处理模块和关联方法与流程

本发明涉及一种用于通信装置的处理模块和其估计传播信道模型的方法。

背景技术：

宽带射频(rf)应用已得到发展，其能够进行两个或多于两个无线装置之间的准确距离测量。这些测量是基于通过对rf包在两个装置之间的出发和到达时间进行准确确定而导出的飞行时间(tof)计算。rf包以光速行进，且因此计算出的tof允许确定装置之间的距离。此类程序通常被称作‘测距’。测距的一个实际应用是‘距离限界’，借此使用tof计算以校验两个装置之间的距离是否小于预定义阈值，例如用于汽车被动无钥匙进入(pke)系统和其它访问控制系统，以及用于非接触式电子支付系统。

de60102616t2描述了一种用于机动车辆的免提开闭和起动系统，具体地说是无线通信系统。此类系统包括能够相隔一定距离且以无线方式而与车辆上的中央单元建立双向通信的识别装置。当识别装置位于车辆的距离范围内时建立通信。中央单元以预定高的时钟速度生成表示数据认证的数字信号。识别装置接收此类数字信号且输出与中央单元的信号彼此同步的参考时钟信号。

在marcinpotturalski等人于2012年3月1日发表于ieee无线通信汇刊中的“论安全且精确的ir-uwb测距(onsecureandpreciseir-uwbranging)”中，描述了扰乱精确到达时间(toa)估计的新攻击向量和用于精确且安全的toa估计的对应对策。此类toa估计可包括与功率无关的检测，或使用汉明距离对策或方差对策的与功率无关的检测，所述方差对策执行若干独立toa测量且获得若干toa估计，基于所述toa估计来计算最终toa估计。

图1示出使用用于两个装置a和b之间发射的rf包的到达时间(toa)和出发时间(tod)测量来计算这两个装置之间的tof的原理。程序开始于装置a以测定tod(ttoda)将‘请求’包发射到装置b。在接收到请求包后，装置b就测量toa(ttoab)且以测定(或预定)tod(ttodb)将‘响应’包发射回到装置a。在接收到响应包后，装置a就测量响应包的toa(ttoaa)。根据测定(或以其它方式导出)tod和toa，可计算出往返持续时间(trtt＝ttoda-ttoaa)和响应持续时间(trsp＝ttoab-ttodb)。接着可根据往返持续时间和响应持续时间来估计装置a和b之间的tof：tof＝0.5*(trtt-trsp)。

在多路径环境中，应测量和使用两个装置之间的最直接(最短)路径(即，‘视线’(los)路径)的toa以用于准确地计算两个装置之间的距离。因此，需要找到用于相应rf包的第一到达路径。为了使接收装置能够识别用于rf包的第一到达路径，接收装置导出信道估计以描述多路径环境。图2示出此类信道估计的例子，其中例如图2中的200处所指示的第一非零分接头通常表示两个装置之间的多路径环境内的第一路径。显著地，los路径信号可能不是接收器所接收的最强信号，例如当阻挡物体直接位于发射装置和接收装置之间时。因而，表示los路径的信道估计内的分接头200可能不具有信道估计内的最高幅度。

因此，通常通过识别信道估计内的第一非零分接头来找到多路径环境内的los路径。

接收装置能够使用来自发射装置的所接收包内的已知模式来导出关于发射装置的信道估计。举例来说，在例如ieee802.15.4中所定义的脉冲无线电超宽带(ir-uwb)系统中，包括重复同步符号和帧首定界符(sfd)的前同步码放置在有效负载片段前方。在ir-uwb接收器中，所接收包的前同步码内的重复同步符号通常用于导出所接收包的信道估计。

然而，用于识别用于多信道环境的los路径的常规途径易遭受‘攻击’，这可引起检测到错误的‘第一’路径，且因此引起采取不正确的(早期的)toa测量。此类攻击的一个例子被称为‘蝉’攻击，如marcinpoturalski、manuelflury、panospapadimitratos、jean-pierrehubaux、jean-yvesleboudec的“蝉攻击：ir测距的服务降级和拒绝(thecicadaattack：degradationanddenialofserviceinirranging)”(2010ieee国际超宽带会议)中所描述。盲目地发射一连串脉冲的‘非法’发射器采用蝉攻击。如果对抗性脉冲率匹配于供合法信号的接收器用来导出信道估计的符号率，那么对抗性脉冲将影响由接收器导出的信道估计。由于这些对抗性脉冲与合法发射信号不同步，故它们(脉冲响应)将相对于合法信号内发射的符号随机地时移。因此，存在以下可能性：对于合法信号内发射的一些符号，对抗性脉冲将诱导位于由接收装置导出的信道估计内的合法los路径之前的偶发性非法los路径，且因此造成检测到错误的第一路径且采取早期的toa测量。通过造成采取早期的toa测量，后续tof计算将基于早期的toa测量，从而引起计算出缩短的tof，这又将引起估计合法发射器装置和接收器装置之间的缩短的距离。由于不存在与合法信号的同步，故实际距离增益难以预测。然而，在许多情境中，攻击者并不需要在第一次尝试中成功。显著地，攻击装置仅需要知道用于导出信道估计的符号周期来采用蝉攻击，所述符号周期的信息常常是可公开得到的，例如在标准等等内所定义。

manuelflury、marcinpoturalski、panospapadimitratos、jean-pierrehubaux、jean-yvesleboudec的“对脉冲无线电测距的距离减少攻击的有效性(effectivenessofdistance-decreasingattacksagainstimpulseradioranging)”(2010年第3届acm无线网络安全会议)中描述了更复杂的攻击。在这种攻击中，攻击装置首先与合法信号同步，且接着发射具有特定时序偏移的对抗性脉冲序列。以此方式，攻击装置能够控制对抗性脉冲序列相对于合法信号的相对时序。因此，攻击装置能够控制对抗性脉冲在由接收装置导出的信道估计内的位置，且因此控制实现多少距离增益。显著地，由于同步符号在许多状况下用于在接收装置内导出信道估计，故攻击装置仅需要知道同步符号模式和符号周期来采用此第二种攻击。

技术实现要素：

本公开提供如所附权利要求书中所描述的一种用于通信接收器装置的处理器模块、一种对应通信接收器装置、一种用于通信发射器装置的处理器模块、一种对应通信发射器装置和一种用于生成信道估计信息的方法。

附属权利要求中阐述了本发明的特定例子。

本发明的这些和其它方面将从下文中所描述的例子中显而易见且参考下文中所描述的例子予以阐明。

在例子中，一种用于通信接收器装置的处理模块，所述通信接收器装置被布置成接收由发射器装置发射的信号；所述处理器模块包括：

信道估计生成组件，其被布置成输出用于所述所接收信号的信道估计信息；以及

时间戳模块，其被布置成至少部分地基于由所述信道估计生成组件生成的用于所述所接收信号的所述信道估计信息来确定所述所接收信号内的包的到达时间toa测量；

其中所述信道估计生成组件包括验证组件，所述验证组件被布置成进行以下操作：

导出toa测量将被确定的所述所接收信号内的所述包的验证模式；

识别包含验证序列的所述包的区段；以及

执行所述包内的所述验证序列的至少一部分和所述所生成验证模式的至少一部分之间的耳相关以牛成信道估计验证信息。

在另一例子中，一种用于通信接收器装置的处珲模块，所述通信接收器装置被布置成接收由发射器装置发射的信号；所述处理器模块包括：

信道估计生成组件，其被布置成输出用于所述所接收信号的信道估计信息；以及

时间戳模块，其被布置成至少部分地基于由所述信道估计生成组件生成的用于所述所接收信号的所述信道估计信息来确定所述所接收信号内的包的到达时间toa测量；

其中所述信道估计牛成组件包括验证组件，所述验证组件被布置成进行以下操作：

导出toa测量将被确定的所述所接收信号内的所述包的验证模式；

识别包含验证序列的所述包的区段；以及

执行所述包内的所述验证序列的所述所接收信号的至少一部分和所述验证模式的至少一部分之间的互相关以生成经验证的信道估计信息。

所述信道估计信息可以是信道估计验证信息，或信道估计。所述验证序列和所述验证模式可用于直接生成所述toa。所述信道估计信息可以是到达时间(toa)信息。

所述验证组件可被配置成在所述生成所述经验证的信道估计信息时补偿所述验证序列的非理想自相关属性。此类补偿可通过以下操作中的一个或多个而实现：

·修改所述包内的所述验证序列的至少一部分和所述验证模式的至少一部分之间的所述互相关的结果。以此方式，可抑制互相关旁瓣对信道估计信息的干扰。

·使用未经验证的信道估计信息。所述未经验证的信道估计信息可结合安全信道估计而使用，以便得益于所述安全信道估计的改善的安全性和所述未经验证的信道估计信息的较好的自相关属性。

·修改所述验证模式且由此修改所述验证序列的所述所接收信号和所述验证模式的所述互相关，以便生成所述经验证的信道估计信息。以此方式，可改善所述所接收验证序列和所述验证模式的所述耳相关属性，以便改善弱信号路径检测。

