測(cè)距和定位系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種包括發(fā)射器和接收器節(jié)點(diǎn)的測(cè)距和定位系統(tǒng)，所述發(fā)射器和接收器節(jié)點(diǎn)通過(guò)啁啾調(diào)制的無(wú)線電信號(hào)一起通信，所述測(cè)距和定位系統(tǒng)具有測(cè)距模式，在所述測(cè)距模式中信號(hào)的測(cè)距交換在主設(shè)備和從設(shè)備之間進(jìn)行，其導(dǎo)致在其之間的距離的評(píng)估。所述從站被布置用于識(shí)別測(cè)距請(qǐng)求并且發(fā)射回包含在時(shí)間和頻率上與測(cè)距請(qǐng)求中的啁啾所精確對(duì)準(zhǔn)的啁啾的測(cè)距響應(yīng)，于是所述主站能夠接收測(cè)距響應(yīng)、相對(duì)于其自己的時(shí)間參考來(lái)分析被包含在其中的啁啾的時(shí)間和頻率并且估計(jì)到所述從站的距離。
【專利說(shuō)明】測(cè)距和定位系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明在實(shí)施例中涉及在無(wú)線電信道上傳輸信息的方法，并且特別地涉及基于啁啾(chirp)擴(kuò)頻能夠以低功率消耗跨越長(zhǎng)距離的無(wú)線傳輸方案。本發(fā)明的實(shí)施例同樣涉及根據(jù)發(fā)明的傳輸方案適合于無(wú)線傳輸?shù)牡蛷?fù)雜度的發(fā)射和接收設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002]數(shù)字無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸被用于在數(shù)據(jù)速率、傳輸距離和功率消耗中都呈現(xiàn)巨大可變性的各種系統(tǒng)。然而存在對(duì)結(jié)合長(zhǎng)傳輸距離與低功率消耗并且能夠以簡(jiǎn)單接收器和發(fā)射器來(lái)實(shí)現(xiàn)的數(shù)字傳輸方案的需要。
[0003]許多系統(tǒng)已知提供無(wú)線通信鏈路的端點(diǎn)之間的距離上的信息?？梢砸美鏕PS系統(tǒng)和基于發(fā)出直接調(diào)制擴(kuò)頻信號(hào)的衛(wèi)星的所有類似定位系統(tǒng)。此類系統(tǒng)已經(jīng)示出長(zhǎng)距離上的極好的測(cè)距精度，但是通常是非對(duì)稱的并且是計(jì)算密集的。然而，這些技術(shù)的限制是相當(dāng)高的接收器復(fù)雜度、對(duì)于弱信號(hào)可能是非常長(zhǎng)的獲取時(shí)間、其功率消耗和在室內(nèi)環(huán)境中的操作困難。
[0004]UffB測(cè)距系統(tǒng)已知可能能夠提供高精度測(cè)距測(cè)量并且傳輸數(shù)據(jù)，但是只在受限的距離上。
[0005]已知在WiFi系統(tǒng)中提取位置信息。然而，WiFi測(cè)距不能提供準(zhǔn)確的位置信息。WiFi定位依靠監(jiān)聽(tīng)接入點(diǎn)信標(biāo)(beacon)并且使用接入點(diǎn)圖/數(shù)據(jù)庫(kù)。附加地可以使用RSSI，但是飛行時(shí)間不是可用的。同樣，與GPS同樣地，接收器得到定位信息，而不是網(wǎng)絡(luò)。
[0006]US6940893描述基于在發(fā)出無(wú)線電啁啾的主站(master)和從站(slave)之間的雙交換的測(cè)距系統(tǒng)。該技術(shù)使用類似于UWB系統(tǒng)的快速脈沖啁啾，并且由于非常大的帶寬而難以擴(kuò)展到長(zhǎng)距離。距離計(jì)算基于測(cè)距信息的雙交換，用以補(bǔ)償在主站和從站中的時(shí)間參考不精確同步的事實(shí)。這需要收發(fā)器中相當(dāng)大的復(fù)雜度。同樣，因?yàn)榫嚯x估計(jì)顯式地在空中傳輸，該技術(shù)本質(zhì)上不安全。
[0007]歐洲專利申請(qǐng)EP2449690描述使用數(shù)字合成啁啾符號(hào)作為調(diào)制的通信系統(tǒng)以及合適的基于FFT的接收器。
[0008]本發(fā)明的目的是提出一種能夠以比本領(lǐng)域中已知系統(tǒng)更簡(jiǎn)單和更少能源密集的方式而估計(jì)更長(zhǎng)距離上的無(wú)線鏈路的端點(diǎn)之間距離的系統(tǒng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)所附權(quán)利要求的對(duì)象來(lái)實(shí)現(xiàn)這些目的。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]借助于通過(guò)示例所給出并且由附圖所圖示的實(shí)施例描述，本發(fā)明將被更好地理解，其中:
圖1以示意性簡(jiǎn)化方式示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的無(wú)線電調(diào)制解調(diào)器的結(jié)構(gòu)。
[0011]圖2a繪制根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的基礎(chǔ)啁啾和經(jīng)調(diào)制的啁啾的瞬時(shí)頻率。相同信號(hào)的相位被表示在圖2b中，并且圖2c在時(shí)域上繪制基礎(chǔ)啁啾的實(shí)數(shù)和復(fù)數(shù)分量。
[0012]圖3示意性地表示在本發(fā)明的測(cè)距方法期間在兩個(gè)設(shè)備之間被交換的數(shù)據(jù)幀的結(jié)構(gòu)。
[0013]圖4a和4b圖示在本發(fā)明的測(cè)距過(guò)程中涉及的主和從設(shè)備之間的啁啾的時(shí)間對(duì)準(zhǔn)，示出兩個(gè)可能的定時(shí)誤差和所涉及的未對(duì)準(zhǔn)。
[0014]圖5繪制根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的被用于估計(jì)距離的校正函數(shù)。
[0015]圖6示意性地示出被用于本發(fā)明的可能的實(shí)施例中的步驟。
[0016]圖7和8示意性地呈現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的定位系統(tǒng)。

【具體實(shí)施方式】
