ITRM20120175A1

ITRM20120175A1 - Metodo per la stima e la rimozione del ritardo di multipath di segnali elettromagnetici, in particolare di repliche ssr.

Info

Publication number: ITRM20120175A1
Application number: IT000175A
Authority: IT
Inventors: Marco Patrizio De; Marzo Antonio Di
Original assignee: Selex Sistemi Integrati Spa
Priority date: 2012-04-24
Filing date: 2012-04-24
Publication date: 2013-10-25
Also published as: US20130282319A1; BR102013009851A2; CN103475429A; ES2527281T3; CN103475429B; MY157213A; EP2658132B1; EP2658132A1; US9465063B2; BR102013009851B1

Description

Metodo per la stima e la rimozione del ritardo di multipath di segnali elettromagnetici, in particolare di repliche SSR

La presente invenzione riguarda un metodo per la stima e la rimozione del ritardo di multipath di segnali elettromagnetici, in particolare di repliche SSR.

PiÃ¹ precisamente, la presente invenzione riguarda un metodo di stima e correzione del ritardo di multipath, attraverso l'analisi della distorsione della funzione di autocorrelazione di ogni singolo impulso ricevuto con quello di un impulso ideale; in base alla distorsione ottenuta rispetto alla funzione di correlazione ideale, si risale alla variazione dei parametri dell'impulso e si stima l'effetto del multipath da portare in compensazione sulla stima del tempo di arrivo ("Time of Arrivai", TOA) del segnale elettromagnetico .

Con il termine "multipath" si intende il fenomeno di sovrapposizione di un'onda elettromagnetica in ricezione con le riflessioni della stessa generate dall'ambiente circostante che subiscono anche attenuazioni differenti (cfr. figura 1). Per effetto del multipath, il ricevitore RX viene raggiunto oltre che dal segnale diretto trasmesso dalla sorgente TX lungo la congiungente (LOS - Line Of Sight), anche dal segnale che ha percorso cammini diversi ed ha raggiunto il ricevitore RX dopo successive riflessioni da parte degli oggetti circostanti, conseguentemente con un tempo di ritardo rispetto al segnale diretto. Il problema del multipath Ã ̈ presente in molti sistemi RF, ad esempio i ricevitori GPS, ricevitori GSM, ecc.

E' molto importante la stima e la cancellazione del ritardo di multipath sulle repliche SSR dei sistemi di sorveglianza aerea. Un sistema di localizzazione aerea utilizzato Ã ̈ la multilaterazione, sia locale in aeroporto ( "on-ground") e in zone di avvicinamento ("on-air"), sia Wide Area on-air TMA ("Traffic Management Advisor") e "En-Route", benchÃ© la tecnica possa essere usata anche in altri ambiti non aeronautici.

La multilaterazione Ã ̈ un sistema di localizzazione di un target basato sulla misura del tempo di arrivo (TOA - "Time Of Arrivai") delle repliche SSR trasmesse dal target stesso. Per target si intende un qualsiasi velivolo dotato di trasponder avionico in grado di trasmettere repliche SSR di modo A/C/S. Il sistema di multilaterazione consente di stimare la posizione del trasponder usando le misure di TOA del segnale trasmesso dal target e ricevuto da diversi sensori dislocati in diverse posizioni accuratamente note a priori. Lo scenario applicativo di un sistema di multilaterazione Ã ̈ quindi uno scenario complesso in cui le infrastrutture presenti in aeroporto giocano un ruolo fondamentale nella generazione del multipath; infatti i terminal, le aree di parcheggio, gli aerei parcheggiati e quant'altro sono in grado di generare riflessioni e dare vita a fenomeni di multipath. L'effetto del multipath sul sistema Ã ̈ duplice: da una parte esso crea una condizione di offset sulla posizione reale del target, dall'altra introduce rumore sulla stima della posizione.