所述未经验证的信道估计信息可以是不安全信道脉冲响应估计，且可基于相比于所述验证序列具有较好(或甚至最佳)自相关属性的前同步码的信道脉冲响应。所述前同步码可包括一连串重复符号以实现同步。

所述验证组件可被布置成独立地导出对应于所述所接收验证序列的所述验证序列。所述验证组件可被布置成执行所述所导出验证序列的至少一部分和所述验证模式的至少一部分之间的互相关。

所述验证组件可被布置成在所述包内的所述验证序列的所述所接收信号的至少一部分和所述验证模式的至少一部分之间的所述互相关的所述结果中选择信道估计信息将被生成或验证的至少一个分接头。所述验证组件可被布置成通过修改与至少一个分接头相关联的所述所导出验证序列和所述验证模式的所述互相关的所述结果的一个或多个值来提供经修改的信道估计信息。修改一个或多个值可包括减小所述一个或多个值或将所述一个或多个值设置为零。可基于所述经修改的互相关来生成信道估计信息。

所述验证组件可被布置成接收用于所述所接收信号的未经验证的(或不安全的)信道估计信息。所述验证组件可被布置成基于所述未经验证的信道估计信息与所述所导出验证序列和所述验证模式的所述互相关的所述结果的卷积来生成中间信道估计信息。

所述验证组件可被布置成基于所述未经验证的信道估计信息来选择信道估计信息将被生成的至少一个信道估计分接头。所述验证组件可被布置成通过修改与所述至少一个信道估计分接头相关联的所述未经验证的信道估计信息的一个或多个值来提供经修改的未经验证的信道估计信息。

所述验证组件可被布置成基于组合或卷积所述安全信道估计与所述验证序列和所述验证模式的所述互相关的所述结果来生成中间信道估计信息。

所述验证组件可被布置成从所述中间信道估计信息中减去所述经验证的信道估计信息，或反之亦然，以便输出信道估计信息。

所述验证组件可被配置成至少部分地基于用于所述至少一个选定信道估计分接头的所述经验证的信道估计信息来确定用于所述至少一个选定信道估计分接头的所述未经验证的信道估计信息是否有效。所述时间戳模块可被配置成基于所述确定来输出用于所述至少一个选定信道估计分接头的所述所生成信道估计信息是否有效的指示。所述验证组件可被进一步布置成使用用于所述至少一个选定分接头的经验证的信道估计分接头值来替代用于所述至少一个选定信道估计分接头的未经验证的信道估计信息，以及将经验证的信道估计信息输出到所述时间戳模块，所述经验证的信道估计信息包括用于所述至少一个选定分接头的所述经验证的信道估计分接头值。

所述验证组件可被布置成进行以下操作：i)修改所述所导出验证序列以提供经修改验证模式。所述验证组件可被布置成进行以下操作：ii)比较所述所导出验证序列的至少部分(例如片段)的相关属性和所述经修改验证模式的对应属性。所述验证组件可被布置成进行以下操作：iii)如果所述经修改验证模式的所述相关属性好于所述所导出验证序列/先前使用的经修改验证模式的所述相关属性，那么使用所述经修改验证模式以生成经验证的信道估计信息。可反复地执行步骤(i)到(iii)。所述所导出验证序列的至少部分的所述属性和所述旁瓣的所述对应属性可以是所述互相关的所述旁瓣中的能量。

所述验证组件可被布置成将所述所导出验证模式分离成片段。所述验证组件可被布置成通过反转每个片段的一个或多个位来生成所述经修改验证模式。以此方式，相比于执行整个互相关的全局优化，可减少与生成所述经修改验证模式相关联的计算工作量。所述验证组件可被布置成仅修改或比较相比于经识别分接头与较短飞行时间相关联的片段的相关属性。

可将跳时或脉位调制应用于所述包中的所述验证模式或验证序列。所述验证组件可被布置成解调所述包中的所述验证模式或验证序列。

所述验证组件可被布置成基于所述验证序列和所述验证模式的比较来认证所述所接收信号的起源。

所述验证组件可被布置成解调所述包内的所述验证序列的所述所接收信号的一个或多个子片段，以便认证所述所接收信号的所述起源。

根据本公开的另外的方面，一种用于通信发射器装置的处理模块，所述通信发射器装置被布置成将包括到达时间toa测量将被确定的包的信号发射到接收器装置；所述处理模块被布置成进行以下操作：

-导出toa测量将被确定的所述包的验证序列；

-识别包含所述验证序列的所述包的区段；以及

-牛成包括所述验证序列的所述包。

通过以下操作中的一个或多个来补偿所述验证序列的非理想自相关属性：

修改所述包内的所述验证序列的至少一部分和所述验证模式的至少一部分之间的互相关的结果；

使用未经验证的信道估计信息；或

修改所述验证模式且由此修改所述验证序列的所述所接收信号和所述验证模式的所述互相关，以便生成经验证的信道估计信息。

可将跳时或脉位调制应用于所述包中的所述验证序列，以便改善所述验证序列的自相关。

所述处理模块可被进一步配置成调制所述验证序列的至少部分以使能够由所述接收器装置认证所述处理模块。

所述验证组件可被布置成接收用于所述所接收信号的未经验证的信道估计信息。所述验证组件可被布置成基于所述未经验证的信道估计信息来选择信道估计验证信息将被生成的至少一个信道估计分接头。所述验证组件可被布置成执行所述包内的所述验证序列的至少一部分和所述所生成验证模式的至少一部分之间的互相关，以生成用于所述至少一个选定信道估计分接头的信道估计验证信息。所述验证组件可被进一步布置成至少部分地基于用于所述至少一个选定信道估计分接头的所述所生成信道估计验证信息来确定用于所述至少一个选定信道估计分接头的所述未经验证的信道估计信息是否有效。所述验证组件可被进一步布置成基于所述确定而向所述时间戳模块输出用于所述至少一个选定信道估计分接头的所述所牛成信道估计信息是否有效的指示。

所述验证组件可被进一步布置成使用用于所述至少一个选定分接头的经验证的信道估计分接头值来替代用于所述至少一个选定信道估计分接头的未经验证的信道估计信息，以及将经验证的信道估计信息输出到所述时间戳模块，所述经验证的信道估计信息包括用于所述至少一个选定分接头的所述经验证的信道估计分接头值。

所述信道估计生成器可包括符号相关器。所述符号相关器可被布置成执行所述所接收信号和参考模式的耳相关。所述符号相关器可被布置成输出所得相关信号，所述信道估计生成器可被布置成从所述所得相关信号生成信道估计信息。所述验证组件可被布置成重新配置所述符号相关器以执行所述所接收信号内的所述包内的所述验证序列和所述所生成验证模式之间的互相关。

所述验证组件可被布置成生成非重复符号验证模式。所述验证组件可被布置成基于以下各项中的至少一个来生成所述验证模式：伪随机数生成器函数；密码安全伪随机数生成器函数；散列函数；安全散列函数；或允许生成仅可对于合法通信方是确定的非可预测序列的任何算法。

所述验证组件可被布置成生成包括以下各项中的至少一个的所述验证模式：验证码模式；验证码位置模式；以及验证码交错序列。包含所述验证序列的所述包的所述区段可包括以下各项中的至少一个：所述包的前同步码；所述包的前同步码的部分；所述包的有效负载内的时分复用片段；以及与有效负载片段交错的片段。

一种通信接收器装置，其被布置成接收由发射器装置发射的信号；所述通信接收器装置包括根据前述技术方案中任一项的至少一个处理模块。

所述通信接收器装置包括以下各项中的至少一个：脉冲无线电超宽带(uwb)接收器装置；光/激光测距接收器装置；以及基于声音的测距接收器装置。

还公开一种用于通信发射器装置的处理模块，所述通信发射器装置被布置成将包括到达时间toa测量将被确定的包的信号发射到接收器装置；所述处珲模块被布置成进行以下操作：导出toa测量将被确定的所述包的验证模式；识别包含验证序列的所述包的区段；以及牛成包括对应于所述所导出验证模式的所述验证序列的所述包。

还公开一种通信发射器装置，其被布置成将信号发射到接收器装置；所述通信发射器装置包括至少一个处理模块。所述通信发射器装置包括以下各项中的至少一个：脉冲无线电超宽带发射器装置；光/激光测距发射器装置；以及基于声音的测距发射器装置。

还公开一种用于在通信接收器装置内牛成信道估计信息以用于确定所接收信号内的包的到达时间toa测量的方法；所述方法包括：

导出toa测量将被确定的所述所接收信号内的所述包的验证模式；

识别包含验证序列的所述包的区段；以及

执行所述包内的所述验证序列的至少一部分和所述所生成验证模式的至少一部分之间的互相关以生成信道估计验证信息。

附图说明

将参考图式而仅借助于例子来描述本发明的另外的细节、方面和例子。在图式中，相似的参考数字用于识别相似或功能上类似的元件。图中的元件是出于简单和清晰起见而示出，且未必按比例绘制。

