蓝牙测距方法及蓝牙设备技术

本发明专利技术提供了一种蓝牙测距方法，用于测量第一蓝牙装置和第二蓝牙装置的距离，包括：通过信道估计获得所述第一蓝牙装置和所述第二蓝牙装置间N个不同蓝牙信道中各个信道的请求信道响应和应答信道响应，N为大于等于1且小于等于蓝牙信道总数的整数；利用N个不同蓝牙信道的所述请求信道响应和所述应答信道响应计算出所述第一蓝牙装置和所述第二蓝牙装置间的距离。本发明专利技术还包括一种蓝牙测距方法。与相关技术相比，本发明专利技术的蓝牙测距方法以及蓝牙设备。

【技术实现步骤摘要】
蓝牙测距方法及蓝牙设备
本专利技术涉及无线
，尤其涉及一种蓝牙测距方法及蓝牙设备。
技术介绍
目前利用无线讯号测量距离的方法常见的有三种，最简单的方法就是利用讯号强度的方式(ReceivedSignalStrengthIndication，RSSI)，再配合signal-map来定位，这种方法虽然简单，但是容易受环境的干扰，误差大。另一种方法是用到达角(Angle-of-Arriavl，AoA)/出发点(Angle-of-Departure，AoD)，利用装置与两个以上的基地台的方向，找出装置本身的位置与距离，这种方式主要的困难在必须有两个以上的基地台才能找出距离。最后一种方式是直接量测飞行时间(Time-of-Fly，ToF)，也就是封包(packet)。这种方式最大的困难是装置内部要有一个超高速的定时器(Timer/Counter)，因为一般室内的ToF只有几个ns，因此时钟频率clockrate至少要到GHz的等级，以目前的技术尚无法提供合适的功耗，因此仍不普及。因此，实有必要提供一种新的蓝牙测距方法及无线设备解决上述问题。
技术实现思路
针对以上现有技术的不足，本专利技术提出一种适用性广且精度高的蓝牙测距方法。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种蓝牙测距方法，用于测量第一蓝牙装置和第二蓝牙装置的距离，包括：通过信道估计获得所述第一蓝牙装置和所述第二蓝牙装置间N个不同蓝牙信道中各个信道的请求信道响应和应答信道响应，N为大于等于1且小于等于蓝牙信道总数的整数；利用N个不同蓝牙信道的所述请求信道响应和所述应答信道响应计算出所述第一蓝牙装置和所述第二蓝牙装置间的距离。优选的，所述请求信道响应由所述第二蓝牙装置根据在所选信道中接收到的所述第一蓝牙装置发出的请求数据包通过信道估计得到；所述应答信道响应由第一蓝牙装置根据在同一信道中接收到所述第二蓝牙装置发出的应答数据包通过信道估计得到。优选的，控制所述N个不同蓝牙信道中各个信道的所述请求数据包中用于信道估计的信号位置至所述应答数据包中用于信道估计的信号位置的时间间隔t相同。优选的，通过上层应用获取所述请求信道响应和/或所述应答信道响应；或者，所述应答数据包包括所述请求信道响应；或者，所述应答信道响应产生后加入到一个数据包中通过同一信道或者另一个信道发送给所述第二蓝牙装置。优选的，所述通过信道估计获得所述第一蓝牙装置和所述第二蓝牙装置间N个不同蓝牙信道中各个信道的请求信道响应和应答信道响应，N为大于等于1且小于等于蓝牙信道总数的整数的步骤中，具体包括如下步骤：步骤S11、所述第一蓝牙装置经一个所选蓝牙信道发送所述请求数据包至所述第二蓝牙装置；步骤S12、所述第二蓝牙装置接收所述请求数据包，并在该所选蓝牙信道中根据所述请求数据包进行信道估测，生成对应所述所选蓝牙信道的所述请求信道响应；步骤S13、所述第二蓝牙装置经所述所选蓝牙信道发送应答数据包至所述第一蓝牙装置，该应答数据包包括所述请求信道响应；步骤S14、所述第一蓝牙装置接收所述应答数据包，并在所述所选信道中根据所述应答数据包进行信道估测，生成对应所述所选蓝牙信道的所述应答信道响应，使得所述第一蓝牙装置同时具有在所述所选蓝牙信道的所述请求信道响应和所述应答信道响应；步骤S15、所述第一蓝牙装置和所述第二蓝牙装置选取另一个蓝牙信道进行扫描，重复所述步骤S11-S14，以使所述第一蓝牙装置在N个蓝牙信道中获取N组分别对应各蓝牙信道的所述请求信道响应和所述应答信道响应。