Facendo riferimento ai grafici (a)-(g) delle figure 2 e 3, come noto il multipath ha un effetto sul preambolo delle repliche di modo A/C/S. Nell'esempio si riporta solo l'effetto sul modo S, con il livello del segnale riflesso ridotto di circa 3⁄4 rispetto a quella che sarebbe l'ampiezza del segnale diretto LOS ("Line of Sight", cfr. figura 1) sul ricevitore, in fase (figura 2) ed in controfase (figura 3). L'esempio riportato si riferisce ad un caso in cui il segnale riflesso dal target Ã ̈ ritardato a passi di 200 ns rispetto al raggio diretto LOS.

La stima del tempo di arrivo viene fatta utilizzando un opportuno correlatore che correla il segnale ricevuto dal target (con sovraimpresso il multipath) con una opportuna matrice di preambolo standard precaricata nel ricevitore stesso. In questo modo, in modo noto si ottiene il tempo di arrivo in corrispondenza del massimo della funzione di correlazione.

Il fenomeno del multipath tende a deformare il segnale in uscita dal correlatore con conseguente effetto sulla stima del tempo di arrivo. Quanto detto Ã ̈ confermato in figura 4. Come si puÃ² osservare la funzione di correlazione (figura 4 (b)) subisce una deformazione che si traduce nello spostamento del picco di correlazione e quindi in un errore nella stima del tempo di arrivo. In figura 5 si riportano gli effetti del multipath sulla stima del tempo di arrivo sul singolo impulso SSR al variare di:

â€¢ percentuale (K) dell'ampiezza del segnale riflesso rispetto al diretto;

â€¢ ritardo (in ns) del segnale riflesso rispetto al diretto;

â€¢ differenza di fase tra segnale riflesso e diretto (K positivo per tutte le curve al di sopra dello zero e negativo per le curve al di sotto dello zero): le curve con ordinata maggiore in valore assoluto sono riferite a K maggiori in valore assoluto.

Di conseguenza, l'errore introdotto Ã ̈ direttamente proporzionale all'ampiezza dell'onda riflessa, il grafico di figura 5 mostra una sintesi dell'errore introdotto dal multipath sulla stima del tempo di arrivo del LOS ideale ed Ã ̈ parametrizzato per valori dell'ampiezza riflessa che vanno da 0,1 a 0,5 dell'ampiezza di segnale. Per valori di ritardo inferiori a 100 ns, l'effetto del ritardo introdotto dal multipath Ã ̈ ritenuto trascurabile.

Scopo della presente invenzione Ã ̈ quello di fornire un metodo per la stima (e successiva cancellazione) del ritardo di multipath che risolva i problemi e superi gli inconvenienti della tecnica anteriore.

E' oggetto della presente invenzione un metodo per la stima del ritardo del tempo di arrivo di segnali elettromagnetici affetti da multipath, in particolare di repliche SSR, comprendente l'esecuzione delle seguenti fasi:

Al. campionamento di un segnale elettromagnetico ricevuto da un'antenna, con un passo di campionamento p>0 che produce 2k+l campioni con k intero positivo;

A2. calcolo della funzione di autocorrelazione del segnale elettromagnetico campionato;

caratterizzato dal fatto di eseguire le seguenti ulteriori fasi:

B. per un impulso di detto segnale elettromagnetico, e per ogni valore di ...M, dove m e M sono numeri interi positivi, eseguire le seguenti sottofasi:

B1. scegliere un insieme di N punti a destra del massimo di detta funzione di autocorrelazione, e N punti a sinistra di detto massimo, con N intero positivo minore di k;

B2. Calcolare un primo polinomio interpolante i punti di detto insieme di N punti a destra e un secondo polinomio interpolante i punti di detto insieme di N punti a sinistra,

B3. Calcolare il punto di intersezione di detto primo e detto secondo polinomio interpolante, e la distanza in ascisse Tratra detto punto di intersezione ed il massimo di detta funzione di autocorrelazione;

C. a partire da un segnale elettromagnetico ideale con uguali impulsi a periodicitÃ T<1>:

CI. Ritardare ogni impulso di detto segnale elettromagnetico ideale di un tempo differente predefinito fino a ritrovare la stessa periodicitÃ T<1>, ottenendo un segnale ritardato;