图1示出计算两个装置之间的tof的原理。

图2示出此类信道脉冲响应的例子。

图3示出无线射频(rf)装置的部分的例子的简化框图。

图4示出基带处理模块的部分的简化框图。

图5示出信道估计生成组件的例子的简化框图。

图6到图8示出ir-uwb包内的验证模式和对应验证序列的例子。

图9示出包结构的例子。

图10示出绘示验证系数的依序配置的例子的时序图。

图11示出信道估计生成组件的可替换的例子的简化框图。

图12示出验证模式的分段的例子。

图13示出可如何针对经分段验证模式重新配置符号相关器系数的例子。

图14示出包括验证序列的包结构的可替换的例子。

图15示出包括验证序列的包结构的另外可替换的例子。

图16示出估计传播信道模型的方法的例子的简化流程图。

图17示出估计传播信道模型的方法的可替换的例子的简化流程图。

图18a、图18b和图18c涉及信道估计生成组件加认证组件的可替换的例子的简化框图。

图19示出验证序列的自相关。

图20示出此类信道脉冲响应和关联估计的例子。

图21到图24示出对于两个例子(a和b)进行未经验证的信道估计且移除包括对应旁瓣的预期多路径分量，从而补偿验证序列的非理想自相关属性的效应。

图25a和图25b示出在已基于未经验证的信道估计来移除所有预期多路径分量和对应旁瓣之后的残余估计。

图26示出对于各种信道响应的幅度相对于时间(其与分接头索引成正比)分布图。

图27到图30示出在第三例子(c)中修改验证模式和验证序列的互相关的结果从而补偿验证序列的非理想自相关属性的效应的效应。

图31到图34示出在第四例子(d)中修改验证模式和验证序列的互相关的结果从而补偿验证序列的非理想自相关属性的效应的效应。

图35到图37示出在第五例子(e)中修改验证模式和验证序列的互相关的结果从而补偿验证序列的非理想自相关属性的效应的效应。

图38到图40示出在第六例子(f)中修改验证模式和验证序列的互相关的结果从而补偿验证序列的非理想自相关属性的效应的效应。

图41到图43示出通过第七例子(g)来修改验证模式以便补偿验证序列的非理想自相关属性的效应的效应。

图44涉及根据第七例子(g)的信道估计生成组件的部分的简化框图。

具体实施方式

根据示例性例子，提供用于发射器和接收器装置的处理模块，发射器和接收器装置被布置成分别发射和接收包括其中具有验证序列的包的信号。由发射器发送的验证序列使接收器装置能够通过使所接收信号与所导出验证模式相关来验证用于两个装置之间的传输信道的信道估计信息，由此使能够缓解和检测到例如蝉攻击和(异步)同步前同步码注入攻击的toa攻击。

本文中参考射频(rf)通信装置来描述示例性例子。然而，预期到，例子并不限于仅仅实施在rf通信装置内且例子可适用于toa测量需要被确定的任何系统，且尤其是适用于飞行时间(tof)距离测量是指定函数的任何系统，例如脉冲无线电超宽带(ir-uwb)射频(rf)收发器、处于60ghz和更高频率的脉冲雷达，以及基于脉冲的光/激光测距收发器。因此，预期到，例子可实施在一系列不同通信系统内，所述不同通信系统包括但不限于rf通信系统、光学(例如光/激光)通信系统、基于声音的通信系统等等。应用的范围可以从汽车被动无钥匙进入(pke)系统和其它访问控制系统到(非接触式)电子支付系统，且尤其是到执行测距和距离限界的任何应用。

现在参看图3，示出无线射频(rf)通信装置300的部分的例子的简化框图。通信装置300包括用于通过空中接口来接收和发射rf信号的天线310。天线310耦合到前端电路系统320。前端电路320通常由包括例如低噪声放大器、混频器和带通滤波器的接收路径以及包括例如混频器、滤波器和功率放大器的发射路径组成。前端电路320的接收路径经由模/数转换器(adc)330而耦合到通信装置300的基带处理模块340，经由adc330将所接收信号从前端电路320传递到基带处理模块340。前端电路320的发射路径经由数/模转换器(dac)350而耦合到基带处理模块340，经由dac350将待发射信号从基带处理模块340传递到前端电路320。

根据一些示例性例子，通信装置300的基带处理模块340被布置成对所接收rf信号内的数据包执行到达时间(toa)测量。图4示出被布置成对所接收数据包执行toa测量的基带处理模块340的部分的简化框图。信道估计牛成器组件410被布置成接收由adc330输出的所接收rf信号405的数字表示，以及生成用于通信装置300和发射器装置(所接收rf信号正从所述发射器装置中被发射)之间的多路径传输信道的信道估计信息415。时间戳模块420被布置成接收由信道估计生成组件410生成的信道估计信息415和所接收rf信号405的数字表示，以及至少部分地基于信道估计信息415来确定所接收rf信号内的包内的标记的toa测量425。举例来说，经由多路径信道接收的信号将包括将在信道脉冲响应估计的分接头中出现的多个多路径分量。时间戳模块420可被布置成基于信道估计信息415来识别所接收信号的视线(los)分量，以及确定用于所接收信号的los分量的包内的标记的toa测量425。

图5示出信道估计生成组件410的例子的简化框图。对于图5所示出的例子，信道估计生成组件410包括信道估计组件500。包括符号相关器510的信道估计组件500被布置成接收由adc330输出的所接收rf信号405的数字表示，以及执行所接收信号405和参考模式(其在所示出的例子中由同步符号505组成)的互相关，以及输出所得相关信号515。将由符号相关器510输出的相关信号515经由开关馈送到整体上在520处所指示的多个累加器电路，所述开关被控制使得每个累加器电路520被布置成在每个连续相关窗口内的特定(下采样)阶段接收由符号相关器510输出的相关信号515。以此方式，每个累加器电路520被布置成累加用于对应于传输信道的特定多路径分量的所接收信号的符号相关值h[i]，其中组合的符号相关值是h[0]到h[nsps-1]，nsps定义每符号的样本数目，从而形成用于由信道估计组件500输出的多路径传输信道的(未经验证的)信道估计信息525，借此每个符号相关值h[i]包括用于多路径传输信道的(未经验证的)信道估计信息525内的信道估计分接头值。

信道估计生成组件410进一步包括验证组件530。图5所示出的例子中的验证组件530被布置成接收toa将被确定的包的验证模式参考532，至少部分地基于验证模式参考532来生成验证模式，识别包括验证序列的包内的区段，以及执行包内的验证序列的至少一部分和所牛成验证模式的至少一部分之间的互相关以牛成经验证的信道估计信息。

显著地，由验证组件530生成(或以其它方式导出)的验证模式需要对应于所接收包内的验证序列。

因此，验证模式参考532需要被发射装置和接收装置两者所知。为了缓解背景技术中所识别的攻击，预期到，攻击者不知道且不可预测验证模式和验证序列。这可通过使用密码安全伪随机数生成器(csprng)而实现，其中呈种子形式的验证模式参考532受到例如合法发射器和接收器装置之间的质询/响应方案的一致同意。在一些可替换的例子中，验证模式参考532可包括验证模式自身。验证序列还可足够长以避免猜测攻击且提供良好的自相关(低旁瓣)属性。可通过维持现有同步机制而使硬件工作量保持低。接着，在已经使接收器同步(通过提供同一个包中或后续包内的验证序列)之后应用验证序列。此外，预期到，使用非重复符号验证模式(即，不包括重复符号的验证模式)。通过避免验证序列内的可重复符号，可进一步缓解蝉攻击。

可通过使用例如密码安全伪随机数生成器(csprng)以生成时变验证模式而实现用于形成验证序列的安全且非可预测的验证模式。对于图5所示出的例子，序列检测器和代码生成器组件535可包括csprng，且因此验证模式参考532可包括种子值，所述种子值还为发射装置所知且供序列检测器和代码生成器组件535的csprng用来生成验证模式。

图6示出ir-uwb包内的验证模式610和对应验证序列620的例子。相比于普通的直接序列扩频(dsss)，根据ieee802.15.4的ir-uwb定义用于导出特定平均脉冲重复频率(prf)的某一上采样因数δl。对于ir-uwb应用，csprng还可用于针对每个脉冲生成伪随机跳时位置和/或针对每个脉冲生成验证码交错序列。代码和跳时位置的生成可由一个单csprng或由单独生成器提供。

可在图7中看到适合于ir-uwb应用的代码和跳时位置生成的例子。变化的跳时可用于非相干接收器，或用于进一步缓解相干接收器中的蝉攻击，以后，prf在序列内不是静态且攻击者无法连续地命中扩展码的非零分接头。对于图5所示出的例子，序列检测器和代码牛成器组件535将因此被布置成牛成例如在710处示出的验证码模式，且还牛成例如在720处示出的验证码位置模式，以用于执行与在730处示出的包内的验证序列的互相关。因此，预期到，所生成验证模式可包括验证码模式710、验证码位置模式720和/或验证码交错序列。

