CN101682837B - 经由定向建立无线链路 - Google Patents

Abstract

一种用于建立从无线通信设备(WCD)到至少一个目标设备的无线链路的系统。用于既标识目标设备又建立通向这一设备的链路的过程可以将WCD的定向和/或移动并入该过程中取代对传统菜单接口的大量使用。WCD可以将定向和/或移动的组合解释为近似目标设备位置，该位置可以用来将所有被定位设备的全体缩小成如下子集，该子集包含位于近似目标设备位置内或者附近的那些设备。设备子集可以表达和显示为供用户选择的潜在目标设备。如果任何潜在目标设备被WCD已知，则可以自动建立链路。

Description

经由定向建立无线链路

本国际申请是基于通过引用将全部内容结合于此、标题为“ESTABLISHING WIRELESS LINKS VIA ORIENTATION”、于2007年6月12日提交的美国申请第11/761,803号并且要求对该申请的优先权。

技术领域

本发明涉及一种用于有助于无线通信链路并且具体地用于加速经由无线通信设备的至少一个定向来建立与目标设备的无线连接的系统。

背景技术

现代社会已经迅速采用并且变得依赖于手持设备进行无线通信。例如，蜂窝电话由于设备的通信质量和功能而持续拓展全球市场。对于个人和商业用途二者而言，这些无线通信设备(WCD)已经变得普遍，从而允许用户发送和接收来自多个地理位置的语音、文字和图形数据。被这些设备利用的通信网络跨越不同频率并且覆盖不同发送距离，各频率和发送距离具有各种应用所希望的优点。

蜂窝网络有助于通过大型地理区域进行WCD通信。这些网络技术已经普遍按代来划分、从提供基线语音通信的20世纪70年代晚期到19世纪80年代早期第一代(1G)模拟蜂窝电话到现代数字蜂窝电话。GSM是欧洲在900MHz/1.8GHz频带中而美国在850MHz和1.9GHz通信的广泛运用的2G数字蜂窝网络例子。这一网络提供语音通信并且也支持经由短消息服务(SMS)发送文字数据。SMS允许WCD发送和接收多达160个字符的文字消息，同时以9.6Kbps向分组网络、ISDN和POTS用户提供数据传送。多媒体消息服务(MMS)(一种除了允许简单文字之外还允许发送声音、图形和视频文件的增强型消息收发系统)在某些设备中也已经变得可用。不久出现的技术，如用于手持设备的数字视频广播(DVB-H)，将使流式传输数字媒体和其他相似内容经由直接发送可为WCD所用。尽管远程通信网络如GSM是用于发送和接收输入的接受程度较好的手段，但是这些网络由于成本、业务和法律考虑而可能并不适合于所有数据应用。

近程无线网络提供避免大型蜂窝网络中所见的一些问题的通信解决方案。Bluetooth^TM是迅速赢得市场认可的近程无线技术的例子。1Mbps Bluetooth^TM无线电可以在10米的范围内以720Kbps的速率发送和接收数据，并且可以在有附加功率提高时发送多达100米。也可用的增强型数据速率(EDR)技术可以实现对于2Mbps连接为1448Kbps而对于3Mbps连接为2138Kbps的最大不对称数据速率。用户并不活跃地促成Bluetooth^TM网络。备选地，在相互的操作范围内的多个设备可以自动形成称为“微微网”的网络组。任何设备可以将自己提升为微微网的主设备，从而允许它控制与多达七个“活跃”从设备和255个“停放”从设备的数据交换。活跃从设备基于主设备的时钟定时交换数据。停放从设备监视信标信号以便保持与主设备的同步。这些设备在各种有源通信模式与省电模式之间连续切换以便将数据发送到其他微微网成员。除了Bluetooth^TM之外，其他流行的近程无线网络技术包括WLAN(其中一个示例是根据IEEE 802.11标准来通信的“Wi-Fi”本地接入点)、无线USB(WUSB)、超宽带(UWB)、ZigBee(802.15.4、802.15.4a)和UHF RFID。所有这些无线通信技术具有使它们适合于各种应用的特征和优点。