C2. Moltiplicare L volte, con L intero positivo, il segnale ritardato della fase CI per un coefficiente h di volta in volta diverso, h essendo un numero reale compreso tra -1 e 1, e sommare il risultato della moltiplicazione a detto segnale elettromagnetico ideale, ottenendo L segnali elettromagnetici composti che simulano differenti effetti di multipath e per i quali si conosce per costruzione il tempo di arrivo ideale in assenza di multipath;

C3. Stimare il tempo di arrivo di ciascuno detti L segnali elettromagnetici composti, ottenendo una stima del tempo di arrivo per costruzione avente un errore di stima dovuto all'effetto di multipath calcolato come differenza tra il tempo di arrivo ideale e quello stimato;

C4. Eseguire le fasi Al,A2 ,B1,B2,B3 su detto segnale elettromagnetico composto, ottenendo IÃŒXM valori simulati di distanza in ascisse T<S>i, i...T<s>M,Ltra detto punto di intersezione ed il massimo di detta funzione di autocorrelazione per gli L impulsi elettromagnetici composti;

C5. Associare a ciascuno di detti LxM valori simulati di distanza T<s>i, 1...T<S>M,Lil corrispondente errore di stima e<S>i,i...e<s>M L;

D. Individuare tra i valori T<S>1|1...T<S>MJL, i valori simulati T<S>i...T<s>MpiÃ¹ vicini ai valori Ti...TM;

E. Associare a detti valori Ti...TMgli errori di stima relativi ai valori T<S>1.â€žT<S>M;

F. utilizzare una analisi statistica della distribuzione degli errori di stima ottenuti nella fase E, per ridurre la deviazione standard di detta distribuzione e selezionare un sottoinsieme e!...evdegli errori di stima piÃ¹ vicini tra loro; G. effettuare una media di detti e!...ev, ottenendo un valore medio e che Ã ̈ assunto come errore di stima di detto segnale elettromagnetico ricevuto da un'antenna.

L'analisi statistica a cui ci si riferisce Ã ̈ fatta secondo la tecnica nota, esistono molti modi in letteratura per ridurre la deviazione standard.

Preferibilmente secondo 1'invenzione, la fase C5 viene effettuata come costruzione di una tabella di look-up e le fasi E e D sono effettuate utilizzando detta tabella di look-up.

In pratica, l'uso della tabella di look-up implementa un meccanismo di "best fit" confrontando i coefficienti trovati con i valori di multipath relativi alle curve simulate; il confronto puÃ² essere anche realizzato cercando il minimo di un funzionale che include tutti i coefficienti trovati e simulati.

Il numero reale h rappresenta come il segnale riflesso si accoppia con il segnale della LOS, e tiene conto anche della fase. L'altro parametro dell'accoppiamento Ã ̈ il ritardo. Si osserva che il minimo incremento del ritardo non puÃ² essere inferiore al passo di campionamento.

Preferibilmente secondo l'invenzione, le sottofasi della fase B sono:

Bl. scegliere due coppie di punti simmetricamente da un lato e dall'altro dell'asse di ordinate passante per il punto di massimo della funzione di autocorrelazione, aventi coordinate Xi(m,Yi,w/X2lm,Y2lmper la prima coppia a sinistra di detto asse e X3,m,Y3im, Xi.m,Y4,wper la seconda coppia a destra di detto asse;

B2. Calcolare i due coefficienti angolari a<L>riidelle due rette passanti rispettivamente per i punti di detta prima e detta seconda coppia di punti;

B3. Calcolare un valore di stima Tmdell'effetto di multipath secondo la relazione:

Tm{Y,.mY4.J+d/2({am+a<R>my (a<L>ma<R>m))

in cui d Ã ̈ la distanza dei due punti delle due coppie immediatamente a fianco dell'asse passante per detto massimo della funzione di autocorrelazione.