图8中示出验证码交错序列的例子。首先将验证序列和有效负载810分段。接着，执行经分段验证序列和有效负载820的交错以生成交错验证序列和有效负载包830。

除了集中于统计随机性的普通伪随机数生成器之外，csprng还提供额外属性以使极难以通过观察包内的当前和过去验证序列来预测未来验证模式或确定验证模式生成器的内部状态。可替换的是，可用于生成验证模式的算法的例子包括例如散列函数等等。因此预期到，可基于以下各项中的一个或多个来生成验证模式：

·伪随机数生成器函数；

·隐秘安全伪随机数生成器函数；

·散列函数；以及

·安全散列函数。

在可采用安全验证模式之前，合法发射器和接收器装置需要就特定验证模式达成一致。这可通过在安全的(经加密的)信道上发射完整的验证模式或通过仅仅交换用于生成验证模式的参考值532而完成。

图9示出根据一些示例性例子的包结构900的一个例子。在图9所示出的例子中，包900的前同步码由基于符号的区段910和随后的验证区段920组成。对于图9所示出的例子，基于符号的区段910由一系列同步符号912和随后的帧首定界符(sfd)914组成。通过以此方式在前同步码开始处提供一系列同步符号912，接收器装置能够与传入的包同步，其中sfd914用信号通知一系列同步符号912的结束。此外，一系列同步符号912使能够针对包生成初始的(未经验证的)信道估计信息。前同步码的验证区段920包含验证序列。

返回参看图5，在接收到图9所示出的包900后，信道估计生成组件410就能够与所接收信号405同步且能够使用前同步码910的第一部分内的同步符号912来牛成初始的(未经验证的)信道估计信息525。验证组件530的序列检测器和代码生成器组件535被布置成接收正被接收的包的验证模式参考532，以及基于所接收验证模式参考532来生成验证模式。序列检测器和代码生成器组件535被进一步布置成检测包内的验证序列920何时将被接收，例如在检测到图9所示出的包结构900内的sfd914后。序列检测器和代码生成器组件535接着可致使执行包内的验证序列和所牛成验证模式之间的耳相关以牛成信道估计验证信息555。

对于图5所示出的例子，验证组件530进一步包括相关器电路，所述相关器电路包括乘法器组件540和累加器电路550。每个乘法器组件540被布置成接收由adc330输出的所接收rf信号405和由序列检测器和代码生成组件535输出的相关系数537的数字表示，执行所接收信号405和相应相关系数537的互相关，以及将所得相关信号545输出到相应累加器电路550。序列检测器和代码生成组件535被布置成基于所生成验证模式和传输信道的多路径分量的延迟来依序地配置输出到每个乘法器组件540的相关系数537。

在图5所示出的例子中，验证组件530进一步包括分接头选择器560，分接头选择器560被布置成选择待验证的一个或多个信道估计分接头，以及将选定分接头的指示565提供到序列检测器和代码生成组件535。举例来说，且如图5所示出，分接头选择器560接收由信道估计组件500输出的(未经验证的)分接头值525且选择待验证的一个或多个信道估计分接头。举例来说，分接头选择器560可选择信道估计内的第一分接头，其对应分接头值525具有大于阈值的量值，例如第一非零分接头，此类分接头指示los路径。另外/可替换的是，分接头选择器560可选择具有最高量值的一个或多个信道估计分接头等等。在图5所示出的例子中，分接头选择器560被布置成选择两个分接头，例如信道估计内的第一非零分接头和具有最高量值分接头值525的分接头。分接头选择器560将选定分接头的指示565提供到序列检测器和代码生成器组件535。序列检测器和代码牛成器组件535接着被布置成根据第一选定分接头来配置第一乘法器组件540的延迟，以及根据第二选定分接头来配置第二乘法器组件540的延迟。序列检测器和代码生成器组件535接着基于所生成验证模式和其配置的相应延迟来依序地配置乘法器组件540的验证系数537。

图10示出绘示验证系数537的依序配置的例子的时序图。在1000处示出由序列检测器和代码生成器组件535生成的验证模式的部分的例子。在1010处示出第一验证系数序列。此第一验证系数序列1010已被配置成遵循验证模式1000，但具有延迟，使得第一验证系数序列1010内的验证模式的时序与具有用于第一选定信道估计分接头的所接收信号405的验证序列的时序匹配。类似地，在1020处示出第二验证系数序列。此第二系数序列1020已被配置成遵循验证模式1000，但具有延迟，使得第二验证系数序列1020内的验证模式的时序与用于第二选定信道估计分接头的所接收信号405内的验证序列的时序匹配。

返回参看图5，通过以此方式配置验证系数537，序列检测器和代码生成器组件535被布置成配置乘法器组件540以关于选定信道估计分接头来执行所接收信号405内的验证序列和所生成验证模式的互相关，以及输出用于选定信道估计分接头的所得相关信号545。

将由每个乘法器组件540输出的相关信号545馈送到相应相关器电路内的验证累加器电路550。以此方式，验证组件的每个验证累加器电路550被布置成累加用于对应于多路径传输信道的选定分接头的所接收信号405的验证模式相关值。因此，由验证累加器电路550累加的验证模式相关值提供用于选定分接头的信道估计验证信息555。

因此，对于图5所示出的例子，验证组件530被布置成接收由累加器电路520关于例如所接收包的前同步码的第一部分910(图9)内的同步符号912而输出的未经验证的信道估计信息525，选择(借助于分接头选择器560)信道估计验证信息将被生成的一个或多个分接头，以及执行(借助于乘法器组件540和累加器550)包内的验证序列920和所生成验证模式700(图7)之间的互相关，以生成用于选定信道估计分接头的信道估计验证信息555。

验证组件530可被进一步布置成基于所牛成信道估计验证信息555来确定用于选定信道估计分接头的未经验证的信道估计信息525是否有效，以及基于所述确定来输出575用于选定信道估计分接头的未经验证的信道估计信息525是否有效的指示。举例来说，且如图5所示出，信道估计验证信息555可被提供到验证器组件570。验证器组件570还可被布置成接收选定分接头的未经验证的信道估计信息525和指示565。验证器组件570接着可执行用于每一个选定分接头的未经验证的信道估计信息525和对应信道估计验证信息555的比较，且确定用于每一个选定分接头的未经验证的信道估计信息525是否有效。因此，被提供到时间戳模块420的信道估计信息415(图4)可由信道估计信息525(由未经验证的信道估计分接头值组成)和/或用于选定信道估计分接头的信道估计信息525(由未经验证的信道估计分接头值组成)是否有效的指示575组成。

在一些可替换的例子中，验证器组件570可被布置成使用由验证累加器电路555输出的用于选定分接头的经验证的分接头值555来替代用于选定分接头的未经验证的分接头值525，以及生成和输出575经验证的信道估计信息，所述经验证的信道估计信息由用于选定分接头的经验证的分接头值555和用于未选定分接头的未经验证的分接头值525组成。

分接头值525由分接头选择器560接收，且基于分接头值525，分接头选择器560选择一个或多个分接头，分接头值525可涉及例如与互相关将被执行的验证序列具有同一个包的先前同步符号912，如上文关于图9所示出的包900所描述。然而，预期到，在一些示例性例子中，可替换的是，分接头选择器560选择一个或多个分接头所基于的分接头值525可涉及所接收信号内的先前包。

图11示出信道估计生成组件410的可替换的例子的简化框图。对于图11所示出的例子，信道估计生成组件410还包括信道估计组件500。包括符号相关器510的信道估计组件500被布置成接收由adc330输出的所接收rf信号405的数字表示，以及执行所接收信号405和参考模式(例如同步符号)的耳相关，且输出所得相关信号515。将由符号相关器510输出的相关信号515经由开关馈送到整体上在520处所指示的多个累加器电路中，所述开关被控制使得每个累加器电路520被布置成在每个连续相关窗口内的特定阶段接收由符号相关器510输出的相关信号515。以此方式，每个累加器电路520被布置成累加用于对应于传输信道的特定多路径分量的所接收信号的符号相关值h[i]，其中组合的符号相关值是h[0]到h[nsps-1]，从而形成用于由信道估计组件500输出的多路径传输信道的信道估计信息525/825，借此每个符号相关值h[i]包括用于多路径传输信道的信道估计信息525/825内的信道估计分接头值。

图11所示出的信道估计生成组件410包括验证组件1130。验证组件1130被布置成接收toa被将确定的包的验证模式参考532，至少部分地基于验证模式参考532来生成验证模式，识别包括验证序列的包内的区段，以及执行包内的验证序列的至少一部分和所生成验证模式的至少一部分之间的互相关以生成经验证的信道估计信息。对于图5所示出的例子，验证模式参考532可呈供导出验证模式的种子的形式，或在一些可替换的例子中可包括验证模式自身。

在接收到例如包括图8所示出的包800的包后，符号相关器510就可最先被配置成执行所接收信号405和参考模式(由包前同步码810的第一部分内的同步符号505组成)的互相关。以此方式，信道估计组件500能够与所接收信号405同步且最先使用前同步码810的第一部分内的同步符号812来生成(未经验证的)信道估计信息525。