[0017]在本發(fā)明中所采用的啁啾調(diào)制技術(shù)的若干方面在歐洲專利申請(qǐng)EP2449690中被描述，所述歐洲專利申請(qǐng)EP2449690由此通過(guò)引用被合并，并且將在此處被概要地提醒。在圖1中被示意性表示的無(wú)線電收發(fā)器是本發(fā)明的可能的實(shí)施例。所述收發(fā)器包括基帶部件200和射頻部件100。集中在發(fā)射器部分上，基帶調(diào)制器150基于存在于其輸入處的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)152而生成基帶信號(hào)，所述基帶信號(hào)的I和Q分量被RF部件100轉(zhuǎn)換至期望傳輸頻率、被功率放大器120放大并且被天線傳輸。
[0018]在不背離本發(fā)明的框架的情況下，所提出的架構(gòu)允許若干變形和修改，并且被提供作為非限制性示例。在可能的實(shí)施例中，極分量(振幅
/I和相位Φ)而不是笛卡爾分量I和$，可以被合成。
[0019]從基帶到所意圖的頻率的信號(hào)轉(zhuǎn)換在該示例中通過(guò)在混頻器110中將由放大器154所提供的信號(hào)與由電路190所生成并且與參考時(shí)鐘129有關(guān)聯(lián)的本地載波的同相和正交分量混頻而被完成。
[0020]一旦信號(hào)在無(wú)線電鏈路的另一端上被接收，則被圖1的收發(fā)器的接收部分處理，所述接收部分包括隨后為降頻轉(zhuǎn)換級(jí)170的低噪聲放大器160，所述降頻轉(zhuǎn)換級(jí)170生成包括一系列啁啾的基帶信號(hào)，所述基帶信號(hào)然后由基帶解調(diào)器180所處理，所述基帶解調(diào)器180的函數(shù)是調(diào)制器150的函數(shù)的逆并且提供重構(gòu)的數(shù)字信號(hào)182。
[0021]如在EP2449690中所討論的，調(diào)制器150合成包括一系列啁啾的基帶信號(hào)，所述一系列啁啾的頻率沿預(yù)定時(shí)間間隔從初始瞬時(shí)值Λ改變至最終瞬時(shí)頻率/i。為了簡(jiǎn)化描述，將假定所有啁啾具有相同的持續(xù)時(shí)間Γ，盡管這對(duì)于本發(fā)明不是絕對(duì)的要求。
[0022]在基帶信號(hào)中的啁啾可以由其瞬時(shí)頻率的時(shí)間分布f(t)或也可以由將信號(hào)的相位定義為時(shí)間的函數(shù)的函數(shù).(O描述。重要地，調(diào)制器150能夠生成具有多個(gè)不同分布的啁啾，每個(gè)對(duì)應(yīng)于預(yù)定調(diào)制符號(hào)集(alphabet)中的符號(hào)。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的重要特征，調(diào)制器150可以生成具有特定和預(yù)定義頻率分布的基礎(chǔ)啁啾(在下文也被稱為未經(jīng)調(diào)制的啁啾)或出自通過(guò)對(duì)基礎(chǔ)頻率分布進(jìn)行循環(huán)時(shí)間移位而從基礎(chǔ)啁啾所得到的一組可能的經(jīng)調(diào)制的啁啾中的一個(gè)。
[0024]圖2a通過(guò)示例的方式圖示在啁啾的開(kāi)始處的時(shí)刻t = tQ和在所述啁啾的結(jié)束處的時(shí)刻t = q之間的基礎(chǔ)啁啾和一個(gè)經(jīng)調(diào)制的啁啾的可能的頻率和相位分布，而圖2b示出時(shí)域上對(duì)應(yīng)的基帶信號(hào)。水平尺度對(duì)應(yīng)于例如符號(hào)并且雖然曲線被表示為連續(xù)的，其在具體實(shí)現(xiàn)方式中將由有限數(shù)目的離散樣本所表示。關(guān)于垂直尺度，其被規(guī)范化至所意圖的帶寬或至對(duì)應(yīng)的相位跨度。特別地，為了更好地示出其連續(xù)性，所述相位在圖2b中被表示為好像其是無(wú)界變量，但是其在具體實(shí)現(xiàn)方式中事實(shí)上可以跨越若干轉(zhuǎn)數(shù)(revolut1n)。
[0025]在所描繪的示例中，基礎(chǔ)啁啾的頻率從初始值厶=-線性增大到最終值ft = 其中代表帶寬擴(kuò)展量，但是下降的啁啾或其它啁啾分布也是可能的。因而，以啁啾的形式對(duì)信息進(jìn)行編碼，所述啁啾具有出自相對(duì)于預(yù)定基礎(chǔ)啁啾的多個(gè)可能的循環(huán)移位中之一，每個(gè)循環(huán)移位對(duì)應(yīng)于可能的調(diào)制符號(hào)。
[0026]圖2c是在時(shí)域中對(duì)應(yīng)于基礎(chǔ)啁啾的基帶信號(hào)的實(shí)數(shù)和虛數(shù)分量I和Q的曲線圖。
[0027]優(yōu)選地，調(diào)制器也被布置以合成共軛啁啾并且在信號(hào)中插入共軛啁啾，所述共軛啁啾是基礎(chǔ)未經(jīng)調(diào)制的啁啾的復(fù)共軛的啁啾。可以將這些看作降頻啁啾(down-chirp)，其中頻率從?ο = + BW /2的值下降至h = - BW /2。
[0028]優(yōu)選地，啁啾的相位由連續(xù)函數(shù)φ(?)描述，所述連續(xù)函數(shù)φ(Ι:〕在啁啾的開(kāi)始處和結(jié)束處具有相同的值:Φ(?ο) 二 #(tl)。由于如此，信號(hào)的相位跨越符號(hào)邊界是連續(xù)的，這是在下文將被稱作符號(hào)間相位連續(xù)性的特征。在圖2a中所示出的示例中，函數(shù)f(t)是對(duì)稱的，并且信號(hào)具有符號(hào)間相位連續(xù)性。如由EP2449690更詳細(xì)解釋的，上述信號(hào)結(jié)構(gòu)允許接收器中的解調(diào)器單元180將其時(shí)間參考與發(fā)射器的時(shí)間參考對(duì)準(zhǔn)，并且確定被賦予每個(gè)啁啾的循環(huán)移位量。評(píng)估所接收的啁啾相對(duì)于本地時(shí)間參考的時(shí)間移位的操作在下文可以被稱作“去啁啾(dechirp)”，并且能夠通過(guò)將所接收的啁啾與本地生成的基礎(chǔ)啁啾的復(fù)共軛相乘并且執(zhí)行FFT而被有利地實(shí)現(xiàn)。FFT的最大值的位置指示移位并且指示調(diào)制值。然而，去啁啾的其它方式是可能的。
[0029]因而，“循環(huán)移位值”在下文可以被用于在時(shí)域上指示調(diào)制，并且“調(diào)制位置”或“峰值位置”在頻域上表示它。