Preferibilmente secondo l'invenzione, il numero di valori di detta tabella di look-up della matrice dipende dall'intervallo di campionamento temporale p del campionamento della fase Al.

Preferibilmente secondo l'invenzione, detto segnale elettromagnetico Ã ̈ costituito da una replica SSR, e le fasi da A a G sono applicate ad ogni singolo impulso di detta replica SSR ottenendo una corrispondente pluralitÃ di valori di ritardo di multipath, detta pluralitÃ di valori essendo sottoposta ad ulteriore analisi statistica per determinare il migliore valore di stima del ritardo di multipath per l'intera replica SSR.

Ad esempio, l'analisi statistica puÃ² determinare ed eliminare eventuali valori corrispondenti a distorsioni del segnale che non dipendono dall'effetto Multipath, e calcolare la media dei valori buoni come valore finale del Multipath.

E' ulteriore oggetto specifico della presente invenzione un programma per elaboratore, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi a codice configurati in modo che, quando sono eseguiti su un elaboratore elettronico, eseguono il metodo oggetto dell'invenzione.

E' ulteriore oggetto specifico della presente invenzione un supporto di memoria tangibile leggibile da un elaboratore elettronico, caratterizzato dal fatto che su di esso Ã ̈ memorizzato il programma per elaboratore oggetto dell'invenzione.

E' ulteriore oggetto specifico della presente invenzione un elaboratore elettronico, caratterizzato dal fatto di avere installato il programma per elaboratore oggetto dell'invenzione.

L'invenzione verrÃ ora descritta a titolo illustrativo ma non limitativo, con particolare riferimento ai disegni delle figure allegate, in cui:

- la figura 1 mostra uno schema di situazione in cui si crea un effetto di multipath, secondo la tecnica nota,·

- la figura 2 mostra degli esempi dell' effetto del multipath sul preambolo delle repliche Modo Îž ove il livello del segnale riflesso Ã ̈ ridotto di circa 3⁄4 rispetto al segnale proveniente dalla LOS sul ricevitore, sia in fase che con tempi di ritardo variabili (a passi di 200 ns, 5 passi) rispetto al raggio diretto LOS, con segnale di multipath in fase, secondo la tecnica nota;

- la figura 3 mostra una situazione uguale a quella della figura 2 ma nel caso di controfase;

- la figura 4 mostra un effetto di deformazione del segnale in uscita dal correlatore dovuta al fenomeno del multipath, mostrando in (a) il caso di autocorrelazione ideale, e in (b) il caso di autocorrelazione reale con multipath;

- la figura 5 mostra un esempio di sintesi dell'errore introdotto dal multipath parametrizzato per valori dell'ampiezza riflessa che vanno da 0,1 a 0,5 volte l'ampiezza del segnale, secondo la tecnica nota;

- la figura 6 mostra in (a) una funzione di correlazione affetta da multipath, ed in (b) una funzione di correlazione non affetta da multipath; - la figura 7 mostra un diagramma misto a blocchi e di flusso illustrante una porzione del metodo secondo l'invenzione a partire dalla ricezione delle repliche;

- la figura 8 mostra un diagramma misto a blocchi e di flusso illustrante una porzione del metodo secondo l'invenzione;

- la figura 9 mostra un diagramma misto a blocchi e di flusso illustrante una porzione del metodo secondo l'invenzione;

- la figura 10 mostra un esempio di spostamento temporale di un segnale ideale a fini del metodo dell'invenzione.

I segnali (repliche) ricevuti dalle varie sorgenti (diretta o riflesse) sono filtrati e convertiti in banda base (downconversion). Subito dopo tali segnali sono campionati, passando quindi in tempo discreto.

La stima del multipath secondo l'invenzione Ã ̈ realizzata calcolando a priori la distorsione di almeno un singolo impulso ideale (in particolare vantaggiosamente il primo impulso nel caso di modo S) del segnale attraverso la funzione di autocorrelazione per un numero discreto di valori del ritardo. In figura 10 Ã ̈ esemplificato lo spostamento temporale per un segnale ideale con impulsi di periodo T.