优选的，当所述蓝牙为低功耗蓝牙BLE时，所述N个不同蓝牙信道位于主推播信道和/或第二推播信道。优选的，所述通过信道估计获得所述第一蓝牙装置和所述第二蓝牙装置间N个不同蓝牙信道中各个信道的请求信道响应和对应的所述应答信道响应步骤中，包括：所述第二蓝牙装置发出ADV_EXT_IND封包，所述第一蓝牙装置扫描到所述ADV_EXT_IND封包后，按照ADV_EXT_IND封包内指示的信道位置和时间等待第二蓝牙装置发送的AUX_ADV_IND封包，在接收完所述AUX_ADV_IND封包后，所述第一蓝牙装置等待时间T_IFS后开始在同一信道中发送请求数据包AUX_SCAN_REQ，第二蓝牙装置根据接收的所述请求数据包AUX_SCAN_REQ进行信道估计，得到所述请求信道响应，在接收完所述请求数据包AUX_SCAN_REQ后，所述第二蓝牙装置在等待时间T_IFS后，将包括所述请求信道响应的应答数据包AUX_SCAN_RSP通过同一信道发送给所述第一蓝牙装置，所述第一蓝牙装置根据所述应答数据包AUX_SCAN_RSP进行信道估计，得到同一信道的所述应答信道响应；所述第一蓝牙装置和所述第二蓝牙装置选取另一个蓝牙信道后重复上述步骤，直至得到N个不同蓝牙信道的N组请求信道响应和应答信道响应。优选的，所述利用N个不同蓝牙信道的所述请求信道响应和所述应答信道响应计算出所述第一蓝牙装置和所述第二蓝牙装置间的距离的步骤中，包括：将N个不同蓝牙信道中每一个蓝牙信道的所述请求信道响应和所述应答信道响应相乘，得到N个中间值；将所述N个中间值组代入时间计算演算法得到在一个蓝牙信道中的请求数据包和应答数据包在空中传输的时间T；根据所述时间T获得所述第一蓝牙装置和所述第二蓝牙装置的距离D。优选的，所述时间计算演算法为近梯度法、基本追求法、正交匹配追求法、正则化正交匹配跟踪法中的任意一种。优选的，所述N个不同的蓝牙信道按预设规则或随机规则选取。优选的，所述第一蓝牙装置和/或第二蓝牙装置包括：时间/距离估计算法单元，用于根据N个不同蓝牙行道的请求信道响应和应答信道响应估计空气中数据包的飞行时间以及根据飞行时间计算距离，N为大于等于1且小于等于蓝牙信道总数的整数；信道估计器，用于根据数据包进行信道估计并生成请求信道响应或应答信道响应；信道选择单元，用于选择进行信道估计的蓝牙信道；及计时器，用于控制数据包的发送时间。本专利技术还提供一种蓝牙设备，包括：时间/距离估计算法单元，用于根据N个不同蓝牙行道的请求信道响应和应答信道响应估计空气中数据包的飞行时间以及根据飞行时间计算距离；信道估计器，用于根据数据包进行信道估计并生成请求信道响应或应答信道响应；信道选择单元，用于选择进行信道估计的蓝牙信道；及计时器，用于控制数据包的发送时间；通过所述信道选择单元选择其与另一蓝牙设备之间用于信道估计的蓝牙信道，并通过所述信道估计器根据数据包估计获得该两个所述蓝牙设备间N个不同蓝牙信道中各个信道的请求信道响应或应答信道响应，N为大于等于1且小于等于蓝牙信道总数的整数；通过所述计时器控制数据包的发送时间，所述时间/距离估计算法单元利用N个不同蓝牙信道的所述请求信道响应和对应的所述应答信道响应的飞行时间计算出两个所述蓝牙装置间的距离。与相关技术相比，本专利技术的蓝牙测距方法及无线本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蓝牙测距方法，用于测量第一蓝牙装置和第二蓝牙装置的距离，其特征在于，包括：/n通过信道估计获得所述第一蓝牙装置和所述第二蓝牙装置间N个不同蓝牙信道中各个信道的请求信道响应和应答信道响应，N为大于等于1且小于等于蓝牙信道总数的整数；/n利用N个不同蓝牙信道的所述请求信道响应和所述应答信道响应计算出所述第一蓝牙装置和所述第二蓝牙装置间的距离。/n