对于图11所示出的例子，验证组件1110包括代码生成器组件1110，代码生成器组件1110被布置成接收正被接收的包的验证模式参考532，以及基于所接收验证模式参考532来生成验证模式。序列检测器组件1120被布置成检测包内的验证序列820何时被接收，例如在检测到图8所示出的包结构800内的sfd814后。接着，序列检测组件1120可指示代码生成器组件1110重新配置用于符号相关器510的相关系数，以致使符号相关器510执行所接收包内的验证序列和所生成验证模式之间的互相关。在检测到验证序列820后，序列检测组件1120就还可使累加器电路520复位，或在初始信道估计期间致使其相应加法器单元被绕过。以此方式，信道估计被重新配置成基于由符号相关器510执行的包内的验证序列和所生成验证模式之间的互相关来生成经验证的信道估计信息1125。接着，经验证的信道估计信息1125可被输出到时间戳模块420。

在一些例子中，且如图11所示出，验证组件1130可进一步包括验证器组件1170，验证器组件1170被布置成接收由信道估计组件500输出的未经验证的和经验证的信道估计信息1125。接着，验证器组件1170可执行未经验证的信道估计信息525和经验证的信道估计信息1125的比较，且确定(最初)未经验证的信道估计信息525是否有效。接着，验证器组件1170可向时间戳模块420输出(最初)未经验证的信道估计信息525是否有效的指示，此类指示形成被提供到时间戳模块420的信道估计信息415(图4)的部分。

在图11所示出的例子中，所有信道估计分接头均经验证的，且每当所接收包的样本经过相关器延迟线的所有(nsps)分接头时，信道估计组件500的符号相关器510的系数都要被重新配置。如果验证模式超出用于相关器延迟线的所有(nsps)分接头的相关窗口，那么验证模式可分成相关片段，且每个片段的长度与用于相关器延迟线的所有(nsps)分接头的相关窗口相同，例如图12所示出。

图13示出可如何针对此类经分段验证模式重新配置符号相关器510的系数的例子。在1300处示出第一路径和第二(镜像)路径内的验证序列，且第二路径比第一路径迟五个样本被接收。

分别在1310和1320处示出对应于被配置成用于t＝nsps时符号相关器510的相关器延迟线和用于t＝nsps+5时相关器延迟线的验证模式的第一相关片段的第一组符号相关器系数。如图13所示出，第一路径内的验证序列的第一部分与被配置成用于t＝nsps1310时相关器延迟线的验证模式的第一相关片段匹配，而第二路径内的验证序列的第一部分与被配置成用于t＝nsps+51320时相关器延迟线的验证模式的第一相关片段匹配。

分别在1330和1340处示出对应于被配置成用于t＝2*nsps时符号相关器510的相关器延迟线和用于t＝2*nsps+5时相关器延迟线的验证模式的第二相关片段的第二组符号相关器系数。如图13所示出，第一路径内的验证序列的第二部分与被配置成用于t＝2*nsps1330时相关器延迟线的验证模式的第二相关片段匹配，而第二路径内的验证序列的第二部分与被配置成用于t＝2*nsps+51340时相关器延迟线的验证模式的第二相关片段匹配。

对于图11所示出的例子，当使累加器电路520复位以便从验证序列累加经验证的信道估计信息时，累加器电路520内所累加的初始(未经验证的)信道估计信息丢失。对于可替换的例子，预期到，每个累加器电路520可配备有用于存储初始的(未经验证的)信道估计和后续的(经验证的)信道估计两者的额外存储器，或在已生成未经验证的信道估计之后，将原先供初始(未经验证的)信道估计使用的存储器分离成两个部分。

有利的是，对于上文所描述的示例性例子中的每一个，提供保护以免受到蝉攻击和(异步)同步前同步码注入攻击的影响。这是通过使用验证序列以导出经验证的信道估计信息而实现，借此验证序列对蝉攻击的随机脉冲具有弹性，且防止攻击者与合法信号同步且发射重复的前同步码符号。

用于验证序列的所得经验证的信道估计信息可用作独立结果，或此外，其可用于验证由已知同步序列直接生成的信道估计信息。以此方式，攻击不仅可以被缓解，还可以被检测。为了进一步减少硬件工作量，验证序列可仅用于验证已知的非安全的(或不安全的)同步序列的已确定信道估计分接头(尤其是第一路径)。

已在图8中示出且上文中关于图8而描述包含验证序列的包结构的例子。在此特定例子中，验证序列820在包的前同步码810内的同步符号812之后被提供。

图14示出包括验证序列的包结构的可替换的例子。在图14所示出的例子中，验证序列已用于替代包的前同步码。由于同步序列已从前同步码移除，故需要使用验证序列或先前包执行同步。验证序列内缺少可重复符号使使用验证序列的同步困难且可能导致接收器装置中的链路预算减少或硬件工作量增加(例如相关较长)。因此实际上，对于此类包结构，基于先前非安全帧的同步是优选的。然而，这将需要连续包的准确时序。

图15示出包括验证序列的包结构的另外可替换的例子。在图15所示出的例子中，验证序列与有效负载进行时分复用。以此方式，验证序列分布于包的有效负载内的时分复用片段内。另外/可替换的是，验证序列可包括根据验证码交错序列而与有效负载片段交错的片段。

返回参看图3，在发射方向上，通信装置300的基带处理模块可被布置成将包括toa测量将被确定的包的信号发射到接收器装置。因此，基带处理器模块340可被布置成导出toa测量将被确定的包的验证模式，识别包含验证序列的包的区段，以及生成包括对应于所导出验证模式的验证序列的包。具体地说，基带处理器模块340可被布置成生成包括验证序列的包，所述验证序列用于生成上文中已关于基带处理器模块340的接收方向所描述的信道估计验证信息。

现在参看图16，示出估计通信接收器装置内的传播信道模型以用于确定所接收信号内的包的到达时间toa测量的方法的例子的简化流程图1600，例如可实施在图5所示出的信道估计生成组件410内。方法开始于1610处，且移动到1620，其中例如借助于合法发射器和接收器装置之间的质询/响应方案来确定验证模式参考。接着，基于验证模式参考而在1630处导出验证模式。举例来说，验证模式参考可包括种子值，且由csprng使用验证模式参考来生成验证模式。接着，在1640处接收用于所接收包的传输信道的未经验证的信道估计信息，且在1650处，基于所接收未经验证的信道估计信息来选择一个或多个信道估计分接头。在1660处识别包含验证序列的所接收包的区段，且在1670处执行包内的验证序列和所导出验证模式之间的互相关。接着，基于所执行的互相关而在1680处生成用于选定分接头的信道估计验证信息。举例来说，可基于用于选定分接头的经验证的信道估计信息和未经验证的信道估计信息之间的比较来生成信道估计验证信息。接着，在1690处，方法结束。

现在参看图17，示出估计通信接收器装置内的传播信道模型以用于确定所接收信号内的包的到达时间toa测量的方法的例子的简化流程图1700，例如可实施在图11所示出的信道估计生成组件410内。方法开始于1710处，且移动到1720，其中例如借助于合法发射器和接收器装置之间的质询/响应方案来确定验证模式参考。接着，基于验证模式参考而在1730处导出验证模式。举例来说，验证模式参考可包括种子值，且由csprng使用验证模式参考来生成验证模式。在1740处识别包含验证序列的所接收包的区段。接着，信道估计组件被重新配置成例如且如图11所示出通过重新配置用于信道估计组件500的符号相关器510的相关系数来执行所接收包内的验证序列和所生成验证模式之间的互相关。接着，在1760处执行包内的验证序列和所导出验证模式之间的互相关，且接着，在1770处基于所执行的互相关来生成经验证的信道估计信息。接着，在1780处，方法结束。

在先前所描述的例子中，安全训练序列用于生成安全信道估计，所述安全信道估计接着用于检测第一路径以实施安全测距。以下图18a和图18b提供安全训练序列用于认证测距帧的始发者以及安全地对既定接收者寻址的例子。

图18a示出信道估计生成组件1800a，信道估计生成组件1800a类似于先前参看图11所描述的信道估计生成组件且另外提供发送者认证。

提供解调器1852以解调相关器510的输出中的安全训练序列，如同其是有效负载一般。知道根据不安全信道响应估计所确定的信道脉冲响应可用于接收和解调安全训练序列。

认证单元1854认证经解调的安全训练序列或其部分。举例来说，认证单元1854可比较经解调的安全训练序列和预期数据1860。在此状况下，如果经解调的安全训练序列匹配于预期数据1860，那么发送者被认证且接收器可被寻址。因为帧的有效负载中无额外认证码或地址须被发送(参见图9)，所以可缩短帧持续时间。因此，可在保持认证发送者的能力的同时省略有效负载。减小帧长度具有以下两个优势。第一，因为传送较少的数据，所以减少了发射器和接收器的功率消耗。第二，因为对于减少持续时间的信号，可在维持平均功率的同时增大发射幅度，所以增加了链路预算。法规通常限制每1ms周期的平均功率。所述系统服从此类法规，从而相比于长度≥1ms的帧，可使用比tx功率高3db的功率发送长度为0.5ms的帧，且长度为0.5ms的帧因此具有额外3db的链路预算。