最近，制造商也已经开始在WCD中并入用于提供增强型功能的各种资源(例如用于进行紧密邻近无线信息交换的组件和软件)、传感器和/或扫描仪可以用来将视觉或者电子信息读取到设备中。事务可以涉及用户将他们的WCD保持于目标邻近处、将它们的WCD瞄准对象(例如拍摄画面)或者使设备扫过印刷标记或者文档。机器可读技术如射频标识(RFID)、红外线(IR)通信、光学字符识别(OCR)以及各种其他类型的视觉、电子和磁扫描用来将希望的信息迅速输入到WCD中而无需用户的手动输入。

尽管可以在利用能够经由多种无线通信介质进行通信的设备时实现大量益处，但是如果为了利用这些资源而需要的配置过于难以负担，则可能并不完全认识到这些优点。例如，使用近程无线通信介质如Bluetooth^TM(蓝牙)可以涉及查询以从当前在WCD的发送范围内的所有可用Bluetooth^TM设备中查找希望的设备或者目标设备。当具有蓝牙功能的设备首先进入市场时，建立这一链路可能并不成问题，因为只有具备一些技术专长的用户操作这些设备并且活跃Bluetooth^TM设备的数目相对地少。然而，如今许多不同技能水平的人士在利用多功能WCD。另外，在任何给定区域中操作的无线设备的数目已经呈指数增长从而加大了可能与这一大群无线设备内的单个设备建立无线连接时面临的难度。

因此需要的是一种用于在WCD与至少一个其他具有无线功能的设备之间建立无线网络或者链路的直观系统和/或方法。这一连接的建立应当允许并不精通技术的WCD用户容易选择设备和进行连接。选择设备的过程应当避免WCD中的大量键入和/或与各种菜单的交互，并且还应当易于执行，从而无线连接的建立不会有碍于利用不同的具有无线功能的设备和/或替代无线通信介质。

发明内容

本发明至少包括一种用于建立从WCD到另一具有无线功能的设备的无线链路的方法、设备、计算机程序和系统。取代对传统菜单接口的大量使用，用于既标识目标设备又建立通向这一设备的链路的过程可以将WCD的定向和/或移动并入链路建立过程中。WCD可以解释定向和/或移动的组合以近似目标设备位置。这一近似目标位置可以与到达方向估计组合用来将在WCD的通信范围内的具有无线功能的设备的全体缩小成如下子集：该子集仅包含位于近似目标设备位置内或者附近的那些具有无线功能的设备。这一子集可以表达和显示为供用户选择的潜在目标设备。如果潜在目标设备中的任何设备被WCD信任，则可以自动建立链路。

在本发明的至少一个例子中，对朝向希望与之建立无线链路的设备的方向进行定义的目标选择矢量可以被确定为相对于WCD坐标系的固定方向，并且也可以被确定为WCD相对于绝对坐标系而指向的方向。在更多替代实施例中，用户可以通过移动WCD来定义目标选择矢量，或者它可以根据应用和/或与WCD的状态有关的其他信息而改变。

在一个示例场合中，WCD的用户可以通过例如将WCD指向目标无线设备的方向而先在绝对坐标系中定义目标选择矢量。另外，可以通过到达方向估计来确定对每个具有无线功能的设备在WCD坐标系中和在WCD的通信范围内的方向或者位置进行定义的目标位置矢量。然后可以通过在WCD坐标系中比较固定的目标选择矢量与各种设备目标位置矢量来将被定位设备的全体缩小成在近似目标位置内或者附近的潜在目标设备的子集。在本发明的一个替代实施例中，用户可以先按压键或者按钮以启动目标位置矢量确定过程，该过程查找具有无线功能的设备在WCD坐标系中和在范围中的近似位置。用户然后可以通过朝向希望的目标设备的方向转动或者移动WCD来选择与之连接的设备。在转动的情况下，可以通过使用旋转传感器或者进行新目标位置矢量确定过程根据WCD的新定向来重新对准一个或者多个目标位置矢量。视WCD的能力(例如处理功率、天线数目等)而定，可以使用二维或者三维到达方向估计。

还可以基于实际上为目标设备的概率来顺序来放置如下子集：该子集组成位于目标选择矢量定义的近似位置内或者附近的具有无线功能的设备组。例如，这些设备可以从与目标选择矢量定义的近似位置最近到最远来排序。然后可以在WCD上为用户显示所有被发现设备的这一子集。如果潜在目标设备被视为受信任的或者已知的(例如，它在Bluetooth^TM通信的情况下已经与WCD配对)，则可以在受信任设备与WCD之间自动建立无线链路以便加速链路建立。

