一种定位方法及装置制造方法及图纸

本申请公开了一种定位方法及装置，该定位方法应用在第一设备上时，第一设备包括N个天线，第一设备和第二设备支持K个频点，针对K个频点上的第k个频点：第一设备在所述第k个频点对应的至少两个天线上接收来自所述第二设备的固定频率扩展CTE信号，和/或，在所述至少两个天线上向所述第二设备发送CTE信号；K个频点中每个频点对应的不同天线的第一相位信息和K个频点中每个频点对应的不同天线的第二相位信息中的至少一项，用于确定所述第二设备相对于所述第一设备的位置信息，所述位置信息包括：距离信息和角度信息。距离信息和角度信息。距离信息和角度信息。

【技术实现步骤摘要】
一种定位方法及装置


[0001]本申请涉及信息
，尤其涉及一种定位方法及装置。

技术介绍

[0002]定位技术在如今的生产生活中发挥着越来越重要的作用，给人们的生活带来极大的便利和变化。目前定位技术有着广泛的应用场景和巨大的商业价值。虽然全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)可以提供高精度室外位置信息，但是在室内和城市峡谷等遮挡环境中，GNSS由于收不到卫星信号而无法实现定位，无法满足定位需求，因此，此类环境中定位需要寻求其他技术，当前室内定位技术多种多样，典型的有基于通信信号的、基于视觉图像的、基于惯性导航等传感器的。
[0003]目前比较成熟的室内定位技术有基于信号强度指示的无线保真(wireless fidelity，WiFi)定位和基于信标(Beacon)的蓝牙定位技术，但是因为信号强度指示随环境的波动很大，所以只能实现有限的定位精度。蓝牙定位凭借其超低功耗、低成本和高普及度的优势而受到诸多青睐。
[0004]但是，通过支持到达角(angle of arrival，AOA)和离开角(angle of departure，AOD)的方式，计算得到的到达角度或者出发角度的覆盖范围较小，精确度不高，尤其是受限于天线阵列孔径，俯仰角探测范围小，且精度较低。

