3、414。接口 415以任何适当方式、例如经由因特网或者本地网络连接到无线电网络50。在ROM 414内存储软件应用417。操作系统(0S)420也被存储在ROM 414中。在ROM 414内也存储位置数据库422。
[0194]服务器40可以具有输出设备、比如显示器419。服务器40可以具有输入设备、比如键盘421。
[0195]服务器40可以采用任何适当形式。广而言之，服务器40可以包括处理电路装置412和存储设备414、413，该处理电路装置包括一个或者多个处理器，该存储设备包括单个存储器单元或者多个存储器单元。存储设备414、413可以存储在加载到处理电路装置412中时控制服务器40的操作的计算机程序指令。
[0196]现在将描述部件和特征的一些进一步细节及其备选。
[0197]计算机程序指令117可以提供使第一设备11能够执行以下描述的功能的逻辑和例程。计算机程序指令117可以被预编程到第一设备11中。备选地，它们可以经由电磁载波信号到达第一设备11或者从物理实体、比如计算机程序产品、非易失性电子存储器设备(例如闪存)或者记录介质、比如⑶-ROM或者DVD被复制。它们可以例如从服务器被下载到第一设备11，该服务器例如服务器40，但是可能是另一服务器、比如应用市场或商店的服务器。
[0198]处理电路装置112、122、412可以是任何类型的处理电路装置。例如处理电路装置可以是解译计算机程序指令并且处理数据的可编程处理器。处理电路装置可以包括多个可编程处理器。备选地，处理电路装置可以例如是有嵌入的固件的可编程硬件。处理电路装置或者处理器112、122、412可以称为处理装置。
[0199]通常地，BLE模块13、121各自包括被耦合连接到易失性存储器和非易失性存储器二者的处理器。计算机程序被存储在非易失性存储器中并且使用易失性存储器用于暂时存储数据或者数据和指令来由处理器执行。
[0200]术语‘存储器’在本说明书中使用时旨在于主要地涉及包括非易失性存储器和易失性存储器的存储器，除非上下文另有暗示，但是该术语也可以覆盖仅一个或者多个易失性存储器、仅一个或者多个非易失性存储器或者一个或者多个易失性存储器和一个或者多个非易失性存储器。易失性存储器的示例包括RAM、DRAM、SDRAM等。非易失性存储器的示例包括ROM、PROM, EEPR0M、闪存、光学存储装置、磁存储装置等。
[0201]每个BLE模块13、121可以是单个集成电路。每个BLE模块可以备选地被提供作为集成电路的集合(即芯片组)。BLE模块13、121可以备选地是硬接线的专用集成电路(ASIC) ο
[0202]通信接口 115可以被配置为允许与外部设备和/或网络的双向通信。通信接口可以被配置为经由若干协议中的一个或者多个协议无线地通信，该若干协议比如全球移动通信系统(GSM)、码分多址(CDMA)、通用移动电信系统(UMTS)和IEEE 802.11 (W1-Fi)。备选地或者附加地，通信接口 115可以被配置用于与设备或者网络的有线通信。
[0203]装置11、12、40、30可以包括在本说明书中未描述的进一步可选软件部件，因为它们可以不具有与描述的特征的直接交互。
[0204]BLE信标30被分布于建筑物或者楼宇周围。例如第一信标30a可以位于食堂，第二信标30b可以位于接待区域，等等。第一信标30a和第二信标30b可以被称为信标30。信标30无需提供对建筑物的完整覆盖，但是有利地被提供为提供对建筑物内的所有关键位置的良好覆盖。
[0205]在HAIP系统中有可能具有含P个单元的平坦阵列天线126，而每个单元具有用于正交极化的两个分离馈源。K个路径或者信道被构造为通过阵列天线发射或者接收信号，其中K = 2*P+1。倍率2是从每天线单元有含正交极化的两个馈源推导而来的。包括与I相加，是因为通过组合被称为中央天线单元的一个天线单元的两个不同极化馈源而构造一个额外路径。
[0206]每个路径由天线单元、天线单元极化的不同组合(如由向天线单元的馈源的选择确定)定义。每个路径可以称为信道。在下文中，可互换地(或者一起)使用术语‘路径’和‘信道’。将认识到，提供5个路径/信道仅为示例并且在典型实现方式中将有显著地更大数目的路径/信道。
[0207]为了执行定位功能，阵列天线的校准矩阵首先通过测试室中的测量来获得。
[0208]通过将方位角范围0-360度划分成M个网格并将仰角范围0_90度划分成N个网格，在每个信道/路径中以及在每个方位角和仰角网格处记录交叉极化校准/测试源(竖直极化和水平极化)信号。每个记录的信号由I和Q值代表。这里，校准矩阵是四维(4D)矩阵C[4] [N] [Μ] [K]，其中第一维度中的前两个元素代表来自竖直极化源的I和Q值，而第一维度中的后继两个元素代表来自水平极化源的I和Q值。概括而言，通过在信号从所有可能方位角和仰角以及从两个相应测试源天线极化入射时记录所有信道/路径的阵列响应来执行校准矩阵测量。
