使用无线电信号确定位置的方法和装置的制造方法
【专利说明】
[0001 ] 本申请是分案申请，原申请的申请号为201080066547.1，申请日为2010年3月1日， 发明名称为"使用无线电信号确定位置的方法和装置"。
技术领域
[0002] 本发明的实施例设及定位。更具体地，设及使用无线电信号定位的方法、装置、模 块、忍片集或计算机程序。
【背景技术】
[0003] 存在多种用于使用射频信号确定装置的位置的已知技术。一些流行的技术设及全 球定位系统(GPS)的使用，其中多个绕地球的卫星发射使得GPS接收器能够确定其位置的射 频信号。然而，在确定室内精确位置时，GPS通常不是十分有效。
[0004] -些非GI^定位技术使得装置能够确定其室内位置。然而，运些技术中的一些无法 得到确定的精确位置，而其他则对便携式装置中简单使用来说太复杂。例如，在可能需要执 行并行功能的便携式装置中提供执行所述技术所需的处理功率的量可能不实际。
【发明内容】
[0005] 根据本发明的各个实施例，提供一种方法，包括:在装置处检测来自第一位置的一 个或多个无线电信号；使用一个或多个检测的无线电信号估算来自所述第一位置的方位； 和使用所述方位估算来确定在定位该装置之前是否需要对一个或多个无线电信号的进一 步检测;和使用方位和限制信息定位该装置。
[0006] 根据本发明的各个实施例，提供一种装置，包括:接收器，配置为检测来自第一位 置的一个或多个无线电信号；处理电路，配置为使用一个或多个检测的无线电信号估算来 自所述第一位置的所述装置的方位;和配置为使用所述方位估算来确定在定位该装置之前 是否需要对一个或多个无线电信号的进一步检测;和配置为使用方位和限制信息定位该装 置。
[0007] 根据本发明的各个实施例，提供一种装置，包括:用于在装置处检测来自第一位置 的一个或多个无线电信号的部件;用于使用一个或多个检测的无线电信号估算来自所述第 一位置的方位的部件;和用于使用所述方位估算来确定在定位该装置之前是否需要对一个 或多个无线电信号的进一步检测的部件;和使用方位和限制信息定位该装置的部件。
[000引根据本发明的各个实施例，提供一种模块，包括:处理电路，配置为使用一个或多 个检测的无线电信号估算方位;和配置为使用所述方位估算来确定在确定位置之前是否需 要对一个或多个无线电信号的进一步检测;和配置为使用方位和限制信息确定装置。
[0009]根据本发明的各个实施例，提供一种计算机程序，包括计算机可读指令，当加载至 处理器中时能够执行:使用一个或多个检测的无线电信号估算方位;使用所述方位估算来 确定在确定位置之前是否需要对一个或多个无线电信号的进一步检测;和使用方位和限制 信息确定装置。
[0010] 本发明的一些实施例自适应地使用不同的定位策略。
[0011] -些实施例中，仅在需要时使用例如距离测量的双向通信。运减少了功耗，并且更 有效地共享用于通信的无线电频谱，同时仍旧提供精确的定位。
[0012] -些实施例中，定位方法是动态地自适应的，并在需要但是仅需要精确定位时获 取新限制信息。
[0013] -些实施例中，定位方法是动态地自适应的，并仅在可能改善定位的精度时通过 测距获取新限制信息。
【附图说明】
[0014] 为了更好地理解本发明的各个实施例，现在参照仅作为实例附图，其中：
[0015] 图1示出从发射器接收无线电信号的装置；
[0016] 图2A是发射器装置的示意图；
[0017] 图2B是接收器装置的示意图；
[0018] 图3是估算装置的位置的方法的流程图；
[0019] 图4示出使用位移或距离作为限制估算装置的位置的示意图；
[0020] 图5示出使用来自另一位置的附件方位作为限制估算装置的位置的示意图；和
[0021] 图6示意性示出用于测距的双向通信；
[0022] 图7示意性示出估算装置的位置的方法的实例;和
[0023] 图8示意性示出估算装置的位置的方法的实例。
【具体实施方式】
[0024] 附图示出在装置10处检测来自第一位置80的无线电信号50;使用一个或多个检测 的无线电信号估算来自第一位置80的方位82;和使用方位估算82来确定在定位该装置10之 前是否需要对一个或多个无线电信号的进一步检测；和使用方位和限制信息定位该装置 10。
[0025] 图1示出在建筑物94的地面100上的位置95处的一个人92(携带接收器装置10)。建 筑物94可W是例如购物中屯、或会议中屯、。
