MPth)(ΔP_RxΔP_Rxth)(r_coefr_th)，此时，两次测量的信道冲击响应序列相似度极高，判断目标处于静止状态；

如果不满足以上两个条件，则判断目标处于运动状态；

其中，P_FP为当前测量首径能量，P_MP为当前测量最强径能量，P_Rx为当前测量接收信号能量，P'_FP为上一次测量首径能量，P'_MP为上一次测量最强径能量，P'_Rx为上一次测量接收信号能量，r_coef为最大相关系数，ΔP_FP为首径能量变化，ΔP_MP为最强径能量变化，ΔP_Rx为接收信号能量变化，ΔP_th为当前测量首径顶点能量与当前测量接收信号能量差的阈值，ΔP_FPth为相邻两次测量首径能量差的阈值；ΔP_MPth为相邻两次测量最强径能量差的阈值；ΔP_Rxth为相邻两次测量接收信号能量差的阈值；r_th为最大相关系数的阈值。