技术实现思路

[0005]本申请提供一种定位方法及装置，用于提高单设备定位的性能。
[0006]第一方面，本申请提供一种定位方法，该方法可以应用与第一设备，第一设备可以是网络设备、终端设备、或网络设备中的部件，例如芯片，或终端设备中的部件，例如芯片。第二设备可以是终端设备，或终端设备中的部件，例如芯片。第二设备为本申请中的待定位的设备。第一设备可以包括N个天线，第一设备和第二设备支持K个频点，该方法包括：
[0007]针对K个频点上的第k个频点：第一设备在第k个频点对应的至少两个天线上接收来自第二设备的固定频率扩展(constant tone extension，CTE)信号，和/或，在至少两个天线上向第二设备发送CTE信号；K个频点中每个频点对应的不同天线的第一相位信息和K个频点中每个频点对应的不同天线的第二相位信息中的至少一项，用于确定第二设备相对于第一设备的位置信息，位置信息包括：距离信息和角度信息。
[0008]其中，第一设备在第k个频点对应的第n个天线接收到的CTE信号，用于确定第k个频点对应的第n个天线的第一相位信息；第二设备在第k个频点接收到的第一设备在第k个频点对应的第n个天线发送的CTE信号，用于确定第k个频点对应的第n个天线的第二相位信息；k为小于或等于K的正整数，至少两个天线为N个天线中的两个或多个天线；n为正整数。
[0009]通过上述方法，基于在第一相位信息和/或第二相位信息中，同时体现K个频点不同频点的频域相位信息和K个频点中每个频点对应的不同天线的空域相位信息。从而，可以基于第一相位信息和或第二相位信息，计算第二设备相对第一设备的距离信息和角度信
息。相比基于第一设备的各天线在空间的位置不同，仅通过第一设备的天线之间的距离与接收信号间的相位差，确定第一设备和第二设备之间的信号的方位角和俯仰角，必须依赖多个第一设备才能进行第二设备的定位的方式，本申请的方案，可以实现单个第一设备即对第二设备相对第一设备的距离信息和角度信息进行定位，并有效提高定位角度的精度，尤其是俯仰角的精度，提高定位的覆盖范围。
[0010]一种可能的实现方式，第一设备可以接收第一指示信息，第一指示信息用于指示K个频点的跳频顺序和K个频点中每个频点对应的至少两个天线的切换顺序。
[0011]通过获得第一指示信息的方式，第一设备和第二设备的定位可以基于应用场景和设备的能力等需要，灵活的配置K个频点的跳频顺序和K个频点中每个频点对应的至少两个天线的切换顺序，从而，提高第二设备相对第一设备的定位的灵活度，降低定位的复杂度。
[0012]一种可能的实现方式，位置信息为根据K个频点中每个频点对应的不同天线的第三相位信息、第一关联关系和第二关联关系确定的；其中，第k个频点对应的第n个天线的第三相位信息为根据第k个频点对应的第n个天线的第一相位信息和第k个频点对应的第n个天线的第二相位信息中的至少一项确定的；
[0013]第k个频点对应的第n个天线的第三相位信息包括：频域相位信息和空域相位信息；频域相位信息与频点相关，空域相位信息与天线的位置相关；第一关联关系用于指示不同频点与不同频点对应的频域相位信息的相位差之间的关联关系；第一关联关系为根据K个频点的跳频顺序确定的；可选的，第一关联关系还可以是根据K个频点的跳频顺序和载频大小确定的。第二关联关系用于指示不同天线之间的相对位置与不同天线对应的空域相位信息的相位差之间的关联关系；第二关联关系为根据K个频点中每个频点对应的天线的切换顺序确定的。可选的，第二关联关系为根据K个频点中每个频点对应的天线的切换顺序和天线之间的位置关系确定的。
[0014]通过上述方法，基于与频点相关的频域相位信息确定的第一关联关系，可以使得第三相位信息中的频域相位信息与第二设备相对第一设备的距离信息建立联系，基于与天线的位置相关的空域相位信息确定的第二关联关系，可以使得第三相位信息中的空域相位信息与第二设备相对第一设备的角度信息建立联系，从而，可以根据K个频点中每个频点对应的不同天线的第三相位信息、第一关联关系和第二关联关系，确定第二设备相对第一设备的位置信息。
[0015]一种可能的实现方式，第一设备可以切换至第n个天线，在第n个天线上接收来自第二设备的CTE信号，直至在M
k
个天线上接收CTE信号完成为止；n从1取遍到M
k
，M
k
个天线为第k个频点对应的至少两个天线，Mk为小于或等于N的正整数。
[0016]通过上述方法，在CTE信号传输过程中，第一设备在接收CTE信号时，进行了切换，该方法可以应用于AOA定位模式。
[0017]一种可能的实现方式，第k个频点对应的第n个天线的第三相位信息为第k个频点对应的第n个天线的第一相位信息和第k个频点对应的第二相位信息之和，所述第k个频点对应的第二相位信息根据所述第二设备接收所述第一设备在所述第k个频点对应的任一天线发送的CTE信号确定。
[0018]通过上述方法，在CTE信号传输过程中，第一设备在接收CTE信号时，可能进行了切换，此时，可以基于第k个频点对应的第n个天线的第一相位信息和第k个频点对应的第二相
位信息，确定第k个频点对应的第n个天线的第三相位信息，以使得第三相位信息即可以表示CTE信号在第一设备和第二设备之间往返对应的相位信息。即第三相位信息可以抵消第一设备在确定第一相位信息时的初始相位和第二设备在确定第二相位信息时的初始相位。
[0019]一种可能的实现方式，第二设备在第k个频点发送的CTE信号的本振信号与第一设备在第k个频点发送的CTE信号的本振信号本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种定位方法，其特征在于，应用于第一设备，所述第一设备包括N个天线，所述第一设备和第二设备支持K个频点，所述方法包括：针对所述K个频点上的第k个频点：所述第一设备在所述第k个频点对应的至少两个天线上接收来自所述第二设备的固定频率扩展CTE信号，和/或，在所述至少两个天线上向所述第二设备发送CTE信号；k为小于或等于K的正整数，所述至少两个天线为所述N个天线中的两个或多个天线；其中，所述第一设备在所述第k个频点对应的第n个天线接收到的CTE信号，用于确定所述第k个频点对应的第n个天线的第一相位信息；所述第二设备在所述第k个频点接收到的所述第一设备在所述第k个频点对应的第n个天线发送的CTE信号，用于确定所述第k个频点对应的第n个天线的第二相位信息；所述n为正整数；所述K个频点中每个频点对应的不同天线的第一相位信息和/或所述K个频点中每个频点对应的不同天线的第二相位信息，用于确定所述第二设备相对于所述第一设备的位置信息，所述位置信息包括：距离信息和角度信息。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：接收第一指示信息，所述第一指示信息用于指示所述K个频点的跳频顺序和所述K个频点中每个频点对应的至少两个天线的切换顺序。3.如权利要求1