[0030]我們將IV記為符號(hào)的長(zhǎng)度或等價(jià)地記為擴(kuò)頻因子。為了允許使用FFT的容易接收，IV優(yōu)選地被選擇為是2的冪。奈奎斯特采樣頻率如果是則符號(hào)的長(zhǎng)度是NfBW0但在不將本發(fā)明限制于這些特定數(shù)值的情況下，為確定所述想法，在可能的應(yīng)用中可以認(rèn)為是IMHz,并且N等于1024、512或256。載波頻率可以在2.45GHz ISM
帶中。在該特定實(shí)施例中，本發(fā)明的調(diào)制方案可以與Bluetooth?收發(fā)器占用相同的RF帶并且可能重用或共享Bluetooth?收發(fā)器的RF部分。
[0031]因此，經(jīng)調(diào)制的符號(hào)是在O和N-1之間的任何數(shù)目的基礎(chǔ)符號(hào)循環(huán)移位。O調(diào)制值等價(jià)于不存在調(diào)制。因?yàn)镹是二的冪，循環(huán)移位的值可以被編碼在1g2 ZV個(gè)比特上。
[0032]優(yōu)選地，通過(guò)本發(fā)明所發(fā)射和接收的信號(hào)被組織在包括被合適編碼的前導(dǎo)碼和數(shù)據(jù)段的幀中。所述前導(dǎo)碼和數(shù)據(jù)段包括經(jīng)調(diào)制和/或未經(jīng)調(diào)制的一系列啁啾，其允許接收器將其時(shí)間參考與發(fā)射器的時(shí)間參考時(shí)間對(duì)準(zhǔn)、檢索信息、執(zhí)行動(dòng)作或運(yùn)行命令。在本發(fā)明的幀中，對(duì)于數(shù)據(jù)幀來(lái)說(shuō)多種結(jié)構(gòu)是可能的，除其他外還依賴于信道條件、所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)或命令。優(yōu)選地，所述幀包括前導(dǎo)碼以及表達(dá)所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)或命令的有效負(fù)載，所述前導(dǎo)碼的目的是允許在發(fā)射器和接收器之間在時(shí)間和頻率上的同步。
[0033]根據(jù)本發(fā)明的方面，發(fā)射器和接收器節(jié)點(diǎn)優(yōu)選地具有通信模式和/或測(cè)距模式，所述通信模式允許通過(guò)經(jīng)調(diào)制的啁啾信號(hào)交換數(shù)據(jù)，在所述測(cè)距模式中信號(hào)的測(cè)距交換在主設(shè)備和從設(shè)備之間進(jìn)行，這導(dǎo)致對(duì)它們之間距離的評(píng)估。從站被布置用于識(shí)別測(cè)距請(qǐng)求并且發(fā)射回包含在時(shí)間和頻率上與測(cè)距請(qǐng)求中的啁啾所精確對(duì)準(zhǔn)的啁啾的測(cè)距響應(yīng)，于是主站能夠接收測(cè)距響應(yīng)、相對(duì)于其自己的時(shí)間參考來(lái)分析被包含在其中的啁啾的時(shí)間和頻率并且估計(jì)到從站的距離。
[0034]圖3示意性地表示包括測(cè)距請(qǐng)求的幀的可能結(jié)構(gòu)。所述測(cè)距請(qǐng)求開(kāi)始于前導(dǎo)碼并且包括基礎(chǔ)(即，未經(jīng)調(diào)制或具有等于零的循環(huán)移位)符號(hào)的檢測(cè)序列411，所述前導(dǎo)碼可以具有與用于其它目的的發(fā)明的系統(tǒng)中被交換的其它幀共同的結(jié)構(gòu)。檢測(cè)序列411被用于接收器中以檢測(cè)信號(hào)的開(kāi)始并且優(yōu)選地執(zhí)行其時(shí)間參考與發(fā)射器中時(shí)間參考的第一同步。通過(guò)對(duì)經(jīng)解調(diào)的檢測(cè)序列進(jìn)行去啁啾,例如將它與本地合成的共軛啁啾相乘并且執(zhí)行FFT操作，所述接收器能夠確定移位量。
[0035]檢測(cè)序列的長(zhǎng)度可以任意長(zhǎng)。這被用在以下應(yīng)用中:其中通信是稀疏的并且由不活動(dòng)的長(zhǎng)間隔所分離，在所述不活動(dòng)的長(zhǎng)間隔期間，所述接收器處于低功率備用模式。在接收第一信號(hào)的情況下，所述接收器通常表現(xiàn)出空閑時(shí)間，用于從備用狀態(tài)改換成完全喚醒狀態(tài)。所述前導(dǎo)碼優(yōu)選地被選擇為比接收器的空閑時(shí)間更長(zhǎng)，其確保前導(dǎo)碼檢測(cè)的高概率。
[0036]檢測(cè)序列的結(jié)束由一個(gè)或多個(gè)(優(yōu)選地兩個(gè))幀同步符號(hào)412標(biāo)記，所述幀同步符號(hào)412是以預(yù)定值調(diào)制的啁啾,例如以調(diào)制值4的第一啁啾和以相對(duì)的(opposite)調(diào)制
JV —4的第二啁啾。這些經(jīng)調(diào)制的符號(hào)被用于得到幀同步。在所示出的示例中，接收器尋找3個(gè)連續(xù)的符號(hào)的存在:未經(jīng)調(diào)制、以第一值被調(diào)制的、以第二值被調(diào)制的。因?yàn)榻邮照`差主要是±1偏移，選擇這些值用于幀同步符號(hào)412將不是合理的。優(yōu)選地，幀同步符號(hào)的調(diào)制在絕對(duì)移位上大于3個(gè)單位，使得誤差的似然性最小化。
[0037]使用單個(gè)經(jīng)調(diào)制的符號(hào)作為幀同步標(biāo)記是可能的，但是對(duì)于低信噪比不是最優(yōu)的，其中一出現(xiàn)從O到比方說(shuō)4的解調(diào)誤差，就可能導(dǎo)致錯(cuò)誤的幀同步事件。使用相同調(diào)制值用于若干符號(hào)也是可能的(雖然較不健壯)，因?yàn)閱蝹€(gè)解調(diào)誤差能夠?qū)狡埔粋€(gè)符號(hào)。
[0038]幀同步符號(hào)412的預(yù)定調(diào)制值也能夠被用作網(wǎng)絡(luò)簽名，在不接收彼此的分組的情況下允許若干網(wǎng)絡(luò)的共存。當(dāng)接收器試圖使用與其正接收的幀相比不同的預(yù)定值來(lái)實(shí)現(xiàn)幀同步時(shí)，由于所預(yù)期的序列將不出現(xiàn)，幀同步將失敗。當(dāng)為了該目的而被使用時(shí)，幀同步符號(hào)調(diào)制值對(duì)于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)當(dāng)是唯一的。對(duì)于2個(gè)符號(hào)，所述集對(duì)于第一網(wǎng)絡(luò)可以例如是{3，N-3}，然后{6，N-6}，然后{9，N-9}等等。同樣地，3個(gè)值的分離是重要的，因?yàn)樽羁赡艿慕庹{(diào)誤差是調(diào)制值上的±1偏移。
