利用天线阵列进行到达角位置检测的制作方法_2

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名或者指纹)。如果天线20间隔得足够近,则特征矢量类似于紧密相邻的xy位置处的特征矢量,但是不同于远离的特征矢量。
[0035]对于南向接口,AP 10发送包括有效载荷(AP身份等)、及跟随有效载荷的已知垃圾(例如,零分隔符或者其他非可用数据)的分组。在一个示例中,AP 10切换通过其天线20,并且客户端12记录相位矢量。客户端12还接收辅助数据(例如,AP位置、天线阵列、和几何形状等),并计算其自身的位置。
[0036]在一个实施例中,二维(2D)或者三维(3D)天线阵列被用来测量针对AP 10下方的不同位置的不同相位特征矢量。AP 10还可以包含天线20的平面阵列。AP 10可以被安装在建筑物中的天花板上或者诸如墙之类的其他位置上(例如,AP被安装在其指向中庭的侧面上,从而使得AP可以测量高度)。在一个示例中,切换后的贴片天线被放置在AP边缘周围。2D天线阵列可以包括例如,外环和内环的天线元件,其中一个环更接近天花板,另一个环更接近地面。
[0037]将理解的是,图1中示出并且以上描述的环境只是示例,并且这里描述的实施例可以在具有不同配置、网络设备、或者网络拓扑的环境中被实现。例如,如前所述,接入点10可以与任意数目的客户端12通信,并且可以使用一个以上AP。另外,在不脱离实施例的范围的条件下,AP 10和天线阵列可以不同于这里所述的AP和天线阵列。
[0038]图2是示出可以被用来实现这里描述的实施例的无线网络设备22 (例如,接入点)的示例的框图。在一个实施例中,网络设备22是可以被实现在硬件、软件、或者它们的任意组合中的可编程机器。设备22包括发射器24、接收器26、调制解调器28、控制器30、处理器32、存储器34、以及接口 36。这里使用的术语“发射器”和“接收器”也可以指代收发器。
[0039]调制解调器28被配置为在控制器30的控制下,根据可用的通信协议或标准(例如,IEEE 802.11)来执行信号的调制和构架。调制解调器28从接收器26接收作为输入的RF(射频)接收器的输出。模数转换器(ADC)可以驻留在调制解调器和RF接收器的输出端之间、调制解调器内部、或者RF接收器内部。调制解调器28对来自接收器的信号进行解调,并且对发射信号进行调制以供传输。调制解调器28的输出端被耦合到发射器24处的RF发射器。发射器被親合到多个天线38 (例如,4、8、16、32个天线)。数模转换器(DAC)可以被设置在调制器的数字输出端和发射器的模拟输入端之间。
[0040]控制器30包括从客户端12或者AP 10的角度实现这里描述的实施例的逻辑。该逻辑可以被编码在一个或多个有形介质(存储器34)中,供处理器32执行。例如,处理器32可以执行存储在诸如存储器34之类的计算机可读介质中的代码。该逻辑可以是例如,处理器执行的软件、数字信号处理器指令的形式,或者集成电路中的固定逻辑的形式。
[0041]存储器34可以是易失性存储器或者非易失性存储设备,其存储各种应用、操作系统、模块、和数据供处理器32执行和使用。存储器34可以包括多个存储器组件。
[0042]接口 36可以包括任意数目的无线或有线接口。例如,AP 10可以包括用于与LAN通信的网络接口。
[0043]将理解的是,图2中示出并且以上描述的网络设备22只是示例,并且可以使用不同配置的网络设备。例如,网络设备22还可以包括可操作以促进这里描述的功能的硬件、软件、算法、处理器、设备、组件、或者元件的任意适当组合。图2的框图中示出的一个或多个组件可以被实现在芯片或者芯片组上。
[0044]再次参考图1,这里描述的第一实施例在AP 10处的北向接口处被执行,以提供基础设施(AP)计算的AoA用来识别移动设备位置。第二实施例在AP 10的南向接口处被执行,用于使能客户端计算AoA。在每个实施例中,存在很多可能的变形。例如,每个实施例包括分组内切换方法、分组内或者分组间并行方法、以及分组内+分组间切换+并行方法。分组间切换方法还被提供用于北向接口。对于北向接口实施例,这些切换方法包括频域实施方式和时域实施方式。
[0045]这里使用的术语“内”是指在分组内执行的操作(例如,天线循环),并且术语“间”指的是在分组(或者分组的群组)间执行的操作。例如,就分组内切换而言,切换可以在分组内的每隔一个OFDM符号(例如,奇数OFDM符号)上被执行。就分组间切换而言,天线在分组之间被切换(例如,在每个接收(RX)分组之前、或者紧接着分组之后)。如下面描述的,也可以使用分组间和分组内的组合。这里使用的术语“分组内”和“分组间”分别可以指代以下描述的PPDU内和PPDU间。