In base alla distorsione ottenuta dalla funzione di correlazione ideale (riportata nella figura 4 (a)) si puÃ² risalire alla variazione dei parametri dell'impulso e stimare l'effetto del multipath da portare in compensazione sulla stima del TOA.

Il fatto di prendere almeno un singolo impulso risponde alla necessitÃ di applicare il metodo dell'invenzione su impulsi "puliti", ovvero che non sono stati distrutti da un'interferenza di fruitÃ¬ng {"False Replies Unsynchronized In Time", FRUIT).

L'invenzione consente anzitutto di stimare l'offset generato dal multipath sul tempo di arrivo (TOA). La tecnica utilizza un meccanismo che valuta per ogni impulso del segnale SSR l'effetto della distorsione introdotto dalle repliche riflesse.

Una caratteristica base del metodo consiste nel campionamento di ciascun impulso del segnale in arrivo con un passo di campionamento p, ottenendo 2k+J campioni, ovvero k campioni a sinistra del massimo dell'impulso e k campioni a destra del massimo dell'impulso.

Vengono poi scelti uno o piÃ¹ sottoinsiemi di campioni sui cui si applicano le elaborazioni del metodo secondo l'invenzione. Per ogni sottoinsieme, un modulo stimatore stima l'effetto di multipath sull'impulso considerato.

In una forma di realizzazione preferita, ogni modulo stimatore valuta la pendenza della funzione di correlazione {funzione a campana riportata in figura 6 (a) nella forma ideale senza multipath) sulla sua parte sinistra e sulla sua parte destra. In particolare, la pendenza viene ottenuta utilizzando diverse coppie di campioni, i quali formano detto sottoinsieme. Di seguito si riporta un esempio di due rette interpolanti tracciate sulla funzione di autocorrelazione, in riferimento alla figura 6.

Indichiamo con l'apice "L" il generico elemento (campione, coefficiente, valore) riferito alla parte sinistra della funzione di correlazione e con l'apice "R" gli analoghi elementi riferiti alla parte destra della funzione di autocorrelazione dell'impulso (a sinistra/destra dell'asse di ordinate passante per il massimo della funzione di correlazione). Indichiamo inoltre con il pedice m il contatore (intero positivo) dei vari sottoinsiemi di campioni con cui si effettua la stima. I quattro campioni hanno coordinate Xi,m,Yi,m.

X2,m,Y2,mper la prima coppia a sinistra di detto asse e Xim,YÃ¬.m,X4.m,Y4,mper la seconda coppia a destra di detto asse, ove X;,mÃ ̈ simmetrico a X4,mrispetto all'asse cosÃ¬ come X2.mÃ ̈ simmetrico a XÃ¬m.

E' qui da notare che quando si riceve l'impulso e si calcola la funzione di autocorrelazione, si individua il massimo e si pone l'asse delle ordinate in corrispondenza di tale massimo. Partendo dai valori dei campioni, Ã ̈ possibile ricavare i coefficienti angolari delle rette passanti per l'insieme dei quattro punti, denotati da a e dati dalle seguenti espressioni: dove con C() Ã ̈ denotata la funzione di autocorrelazione suddetta.

Nel caso ideale, ossia in assenza di multipath, i due coefficienti a<L>me a<R>msono uguali in valore assoluto e l'intersezione delle due rette corrisponderebbe ad una ascissa pari a zero. Nel caso di effetto di multipath, i coefficienti risultano essere diversi e si manifesterÃ un offset Trasull'ascissa, correiabile ad una variazione del tempo di arrivo dell'impulso. Tale offset si calcola come:

Tm= C(X3m)-C(X2.m)+d/2(a<R>m-a<L>m)/(a<L>m-a<R>m) (l)

L'espressione (1) Ã ̈ derivata come segue. Sia y<L>m= a<L>mx b<L>ml'equazione della retta relativa alla parte sinistra della funzione di correlazione e sia indicata con yPm= x b<R>ml'equazione della retta che interessa la parte destra della funzione di correlazione.