[0039]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，所述前導(dǎo)碼優(yōu)選地包括頻率同步符號(hào)413，所述頻率同步符號(hào)413在于是基礎(chǔ)未經(jīng)調(diào)制啁啾的復(fù)共軛的一個(gè)或多個(gè)(優(yōu)選地兩個(gè))啁啾。在基帶表示中可以將這些視為降頻啁啾，其中頻率從Λ = + mv /2的值下降至Z1 = — BW /2。一旦實(shí)現(xiàn)幀同步，接收器能夠使用經(jīng)修改的處理序列來(lái)解調(diào)這些:所述基帶信號(hào)與被用于解調(diào)前導(dǎo)碼和數(shù)據(jù)中所有其它符號(hào)的序列的復(fù)共軛相乘，并且然后進(jìn)行FFT變換。
[0040]雖然用于頻率同步的共軛符號(hào)是有效的，但這不是僅有的可能性，并且本發(fā)明不必被這樣限制。所述共軛符號(hào)事實(shí)上可以由具有與基礎(chǔ)啁啾相比不同的帶寬或持續(xù)時(shí)間的啁啾所代替，因而表現(xiàn)出比基礎(chǔ)啁啾的頻率變化更快或更慢的頻率變化。該變形將需要更復(fù)雜的接收器，但是另一方面使共軛啁啾自由地用于數(shù)據(jù)傳輸。
[0041]由于啁啾的時(shí)間-頻率等價(jià)屬性，調(diào)制的視在值(apparent value)將給出頻率誤差。為了讓接收器在時(shí)間上對(duì)準(zhǔn)，在符號(hào)413之后插入靜默(silence) 420。
[0042]兩個(gè)符號(hào)比一個(gè)更好，因?yàn)槟骋恢貜?fù)對(duì)于不產(chǎn)生解調(diào)誤差是必要的。同樣，因?yàn)樗鰞蓚€(gè)符號(hào)是利用相同的開(kāi)始相位被調(diào)制的，所以可以提取精細(xì)頻率誤差。
[0043]可選地，報(bào)頭進(jìn)一步包括精細(xì)同步符號(hào)414并且允許簡(jiǎn)單地實(shí)施完全一致的接收器以及數(shù)據(jù)符號(hào)中更緊密的報(bào)頭和等價(jià)地更高比特速率，所述精細(xì)同步符號(hào)414例如是未經(jīng)調(diào)制的基礎(chǔ)啁啾并且給出精細(xì)時(shí)間和頻率同步的時(shí)機(jī)?？赡艿氖?，如以上所述地處理這些符號(hào)，將它們與共軛符號(hào)相乘、提取FFT并且確定對(duì)應(yīng)于精細(xì)時(shí)間移位的峰值位置。此類精細(xì)時(shí)間移位不受制于漂移，因?yàn)橐坏┐植谕揭呀?jīng)被實(shí)現(xiàn)，由于晶體參考中偏移的系統(tǒng)采樣漂移被適當(dāng)?shù)乜紤]。比較不同符號(hào)中的該峰值的相對(duì)相位允許精細(xì)地同步在發(fā)射器和接收器之間的頻率。
[0044]如果頻率同步只依靠頻率同步符號(hào)413，則一些頻率偏移可能導(dǎo)致一個(gè)調(diào)制位置的誤差:這些頻率偏移是這樣的使得降頻啁啾的解調(diào)給出兩個(gè)同樣可能的值(這些是相鄰值)。簡(jiǎn)單接收器不能夠辨別所述兩個(gè)值，并且可能采取錯(cuò)誤的決定，產(chǎn)生小的殘余頻率偏移和一半的調(diào)制位置定時(shí)誤差。依賴于噪聲，此類誤差能夠給出全位置調(diào)制誤差。就在頻率同步之后給予接收器更好健壯性的可替換方式是以較低數(shù)據(jù)速率為代價(jià)的調(diào)制值縮減集。
[0045]除執(zhí)行精細(xì)時(shí)間對(duì)準(zhǔn)之外，這些符號(hào)還能夠給出另一個(gè)精細(xì)頻率誤差估計(jì)。這允許實(shí)施簡(jiǎn)單一致的接收器，其繼而使得除循環(huán)移位作為調(diào)制方法之外符號(hào)的相位調(diào)制是可能的。
[0046]幀的報(bào)頭部分是數(shù)據(jù)字段415，其包括幀意圖用于測(cè)距的指示和需要測(cè)距的特定設(shè)備的識(shí)別碼。只有具有等于在報(bào)頭中所指定的識(shí)別碼的識(shí)別碼的該特定設(shè)備應(yīng)當(dāng)對(duì)所述測(cè)距請(qǐng)求進(jìn)行響應(yīng)。
[0047]測(cè)距符號(hào)416是具有預(yù)定時(shí)間結(jié)構(gòu)的一連串未經(jīng)調(diào)制的啁啾。優(yōu)選地，所述測(cè)距符號(hào)416是一連串未經(jīng)調(diào)制的啁啾，即基礎(chǔ)啁啾。
[0048]圖6示意性地圖示在測(cè)距交換期間在主和從設(shè)備中可能的步驟序列。所述交換由主站發(fā)起，所述主站發(fā)射指明特定從設(shè)備的測(cè)距請(qǐng)求(步驟201)，并且然后等待(步驟230)適當(dāng)?shù)捻憫?yīng)。所述從站接收請(qǐng)求(步驟300)并且起先如同正常傳輸那樣對(duì)它進(jìn)行處理。其運(yùn)行檢測(cè)、時(shí)間和頻率同步(步驟350)和報(bào)頭解碼的通常步驟。然后其發(fā)現(xiàn)所述幀是測(cè)距請(qǐng)求并且將所述測(cè)距請(qǐng)求ID與其自己的ID比較(步驟352)。如果它們匹配，則其將繼續(xù)進(jìn)行緊接的步驟。在該第一階段期間，所述從站已經(jīng)估計(jì)在主站和其本身之間的頻率偏移。該頻率偏移被用于計(jì)算(步驟356)在其之間的定時(shí)漂移(timing drift),假定定時(shí)和頻率得自相同的時(shí)間參考。然后所述從站執(zhí)行測(cè)距特定步驟: a-測(cè)距同步(步驟357):這是用于與由主站所發(fā)射的測(cè)距符號(hào)在時(shí)間上對(duì)準(zhǔn)。的確，就在報(bào)頭之后可能有時(shí)間偏移，因?yàn)樗鰣?bào)頭對(duì)于小時(shí)間偏移是健壯的。
