使用無線電信號確定位置的方法和裝置的制造方法
【專利說明】
[0001 ] 本申請是分案申請，原申請的申請?zhí)枮?01080066547.1，申請日為2010年3月1日， 發(fā)明名稱為"使用無線電信號確定位置的方法和裝置"。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明的實施例設(shè)及定位。更具體地，設(shè)及使用無線電信號定位的方法、裝置、模 塊、忍片集或計算機(jī)程序。
【背景技術(shù)】
[0003] 存在多種用于使用射頻信號確定裝置的位置的已知技術(shù)。一些流行的技術(shù)設(shè)及全 球定位系統(tǒng)(GPS)的使用，其中多個繞地球的衛(wèi)星發(fā)射使得GPS接收器能夠確定其位置的射 頻信號。然而，在確定室內(nèi)精確位置時，GPS通常不是十分有效。
[0004] -些非GI^定位技術(shù)使得裝置能夠確定其室內(nèi)位置。然而，運些技術(shù)中的一些無法 得到確定的精確位置，而其他則對便攜式裝置中簡單使用來說太復(fù)雜。例如，在可能需要執(zhí) 行并行功能的便攜式裝置中提供執(zhí)行所述技術(shù)所需的處理功率的量可能不實際。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 根據(jù)本發(fā)明的各個實施例，提供一種方法，包括:在裝置處檢測來自第一位置的一 個或多個無線電信號；使用一個或多個檢測的無線電信號估算來自所述第一位置的方位； 和使用所述方位估算來確定在定位該裝置之前是否需要對一個或多個無線電信號的進(jìn)一 步檢測;和使用方位和限制信息定位該裝置。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的各個實施例，提供一種裝置，包括:接收器，配置為檢測來自第一位 置的一個或多個無線電信號；處理電路，配置為使用一個或多個檢測的無線電信號估算來 自所述第一位置的所述裝置的方位;和配置為使用所述方位估算來確定在定位該裝置之前 是否需要對一個或多個無線電信號的進(jìn)一步檢測;和配置為使用方位和限制信息定位該裝 置。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的各個實施例，提供一種裝置，包括:用于在裝置處檢測來自第一位置 的一個或多個無線電信號的部件;用于使用一個或多個檢測的無線電信號估算來自所述第 一位置的方位的部件;和用于使用所述方位估算來確定在定位該裝置之前是否需要對一個 或多個無線電信號的進(jìn)一步檢測的部件;和使用方位和限制信息定位該裝置的部件。
[000引根據(jù)本發(fā)明的各個實施例，提供一種模塊，包括:處理電路，配置為使用一個或多 個檢測的無線電信號估算方位;和配置為使用所述方位估算來確定在確定位置之前是否需 要對一個或多個無線電信號的進(jìn)一步檢測;和配置為使用方位和限制信息確定裝置。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的各個實施例，提供一種計算機(jī)程序，包括計算機(jī)可讀指令，當(dāng)加載至 處理器中時能夠執(zhí)行:使用一個或多個檢測的無線電信號估算方位;使用所述方位估算來 確定在確定位置之前是否需要對一個或多個無線電信號的進(jìn)一步檢測;和使用方位和限制 信息確定裝置。
[0010] 本發(fā)明的一些實施例自適應(yīng)地使用不同的定位策略。
[0011] -些實施例中，僅在需要時使用例如距離測量的雙向通信。運減少了功耗，并且更 有效地共享用于通信的無線電頻譜，同時仍舊提供精確的定位。
[0012] -些實施例中，定位方法是動態(tài)地自適應(yīng)的，并在需要但是僅需要精確定位時獲 取新限制信息。
[0013] -些實施例中，定位方法是動態(tài)地自適應(yīng)的，并僅在可能改善定位的精度時通過 測距獲取新限制信息。
【附圖說明】
[0014] 為了更好地理解本發(fā)明的各個實施例，現(xiàn)在參照僅作為實例附圖，其中：
[0015] 圖1示出從發(fā)射器接收無線電信號的裝置；
[0016] 圖2A是發(fā)射器裝置的示意圖；
[0017] 圖2B是接收器裝置的示意圖；
[0018] 圖3是估算裝置的位置的方法的流程圖；
[0019] 圖4示出使用位移或距離作為限制估算裝置的位置的示意圖；
[0020] 圖5示出使用來自另一位置的附件方位作為限制估算裝置的位置的示意圖；和
[0021] 圖6示意性示出用于測距的雙向通信；
[0022] 圖7示意性示出估算裝置的位置的方法的實例;和
[0023] 圖8示意性示出估算裝置的位置的方法的實例。
【具體實施方式】
[0024] 附圖示出在裝置10處檢測來自第一位置80的無線電信號50;使用一個或多個檢測 的無線電信號估算來自第一位置80的方位82;和使用方位估算82來確定在定位該裝置10之 前是否需要對一個或多個無線電信號的進(jìn)一步檢測；和使用方位和限制信息定位該裝置 10。
[0025] 圖1示出在建筑物94的地面100上的位置95處的一個人92(攜帶接收器裝置10)。建 筑物94可W是例如購物中屯、或會議中屯、。