Mettendo a sistema le due precedenti equazioni delle due rette, si trova il punto di intersezione delle due rette la cui ascissa rappresenterÃ l'offset Tmdel massimo della funzione di correlazione distorta a causa del ritardo da multipath approssimata linearmente con la scelta dei quattro campioni. In particolare si trova che:

Ora si ha che b<L>m= }j>m+ <^m<x>d/2 e b<R>m= y3â€ž,+ a<R>mx d/2, in cui d {pari a X3,m-X2,m) Ã ̈ la generica distanza tra i due campioni (la distanza temporale tra il punto di massimo ed il campione Ã ̈ quindi d/2). Sostituendo queste espressioni nella (2), si ottiene quindi la stima dell'offset:

Tm= (Vj.m -YZm)+ d/2(Î› -a<L>m)/(a<L>m-cfm) (3)

che rappresenta l'offset della funzione di correlazione per le coppie di campioni a sinistra della funzione di correlazione e a destra della funzione di correlazione.

Questo principio viene ripetuto per diverse scelte delle quadruple di campioni distribuiti opportunamente lungo la funzione di correlazione. L'utilizzo di campioni distribuiti in diversi punti della funzione di correlazione consente di stimare con maggiore accuratezza il multipath. L'effetto che si ottiene sulla funzione di correlazione Ã ̈ un insieme di rette distribuite lungo il fronte di salita e lungo il fronte di discesa.

Nel caso particolare che i campioni Yj:me Yzmsiano scelti per ogni quadrupla come i campioni immediatamente adiacenti al punto di massimo (a distanza pari al passo di campionamento p), si avrÃ che d = 2p . In modo vantaggioso, la scelta delle quadruple prosegue mantenendo fissi i campioni YÃ¬me e selezionando i campioni Yime Yjmfra i restanti 2k - 4 campioni rappresentativi del segnale di replica.

La figura 7 illustra il metodo generale.

Facendo riferimento alla figura 8, per ognuna di queste coppie di campioni viene valutato, secondo la (1), il contributo di multipath introdotto.

Nella figura 8 ciascun blocco "Coeff. Estimator" calcola i coefficienti delle rette di approssimazione relativi ad una singola quadrupla. Il corrispondente blocco 'MEstimator' determina il valore di stima secondo la (1) a partire dall'uscita del blocco "Coeff. Estimator" . Infine le uscite di tutti i blocchi 'MEstimator', che implementano l'equazione (1) per ciascuna quadrupla vengono inviate al blocco "Selector" della figura 9 che valuta la consistenza della stima e seleziona il valore di correzione da applicare al tempo di arrivo.

Il blocco "selector" indicato nella figura 8 Ã ̈ convenientemente implementabile mediante una LUT ("Look Up Table") e definisce una relazione tra le uscite dei diversi Multipath Estimator e la stima effettiva del multipath. In figura 9 Ã ̈ fornita una rappresentazione semplificata del modello con il blocco Selector.

La LUT Ã ̈ solo un esempio realizzativo di un confronto dei valori stimati di ritardo di multipath con delle curve simulate, ciascuna curva simulata essendo univocamente associata a caratteristiche di multipath pre-determinate. La simulazione puÃ² essere realizzata con un puro calcolo (software) oppure utilizzando un apparato di simulazione in cui si applica una distorsione pre-determinata del segnale. Invece della LUT, si puÃ² minimizzare un funzionale con i coefficienti delle rette stimate e delle rette relative a curve simulate equivalenti agli impulsi affetti da multipath, per individuare la curva simulata che meglio si avvicina alla stima ed il relativo valore di offset.

La dimensione della LUT Ã ̈ pari al numero di stime di multipath effettuate su altrettante quadruple. Naturalmente, la grandezza della LUT (numero di valori per dimensione) Ã ̈ determinata dal passo di campionamento temporale.