附图说明

根据与以下附图结合的对优选实施例的下文具体描述，将进一步理解本发明：

图1公开了可用来描述本发明至少一个实施例的示例近程到远程无线通信环境。

图2公开了对可与本发明至少一个实施例一起使用的示例无线通信设备的模块描述。

图3公开了对图2中先前描述的无线通信设备的示例结构描述。

图4公开了当前用来确定方向和/或位置的位置查找和方向性系统的示例形式。

图5公开了根据本发明至少一个实施例的示例无线通信设备，该设备包括天线阵列形式的集成式方向查找特征。

图6公开了针对根据本发明至少一个实施例的可用于接收方位指示发送的方向查找特征的示例结构描述。

图7公开了根据本发明至少一个实施例的用于接收方位指示发送的示例天线布置和替代结构描述。

图8公开了根据本发明至少一个实施例的示例方位指示发送和不同发送策略。

图9A公开了根据本发明至少一个实施例的示例目标选择矢量和目标位置矢量。

图9B公开了根据本发明至少一个实施例的另一示例目标选择矢量和目标位置矢量。

图10公开了根据本发明至少一个实施例的通过键按压来启动的示例目标位置矢量确定。

图11公开了根据本发明至少一个实施例的精炼目标位置解析度精确度的效果例子。

图12公开了根据本发明至少一个实施例使用的三维到达方向确定的例子。

图13公开了根据本发明至少一个实施例的利用移动来指示与目标设备的近似距离的例子。

图14A公开了根据本发明至少一个实施例的定位潜在目标设备的例子。

图14B公开了根据本发明至少一个实施例的利用旋转来选择与之连接的目标设备的例子。

图14C公开了根据本发明至少一个实施例的利用移动来选择与之连接的目标设备的例子。

图15公开了用于根据本发明至少一个实施例的示例位置和发现过程的流程图。

具体实施方式

尽管已经在优选实施例中描述本发明，但是可以对之进行各种改变而不脱离如所附权利要求中描述的本发明的精神实质和范围。

I.通过不同通信网络的无线通信

WCD可以通过各自关于速度、范围、质量(纠错)、安全性(编码)等具有不同优点的广泛的各种无线通信网络来发送和接收信息。这些特性将规定可以向接收设备传送的信息量以及信息传送的持续时间。图1包括WCD以及它如何与各种类型的无线网络交互的图。

在图1中，用户110拥有示例WCD 100。这一设备可以是从基本蜂窝手机到更复杂的设备如具有无线功能的掌上型或者膝上型计算机中的任何设备。WCD 100可以支持各种类型的通信，这些类型的通信包括近程通信120和远程通信150这些所示的示例分类。近程通信120可以包括通过各种无线介质进行通信的多个设备。可以基于这些设备和介质的诸如操作范围、速度、纠错、实施复杂性、安全性等特性来针对某些场合选择这些设备和介质。例如，机器可读来源130可以包括各种发射机应答器型交互，其中通常仅扫描设备才需要它自己的电源。WCD 100经由近程通信来扫描来源130。来源130中的发射机应答器如在RFID通信的情况下那样使用扫描信号内包含的能量和/或时钟信号以利用发射机应答器中存储的数据做出反应。这些类型的技术一般具有十英尺级的有效发送范围，并且可以能够相对快地递送数量从一比特到超过兆比特(或者125千字节)的存储数据。这些特征使这样的技术很好地适合于标识目的，比如用以接收用于公共运输提供商的账号、用于自动电子门锁的密钥代码、用于贷记或者借记交易的账号等。

如果两个设备能够进行有供电的通信，则可以延伸两个设备之间的发送范围。例如，近程有源来源140可以包括其中发送设备和接收均为有源的应用。一个示例性情形将包括用户110进入Bluetooth^TM、WLAN、UWB、WUSB等接入点的有效发送范围内。在Bluetooth^TM的情况下，可以自动建立网络以将信息发送到用户110拥有的WCD 100。这一数据可以包括情报、教育或者娱乐性质的信息。待输送的信息量除了必须都在用户110在接入点的有效发送范围内时传送它之外不受限制。由于这些无线网络的更高复杂性，还需要附加时间以建立与WCD 100的初始连接，如果在与接入点邻近的区域中许多设备排队等待服务则可能增加该时间。这些网络的有效发送范围视技术而定并且随着附加功率提高而可以从大约30英尺到超过300英尺。

