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确定网络设备的空间位置的方法和定位器设备技术

技术编号:40503087 阅读:24 留言:0更新日期:2024-03-01 13:16
公开了一种用于确定网络设备的空间位置的方法和定位器设备。具有天线阵列的定位器设备用于执行AoX计算以找到去往网络设备的方向。AoX计算利用天线阵列中的多个天线。定位器设备还执行高精度距离测量(accuracy distance measurement,HADM)。在某些实施例中,天线阵列中仅一个天线用于HADM计算。使用到网络设备的方向和距离,定位器能够确定网络设备的空间位置。在一些实施例中,天线阵列可以是具有多个外部天线元件和一个中央天线元件的旋转对称阵列。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及网络设备定位的,尤其涉及一种确定网络设备的空间位置的方法和定位器设备


技术介绍

1、目前有兴趣扩展当前的网络协议,以允许网络设备确定到另一网络设备的距离的可能性。例如,蓝牙规范正在被修改以包括高精度距离测量(high accuracy distancemeasurement,hadm)。如目前提出的,hadm公开了用于双向测距的基本测量技术。

2、此外,蓝牙规范还公开了用于测量与另一网络设备相关联的信号的到达角(angleof arrival,aoa)或离开角(angle of departure,aod)的不同技术。

3、除了确定到网络设备的方向或到该网络设备的距离之外,还感兴趣的是确定该网络设备的空间位置。目前,有两种常见的技术可以用于确定网络设备的空间位置。两者都涉及使用至少3个定位器设备。在这两种技术中,3个定位器设备的位置是已知的。

4、根据一种方法,所有定位器设备确定它们相对于网络设备的到达角或离开角(统称为aox)。然后可以使用定位器设备的位置和相应的aox测量值来三角测量网络设备的空间位置。

5、根据第二种方法,所有定位器设备确定它们到网络设备的距离。然后可以使用定位器设备的位置和相应的距离测量值来三角测量网络设备的空间位置。

6、虽然这些技术在确定网络设备的空间位置方面是有效的,但也存在一些缺点。首先,这些技术需要三个定位器设备,这涉及到成本。其次,为了计算空间位置,需要在3个定位器之间进行通信,以共享每个定位器所拥有的信息。

<p>7、因此,如果存在在没有多个定位器设备的情况下确定网络设备的空间位置的系统和方法,则将是有益的。


技术实现思路

1、公开了一种用于确定网络设备的空间位置的系统和方法。具有天线阵列的定位器设备用于执行aox算法以找到去往网络设备的方向。aox算法利用来自天线阵列中的多个天线的信号。定位器设备还执行高精度距离测量(hadm)。在某些实施例中,天线阵列中仅一个天线用于hadm计算。使用到网络设备的方向和距离,定位器能够确定网络设备的空间位置。在一些实施例中,天线阵列可以是具有多个外部天线元件和一个中央天线元件的旋转对称阵列。

2、根据一个实施例,公开了一种使用具有已知位置的定位器设备来确定网络设备的空间位置的方法。定位器设备具有天线阵列。该方法包括使用aox算法计算从定位器设备到网络设备的方向,其中,来自天线阵列中的多个天线元件的信号被用作aox算法的输入;使用hadm算法计算从定位器设备到网络设备的距离,其中,来自天线阵列中的仅一个天线元件的信号被hadm算法用作输入;以及使用已知位置、方向和距离来确定网络设备的空间位置。在一些实施例中,天线阵列中的每个天线元件产生两个偏振信号,并且计算方向包括:使用来自多个天线元件中的每个天线元件的两个偏振信号中的至少一个作为aox算法的输入。在一些实施例中,来自仅一个天线元件的两个偏振信号被组合以形成圆偏振信号,并且圆偏振信号用于在执行aox算法之前设置定位器设备中的接收电路的增益。在一些实施例中,仅一个天线元件产生两个偏振信号,这两个偏振信号被组合以形成圆偏振信号,并且圆偏振信号被hadm算法用作输入。在某些实施例中,来自仅一个天线元件的信号不被aox算法用作输入。在一些实施例中,天线阵列包括布置在外环中的多个天线单元(cell),每个天线单元相对于相邻天线单元偏移等于360°/na的角度,其中,每个天线单元包括:顶面,包括贴片天线和围绕贴片天线的接地保护环;以及设置在顶面下方的接地层;以及设置在外环内的中央天线。在某些实施例中,外环中的多个天线单元包括由aox算法使用的多个无线元件。在某些实施例中,来自仅中央天线的信号被hadm算法使用。在某些实施例中,中央天线产生两个偏振信号,这两个偏振信号被组合以形成圆偏振信号,并且来自中央天线的圆偏振信号被hadm算法用作输入。在一些实施例中,天线阵列包括布置成二维阵列的多个天线单元;其中,来自多个天线单元中的所有天线单元的信号被aox算法用作输入。在某些实施例中,多个天线单元中的一个或更多个在所有侧被相邻的天线单元包围,并且被称为内部天线单元;并且其中,来自内部天线单元之一的信号被hadm算法用作输入。在一些实施例中,该方法还包括在执行hadm算法之前使用该方向来补偿天线阵列中仅一个天线元件中的相位变化。