可使用例如相移键控(psk)的额外调制来调制安全训练序列的至少一些片段，以便安全地对既定接收者寻址。psk可由二进制相移键控(bpsk)或正交相移键控(qpsk)提供。

图18b示出信道估计生成组件1800b，信道估计生成组件1800b类似于先前参看图18a所描述的信道估计生成组件且包括遵循符号相关器510的载波恢复电路系统1856，以便从用于累加器的符号相关器510的输出恢复载波信号。对于基础质询响应方案，信道估计生成组件1800b可预先计算预期数据1860且在将相关器510的输出发送到用于信道估计的累加器(如先前参看图11所描述)之前撤销调制。

图18c示出信道估计生成组件1800c，信道估计生成组件1800c类似于先前参看图18b所描述的信道估计生成组件且适合于实施在使用允许载波恢复(例如bpsk或qpsk)的方案来调制安全训练序列的至少一些片段的方案。对于此类状况，载波恢复电路系统1858可提供载波恢复方案以撤销调制且因此不需要预期数据1860。因此，载波恢复电路系统1858的确未将预期数据1860视为输入。

参看图18a和图18b所描述的途径具有以下优势：

1)除了安全信道估计之外，接收器还可使用解调数据进行认证

2)由于已使用安全训练序列完成认证，故可省略额外有效负载且因此缩短整体帧长度，以节省时间和功率。

参看前述图所描述的例子的一些实施方案的问题涉及信道响应中的弱信号的检测。如先前所描述，为了实现安全测距以防止攻击者更改测量，可由随机或伪随机序列提供安全训练序列(验证序列)和对应验证模式。此类验证模式的自相关属性可以是非理想的，这在于大量旁瓣或第二峰值存在于验证模式和验证序列的互相关中。

图19示出可用作验证模式的1024芯片二元随机序列的自相关1900。自相关被示出为随分接头索引而变，所述分接头索引与滤波器响应的时间维度相关。也就是说，分接头索引与时间成正比且可被视为如先前对于信道脉冲响应所描述(例如参见图2)的相同水平轴。

自相关1900具有在大约分接头索引500处的中心瓣1902和在中心瓣1902的任一侧上的多个旁瓣1904。中心瓣1902具有接近统一的自相关属性(在当两个模式之间未应用时间差时模式确切地匹配于其自身的情况下)且在多个旁瓣1904处为非零(在两个相关模式之间存在时间差的情况下)。非零旁瓣1904限制灵敏度，以用于检测相对强的信道响应中的弱多路径分量。

图20示出使用示出每个数据点的圆圈呈现的实际信道脉冲响应2002(其为系统和待确定物体所未知)和使用线呈现的信道脉冲响应2004的幅度相对于分接头索引分布图。通过信道脉冲响应2002与先前参看图19所描述的验证序列的自相关的卷积来导出安全信道脉冲响应2004。还提供分布图的尤其相关部分的剖视图。分接头520周围处的弱响应2006被来自存在于互相关2004的旁瓣的干扰隐藏，这是因为弱响应2006的量值低于由验证序列的自相关的旁瓣的幅度限定的阈值2008。下文参看图21到图43所描述的例子a到g使能够抑制所接收验证序列和验证模式的互相关中的旁瓣所引起的干扰，且因此允许检测极弱多路径分量的，且最大化或增大强多路径分量和弱多路径分量之间的可用动态范围。

以下数学符号适用于对图21到图42的后续描述，图21到图42涉及补偿验证序列的非理想自相关属性的例子。

在这些例子中，先前参看图11所描述的信道估计生成组件410适合于实施下文参看例子a到h所描述的方法，先前参看图11所描述的验证器1170可被配置成提供后处理模块，以便归因于验证模式的非理想自相关属性而提供减少的旁瓣。

在帧接收期间，对于先前参看图9所描述类型的信号，信道估计生成组件410的符号相关器505可执行以下步骤：

1)使由adc330输出用于标准前同步码的所接收rf信号405r与前同步码符号p相关，以牛成不安全的(或未经验证的)信道脉冲响应估计c：

2)使所接收信号rs与验证模式psrx相关，以生成安全的(或经验证的)信道估计cs：

3)任选地，执行后处理，以减少安全信道估计中的旁瓣。下文参看例子a到f来描述此类后处理。

例子a另外使用对信道脉冲响应的不安全估计c和安全训练序列pstx的先验知识。不安全信道脉冲响应估计可基于数据包的标准前同步码p的信道脉冲响应，所述标准前同步码包括一连串重复符号，以实现如先前参看图9所描述的同步。标准前同步码p通常被设计成辅助信道估计，且具有较好的(或甚至最佳的)自相关属性。相比于基于所接收的安全训练序列的信道脉冲响应的安全估计cs的单独结果，信道脉冲响应的不安全估计c的额外使用提供较好的或甚至最佳的自相关属性。将不安全信道脉冲估计的关注区域(例如在占优势的信道分接头之前的区域)调零。具有调零分接头的预期相关器输出被预先计算出且被从来自安全训练序列的实际相关器输出中减去。以此方式，移除由关注区域外的信道响应所引起的关注区域中的旁瓣。目前结果的确示出关注区域中的安全信道估计。下文参看步骤(a)到(e)来描述例子a的一个实施方案：

a.计算所发射安全训练序列pstx和接收器的相关模式psrx的互相关：

可由接收器以与接收器的相关模式psrx类似的方式确定所发射安全训练序列pstx。实际上，在下文所描述的例子a到f中，所发射安全训练序列pstx可与接收器的相关模式psrx相同。因此，可由接收器在未接收到信号的情况下预先计算出安全训练序列的互相关ccsrx。

b.通过将第一路径的近似区域(例如从索引u到索引v的区域)调零来变更不安全的信道估计：

cz＝c；cz(u∶v)＝0

图21示出对于不安全信道估计c2102的和具有调零第一路径区域2106的经变更信道估计cz2104的幅度相对于分接头索引分布图。检测到的弱的第一路径2108存在于用于不安全信道估计c的分接头索引62处。

c.安全训练序列的互相关ccsrx与经变更信道估计cz卷积，以提供前驱体信道估计信息ca：

d.通过从安全信道估计cs中减去前驱体信道估计信息ca来导出可评估的信道估计信息cd2210：

cd＝cs-ca

图22示出根据对应前驱体信道估计信息ca2212和安全信道估计cs2214计算出的可评估的信道估计信息cd2210的幅度相对于分接头索引分布图。

e.在经变更区域处检查可评估的信道估计信息cd。

cd(u∶v)

如果可评估的信道估计信息cd在经变更区域内具有大于阈值水平的幅度，那么确认有效信号路径的存在。在图22中可以看出，关注区域2206中的可评估的信道估计信息cd2210中存在峰值2208且因此确认有效信号路径的存在。图23示出对于另一例子的幅度相对于分接头索引分布图，在所述另一例子中，可评估的信道估计信息cd2310的幅度中的峰值2308大于关注区域2306内的阈值2316。因此确定有效信号存在于关注区域2306中。

如果可评估的信道估计信息cd在经变更区域内具有小于阈值水平的幅度，那么不可确认有效信号路径的存在。图24示出对于例子的幅度相对于分接头索引分布图，在所述例子中，可评估的信道估计信息cd2410的幅度中的峰值2408小于关注区域2406内的阈值2416。因此确定存在于不安全信道估计中的信号(其确定关注区域)不是有效信号且可归因于例如对系统的攻击。

图26示出对于各种信道响应的幅度相对于时间(其与分接头索引成正比)分布图，所述分布图包括由标准前同步码牛成的不安全信道估计c2606、对应安全信道估计cs2614和关联的可评估的信道估计信息cd2610。实际信道估计2606表示具有弱的第一路径2608和占优势的第二路径2609的两个分接头信道。对应安全信道估计cs2614的旁瓣高于第一路径2608和目标检测阈值thld2616。因此，第一路径2608过弱以使用安全信道估计cs2614直接进行估计。然而，通过计算可评估的信道估计信息cd2610，可检测弱的第一路径2608，这是因为第一路径2608处的可评估的信道估计信息cd2610的幅度高于残余旁瓣和目标检测阈值thld2616。因此例子a的旁瓣抑制算法允许对第一路径2608的位置和幅度的精确估计。