Riassumendo, blocchi multipli MEstimator valutano le diverse correzioni del tempo di arrivo Tmper diversi valori di m, stimando la distorsione basata sul un modello matematico capace di valutare accuratamente la variazione dei parametri caratteristici degli impulsi ricevuti rispetto a quelli di un impulso ideale, come sopra descritto. L'output di questo stimatore di distorsione Ã ̈ un valore che sintetizza l'effetto di distorsione introdotto dal multipath.

Successivamente, si seleziona il valore di stima piÃ¹ coerente e si identifica una corrispondenza univoca tra l'offset introdotto dal multipath sulla replica SSR e il suddetto valore coerente. Le operazioni di selezione e di individuazione di corrispondenza commutano e quindi possono essere eseguite in qualsiasi ordine.

La selezione del valore coerente si effettua attraverso un'analisi statistica della distribuzione dei valori stimati o simulati.

L'individuazione della corrispondenza Ã ̈ espressa per mezzo di una funzione (LUT) che associa ad ognuno dei parametri sintetici della replica SSR un valore di offset temporale nella stima del tempo di arrivo.

Invece delle quadruple di campioni, si possono utilizzare un numero qualsiasi di campioni (almeno tre) e trovare la migliore polinomiale correlante, ed utilizzare poi la LUT o il funzionale come sopra.

Tra le caratteristiche innovative della presente invenzione ci sono:

1. la cancellazione di multipath in tempo reale (applicazione del fattore correttivo) : il processo di elaborazione Ã ̈ eseguito in tempo reale durante la decodifica di ogni singola replica SSR;

2. la stima pesata dell'offset, basata sui contributi dei singoli offset, associato alle vari repliche, e alla confidenza dei rispettivi impulsi.

Il metodo secondo l'invenzione Ã ̈ applicabile a vari campi delle telecomunicazioni, ed in particolare ai radar SSR.

In quel che precede sono state descritte le preferite forme di realizzazione e sono state suggerite delle varianti della presente invenzione, ma Ã ̈ da intendersi che gli esperti del ramo potranno apportare modificazioni e cambiamenti senza con ciÃ² uscire dal relativo ambito di protezione, come definito dalle rivendicazioni allegate.