[0209]在执行定位时，从移动设备11、12接收(在以网络为中心的模式中)信号或者向移动设备11、12发射(在以移动台为中心的模式中)信号。在接收设备(例如移动设备11、12)中运行的定位算法接收K个信道/路径信号并且搜寻校准矩阵中的最可能K维数据。据此，接收设备关于信号源于方位角和仰角网格中的哪个位置作出判决。
[0210]在以移动台为中心的定位模式中，系统作为校准矩阵测量的类似相反形式工作。阵列天线126在特定切换模式中从每个信道/路径依次地广播可以在调制之前在基带复数模型中视为‘I’的连续波。移动设备11、12接收在一个时间段内从所有信道/路径发出的信号。根据无线电波传播的互易理论，移动设备11、12实际地接收所有信道/路径的响应，恰如室测量(chamber measurement)中的记录的响应。在移动设备11、12内运行的定位算法执行在接收的信号矢量与校准矩阵之间的关联。
[0211]这里将认识到，校准矩阵具有N*M个信号矢量，这些信号矢量代表来自N*M个方位角-仰角对的阵列响应。因此，执行N*M个关联并且从最相似矢量可以发现对应的方位角-仰角对。
[0212]以移动台为中心的方向发现有三个潜在问题。
[0213]第一个是移动设备11将通常地需要存储与校准天线有关的校准矩阵以执行算法。这产生多个子问题。第一个是校准矩阵需要被本地存储在移动设备中从而消耗存储器容量。第二个是为了通过空中接口接收校准矩阵而花费的时间可能显著，尤其在阵列天线126具有许多单元并因此提供许多路径时。如果在空中发射之前压缩校准矩阵，则定位准确性可能降低。
[0214]最后，如果需要移动设备11、12从服务器40获得校准矩阵，则移动设备11、12需要网络接入能力、比如WiF1、2G、3G、4G，这意味着更高成本、功率消耗、重量等。
[0215]第二个问题是移动设备11、12必须在整个方位角和仰角空间中进行搜索，这可能代表显著计算负担。
[0216]第三，每个移动设备11、12运行算法，但是在阵列天线侧的处理保持不变。因此，用于系统的总处理资源使用、功率消耗等随着添加更多移动设备而显著地增加。
[0217]在本发明的这些实施例中，在以移动台为中心的系统中的移动设备11、12无需具有校准矩阵，也无需执行在相关矩阵与接收的信号矢量之间的关联。取而代之，在系统的发射器侧执行大量处理，而移动设备仅执行相对简单计算。
[0218]简言之，阵列天线在一个定位时段中发射N*M个分组并且可以周期性地这样做。移动设备11、12可以例如通过从给定的分组解调η和m的值来确定用于该分组的η和m的值。然后，根据特定切换模式发射以当前η和m为索引的每个信道/路径和极化的共轭校准数据，即在广播索引η和m之后有2*K个切换的发射/时隙。例如，如果根据切换模式在一个时隙处选择信道/路径k的竖直地极化的分量，则发射的复数基带信号是C [O] [n] [m][k]-C[l][n][m][k]*i。
[0219]在移动设备处将接收的复数信号累加成一个复数变量T为:
[0220]T [O] = T [O]+S [O] [k]
[0221]T[l] = T[l]+S[l] [k]
[0222]其中T[0]是I分量而Τ[1]是Q分量；Τ[0]和T[l]在每个接收分组开始时被初始化成零；而S[0] [k]和S[l] [k]是该分组中的第k个接收时隙的I和Q分量。
[0223]在每个分组结束时，计算相关性度量R例如为R= T [O]'2+T [1]~2。有最大相关性度量的分组中的η和m的值代表向发射器的承载。
[0224]取代在一个分组中发射每个信道/路径和极化的共轭校准数据，可以发射造成移动设备中的最小累加的数据。
[0225]现在将描述一些非限制实施例。这些实施例基于一些有代表性的参数，这些参数包括发射天线阵列中的天线单元数目以及N和M的值。将容易认识到，这些是举例并且各种备选是可能的。
[0226]为了实现10度准确性，将方位角范围[0，360]划分成36个网格而将仰角范围[0，90]划分成9个网格、即N = 9和M = 36。在信标30中的阵列天线126中有提供5个信道/路径的2个天线单元(K = 5)，并且信道O具有全向模式。在每个定位时段中，发射共计N*M = 9*36 = 324 个分组。
[0227]参照图2，与天线126 —起示出信标30的BLE模块125的发射链。BLE模块125包括链，该链在以下序列中包括调制器201、复数乘法器202、数模转换器(DAC)和正交上变频器模块203、第一开关204和天线126。
[0228]调制器201被连接成从处理器112接收分组，并且在图的左侧示出一个这样的分组。调制器201向复数乘法器202的第一 I和Q输入提供I和Q输出。复数乘法器202的第二 I和Q输入连接到第二开关205的I和Q输出投掷。复数乘法器202的I和Q输出连接到具有单个输出的DAC和正交上变频器203的I和Q输入。DAC和正交上变频器203的输出连接到第一开关204的单个极。第一开关204的多个投掷耦合到由天线126提供的第零个至第四个天线单元馈源组合126-0至126-4中的相应组合。每个投掷提供路径或者信道并且与天线单元的具体馈源或者馈源组合有关。有5个路径，因为每个天线单元具有2个馈源，一个馈源用于每个不同极化，从而形成4个信道/路径。第五路径来自将称为中心天线单元的一个天线单元的两个馈源连接在一起。一般而言，如果有用于天线单元的两个馈源，则开关的两个投掷连接到该天线单元，一个投掷连接到每个馈源。开关的一个投掷被耦合到中心天线单元的两个馈源。