远程网络150可以用来为WCD 100提供实质上不间断的通信覆盖。陆基无线电站或者卫星可以用来全球中继各种通信事务。尽管这些系统极富功能性，但是经常在每分钟的基础上向用户110收取使用这些系统的费用，该费用不含针对数据传送的附加费用(例如无线因特网接入)。另外，覆盖这些系统的法规可能给用户和提供商都造成附加开销从而使这些系统的使用更为不便。

II.无线通信设备

如先前所述，可以使用各种无线通信设备来实施本发明。因此，在探究本发明之前理解可为用户110所用的通信工具是重要的。例如在蜂窝电话或者其他手持无线设备的情况下，设备的集成式数据处理能力在促进发送设备与接收设备之间的事务时扮演重要角色。

图2公开了用于可与本发明一起使用的无线通信设备的示例模块布局。WCD 100分解成代表设备的各个功能方面的模块。可以通过下文讨论的软件和/或硬件组件的各种组合来实现这些功能。

控制模块210调控设备的操作。可以从WCD 100内包括的各种其他模块接收输入。例如，干扰感测模块220可以使用本领域中已知的各种技术以感测无线通信设备的有效发送范围内的环境干扰来源。控制模块210解释这些数据输入，并且作为响应，可以向WCD100中的其他模块发出控制命令。

通信模块230并入WCD 100的所有通信方面。如图2中所示，通信模块230可以例如包括远程通信模块232、近程通信模块234和机器可读通信模块236。通信模块230至少利用这些子模块以从本地来源和远程来源接收多个不同类型的通信，并且将数据发送到WCD 100的发送范围内的接收方设备。通信模块230可以由控制模块210触发或者由在模块本地的对感测的消息、环境影响做出响应的控制资源和/或与WCD 100邻近的其他设备触发。

用户接口模块240可以包括允许用户110从设备接收数据和将数据输入到设备中的视觉、听觉和触觉单元。用户110输入的数据可以由控制模块210解释以影响WCD 100的表现。用户输入的数据也可以由通信模块230发送到有效发送范围内的其他设备。发送范围中的其他设备也可以经由通信模块230将信息发送到WCD 100，并且控制模块210可以使这一信息传送到用户接口模块240用于呈现给用户。

应用模块250可以并入WCD 100上的所有其他硬件和/或软件应用。这些应用可以包括传感器、接口、实用程序、解释器、数据应用等，并且可以由控制模块210调用以读取各种模块提供的信息并且继而将信息供应到WCD 100中的请求模块。

图3公开了可以用来实施图2中先前描述的模块系统的功能的、根据本发明一个实施例的WCD 100的示例结构布局。处理器300控制整体设备操作。如图3中所示，处理器300耦合到至少通信部分310、320和340。处理器300可以用一个或者多个微处理器来实施，所述一个或者多个微处理器各自能够执行存储器330中存储的软件指令。

存储器330可以包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)和/或闪存，并且存储数据或者软件组件(这里也称为模块)形式的信息。存储器330存储的数据可以与特定软件组件关联。此外，此数据可以与诸如书签数据库或者用于调度、电子邮件等的商业数据库之类的数据库关联。

存储器330存储的软件组件包括可以由处理器300执行的指令。各种类型的软件组件可以存储于存储器330中。例如，存储器330可以存储对通信部分310、320和340的操作进行控制的软件组件。存储器330也可以存储如下软件组件，这些软件组件包括防火墙、服务向导管理器、书签数据库、用户接口管理器和为了支持WCD 100而需要的任何通信实用程序模块。

远程通信310执行与经由天线在大的地理区域(比如蜂窝网络)内的信息交换有关的功能。这些通信方法包括来自先前描述的1G到3G的技术。除了基本语音通信(例如经由GSM)之外，远程通信310还可以操作用以建立数据通信会话，比如通用分组无线电服务(GPRS)会话和/或通用移动电信系统(UMTS)会话。远程通信310也可以操作用以发送和接收消息，比如短消息收发服务(SMS)消息和/或多媒体消息收发服务(MMS)消息。另外，呈现上文具体给出的无线介质仅仅是为了公开内容中的说明。本发明不限于前述类型的无线通信介质并且可以适用于任何无线通信介质。