[0049]b-測(cè)距計(jì)算(步驟359)。對(duì)于每個(gè)符號(hào)，執(zhí)行經(jīng)調(diào)整的去啁啾操作。不同的本地啁啾被合成用于對(duì)每個(gè)符號(hào)進(jìn)行去啁啾，以便針對(duì)定時(shí)漂移而調(diào)整:首先，所述啁啾的斜率被修改與晶體偏移對(duì)應(yīng)的非常小的部分。其次，所述啁啾的開(kāi)始頻率被修改以適應(yīng)自測(cè)距同步時(shí)刻以后所累積的定時(shí)誤差，該值等于符號(hào)索引(symbol index)乘以所評(píng)估的每符號(hào)定時(shí)漂移。此處我們使用啁啾的完全頻率-時(shí)間等價(jià)，以及這些補(bǔ)償是非常小的事實(shí)。在可替換方案中，接收器可以在時(shí)間上內(nèi)插，但是這將比頻率移位復(fù)雜得多。所述補(bǔ)償是小的，一些PPM的頻率移位將不使信號(hào)偏離信道。啁啾的頻率-時(shí)間等價(jià)意味著在某些方面上，時(shí)間偏移等價(jià)于頻率偏移。
[0050]在FFT之后，在預(yù)期位置(頻段(bin) 0，沒(méi)有調(diào)制)處的輸出的相對(duì)值與其鄰居相比較。然后內(nèi)插被執(zhí)行以找到精細(xì)定時(shí)(步驟362)。這相當(dāng)于(amount to)根據(jù)沒(méi)有被確切置于期望頻率上的FFT值的離散觀測(cè)來(lái)評(píng)估正弦曲線的頻率，并且能夠以各種方式來(lái)執(zhí)行。
[0051]對(duì)若干符號(hào)一起求平均以得到精細(xì)定時(shí)估計(jì)。這允許從站確定確切定時(shí)時(shí)刻，在所述確切定時(shí)時(shí)刻通過(guò)把從報(bào)頭所確定(步驟350)的粗糙定時(shí)移位和精細(xì)定時(shí)移位、由表達(dá)式 Ranging_symbols_numbers x (symbol_durat1n+timing_drift_per_symbol)所給出的測(cè)距序列的持續(xù)時(shí)間和預(yù)定測(cè)距響應(yīng)偏移加在一起來(lái)發(fā)射響應(yīng)。所述從站因而等待直到定時(shí)時(shí)刻為止(步驟364)并且發(fā)射測(cè)距響應(yīng)(步驟367)。
[0052]所述測(cè)距響應(yīng)偏移是預(yù)定時(shí)間間隔，所述預(yù)定時(shí)間間隔適應(yīng)處理時(shí)間并且使用在從站的接收和發(fā)射無(wú)線電內(nèi)部的延遲。假定所述估計(jì)是正確的，則在天線處的信號(hào)的測(cè)距響應(yīng)開(kāi)始時(shí)間應(yīng)當(dāng)?shù)扔谒邮照?qǐng)求的開(kāi)始時(shí)間加上固定偏移，所述固定偏移優(yōu)選地對(duì)應(yīng)于整數(shù)數(shù)目的符號(hào)。所述測(cè)距響應(yīng)偏移可以是恒定的或被自適應(yīng)地調(diào)整以便補(bǔ)償溫度改變或其它漂移源。
[0053]重要地，通過(guò)確定粗糙和精細(xì)時(shí)間移位估計(jì)和定時(shí)漂移，由于包括如以上所解釋的啁啾調(diào)制信號(hào)的測(cè)距請(qǐng)求的特殊屬性，本發(fā)明的從設(shè)備能夠基于被包含在測(cè)距請(qǐng)求中的啁啾的時(shí)間和頻率來(lái)確定其自己的時(shí)間參考相對(duì)于主站的時(shí)間參考的時(shí)間和頻率移位。
[0054]所述測(cè)距響應(yīng)由若干未經(jīng)調(diào)制的啁啾構(gòu)成。優(yōu)選地，在測(cè)距計(jì)算中，與經(jīng)調(diào)整的去啁啾步驟359期間相比，相同的補(bǔ)償被使用:斜率補(bǔ)償加上定時(shí)漂移累積補(bǔ)償。根據(jù)所估計(jì)的頻率，這附加于發(fā)射頻率的補(bǔ)償而發(fā)生。以這種方式，所述測(cè)距響應(yīng)在時(shí)間和頻率上與所述主站的時(shí)間參考精確對(duì)準(zhǔn)。
[0055]此處，重要的是注意到，所述系統(tǒng)對(duì)于頻率偏移估計(jì)中的小誤差是健壯的。如果小誤差出現(xiàn)，則接收頻率和發(fā)射頻率將是略微錯(cuò)誤的，然而定時(shí)漂移估計(jì)將幾乎是正確的。這是因?yàn)椋〞r(shí)漂移估計(jì)是將所估計(jì)的頻率除以載波頻率。例如在868MHz處，120Hz的誤差(其是使用4096的擴(kuò)頻因子和500KHz的帶寬的全FFT頻段的不太可能的誤差)導(dǎo)致僅僅
0.13ppm的誤差:這將給出僅1.5米測(cè)距誤差。其次，由于所述響應(yīng)與所述請(qǐng)求是時(shí)間對(duì)準(zhǔn)的，如果在所估計(jì)的頻率中有誤差，則其將由時(shí)間同步中成比例的誤差所補(bǔ)償，使得接收信號(hào)和解調(diào)信號(hào)的frequency (頻率)=f (time (時(shí)間))的函數(shù)是對(duì)準(zhǔn)的。未同步的影響于是只是所接收能量的微小降級(jí)。
[0056]這兩個(gè)效應(yīng)在圖4a和4b中被圖不，所述圖4a和4b繪制在王站中和在從站中一系列啁啾的瞬時(shí)頻率。在主設(shè)備中所生成的啁啾由雙線表示，而關(guān)于從設(shè)備的那些由單線描繪。實(shí)線指示在主站和從站之間所傳輸?shù)男盘?hào)，而虛線代表用于去啁啾的本地信號(hào)，例如:
圖4a示出所述方案對(duì)于來(lái)自從站的小頻率估計(jì)誤差是健壯的，圖4b示出定時(shí)補(bǔ)償是強(qiáng)制性的。
[0057]現(xiàn)在回到圖6，在主站側(cè)上，測(cè)距響應(yīng)的接收(步驟231)不需要同步步驟。主站假定頻率和定時(shí)是完美對(duì)準(zhǔn)的。測(cè)距響應(yīng)不需要嵌入頻率估計(jì)符號(hào)。主站僅估計(jì)定時(shí)，在沒(méi)有補(bǔ)償?shù)臏y(cè)距計(jì)算中確切地執(zhí)行與從站相同的步驟(236和240)。這簡(jiǎn)化調(diào)制解調(diào)器，因?yàn)闇y(cè)距核對(duì)主站和從站這兩者是共同的。
[0058]優(yōu)選地,本發(fā)明包括分集合并(diversity combining)以改進(jìn)距離估計(jì)的可靠性和精度。通過(guò)分集，此處意圖的是在相同設(shè)備之間執(zhí)行若干測(cè)距測(cè)量。這些測(cè)量可以用不同的交換接連進(jìn)行、在相同交換期間并行進(jìn)行或這兩者。
[0059]優(yōu)選地，分集合并基于接收信號(hào)強(qiáng)度指示。與低于給定閾值的RSSI對(duì)應(yīng)的測(cè)量被舍棄。然后，對(duì)剩余的測(cè)量求平均以得到初始距離估計(jì)。在線性尺度中使用RSSI作為權(quán)重來(lái)對(duì)估計(jì)求加權(quán)平均也是可能的。