例子b使用对脉冲响应的不安全信道估计c和安全训练序列pstx的先验知识。程序类似于例子a，但区别于不安全信道估计c，不将多路径分量调零。预期相关器输出被预先计算出且被从实际相关器输出中减去。如果结果是随机噪声(即，值不超出检测阈值)，那么不安全信道估计c中所检测到的所有路径为真，且测距测量可被认为有效。也就是说，在例子b中，通过从安全信道估计中移除来自不安全信道估计的所有预期路径分量来实现验证。下文参看步骤(a)到(d)来描述例子b的一个实施方案：

a.计算所发射安全训练序列pstx和接收器的相关模式psrx的互相关ccsrx：

b.安全训练序列的互相关ccsrx与不安全信道估计c卷积，以提供前驱体信道估计信息cb：

c.通过从安全信道估计cs中减去前驱体信道估计信息cb来导出可评估的信道估计信息cd2206：

cd＝cs-cb

d.检查可评估的信道估计信息cd。如果可评估的信道估计信息cd在关注区域内具有小于阈值水平的幅度，那么确认有效信号路径的存在。

图25a示出对于例子的幅度相对于分接头索引分布图，在所述例子中，可评估的信道估计信息cd2510a小于三个关注区域2506a、2506b、2506c内的阈值2516a。因此确定有效信号存在于关注区域2506a、2506b、2506c中。

图25b示出对于例子的幅度相对于分接头索引分布图，在例子中，可评估的信道估计信息cd2510b大于关注区域2506b内的阈值2516b。因此确定存在于不安全信道估计中的信号(其确定关注区域2506a、2506b、2506c)不是有效信号且可归因于例如对系统的攻击。

例子c使用对不安全信道脉冲响应c和安全训练序列psrx的先验知识。将相关模式psrx(验证模式)和安全训练序列pstx(验证序列)的互相关结果的主瓣设置为零，使得仅保留旁瓣。此结果接着和已知的不安全信道脉冲响应卷积，以计算仅由旁瓣引起的信道的预期互相关比重。接着，从对于安全训练序列所确定的实际所接收相关器输出中减去预期旁瓣比重。下文参看步骤(a)到(d)来描述例子c的一个实施方案：

a.计算所发射安全训练序列pstx和接收器的相关模式psrx的互相关，以提供第一互相关函数，ccsrx：

图27示出对于第一互相关函数ccsrx2718的相对幅度相对于分接头索引分布图。第一互相关函数ccsrx2718具有占优势的主瓣2714和多个旁瓣2720。

b.将第一互相关函数ccsrx的主瓣的幅度设置为零，以提供经修改的互相关函数ccz：

ccz＝ccsrx；ccz(n＝0)＝0

图28示出基于图27的第一互相关函数ccsrx的经修改互相关函数ccz2818的相对幅度相对于分接头索引分布图。经修改互相关函数ccz2818具有多个旁瓣2820但不具有主瓣2814。

c.经修改互相关函数ccz与不安全信道估计c卷积，以提供安全信道估计中的预期耳相关旁瓣比重，其被定义为中间或均衡估计eqc：

图29示出对于基于图28的经修改互相关函数ccz和不安全信道估计c计算出的均衡估计eqc2922的幅度相对于分接头索引分布图。

d.可通过从安全信道估计cs中减去均衡估计eqc来确定可评估的信道估计信息cfeq：

cfeq＝cs-eqc

图30示出对于基于图29的均衡估计eqc和安全信道估计cs3014计算出的安全信道估计3014和可评估的信道估计信息cfeq3024的幅度相对于分接头索引分布图。通过可评估信道估计信息cfeq识别在安全信道估计cs3014中不可辨别的弱的第一多路径分量3006。

例子d基于例子c且将主瓣和在所发射安全训练序列和接收器的相关模式的互相关的主瓣之后的所有分接头设置为零。例子d在最后仅补偿主瓣之前的旁瓣的比重。这在仅搜索第一路径的情况下是足够的，这是因为搜索仅在一个方向上进行且旁瓣稍后与到达时间(toa)估计不相关。下文参看步骤(a)到(d)来描述例子d的一个实施方案：

a.计算所发射安全训练序列pstx和接收器的相关模式psrx的互相关，以提供第一互相关函数，ccsrx：

图31示出先前参看图27所描述(关于例子c)的第一互相关函数ccsrx3119。

b.将第一互相关函数ccsrx的主瓣和所有后分接头的幅度设置为零，以提供经修改的互相关函数ccz：

ccz＝ccsrx；ccz(n≥0)＝0

图32示出基于图31的第一互相关函数ccsrx的经修改互相关函数ccz3218的相对幅度相对于分接头索引分布图。经修改的互相关函数ccz3218在比主瓣3214的位置更早出现的分接头处具有多个旁瓣3220。然而，主瓣和后续(就时间来说)分接头3221具有零幅度。

c.经修改互相关函数ccz与不安全信道估计c卷积，以提供均衡估计eqc：

图33示出对于基于图32的经修改互相关函数ccz计算出的均衡估计eqc3322的幅度相对于分接头索引分布图。

d.可通过从安全信道估计cs中减去均衡估计eqc来确定可评估的信道估计信息cpeq：

cpeq＝cs-eqc

图34示出对于基于图33的均衡估计eqc和安全信道估计cs3414计算出的安全信道估计cs3414和可评估的信道估计信息cpeq3424的相对幅度相对于分接头索引分布图。cpeq包括在第一路径3406之后的所有相关多路径分量和旁瓣(归因于非理想自相关属性)但不包括在第一路径3006之前的旁瓣。在安全信道估计cs3014中不可辨别的弱的第一路径3406可根据可评估的信道估计信息cpeq识别且因此可通过使用可评估的信道估计信息cpeq加以验证。

例子a到例子d中所描述的途径具有以下优势：

1)安全训练序列的非理想自相关属性不影响经验证的信道估计的结果，这是因为某些多路径分量的响应(包括旁瓣)被减去或多路径分量的旁瓣比重被减去或以其它方式从经验证的信道估计中被排除。因此，可在大体上不对信道估计产生不利影响的情况下减小安全训练(验证)序列的长度。

2)不需要额外专用硬件或主机处理来选择或更改验证序列或验证模式。

3)可使用例如参看图11所描述的验证器1170中的软件将所有操作执行成后处理步骤。

例子e基于例子c但使用安全信道估计cs(无旁瓣校正)而非如例子c中的不安全信道估计c作为参考来计算旁瓣的比重。因此，例子e适合用于无不安全信道估计可用或出于其它原因不安全信道估计未用作参考的情况。安全训练序列的使用引入残余误差，这是因为旁瓣无意中被视为有效多路径分量。残余误差可通过应用迭代算法而减小。如同例子a到d，例子e也可由图11的接收器的验证器1170执行。下文参看步骤(a)到(d)来描述例子e的一个实施方案：

a.计算所发射安全训练序列pstx和接收器的相关模式psrx的互相关，以提供第一互相关函数，ccsrx。

b.将第一互相关函数ccsrx的主瓣的幅度设置为零，以提供经修改的互相关函数ccz：

ccz＝ccsrx；ccz(n＝0)＝0

至此，过程与对于例子c先前参看图27和图28所描述的过程相同。

c.将近似完全均衡化信道估计cafeq初始化为安全信道估计cs：

cafeq＝cs

d.反复地重复以下步骤(i)和(ii)：

i.通过使经修改的互相关函数ccz和经初始化的近似完全均衡化信道估计cafeq互相关来获得中间均衡估计eqe：

图35示出用于比较的在一次反复之后的近似完全均衡化信道估计cafeq3530以及实际信道脉冲响应hcir3532(其仍是未知的)。在第一均衡步骤之前，近似完全均衡化信道估计cafeq3530中的旁瓣3520在实际信道的分接头索引位置周围清晰可见。

图36示出从如图35所示出的近似完全均衡化信道估计cafeq获得的中间均衡估计eqe3634。

ii通过从安全信道估计cs中减去中间均衡估计eqe来确定近似完全均衡化信道估计cafeq的新值：

cafeq＝cs-eqe

图37示出在已完成一次反复之后的(初始)安全信道估计cs3714、实际信道脉冲响应hcir3732和近似完全均衡化信道估计cafeq。可预定义在步骤(d)中执行的反复的数目。在完成反复时，近似完全均衡化信道估计cafeq包含每个多路径分量的旁瓣3720，所述旁瓣3720已衰减到足够低以允许检测到弱的第一路径的水平。现可对近似完全均衡化信道估计cafeq执行第一路径检测。

例子f基于例子d但使用安全信道估计cs(无旁瓣校正)而非如例子d中的不安全信道估计c作为参考来计算旁瓣的比重。此途径类似于先前参看例子e所描述的途径。因此，例子f也适合用于无不安全信道估计可用的情况。使用安全信道估计代替不安全信道估计会引入残余误差，这是因为旁瓣会无意中被视为有效多路径分量。残余误差可通过应用迭代算法而减小。如同例子a到e，例子f也可由图11的接收器的验证器1170执行。下文参看步骤(a)到(d)来描述例子f的一个实施方案：

a.计算所发射安全训练序列pstx和接收器的相关模式psrx的互相关，以提供第一互相关函数，ccsrx：

b.将第一互相关函数ccsrx的主瓣和所有后分接头(就时间来说)的幅度设置为零，以提供经修改的互相关函数ccz：

ccz＝ccsrx；ccz(n≥0)＝0

至此，过程和对于例子d先前参看图31和图32所描述的过程相同。

c.通过将经修改的互相关函数ccz与(a)安全信道估计cs或(b)近似完全均衡化信道估计(其可如先前关于例子e所描述而确定)卷积来确定中间均衡估计eqf：

(a)：

(b)：

图38示出对于例子f的安全信道估计cs3814和实际信道脉冲响应hcir3832(这些分布图与先前参看例子e所描述的那些分布图相同)。

图39示出通过将(a)经修改的互相关函数ccz与图38的安全信道估计cs3814卷积来获得中间均衡估计eqfa3934。

d.通过从安全信道估计cs中减去中间均衡估计eqf来确定近似部分均衡化信道估计capeq：

capeq＝cs-eqfa/fb

图40示出(初始)安全信道估计cs4014、实际信道脉冲响应hcir4032和从中间均衡估计eqfa3934牛成的近似部分均衡化信道估计capeq4040。近似部分均衡化信道估计capeq4040包含每个多路径分量的主瓣之前的经衰减旁瓣4020，所述旁瓣4020被衰减到足够低以允许检测到弱的第一路径(在第一路径之前无强旁瓣干扰)的水平。