【技术特征摘要】
1.一种蓝牙测距方法，用于测量第一蓝牙装置和第二蓝牙装置的距离，其特征在于，包括：
通过信道估计获得所述第一蓝牙装置和所述第二蓝牙装置间N个不同蓝牙信道中各个信道的请求信道响应和应答信道响应，N为大于等于1且小于等于蓝牙信道总数的整数；
利用N个不同蓝牙信道的所述请求信道响应和所述应答信道响应计算出所述第一蓝牙装置和所述第二蓝牙装置间的距离。


2.根据权利要求1所述的蓝牙测距方法，其特征在于，所述请求信道响应由所述第二蓝牙装置根据在所选信道中接收到的所述第一蓝牙装置发出的请求数据包通过信道估计得到；
所述应答信道响应由第一蓝牙装置根据在同一信道中接收到所述第二蓝牙装置发出的应答数据包通过信道估计得到。


3.根据权利要求2所述的蓝牙测距方法，其特征在于，控制所述N个不同蓝牙信道中各个信道的所述请求数据包中用于信道估计的信号位置至所述应答数据包中用于信道估计的信号位置的时间间隔t相同。


4.根据权利要求2或3所述的蓝牙测距方法，其特征在于，通过上层应用获取所述请求信道响应和/或所述应答信道响应；或者，
所述应答数据包包括所述请求信道响应；或者，
所述应答信道响应产生后加入到一个数据包中通过同一信道或者另一个信道发送给所述第二蓝牙装置。


5.根据权利要求2或3所述的蓝牙测距方法，其特征在于，所述通过信道估计获得所述第一蓝牙装置和所述第二蓝牙装置间N个不同蓝牙信道中各个信道的请求信道响应和应答信道响应，N为大于等于1且小于等于蓝牙信道总数的整数的步骤中，具体包括如下步骤：
步骤S11、所述第一蓝牙装置经一个所选蓝牙信道发送所述请求数据包至所述第二蓝牙装置；
步骤S12、所述第二蓝牙装置接收所述请求数据包，并在该所选蓝牙信道中根据所述请求数据包进行信道估测，生成对应所述所选蓝牙信道的所述请求信道响应；
步骤S13、所述第二蓝牙装置经所述所选蓝牙信道发送应答数据包至所述第一蓝牙装置，该应答数据包包括所述请求信道响应；
步骤S14、所述第一蓝牙装置接收所述应答数据包，并在所述所选信道中根据所述应答数据包进行信道估测，生成对应所述所选蓝牙信道的所述应答信道响应，使得所述第一蓝牙装置同时具有在所述所选蓝牙信道的所述请求信道响应和所述应答信道响应；
步骤S15、所述第一蓝牙装置和所述第二蓝牙装置选取另一个蓝牙信道进行扫描，重复所述步骤S11-S14，以使所述第一蓝牙装置在N个蓝牙信道中获取N组分别对应各蓝牙信道的所述请求信道响应和所述应答信道响应。


6.根据权利要求1-3任一所述的蓝牙测距方法，其特征在于，当所述蓝牙为低功耗蓝牙BLE时，所述N个不同蓝牙信道位于主推播信道和/或第二推播信道。


7.根据权利要求6所述的蓝牙测距方法，其特征在于，所述通过信道估计获得所述第一蓝牙装置和所述第二蓝牙装置间N个不同蓝牙信道中各个信道的请求信道响应和所述应答信道响应的步骤中，包括：
所述第二蓝牙装置发出ADV_EXT_IND封包，所述第一蓝牙装置扫描到所述ADV_EXT_IND封包后，按照ADV_EXT_IND封包内指示的信道位...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑泰源，
申请(专利权)人：炬芯科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44