[0026] 基站发射器30位于建筑物94的位置80处。在所示实例中，位置80在建筑物94的天 花板上（即天花板(overhead)内表面），但是在其他方案中，发射器可位于其他位置，例如墙 壁上。
[0027] 位置80在由建筑物的地面100上的标号70所示的点的正上方。发射器30用于使得 装置10的用户（例如人92)确定他的位置95,但是运不一定是发射器30提供的唯一功能。例 如，发射器30可W是例如经由无线局域网(WLAN)无线电信号向装置10的用户提供无线因特 网接入的收发器的一部分。
[0028] 通过沿着方位82(图4所示）指定位置来定义人92的位置95,所述方位82从发射器 30的位置80通过装置10的位置95延续(run)。通过仰角Θ和方位角Φ来定义方位82。
[0029] 图2A示意性示出基站发射器30的一个实例。发射器30包括控制器33、发射器电路 34和天线阵列36,天线阵列36包括发射各自的无线电信号504、508、500，的多个天线元件 32A、32B、32C。
[0030] 发射器30可周期性地发射单向无线电信号50作为信标。同时向多个装置广播信 标。
[0031] 在所示实例中，W时分多路复用的方式经由天线元件32的阵列36发射分离的 (separate)信号50。使用交换机38, W预定顺序逐个地将天线元件32中的每一个连接至发 射器电路％。因此，W不同的帖隙按序发送来自不同天线元件32A、32B、32C的无线电信号 50A、50B、50C。
[0032] 在图中，仅示出3个不同位移的（displaced)天线元件32,但是，在实际应用中可使 用更多天线元件32。例如，可在半球的表面上分布16个贴片天线元件。3是在接收器装置10 处能够确定方位82所需的无线电信号的最小数目。
[0033] 其他实施例中，可存在与每个天线元件32相关的独立的发射器电路34。运个实施 例中，可并行发射信号50的一个或多个。
[0034] 每个信号50具有使其能够被接收器装置10区分的特性。该特性可W是信号自身的 特征，例如，已经被调制到载波上的代码序列，或者可W是该信号相对于其他信号的位置的 特征(例如，在帖中其"隙"的数目）。后者的情况下，帖隙中的所有信号可具有相同或不同的 代码序列。
[0035] 接收器装置10需要从接收的信号50A、50B、50C获得"位移信息"，运特别地（inter alia)依赖于各个天线元件32A、32B、32C的相对位移。在W下详细描述的实例中，位移信息 包括相位信息。
[0036] -个实施例中，可如码分多址中使用卷积码调制载波。然后，通过将期望的代码与 接收的信号50关联，可在接收器装置10处确定明确的位移信息。
[0037] 运个方法的一个优点是在接收器处不需要天线元件32的阵列36如何发射的知识， 因为位移信息是从编码到载波上的数据而不是从载波本身的属性确定的。
[0038] 另一更简单实施例使用I-Q调制（也已知为正交相移调制）来调制载波。运个调制 技术中，两个正交载波(正弦和余弦)被独立地调幅W定义符号。在接收器装置10处，检测两 个正交载波的振幅作为确定的复合采样和最接近的匹配符号。应理解，因为在不同方向发 射时天线元件32的固有相位特征，还因为与其另一信号50相比信号50从一个天线元件到达 接收器装置10的附加飞行时间，将W不同的相位接收从不同的天线元件发射的相同信号。 如W下详细所述，在接收的信号50的相位中的该"飞行时间"信息的固有存在使得接收的信 号50能被处理W确定根据发射器30的接收器装置10的方位82。
[0039] 运个方法的一个优点是位移信息能够解决几厘米的天线元件32之间的相对空间 间隔所需的方案将需要lOGHz量级的载波频率，但是可使用低得多的调制速率，因此，可使 用相对小的带宽和更慢的时钟。
[0040] 运个方法的一个缺点是在接收器装置10处需要天线阵列36如何发射的信息，因为 固有位移信息是从载波自身的属性(相位)确定的，并且天线元件32典型地在不同的角度用 不同的相位偏移来发射。运个信息可采取阵列传输功能的形式。
[0041] 图2B示出接收器装置10的示意图。例如，装置10可W是诸如移动无线电电话的手 持便携式电子设备。装置10包括处理电路12、存储设备14、接收器16、用户输入设备18和用 户输出设备20。
[0042] 处理电路12使用一个或多个检测的无线电信号50估算来自第一位置80的方位82; 使用方位估算82来确定在定位该装置10之前是否需要对一个或多个无线电信号的进一步 检测;并使用方位和限制信息定位该装置10。
[0043] 便携式装置