Claims

RIVENDICAZIONI 1) Metodo per la stima del ritardo del tempo di arrivo di segnali elettromagnetici affetti da multipath, in particolare di repliche SSR, comprendente l'esecuzione delle seguenti fasi: Al. campionamento di un segnale elettromagnetico ricevuto da un'antenna, con un passo di campionamento p>0 che produce 2k+l campioni con k intero positivo; A2. calcolo della funzione di autocorrelazione del segnale elettromagnetico campionato; caratterizzato dal fatto di eseguire le seguenti ulteriori fasi: B. per un impulso di detto segnale elettromagnetico, e per ogni valore di m-J...M, dove m e M sono numeri interi positivi, eseguire le seguenti sottofasi: Bl. scegliere un insieme di N punti a destra del massimo di detta funzione di autocorrelazione, e N punti a sinistra di detto massimo, con N intero positivo minore di k; B2. Calcolare un primo polinomio interpolante i punti di detto insieme di N punti a destra e un secondo polinomio interpolante i punti di detto insieme di N punti a sinistra, B3. Calcolare il punto di intersezione di detto primo e detto secondo polinomio interpolante, e la distanza in ascisse Tmtra detto punto di intersezione ed il massimo di detta funzione di autocorrelazione, Tmrepresentando un valore di stima dell'effetto multipath; C. a partire da un segnale elettromagnetico ideale con uguali impulsi a periodicitÃ T<1>: CI. Ritardare ogni impulso di detto segnale elettromagnetico ideale di un tempo differente predefinito fino a ritrovare la stessa periodicitÃ T<1>, ottenendo un segnale ritardato; C2. Moltiplicare L volte, con L intero positivo, il segnale ritardato della fase CI per un coefficiente h di volta in volta diverso, h essendo un numero reale compreso tra -1 e 1, e sommare il risultato della moltiplicazione a detto segnale elettromagnetico ideale, ottenendo L segnali elettromagnetici composti che simulano differenti effetti di multipath e per i quali si conosce per costruzione il tempo di arrivo ideale in assenza di multipath; C3. Stimare il tempo di arrivo di ciascuno detti L segnali elettromagnetici composti, ottenendo una stima del tempo di arrivo per costruzione avente un errore di stima dovuto all'effetto di multipath calcolato come differenza tra il tempo di arrivo ideale e quello stimato; C4. Eseguire le fasi Al,A2,B1,B2,B3 su detto segnale elettromagnetico composto, ottenendo LxM valori simulati di distanza in ascisse T<s>1(tra detto punto di intersezione ed il massimo di detta funzione di autocorrelazione per gli L impulsi elettromagnetici composti; C5. Associare a ciascuno di detti LxM valori simulati di distanza T<S>i, i...T<s>MrLil corrispondente errore di stima e<S>ii...e<s>M,L; D. Individuare tra i valori T<s>lrl...T<s>MiL, i valori simulati T<S>iâ€ž.T<s>MpiÃ¹ vicini ai valori Tiâ€ž.TMdella fase B; E. Associare a detti valori Ti...TMgli errori di stima relativi ai valori T<S>1...T<S>M; F. utilizzare una analisi statistica della distribuzione degli errori di stima ottenuti nella fase E, per ridurre la deviazione standard di detta distribuzione e selezionare un sottoinsieme ei...evdegli errori di stima piÃ¹ vicini tra loro; G. effettuare una media di detti e^-ev, ottenendo un valore medio e che Ã ̈ assunto come errore di stima di detto segnale elettromagnetico ricevuto da un'antenna.
2) Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che le sottofasi della fase B sono piÃ¹ specificamente: B1. scegliere due coppie di punti simmetricamente da un lato e dall'altro dell'asse di ordinate passante per il punto di massimo della funzione di autocorrelazÃ¬one, aventi coordinate Xlrm,Yltm, X2,m, per la prima coppia a sinistra di detto asse e Xj,m,Yj,m/X4,m,y4,mper la seconda coppia a destra di detto asse; B2. Calcolare i due coefficienti angolari a<L>m,a<R>mdelle due rette passanti rispettivamente per i punti di detta prima e detta seconda coppia di punti; B3. Calcolare un valore di stima Tmdell'effetto di multipath secondo la relazione: Tm= ( Yi,m- Y4.m)+ d/2( {al·m+ a<R>m)l (a<L>m- a<R>m)) in cui d Ã ̈ la distanza dei due punti delle due coppie immediatamente a fianco dell'asse passante per detto massimo della funzione di autocorrelazione.
3) Metodo secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che la fase C5 viene effettuata come costruzione di una tabella di look-up e le fasi E e D sono effettuate utilizzando detta tabella di look-up.
4) Metodo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che il numero di valori di detta tabella di look-up dipende dall'intervallo di campionamento temporale p del campionamento della fase Al.
5) Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 4, caratterizzato dal fatto che detto segnale elettromagnetico Ã ̈ costituito da una replica SSR, e le fasi da A a G sono applicate ad ogni singolo impulso di detta replica SSR ottenendo una corrispondente pluralitÃ di valori di ritardo di multipath, detta pluralitÃ di valori essendo sottoposta ad ulteriore analisi statistica per determinare il migliore valore di stima del ritardo di multipath per l'intera replica SSR.
6) Programma per elaboratore, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi a codice configurati in modo che, quando sono eseguiti su un elaboratore elettronico, eseguono il metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 5.
7) Supporto di memoria tangibile leggibile da un elaboratore elettronico, caratterizzato dal fatto che su di esso Ã ̈ memorizzato il programma per elaboratore della rivendicazione 6.
8) Elaboratore elettronico, caratterizzato dal fatto di avere installato il programma per elaboratore secondo la rivendicazione 6.