[0060]在可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所應(yīng)用的閾值大約6dB:具有比測(cè)量集的最大RSSI低6dB的關(guān)聯(lián)的RSSI的測(cè)距測(cè)量被舍棄。該閾值來(lái)自實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
[0061]如果空間(即天線分集)和頻率分集這兩者都被使用，則優(yōu)選地針對(duì)每個(gè)天線來(lái)計(jì)算閾值。
[0062]一旦所選擇的測(cè)量的平均值是可用的，則距離估計(jì)被補(bǔ)償用于多徑。視線情況下，與單徑相比，多徑的平均效應(yīng)是會(huì)增大所測(cè)量的飛行時(shí)間(time of flight)。因?yàn)橛芍苯勇窂降臏y(cè)量來(lái)表示距離更好，該補(bǔ)償是重要的。因?yàn)橛捎诒景l(fā)明的系統(tǒng)的窄帶，本發(fā)明的系統(tǒng)通常不能夠解析信道的時(shí)間結(jié)構(gòu)(即，解析單獨(dú)回聲(echo))，適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償能夠相當(dāng)大地改進(jìn)距離估計(jì)的可靠性。
[0063]在設(shè)備之間的距離越長(zhǎng)，則傳播信道的延遲擴(kuò)展(delay spread)越大。然而，延遲擴(kuò)展的影響被限制:在比系統(tǒng)的時(shí)間分辨率更長(zhǎng)的延遲之后發(fā)生的回聲不修改距離估計(jì)。
[0064]在非常短的距離處(在幾米以下)，信道的功率分布快速衰減。我們觀測(cè)到，距離越短，多徑的影響越低。實(shí)際上對(duì)于在設(shè)備之間零距離的限制情況來(lái)說(shuō)，直接路徑非常多地支配回聲，以便其影響是非常小的。
[0065]該行為已經(jīng)從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定；圖5圖示被用于從由多徑所影響的距離估計(jì)提取真實(shí)距離的可能的補(bǔ)償曲線。使用各種長(zhǎng)度的RF電纜的測(cè)量證實(shí)，空中的無(wú)線電傳播是該依賴距離的測(cè)距偏置的來(lái)源。
[0066]本發(fā)明優(yōu)選地包括自動(dòng)自適應(yīng)測(cè)量，例如速率自適應(yīng)、用于分集的自適應(yīng)跳頻和對(duì)在“找到我的物品”應(yīng)用中的一對(duì)設(shè)備的執(zhí)行自動(dòng)校準(zhǔn)的能力。
[0067]自適應(yīng)速率被用于最大化網(wǎng)絡(luò)容量或鏈路容量。本發(fā)明的系統(tǒng)優(yōu)選地能夠基于信道狀態(tài)而適配信號(hào)的頻率和/或帶寬和/或擴(kuò)頻因子。
[0068]通過(guò)進(jìn)行速率自適應(yīng)，如果信噪比足夠好，則測(cè)量速率可以被增大。與傳輸系統(tǒng)相比，利用相同的方案來(lái)完成速率自適應(yīng):改變擴(kuò)頻因子，使用通信路徑來(lái)交換擴(kuò)頻因子的值。由于更平均，更短的測(cè)量能夠提供更高的準(zhǔn)確度、追蹤更多項(xiàng)目或節(jié)省功率。
[0069]自適應(yīng)跳頻是特別是在2.4GHz ISM帶中非常有用的特征，因?yàn)?.4GHz ISM帶被許多其它應(yīng)用擠滿。因?yàn)楸景l(fā)明的系統(tǒng)是窄帶，其甚至當(dāng)大多數(shù)帶被使用時(shí)也可以提供測(cè)距服務(wù)。這不能通過(guò)較小靈活的較寬帶系統(tǒng)完成?？梢酝ㄟ^(guò)各種已知方法確定最佳頻率，并且使用通信路徑來(lái)傳輸關(guān)于跳頻序列的足夠的信息。
[0070]本發(fā)明的系統(tǒng)優(yōu)選地被布置以使用依賴距離的測(cè)距誤差來(lái)自動(dòng)校準(zhǔn)測(cè)距測(cè)量。如在圖5中所示出的，隨著距離減小，所估計(jì)的距離對(duì)距離的斜率增大直到對(duì)于例如小于15米的非常接近的距離為5的斜率。在典型點(diǎn)對(duì)點(diǎn)應(yīng)用中，以步行速度的用戶瞄準(zhǔn)所搜尋的人或物，因而可以假定，真實(shí)距離的改變速率或多或少是恒定的并且被限制于例如1.5m/s。一旦在未被補(bǔ)償?shù)木嚯x估計(jì)(在2中所描述的偏置補(bǔ)償之前)中有突變并且如果對(duì)應(yīng)的速度太高了以致不能是行人速度，則系統(tǒng)可以推斷，到所搜索對(duì)象的真實(shí)距離小于15米。這能夠被用于修改主設(shè)備的校準(zhǔn)，以補(bǔ)償主站的、或更可能為從站(所搜索設(shè)備)的校準(zhǔn)誤差。所修改的主站校準(zhǔn)實(shí)際上改進(jìn)所述對(duì)的校準(zhǔn)。相反地，如果距離估計(jì)低于15米，但是如果同時(shí)未被補(bǔ)償?shù)木嚯x估計(jì)以行人速度變化，那么系統(tǒng)可以檢測(cè)誤差并且增大所估計(jì)的距離，因?yàn)閷?duì)于短距離來(lái)說(shuō)，估計(jì)應(yīng)當(dāng)更快速地變化。該自動(dòng)校準(zhǔn)僅當(dāng)設(shè)備是接近的時(shí)發(fā)生，這正是當(dāng)它被需要的時(shí)候。具有該自動(dòng)校準(zhǔn)(其中所估計(jì)距離的改變速率被用作真實(shí)距離的指示)，改進(jìn)系統(tǒng)中的置信度，其中可以讓設(shè)備長(zhǎng)時(shí)段內(nèi)沒(méi)有測(cè)距活動(dòng)。
[0071]由于系統(tǒng)提供的長(zhǎng)距離，本發(fā)明能夠操作于高度阻塞的條件中。在這些情形中，測(cè)距估計(jì)將仍然是幾乎準(zhǔn)確的，因?yàn)槠涫腔陲w行時(shí)間測(cè)量。然后，比較距離估計(jì)與平均接收信號(hào)強(qiáng)度，本發(fā)明能夠建立并顯示阻礙指示。計(jì)算該指示的一種方式是首先計(jì)算路徑損耗指數(shù)，其在視線的情況下應(yīng)當(dāng)?shù)扔?。路徑損耗指數(shù)是這樣的使得接收功率與距離乘指數(shù)冪成反比。為此，需要知道發(fā)射功率，但是該信息不需要是高度準(zhǔn)確的，因?yàn)樽璧K效應(yīng)通常是占優(yōu)勢(shì)的?？赡艿淖璧K指示通過(guò)從路徑損耗指數(shù)減2并且將該數(shù)目報(bào)告給用戶而得到。