3、根据另一个实施例,公开了用于确定网络设备的空间位置的定位器设备,其中,定位器设备具有已知位置。定位器设备包括天线阵列,天线阵列包括多个天线元件,每个天线元件产生一个或更多个信号;多路复用器,与来自多个天线元件的一个或更多个信号通信;无线电电路,用于接收来自多路复用器的输出;处理单元;与处理单元通信的存储器设备,包括指令,指令在由处理单位执行时使定位器设备能够使用aox算法来计算从定位器设备到网络设备的方向,其中,来自天线阵列中的多个天线元件的信号用于向aox算法提供输入;使用hadm算法计算从定位器设备到网络设备的距离,其中,hadm算法使用来自天线阵列中的仅一个天线元件的信号;并且使用已知位置、方向和距离来确定网络设备的空间位置。

4、在一些实施例中,天线阵列包括布置在外环中的多个(na个)天线单元,每个天线单元相对于相邻天线单元偏移等于360°/na的角度,其中,每个天线单元包括:顶面,包括贴片天线和围绕贴片天线的接地保护环,贴片天线具有一个或更多个过孔以产生一个或更多个信号;以及设置在顶面下方的接地层;以及设置在外环内的中央天线,中央天线具有一个或更多个过孔以产生一个或更多个信号。在一些实施例中,外环中的多个天线单元包括aox算法使用的多个无线元件。在一些实施例中,来自仅中央天线的信号被hadm算法使用。在某些实施例中,定位器设备包括90°混合器,其中,中央天线产生两个偏振信号,这两个偏振信号被90°混合器组合以形成圆偏振信号;并且来自中央天线的圆偏振信号被hadm算法使用。在一些实施例中,天线阵列包括布置成二维阵列的多个天线单元;其中,来自多个天线单元中的所有天线单元的信号被aox算法用作输入。在某些实施例中,多个天线单元中的一个或更多个在所有侧被相邻的天线单元包围,并且被称为内部天线单元;并且其中,来自内部天线单元之一的信号被hadm算法用作输入。在某些实施例中,定位器设备包括90°混合器,其中,内部天线单元之一产生两个偏振信号,这两个偏振信号被90°混合器组合以形成圆偏振信号,并且圆偏振信号被hadm算法使用。

5、本申请要求于2022年8月22日提交的美国专利申请17/892,700的优先权,其公开内容通过引用整体并入本文。

本文档来自技高网
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【技术保护点】

1.一种使用具有已知位置的定位器设备来确定网络设备的空间位置的方法,其中,所述定位器设备包括天线阵列,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述天线阵列中的每个天线元件产生两个偏振信号,并且其中,计算所述方向包括:

3.根据权利要求2所述的方法,其中,来自所述仅一个天线元件的两个偏振信号被组合以形成圆偏振信号,并且所述圆偏振信号用于在执行所述AoX算法之前设置所述定位器设备中的接收电路的增益。

4.根据权利要求1所述的方法,其中,所述仅一个天线元件产生两个偏振信号,所述两个偏振信号被组合以形成圆偏振信号,并且所述圆偏振信号被所述HADM算法用作输入。

5.根据权利要求1所述的方法,其中,来自所述仅一个天线元件的信号不被所述AoX算法用作输入。

6.根据权利要求1所述的方法,其中,所述天线阵列包括布置在外环中的多个(Na个)天线单元,每个天线单元相对于相邻天线单元偏移等于360°/Na的角度,其中,每个天线单元包括:

7.根据权利要求6所述的方法,其中,所述外环中的所述多个天线单元包括所述AoX算法使用的所述多个天线元件。

8.根据权利要求6所述的方法,其中,来自仅所述中央天线的信号被所述HADM算法使用。

9.根据权利要求8所述的方法,其中,所述中央天线产生两个偏振信号,所述两个偏振信号被组合以形成圆偏振信号,并且来自所述中央天线的圆偏振信号被所述HADM算法用作输入。