[0046]这里使用的术语“分组”可以指rou(协议数据单元)、或者在AP 10处从移动设备12接收到(或者从AP发送到移动设备)的信号内包含的其他单元结构。在一个实施例中,rou(分组)是PLCP(物理层会聚协议)PDU(prou)。plcp采用站点希望发送的每个ieee802.11帧,并且形成PLCP协议数据单元(prou)。这里使用的术语“分组”可以指包括PPDU在内的任意类型的协议数据单元。
[0047]PPDU包括PLCP前导、PLCP报头、以及数据(PSDU (PLCP服务数据单元))。PLCP向MPDU(MAC(媒体接入控制)协议数据单元)添附包含物理层发射器和接收器需要的信息的PHY专用前导和报头字段。MAC层将它传递给物理层的数据称作MPDU,而物理层将它称作PSDU0 PPDU是通过向MPDU添加前导和报头创建的。
[0048]图3A示出了 PPDU的格式的第一示例。分组包括PLCP报头(前导和报头)40、AoA分组标识符帧42、以及可变数目(1...N)的数据子帧(例如,OFDM符号)44。数据子帧被空隔46隔开(例如,OFDM符号被保护间隔隔开,以减少符号间干扰)。AoA分组标识符42指示分组是用于AoA位置检测(locat1n sensing)的专用AoA分组。
[0049]图3B示出了其中AoA分组标识符帧42被替换为跟随有SIFS (短帧间间隔)50的公告帧48的替代实施方式。PLCP报头40和数据子帧44跟随SIFS。如上所述,数据子帧44之间可存在空隔46。
[0050]将理解的是,图3A和3B中示出的数据结构只是示例,并且在不脱离实施例的范围的条件下可以使用其他格式。
[0051]图4A-4C是示出可以用于AoA位置检测的不同处理的概况的流程图。图4A描述了在AP的北向接口处执行的用于AP计算到达角的切换方法。图4B描述了在AP的南向接口处执行的使能客户端计算到达角的切换方法。图4C提供了 AP或者客户端用于计算到达角的并行方法的概况。下面描述这些处理及其变形的细节。
[0052]首先参考图4A,示出了根据一个实施例的用于AP 10处的AoA位置检测的处理的概况。在步骤52,AP 10在天线20处从移动设备12接收一个或多个信号(图1和4A)。如前所述,AP 10包括与天线20通信的、用于在基于块的调制环境(例如,供被配置用于W1-Fi类型的通信的系统中使用的OFDM或其他调制方法)中接收一个或多个分组(例如,PI3DU)的接收器。AP 10包括用于使天线20中的一部分天线轮转的一个或多个开关(步骤54)。AP 10包括用于计算到达角用来识别发送分组的移动设备12的位置的处理器(步骤56)。通信和位置检测由相同分组提供,使得定位可以与W1-Fi通信并行进行,从而可以利用AP的MMO能力。如下面描述的,分组内切换或者分组间切换可以被执行。利用频域或者时域技术处理信号(在下面详细描述),以基于到达角计算来识别移动设备12的位置。
[0053]图4B是示出根据一个实施例的用于使能移动设备12处的AoA位置检测的处理的概况的流程图。发射器被配置用于发送AMPDU (聚合MAC协议数据单元),该AMPDU包括一个或多个MPDU中的元数据及跟随其的一个或多个其他MPDU (例如,垃圾MPDU)。发射器发送分组,并且开关切换通过天线(步骤58和60)。如下面描述的,发射天线在选择MPDU期间进行切换。客户端12使用从AP 10接收的信号来基于AoA计算其位置(步骤62)。
[0054]图4C的流程图示出了根据一个实施例的用于位置检测的并行方法的概况。在步骤61,无线设备(例如,AP 10、移动设备12)接收RF链。无线设备记录子载波相位和子载波相位之间的差(步骤63),并计算AoA (步骤65)。
[0055]将理解的是,图4A、4B、4C中示出并且以上描述的处理只是示例,并且在不脱离实施例的范围的条件下可以添加、组合、或者修改这些步骤。
[0056]下面首先描述北向接口实施例的实施细节(其中包括针对分组内切换、分组间切换、以及并行组合的细节),随后描述南向接口实施例(其中包括针对第二实施例的分组内切换、分组间切换、以及并行组合的细节)。这两个实施例的讨论之后是对可以被单独使用或者与上述实施例中的任意实施例结合使用的AP接口和AP结构(称为菊花链(daisychain)实施方式)的描述。
[0057]北向接口
[0058]下面描述AP 10的北向接口处的AP (基础设施)计算A
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