[0072]對(duì)于其中用戶具有手持設(shè)備的應(yīng)用，阻礙指示可以是隨著阻礙增加而在大小上增長(zhǎng)和/或改變顏色的條(bar)。這樣，手持設(shè)備能夠同時(shí)報(bào)告所估計(jì)的距離和所估計(jì)的阻礙。阻礙級(jí)別可以被用作方向提示:室外，當(dāng)阻礙高時(shí)，其經(jīng)常指示用戶的身體正阻礙信號(hào)，并且面向不同方向能夠確認(rèn)這點(diǎn)。室內(nèi)，高阻礙級(jí)別指示用戶正瞄準(zhǔn)的項(xiàng)目不在相同房間/樓層中。這對(duì)于該應(yīng)用是非常方便的信息，如由若干測(cè)試所證明的。
[0073]圖7表示根據(jù)本發(fā)明的方面的定位系統(tǒng)，所述定位系統(tǒng)允許確定移動(dòng)設(shè)備510的位置。設(shè)備510能夠通過(guò)包括如以上所解釋的一系列啁啾的無(wú)線電信號(hào)來(lái)與多個(gè)定位設(shè)備521-524進(jìn)行通信。
[0074]定位設(shè)備521-524充當(dāng)信標(biāo)并且能夠通過(guò)適合的數(shù)據(jù)鏈路540進(jìn)行通信。數(shù)據(jù)鏈路540可以是例如也基于啁啾調(diào)制無(wú)線電信號(hào)或基于任何適合的通信標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線無(wú)線電鏈路，或基于電纜、電纖維(electric fibre)或任何其它適當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸裝置的有線鏈路。重要地，數(shù)據(jù)鏈路540允許使設(shè)備521-524的相應(yīng)時(shí)間參考同步，如在本領(lǐng)域中所已知的。所述圖表示其間互連并且互相同步其時(shí)鐘的定位設(shè)備521-524，但是在未表示的變形中，它們可以代替地將其時(shí)間參考與共同主參考同步。
[0075]定位設(shè)備521-524優(yōu)選地是固定的或至少緩慢移動(dòng)，并且其位置或至少其相對(duì)于彼此的相對(duì)位置是精確已知的。
[0076]定位系統(tǒng)也包括至少一個(gè)解算器(solver)設(shè)備560，所述解算器設(shè)備560知道定位設(shè)備521-524的位置并且能夠與其交換數(shù)據(jù)，以便計(jì)算移動(dòng)設(shè)備510的位置，如將被進(jìn)一步解釋的。即使概括地講，解算器設(shè)備560在此處被表示為與定位設(shè)備521-524是物理上不同的，但這并不是本發(fā)明的限制特征，并且事實(shí)上每個(gè)定位設(shè)備521-524或同時(shí)它們所有可以充當(dāng)解算器，在這種情況下，鏈路540可以被用于時(shí)鐘同步和數(shù)據(jù)交換這兩者。
[0077]優(yōu)選地，移動(dòng)設(shè)備向所有定位設(shè)備發(fā)射測(cè)距請(qǐng)求535，例如如在圖3中所格式化的。每個(gè)定位設(shè)備接收測(cè)距請(qǐng)求535并且以相同方式(應(yīng)用圖6的步驟350-362)來(lái)對(duì)所述測(cè)距請(qǐng)求535進(jìn)行解碼，但是每個(gè)定位設(shè)備將確定不同的測(cè)距響應(yīng)偏移，因?yàn)槊總€(gè)離移動(dòng)設(shè)備510都具有不同的距離。
[0078]在該點(diǎn)處，所述定位方法偏離先前的實(shí)施例，在于代替生成測(cè)距響應(yīng)，偏移被傳輸?shù)浇馑闫髟O(shè)備560，所述解算器設(shè)備560計(jì)算移動(dòng)設(shè)備560相對(duì)于定位設(shè)備521-524的位置。為此，需要的是，足夠數(shù)目的定位設(shè)備確定偏移。在通常情況下，解算器將必須求解包括四個(gè)未知量的系統(tǒng):移動(dòng)設(shè)備510的坐標(biāo)x,y, Z和其時(shí)鐘的偏移,因此來(lái)自四個(gè)獨(dú)立定位設(shè)備的至少四個(gè)偏移需要被確定。求解這種系統(tǒng)的方法在本領(lǐng)域中是已知的。
[0079]根據(jù)在圖8中所表示的另一個(gè)實(shí)施例，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的位置可以在節(jié)點(diǎn)自身中被確定。在這種情況下，多個(gè)固定的定位信標(biāo)521-524如以上所提及的使其時(shí)間參考由鏈路540同步并且同時(shí)或以預(yù)定時(shí)間間隔發(fā)出包括例如如在圖3中的啁啾的測(cè)距序列。如參考圖6所解釋的，移動(dòng)設(shè)備510能夠估計(jì)相對(duì)時(shí)間偏移。因?yàn)槎ㄎ还?jié)點(diǎn)的時(shí)間參考是同步的，假如移動(dòng)設(shè)備510至少確定來(lái)自四個(gè)獨(dú)立定位設(shè)備的延遲并且知道其位置，則所述移動(dòng)設(shè)備510能夠確定其自己的坐標(biāo)X, y, z和其時(shí)鐘的偏移At。
[0080]重要地，在最后兩個(gè)實(shí)施例中，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)510的位置從未被傳輸并且其僅被解算器560或在后者中被移動(dòng)設(shè)備510已知。
【權(quán)利要求】