[0026] 基站發(fā)射器30位于建筑物94的位置80處。在所示實例中，位置80在建筑物94的天 花板上（即天花板(overhead)內(nèi)表面），但是在其他方案中，發(fā)射器可位于其他位置，例如墻 壁上。
[0027] 位置80在由建筑物的地面100上的標(biāo)號70所示的點的正上方。發(fā)射器30用于使得 裝置10的用戶（例如人92)確定他的位置95,但是運不一定是發(fā)射器30提供的唯一功能。例 如，發(fā)射器30可W是例如經(jīng)由無線局域網(wǎng)(WLAN)無線電信號向裝置10的用戶提供無線因特 網(wǎng)接入的收發(fā)器的一部分。
[0028] 通過沿著方位82(圖4所示）指定位置來定義人92的位置95,所述方位82從發(fā)射器 30的位置80通過裝置10的位置95延續(xù)(run)。通過仰角Θ和方位角Φ來定義方位82。
[0029] 圖2A示意性示出基站發(fā)射器30的一個實例。發(fā)射器30包括控制器33、發(fā)射器電路 34和天線陣列36,天線陣列36包括發(fā)射各自的無線電信號504、508、500，的多個天線元件 32A、32B、32C。
[0030] 發(fā)射器30可周期性地發(fā)射單向無線電信號50作為信標(biāo)。同時向多個裝置廣播信 標(biāo)。
[0031] 在所示實例中，W時分多路復(fù)用的方式經(jīng)由天線元件32的陣列36發(fā)射分離的 (separate)信號50。使用交換機(jī)38, W預(yù)定順序逐個地將天線元件32中的每一個連接至發(fā) 射器電路％。因此，W不同的帖隙按序發(fā)送來自不同天線元件32A、32B、32C的無線電信號 50A、50B、50C。
[0032] 在圖中，僅示出3個不同位移的（displaced)天線元件32,但是，在實際應(yīng)用中可使 用更多天線元件32。例如，可在半球的表面上分布16個貼片天線元件。3是在接收器裝置10 處能夠確定方位82所需的無線電信號的最小數(shù)目。
[0033] 其他實施例中，可存在與每個天線元件32相關(guān)的獨立的發(fā)射器電路34。運個實施 例中，可并行發(fā)射信號50的一個或多個。
[0034] 每個信號50具有使其能夠被接收器裝置10區(qū)分的特性。該特性可W是信號自身的 特征，例如，已經(jīng)被調(diào)制到載波上的代碼序列，或者可W是該信號相對于其他信號的位置的 特征(例如，在帖中其"隙"的數(shù)目）。后者的情況下，帖隙中的所有信號可具有相同或不同的 代碼序列。
[0035] 接收器裝置10需要從接收的信號50A、50B、50C獲得"位移信息"，運特別地（inter alia)依賴于各個天線元件32A、32B、32C的相對位移。在W下詳細(xì)描述的實例中，位移信息 包括相位信息。
[0036] -個實施例中，可如碼分多址中使用卷積碼調(diào)制載波。然后，通過將期望的代碼與 接收的信號50關(guān)聯(lián)，可在接收器裝置10處確定明確的位移信息。
[0037] 運個方法的一個優(yōu)點是在接收器處不需要天線元件32的陣列36如何發(fā)射的知識， 因為位移信息是從編碼到載波上的數(shù)據(jù)而不是從載波本身的屬性確定的。
[0038] 另一更簡單實施例使用I-Q調(diào)制（也已知為正交相移調(diào)制）來調(diào)制載波。運個調(diào)制 技術(shù)中，兩個正交載波(正弦和余弦)被獨立地調(diào)幅W定義符號。在接收器裝置10處，檢測兩 個正交載波的振幅作為確定的復(fù)合采樣和最接近的匹配符號。應(yīng)理解，因為在不同方向發(fā) 射時天線元件32的固有相位特征，還因為與其另一信號50相比信號50從一個天線元件到達(dá) 接收器裝置10的附加飛行時間，將W不同的相位接收從不同的天線元件發(fā)射的相同信號。 如W下詳細(xì)所述，在接收的信號50的相位中的該"飛行時間"信息的固有存在使得接收的信 號50能被處理W確定根據(jù)發(fā)射器30的接收器裝置10的方位82。
[0039] 運個方法的一個優(yōu)點是位移信息能夠解決幾厘米的天線元件32之間的相對空間 間隔所需的方案將需要lOGHz量級的載波頻率，但是可使用低得多的調(diào)制速率，因此，可使 用相對小的帶寬和更慢的時鐘。
[0040] 運個方法的一個缺點是在接收器裝置10處需要天線陣列36如何發(fā)射的信息，因為 固有位移信息是從載波自身的屬性(相位)確定的，并且天線元件32典型地在不同的角度用 不同的相位偏移來發(fā)射。運個信息可采取陣列傳輸功能的形式。
[0041] 圖2B示出接收器裝置10的示意圖。例如，裝置10可W是諸如移動無線電電話的手 持便攜式電子設(shè)備。裝置10包括處理電路12、存儲設(shè)備14、接收器16、用戶輸入設(shè)備18和用 戶輸出設(shè)備20。
[0042] 處理電路12使用一個或多個檢測的無線電信號50估算來自第一位置80的方位82; 使用方位估算82來確定在定位該裝置10之前是否需要對一個或多個無線電信號的進(jìn)一步 檢測;并使用方位和限制信息定位該裝置10。
[0043] 便攜式裝置