[0229]第一校准矩阵模块206的唯一输出耦合到第二开关205的第一极。第二校准矩阵207的唯一输出经由乘法器208被耦合到第二开关205的第二极，该乘法器208将-1乘以校准矩阵的虚部用于在复数乘法器202的第二输入端口处构造共轭复数值。第一校准矩阵模块206包括用于索引O和2的值(如在信号从室中的测试源的不同地极化的天线入射时记录的第一和第二极化的实部)，并且第二校准矩阵包括用于索引I和3的值(第一和第二极化的虚部)。如果乘法器208引起额外延迟，则向第一校准矩阵模块206的输出添加的延迟单元(未示出)保证一个复数值的实部和虚部在确切地相同时间到达复数乘法器202的第二输入处。
[0230]控制器209的输出被耦合为允许对各种部件的控制，该控制器209可以是处理器112。
[0231]控制器209向第一开关204的控制输入提供控制信号。控制信号是k的当前值，因此引起随着k的值改变而在相继路径126-0至126-4之间的切换，这涉及到不同天线单元馈源和馈源组合。
[0232]控制器209向第二开关205提供控制输入。这允许控制器209有选择地向复数乘法器202的第二 I和Q输入提供校准矩阵模块206、207的输出。
[0233]控制器209也向校准矩阵模块206、207提供n、m和k的值。
[0234]控制器209也考虑DAC和正交上变频器208、复数乘法器202、乘法器203和第一开关204的电路延迟，以保证在来自校准矩阵模块206、207的信道/路径k数据到达开关204时，开关204连接到正确的信道/路径k。
[0235]调制器201执行数字复数基带调制。调制器201可以是WiF1、蓝牙等无线电中的现有BPSK、GMSK、GFSK等基带模块。在本实施例中，它是BLE调制器201。
[0236]复数乘法器202将在它的第一输入和第二输入处的复数信号相乘并且向它的输出提供相乘的结果。
[0237]DAC和正交上变频器203从复数乘法器202接收正交数字信号、将它们转换成模拟表示并且上变频该结果，用于如第一开关204控制的那样向路径126-0至126-4之一提供。
[0238]第一校准矩阵模块206和第二校准矩阵模块207存储矩阵。矩阵包括校准数据。矩阵中的校准数据包括用于n、m和k的每个组合的值。校准数据是从在室中校准天线126(或者具有相同配置的天线)而推导的数据。矩阵被存储在例如ROM 124的非易失性存储器中。它们也可以被暂时地存储在比如RAM 123之类的易失性存储器中。
[0239]事实上，第一校准矩阵模块206和第二校准矩阵模块207中的每个模块存储两个矩阵。一个矩阵涉及一个极化(例如竖直极化)，而另一个涉及另一极化(例如水平极化)。
[0240]—个分组由20位组成。在非切换间隔中发送前10位，而在切换间隔中发送后继10位。在非切换间隔中，4位代表η值，而6位代表m值(在这一示例中，N = 9，M = 36，因此4位和6位足够了)。其它10位都是数据值‘I’并且在切换间隔中被发送。有切换间隔所需要的10位，因为有五个信道/路径(由天线单元馈源和馈源组合提供)和两个不同极化。
[0241]可以概括在一个定位时段中的发射器工作过程如下:
[0242]对于η = 0:Ν_1
[0243]对于 m = 0:M-l
[0244]发送对应η和m的一个分组:
[0245]在非切换间隔中发送前10位。
[0246]在切换间隔中发送第二个10位。
[0247]结束
[0248]结束
[0249]在非切换间隔中，第二开关205被切换到编号对(1，0)以保证调制器201的输出未被复数乘法器203改变。第一开关204也被切换到信道O (信道126-0，该信道连接到中心天线单元的两个极化馈源)以保证全向发射。在非切换间隔中发送前10位。
[0250]在切换间隔中，第二开关205被切换到下侧(极连接到投掷)，从而向复数乘法器202提供来自校准矩阵模块206、207的I和Q值。控制器209重复向第一开关204发送O?K-1 (即0、1、2、3、4、0、1、2、3、4)两次，并且第一开关204根据k的值而切换到信道/路径126-0至126-4。在从控制器209第一次发送0?1(-1(即0、1、2、3、4)时，第一校准矩阵模块206向复数乘法器202输出C[0] [n] [m] [k]而第二校准矩阵模块207向复数乘法器202输出C[I] [n] [m] [k]。在第二次出现从控制器209发送O?K-1时，第一校准矩阵模块206向复数乘法器202输出C[2] [n] [