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2任一项所述的方法，其特征在于，所述位置信息为根据所述K个频点中每个频点对应的不同天线的第三相位信息、第一关联关系和第二关联关系确定的；所述第k个频点对应的第n个天线的第三相位信息为根据所述第k个频点对应的第n个天线的第一相位信息和/或第k个频点对应的第n个天线的第二相位信息确定的；所述第k个频点对应的第n个天线的第三相位信息包括：频域相位信息和空域相位信息；所述频域相位信息与频点相关，所述空域相位信息与天线的位置相关；所述第一关联关系用于指示不同频点与所述不同频点对应的频域相位信息的相位差之间的关联关系；所述第一关联关系为根据所述K个频点的跳频顺序确定的；所述第二关联关系用于指示不同天线之间的相对位置与所述不同天线对应的空域相位信息的相位差之间的关联关系；所述第二关联关系为根据所述K个频点中每个频点对应的天线的切换顺序确定的。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第k个频点对应的第n个天线的第三相位信息为所述第k个频点对应的第n个天线的第一相位信息和第k个频点对应的第n个天线的第二相位信息之和；或者，所述第k个频点对应的第n个天线的第三相位信息为所述第k个频点对应的第一相位信息和第k个频点对应的第n个天线的第二相位信息之和；所述第k个频点对应的第一相位信息根据所述第一设备在所述第k个频点对应的任一天线接收到的CTE信号确定；或者，所述第k个频点对应的第n个天线的第三相位信息为所述第k个频点对应的第n个天线的第一相位信息和第k个频点对应的第二相位信息之和，所述第k个频点对应的第二相位信息根据所述第二设备接收所述第一设备在所述第k个频点对应的任一天线发送的CTE信号确定。5.如权利要求3
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4任一项所述的方法，其特征在于，所述位置信息为基于目标函数对所述位置信息的参数进行最大似然估计后获得的；
其中，所述目标函数为根据所述K个频点中每个频点对应的不同天线的相位差与第一关联关系和第二关联关系确定的基于位置信息的参数的函数；所述第k个频点对应的第n个天线的相位差为根据所述第k个频点对应的第n个天线的第三相位信息与参考相位信息确定的；所述参考相位信息为所述K频点中的一个频点对应的一个天线的第三相位信息。6.如权利要求1
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5任一项所述的方法，其特征在于，在所述第k个频点对应的至少两个天线上接收来自所述第二设备的CTE信号，包括：切换至第n个天线，在所述第n个天线上接收来自所述第二设备的CTE信号，直至在M
k
个天线上接收和发送CTE信号完成为止；所述n从1取遍到M
k
，所述M
k
个天线为所述第k个频点对应的至少两个天线，所述Mk为小于或等于N的正整数。7.如权利要求1
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6任一项所述的方法，其特征在于，在所述第k个频点对应的所述至少两个天线上向所述第二设备发送CTE信号，包括：切换至第n个天线，在所述第n个天线上向所述第二设备发送CTE信号，直至在M
k
个天线上接收和发送CTE信号完成为止，所述n从1取遍到M
k
，所述M
k
个天线为所述第k个频点对应的至少两个天线，所述Mk为小于或等于N的正整数。8.如权利要求1
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7任一项所述的方法，其特征在于，在所述第k个频点对应的至少两个天线上接收来自所述第二设备的CTE信号，和/或，在所述第k个频点对应的至少两个天线上向所述第二设备发送CTE信号，包括：所述第二设备在所述第k个频点发送的CTE信号的本振信号与所述第一设备在所述第k个频点对应的至少两个天线上分别发送的CTE信号的本振信号之间的相位差不变；或者，所述第二设备在所述第k个频点发送的CTE信号的本振信号与所述第一设备在所述第k个频点发送的CTE信号的本振信号之间的相位差不变。9.如权利要求1
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8任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：获得所述位置信息；向所述第二设备发送所述位置信息；和/或向服务器发送所述位置信息。10.如权利要求1
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9任一项所述的方法，其特征在于，所述角度信息包括方位角信息和俯仰角信息中的至少一项。11.一种定位方法，其特征在于，应用于第二设备，所述第二设备和第一设备支持K个频点；所述第一设备包括N个天线，所述方法包括：针对所述K个频点上的第k个频点：所述第二设备在所述第k个频点上向所述第一设备发送固定频率扩展CTE信号，和/或在所述第k个频点上分别接收来自所述第一设备在所述k个频点对应的至少两个天线上发送的CTE信号；k为小于或等于K的正整数，所述至少两个天线为所述N个天线中的两个或多个天线；根据所述K个频点中每个频点对应的不同天线的第一相位信息和/或所述K个频点中每个频点对应的不同天线的第二相位信息，确定所述第一设备相对于所述第二设备的位置信息，所述位置信息包括：距离信息和角度信息；其中，所述第k个频点对应的第n个天线的第一相位信息为所述第一设备在所述第k个频点对应的第n个天线接收所述第二设备发送的CTE信号后确定的；所述第k个频点对应的第n个天线的第二相位信息为所述第二设备在所述第k个频点接收的所述第一设备在所述
第k个频点对应的第n个天线上发送的CTE信号后确定的；所述n为正整数。12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：接收第一指示信息，所述第一指示信息用于指示所述K个频点的跳频顺序和所述K个频点中每个频点对应的至少两个天线的切换顺序。13.如权利要求11
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12任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述K个频点中每个频点对应的不同天线的第一相位信息和所述K个频点中每个频点对应的不同天线的第二相位信息中的至少一项，确定所述第一设备相对于所述第二设备的位置信息，包括：根据所述K个频点中每个频点对应的不同天线的第三相位信息、第一关联关系和第二关联关系，确定所述位置信息；其中，所述第k个频点对应的第n个天线的第三相位信息为根据所述第k个频点对应的第n个天线的第一相位信息和第k个频点对应的第n个天线的第二相位信息中的至少一项确定的；所述第k个频点对应的第n个天线的第三相位信息包括：频域相位信息和空域相位信息；所述频域相位信息与频点相关，所述空域相位信息与天线的位置相关；所述第一关联关系用于指示不同频点与所述不同频点对应的频域相位信息的相位差之间的关联关系；所述第一关联关...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈渊，汪博文，邱信友，杜振国，李小仙，王琪，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：