例子e和例子f中所描述的途径提供先前关于例子a到d所描述的所有优势，且此外：

1)不需要不安全信道估计(其可使用包的前同步码确定)且因此可省略此处珲步骤。

2)使用安全信道估计其自身而非不安全信道估计为非安全估计和安全估计之间的信道脉冲响应的改变(例如当装置移动时)提供较好的稳健性。

例子g修改验证模式psrx以对互相关ccsrx应用部分均衡，由此减小关注区域中旁瓣的幅度。下文参看步骤(1)到(4)来描述优化在主瓣之前的旁瓣的例子g的一个实施方案：

1)使用信道脉冲响应中的nd芯片限定最早的可能大量的多路径分量(通常为视线组件)的到达时间和主信号的到达时间之间的最大预期延迟扩展。

2)使用k*nd芯片生成随机序列pstx，其中k是正整数。

3)计算和保存安全训练序列的自相关：对于nd-1元件或在主瓣(-(nd-1)＜n＜0)之前的分接头，

图41示出安全训练序列ccstx和在主瓣4114之前的nd-1分接头的自相关的例子。

4)计算rx模式：

a.使用发射器的相关序列pstx初始化接收器的相关模式psrx，psrx＝pstx。

b.使用安全训练序列的自相关函数ccstx初始化所发射安全训练序列和接收器的相关模式的互相关ccrx：ccsrx＝ccstx

c.使用nd芯片分离k个片段中的psrx∶psrx(n)＝{s0，s1，sk-1}(以便减少计算工作量)

d.限定优化准则(例如耳相关旁瓣的能量)

e.对于接收器的相关模式psrx的每一片段sl，检查反转m芯片的效应。

f.对于每一经反转的芯片sl(i)：

i.计算新互相关结果：

ii如果优化准则示出相比于ccsrx，的改善，那么将用作新ccsrx：

sl(i)＝-sl(i)

计算发射器的相关模式psrx的计算工作量可减少到自相关ccstx的nd-1元件的计算、k·m·(nd-1)标量加和优化准则的k·m计算。此外，仅通过优化主瓣之前的旁瓣，也可减少计算工作量，这是因为主瓣之后的旁瓣可能不是所关注的，因为它们不可表示最短的信号路径。

图42示出对于遍及发射的100个帧(对于k＝64、m＝16和nd＝64的例子)所发射安全训练序列和接收器的相关模式的互相关ccsrx的幅度相对于分接头索引分布图。相比于存在于主瓣4214之后的未校正的旁瓣4220b，主瓣4214之前(在时间上早于主瓣4214)的旁瓣4220a的幅度大体上减少。

图43示出例子f对所获得信道估计4342的效应。可以看出，目前弱的第一路径不再被较强路径的旁瓣隐藏。通过增大k和/或m，可进一步改善互相关属性。

举例来说，可在先前参看图11所描述的代码生成器810中实施例子g。可替换的是，可提供rx模式计算单元，以基于由代码生成器810生成的代码生成接收器的相关模式psrx。

图44示出信道估计生成器组件的部分，所述信道估计生成器组件类似于先前参看图11所描述的信道估计生成器组件且进一步包括rx模式计算单元4350，rx模式计算单元4350被配置成接收代码生成器810的输出且将相关模式psrx提供到符号相关器510。

例子g中所描述的途径提供额外优势：

1)不需要后处珲。

可在发射器处实施的例子h包括将跳时或脉位调制应用于包中的验证序列，以便减少安全训练序列中的自相关旁瓣。此例子中的接收器还被配置成接受例如可通过常规脉位解调而实现的此类经修改信号。

例子g到例子h中所描述的途径具有以下优势：

1)验证模式的互相关属性得到优化或改善，以减少旁瓣

2)不需要后处珲，以便移除不合需要的旁瓣

3)需要参考信道估计，以便移除互相关旁瓣

4)经修改验证模式使能够对于信道脉冲响应的改变(例如当装置移动时)改善稳健性。

因为所示出的例子大部分可使用本领域的技术人员所知的电子组件和电路来实施，所以为了理解和了解本发明的基本概念且为了不混淆或偏离本发明的教示，将不会以比上文所示的认为必要的任何更大程度解释细节。

在前述说明书中，已参考例子的特定例子而描述了本发明。然而，将显而易见的是，可在不脱离如所附权利要求书中所阐述的本发明的范围的情况下在本文中作出各种修改和改变且权利要求并不限于上文所描述的特定例子。

如本文中所论述的连接可以是适合于例如经由中间装置从相应节点、单元或装置传送信号或将信号传送到相应节点、单元或装置的任何类型的连接。因此，除非以其它方式暗示或陈述，否则连接可例如为直接连接或间接连接。连接可被示出或描述为单个连接、多个连接、单向连接或双向连接。然而，不同的例子可使连接的实施方案变化。举例来说，可使用单独的单向连接而不是双向连接，且反之亦然。此外，可使用以连续方式或以时分复用方式传送多个信号的单个连接来替代多个连接。同样地，可以将携载多个信号的单个连接分成携载这些信号的子集的各种不同连接。因此，存在用于传送信号的许多选项。

本领域的技术人员应认识到，逻辑块之间的边界仅是说明性的，且可替换的例子可合并逻辑块或电路元件，或对各种逻辑块或电路元件强加功能性的可替换的分解。因此，应珲解，在本文中描绘的架构仅仅是示例性的，且实际上，可以实施实现相同功能性的许多其它架构。举例来说，在图5所示出的例子中，序列检测器和代码生成器535已被示出和描述为单个逻辑块。然而，应了解，序列检测和代码生成功能可实施在单独的功能块中。

用于实现相同功能性的组件的任何布置有效地‘相关联’，以便实现所要的功能性。因此，本文中经组合以实现特定功能性的任何两个组件都可以被视为彼此‘相关联’，以便实现所要的功能性，而不管架构或中间组件如何。同样地，如此相关联的任何两个组件都还可以被视为彼此‘以可操作方式连接’或‘以可操作方式耦合’以实现所要的功能性。

此外，本领域的技术人员应认识到，上述操作之间的界限仅仅是说明性的。多个操作可组合成单个操作，单个操作可分散于额外操作中，且操作的执行可在时间上至少部分地重合。此外，可替换的例子可包括特定操作的多个实例，且在不同其它例子中可更改操作的次序。

此外，举例来说，例子或其部分可实施为物理电路系统的软件或代码表示或可转化成物理电路系统的逻辑表示，例如在任何适当类型的硬件描述语言中。

此外，本发明不限于在非可编程硬件中实施的物理装置或单元，而是还可以应用于能够通过根据适当的程序代码操作执行所要的装置功能的可编程装置或单元中，例如大型机、微型计算机、服务器、工作站、个人计算机、笔记本、个人数字助理、电子游戏、汽车和其它嵌入系统、蜂窝电话和各种其它无线装置，这些通常在本申请中表示为‘计算机系统’。

然而，其它修改、变化和可替换的方案也是可能的。因此，本说明书和图式应被视为具有说明性意义而非限制性意义。

在权利要求书中，放置在圆括号中的任何附图标记不应被解释为限制所述权利要求。词语‘包括’不排除除了权利要求书中所列的那些元件或步骤之外的元件或步骤的存在。此外，如本文中所用，术语‘一’被定义为一个或多于一个。另外，权利要求书中对例如‘至少一个’和‘一个或多个’的介绍性短语的使用不应被认作暗示由不定冠词‘一’引入的另一权利要求要素将包括此类所引入的权利要求要素的任何特定权利要求限制为仅包括一个此类要素的发明，即使是在同一个权利要求包括介绍性短语‘一个或多个’或‘至少一个’和例如‘一’的不定冠词时也如此。对于定冠词的使用也是如此。除非另有陈述，否则例如‘第一’和‘第二’等术语用于任意地区别此类术语所描述的元件。因此，这些术语未必意图指示这些元件的时间上的优先级或其它优先级。在彼此不同的权利要求中叙述某些措施这一单纯事实并不表示无法有利地使用这些措施的组合。