10.根据权利要求1所述的方法,其中,所述天线阵列包括布置成二维阵列的多个天线单元;其中,来自所述多个天线单元中的所有天线单元的信号被所述AoX算法用作输入。

11.根据权利要求10所述的方法,其中,所述多个天线单元中的一个或更多个在所有侧被相邻天线单元包围,并且被称为内部天线单元;并且其中,来自所述内部天线单元之一的信号被所述HADM算法用作输入。

12.根据权利要求1所述的方法,还包括在执行所述HADM算法之前使用所述方向来补偿所述天线阵列中的所述仅一个天线元件中的相位变化。

13.一种用于确定网络设备的空间位置的定位器设备,其中,所述定位器设备具有已知位置,所述定位器设备包括:

14.根据权利要求13所述的定位器设备,其中,所述天线阵列包括布置在外环中的多个(Na个)天线单元,每个天线单元相对于相邻天线单元偏移等于360°/Na的角度,其中,每个天线单元包括:

15.根据权利要求14所述的定位器设备,其中,所述外环中的所述多个天线单元包括所述AoX算法使用的所述多个天线元件。

16.根据权利要求14所述的定位器设备,其中,来自仅所述中央天线的信号被所述HADM算法使用。

17.根据权利要求16所述的定位器设备,还包括90°混合器,其中,所述中央天线产生两个偏振信号,所述两个偏振信号被所述90°混合器组合以形成圆偏振信号;并且来自所述中央天线的圆偏振信号被所述HADM算法使用。

18.根据权利要求13所述的定位器设备,其中,所述天线阵列包括布置成二维阵列的多个天线单元;其中,来自所述多个天线单元中的所有天线单元的信号被所述AoX算法用作输入。

19.根据权利要求18所述的定位器设备,其中,所述多个天线单元中的一个或更多个在所有侧被相邻天线单元包围,并且被称为内部天线单元;并且其中,来自所述内部天线单元之一的信号被所述HADM算法用作输入。

20.根据权利要求19所述的定位器设备,还包括90°混合器,其中,所述内部天线单元之一产生两个偏振信号,所述两个偏振信号被所述90°混合器组合以形成圆偏振信号,并且所述圆偏振信号被所述HADM算法使用。

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【技术特征摘要】

1.一种使用具有已知位置的定位器设备来确定网络设备的空间位置的方法,其中,所述定位器设备包括天线阵列,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述天线阵列中的每个天线元件产生两个偏振信号,并且其中,计算所述方向包括:

3.根据权利要求2所述的方法,其中,来自所述仅一个天线元件的两个偏振信号被组合以形成圆偏振信号,并且所述圆偏振信号用于在执行所述aox算法之前设置所述定位器设备中的接收电路的增益。

4.根据权利要求1所述的方法,其中,所述仅一个天线元件产生两个偏振信号,所述两个偏振信号被组合以形成圆偏振信号,并且所述圆偏振信号被所述hadm算法用作输入。

5.根据权利要求1所述的方法,其中,来自所述仅一个天线元件的信号不被所述aox算法用作输入。

6.根据权利要求1所述的方法,其中,所述天线阵列包括布置在外环中的多个(na个)天线单元,每个天线单元相对于相邻天线单元偏移等于360°/na的角度,其中,每个天线单元包括:

7.根据权利要求6所述的方法,其中,所述外环中的所述多个天线单元包括所述aox算法使用的所述多个天线元件。

8.根据权利要求6所述的方法,其中,来自仅所述中央天线的信号被所述hadm算法使用。

9.根据权利要求8所述的方法,其中,所述中央天线产生两个偏振信号,所述两个偏振信号被组合以形成圆偏振信号,并且来自所述中央天线的圆偏振信号被所述hadm算法用作输入。

10.根据权利要求1所述的方法,其中,所述天线阵列包括布置成二维阵列的多个天线单元;其中,来自所述多个天线单元中的所有天线单元的信号被所述aox算法用作输入。

11.根据权利要求10所述的方法,其中,所述多个天线单元中的一个或更多个在所有侧被相邻天线单元包围,并且被称为内部天线...

【专利技术属性】
技术研发人员:阿提拉·佐洛米特里·李·迪基绍利·约翰内斯·莱赫蒂迈基亚当·苏雷乔尔·考普米卡·塔皮奥·兰斯林内
申请(专利权)人:硅实验室公司
类型:发明
国别省市:

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