1.一種包括至少發(fā)射設(shè)備和接收設(shè)備的系統(tǒng)，每個(gè)設(shè)備包括時(shí)間參考并且被布置用于發(fā)射和接收包括多個(gè)啁啾的無(wú)線電信號(hào)，其中每個(gè)啁啾在時(shí)間上被限制在初始時(shí)刻(Tp和最終時(shí)刻(Tp之間，在所述初始時(shí)刻(Tp處信號(hào)具有初始瞬時(shí)頻率(4)，并且在所述最終時(shí)刻(G)處信號(hào)具有最終瞬時(shí)頻率()，所述初始和最終時(shí)刻以及所述初始和最終頻率由時(shí)間參考確定，所述設(shè)備具有測(cè)距模式，在所述測(cè)距模式中測(cè)距請(qǐng)求從發(fā)射設(shè)備被發(fā)射(201)到接收設(shè)備，并且其中接收設(shè)備被布置用于接收(300)所述測(cè)距請(qǐng)求并且用于基于被包含在測(cè)距請(qǐng)求中的啁啾的時(shí)間和頻率來(lái)確定接收設(shè)備的時(shí)間參考相對(duì)于發(fā)射設(shè)備的時(shí)間參考的時(shí)間和頻率移位(350、359、362)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中接收設(shè)備被布置用于發(fā)射回(367)測(cè)距響應(yīng)，所述測(cè)距響應(yīng)包含在時(shí)間和頻率上與發(fā)射設(shè)備的時(shí)間參考對(duì)準(zhǔn)的啁啾，并且主設(shè)備被布置用于接收(231)測(cè)距響應(yīng)，并且用于基于被包含在測(cè)距響應(yīng)中的啁啾的時(shí)間和頻率來(lái)估計(jì)(240)到從節(jié)點(diǎn)的距離。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括具有共同時(shí)間參考的多個(gè)接收設(shè)備(521-524)和計(jì)算裝置(560)，所述接收設(shè)備(521-524)被布置用于接收測(cè)距請(qǐng)求(535)并且用于確定依賴于在發(fā)射設(shè)備(510)和每個(gè)接收設(shè)備之間的距離的多個(gè)時(shí)間偏移，所述計(jì)算裝置(560)被布置用于基于所述時(shí)間偏移來(lái)確定發(fā)射設(shè)備的位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，包括具有共同時(shí)間參考的多個(gè)發(fā)射設(shè)備(521-524)和接收設(shè)備(510)，所述發(fā)射設(shè)備(521-524)被布置用于發(fā)射所述測(cè)距請(qǐng)求(535)，所述接收設(shè)備(510)被布置用于接收測(cè)距請(qǐng)求和用于確定依賴于在接收設(shè)備(510)和每個(gè)發(fā)射設(shè)備之間的距離的多個(gè)時(shí)間偏移，并且用于基于所述時(shí)間偏移來(lái)確定接收設(shè)備(510)的位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中每個(gè)啁啾被數(shù)字合成并且在時(shí)間上被限制在初始時(shí)刻(&)和最終時(shí)刻(7；)之間，在所述初始時(shí)刻(T0)處信號(hào)具有初始瞬時(shí)頻率(&)和初始相位(I^CI)，并且在所述最終時(shí)刻(Tp處信號(hào)具有最終瞬時(shí)頻率(f\)和最終相位(φρ，所述信號(hào)相位基本上是連續(xù)的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中測(cè)距請(qǐng)求包括一系列相同的啁啾(416)，并且接收設(shè)備被布置用于執(zhí)行去啁啾操作(357)，其中每個(gè)所接收的啁啾與本地生成的共軛啁啾相乘，并且在結(jié)果上執(zhí)行FFT，于是FFT的峰值是在所接收的啁啾和本地生成的啁啾之間的時(shí)間移位的指示。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中接收設(shè)備被布置用于執(zhí)行經(jīng)調(diào)整的去啁啾(357)，其中不同的本地生成的啁啾被用在每個(gè)所接收的啁啾處，以便針對(duì)定時(shí)和頻率移位調(diào)整。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中測(cè)距響應(yīng)包括一系列相同的啁啾(416)，所述啁啾(416)是對(duì)每個(gè)啁啾應(yīng)用不同參數(shù)而在接收設(shè)備中被合成的(367)，使得其在時(shí)間和頻率上與發(fā)射設(shè)備的時(shí)間參考對(duì)準(zhǔn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中接收和/或發(fā)射設(shè)備被布置成執(zhí)行若干測(cè)距測(cè)量并且用于基于關(guān)聯(lián)的信號(hào)強(qiáng)度來(lái)合并它們。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中基于信道狀態(tài)來(lái)適配無(wú)線電信號(hào)的頻率和/或帶寬和/或擴(kuò)頻因子。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任何一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中接收設(shè)備被布置成通過(guò)應(yīng)用補(bǔ)償曲線來(lái)補(bǔ)償被多徑所影響的距離估計(jì)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，被布置成執(zhí)行補(bǔ)償曲線的自動(dòng)校準(zhǔn)，其中所估計(jì)距離的改變速率被用作真實(shí)距離的指示。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步被布置成基于距離估計(jì)和接收信號(hào)強(qiáng)度來(lái)計(jì)算阻礙指示。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任何一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中發(fā)射設(shè)備和接收設(shè)備具有通信模式，所述通信模式允許它們通過(guò)啁啾調(diào)制的無(wú)線電信號(hào)來(lái)交換數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
【文檔編號(hào)】H04B1/69GK104135305SQ201410051493
【公開(kāi)日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年2月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月14日
【發(fā)明者】O.B.A.塞勒 申請(qǐng)人:商升特公司, 商升特國(guó)際股份有限公司