[发明专利]使用标准蓝牙低功耗分组的到达和离开角度

说明书

本发明涉及用于使用包含已知数据的标准广播分组确定蓝牙设备的位置的方法和系统。使用多个天线对分组进行测量，然后将其转换为同相和正交分量，然后应用低通滤波器。已知数据呈现同相和正交频谱，该频谱是低通滤波器的通带中的分组信号的连续的波音调表示。多次测量用于确定在不同天线位置处的滤波的测量的相位差。相位差用于确定设备的位置。

背景

知道或找到物体例如蜂窝电话、钥匙、平板电脑和其他电子设备的位置的需要或期望已经增加。对该问题的常见解决方案是使设备发射连续的波音调。当在两个或更多个天线处测量时，该音调允许测量两个天线之间的相位差以确定到达角度。这样可以定位设备。

一个主要问题是所讨论的设备通常缺乏发射连续的波音调的硬件功能。尽管存在修改一些通信标准，例如蓝牙或蓝牙低功耗(BLE)，以允许连续的波音调的发射的建议，但这将需要硬件和软件的升级。在许多情况下，连续的波音调信号也违反联邦通信委员会的规章制度。

此外，在蓝牙和BLE的情况下，信号利用具有不可预知的相位的频率调制(FM)发射。还使用伪随机模式将信号白化以帮助控制信号的频谱。在有效地扩展信号频谱的同时，这也使发射信号的相位随机化。这些特点的组合使得仅通过用多个天线测量很难找到信号的相位差。简单的相位差例程缺乏确定设备位置的准确性。需要一种可以使用设备中的现有硬件和诸如蓝牙或BLE的现有通信协议确定设备的位置的方法或系统。

本文所要求保护的主题不限于解决任何缺点或仅在诸如上述的那些的环境中操作的实施方案。相反，仅提供该背景来说明可实施本文描述的一些实施方案的一个示例性技术领域。

概述

提出了用于在不修改设备的硬件或发射连续的波音调的情况下提供设备位置的系统和方法。

本文描述的方法的实施方案提供了使用两个或更多个天线确定设备的位置。在每个天线处测量由设备发射的分组信号。对于天线中的至少一个，在多个时间实例下测量分组信号。该信号不是连续的波音调，而是在一些实施方案中，根据诸如蓝牙或BLE的通信协议来发射。分组信号中的分组被特别地配置为包含至少一个已知的数据序列，例如1和0的交替序列。每个天线上的每个测量都转换为同相和正交分量。

然后，使用低通滤波器对这些同相和正交分量滤波。已知的数据序列的结构使得低通滤波器的通带中的滤波的信号的频谱等于或近似于连续的波音调。因此，滤波的信号提供了所测信号的连续的波音调表示。在一些实施方案中，这些连续的波音调表示允许更容易或更准确地确定至少一个测量的相位。

该方法通过确定每个天线处的分组信号的相位来继续。对于第一参考天线，直接确定该相位。对于每个其他天线，在测量另一个天线之前和之后的某个时间确定参考天线处的相位。然后，这些可以与另一个天线处的相位测量一起使用，以确定另一个天线处的相位。在至少一些实施方案中，即使当分组信号没有以可预测的相位(例如在蓝牙或BLE系统中使用的FM信号)发射时，这也允许准确地确定相位。

一旦在每个天线上确定分组信号的相位，这些相位值可以用于确定设备的位置。本领域技术人员将理解可用于完成使用多个接收器的设备位置的计算或确定的各种现有技术。

此外，可以在使用一个或多个处理器和计算机可读介质的系统中实现上述方法的实施方案。

提供该概述以简化形式介绍一些概念，这些概念将在下面的详述中进一步描述。

其他特点和优点将在下面的描述中阐述，并且部分将从描述中变得显而易见，或可以通过本文中的教导的实施而获知。本发明的特点和优点可以通过所附权利要求中特别指出的仪器和组合来实现和获得。根据以下描述和所附权利要求书，本发明的特点将变得更加完全明显，或可以通过以下所述的本发明的实施而获知。

附图简述