作为远程通信310的子集或者备选地操作为单独连接到处理器300的独立模块，发送接收器312允许WCD 100经由诸如数字视频广播(DVB)之类的介质接收发送消息。可以对这些发送进行编码，从而仅仅某些指定的接收设备可以访问发送内容并且可以包含文字、音频或者视频信息。在至少一个例子中，WCD 100可以接收这些发送并且使用发送信号内包含的信息以确定是否许可设备查看接收的内容。

近程通信320负责涉及到通过近程无线网络交换信息的功能。如上文所述和图3中所示，这样的近程通信320的例子不限于Bluetooth^TM、WLAN、UWB和无线USB连接。因而，近程通信320执行与建立近程连接有关的功能以及与经由这样的连接来发送和接收信息有关的处理。

图3中还示出了近程输入设备340，其可以提供与机器可读数据的近程扫描有关的功能。例如，处理器300可以控制近程输入设备340以生成用于激活RFID发射机应答器的RF信号，并且可以继而控制从RFID发射机应答器接收信号。近程输入设备340可以支持的用于读取机器可读数据的其他近程扫描方法不限于IR通信、线性和2维(例如QR)条形码读取器(例如包括与解释也称为“UPC”标签的通用产品代码标签有关的处理)以及用于读取磁编码数据、UV编码数据、传导编码数据或者其他类型的可以使用适当墨在标记中提供的编码数据的光学字符识别设备。为了近程输入设备340扫描前述类型的机器可读数据，输入设备可以包括光学检测器、磁检测器、CCD或者本领域中已知用于解释机器可读信息的其他传感器。

如图3中进一步所示，用户接口350还耦合到处理器300。用户接口350有助于与用户的信息交换。图3示出了用户接口350包括用户输入360和用户输出370。用户输入360可以包括允许用户输入信息的一个或者多个组件。这样的组件的例子包括小键盘、触摸屏和麦克风。用户输出370允许用户从设备接收信息。因此，用户输出部分370可以包括各种组件，比如显示器、发光二极管(LED)、触觉发射器和一个或者多个音频扬声器。示例显示器包括液晶显示器(LCD)和其他视频显示器。

WCD 100还可以包括一个或者多个发射机应答器380。这实质上是可以由处理器300利用响应于来自外界来源的扫描而将要递送的信息来编程的无源设备。例如，安装在入口通道中的RFID扫描仪可以持续地发射射频波。当带有包含发射机应答器380的设备的个人走过门口时，发射机应答器被赋能并且可以利用对设备、个人等进行标识的信息做出响应。备选地，扫描仪可以安装于WCD中，从而它可以从附近其他发射机应答器读取信息(已经从图中省略这一具体接口以便提供简化的附图)。

重要的是注意：根据本发明至少一个实施例利用的示例移动设备的功能范围无需具有所有先前讨论的组件和接口，或者可以向先前讨论的组件和接口添加附加特征。上文先前描述的移动设备仅为可用设备的一个例子。

与通信部分310、312、320和340对应的硬件提供信号发送和接收。因而，这些部分可以包括执行诸如调制、解调、放大和滤波之类功能的组件(例如电子器件)。这些部分可以在本地被控制或者由处理器300根据存储器330中存储的软件通信组件来控制。

可以根据各种技术构造和耦合图3中所示单元以便产生图2中所述的功能。一种这样的技术涉及通过一个或者多个总线接口(其可以是有线或者无线总线接口)耦合与处理器300、通信部分310、312和320、存储器330、近程输入设备340、用户接口350、发射机应答器380等对应的单独的硬件组件。备选地，任何和/或所有个体组件或者附加组件可以由可编程逻辑器件、门阵列、ASIC、多芯片模块等形式的集成电路取代，该集成电路被编程来复制独立设备的功能。此外，这些组件中的各组件耦合到电源，比如可拆卸的和/或可再充电的电池(未示出)。

用户接口350可以与也包含于存储器330中的通信实用程序软件组件对接，提供该组件以使用远程通信310和/或近程通信320来建立服务会话。通信实用程序组件可以包括各种例程，这些例程允许根据诸如无线应用介质(WAP)、超文本标记语言(HTML)变体(比如紧凑HTML(CHTML))等介质从远程设备接收服务。

III.用于提供位置查找或者方向性信息的当前系统

如今在市面上存在一些位置查找或者方向查找系统的例子。在图4中公开了可以代表这一技术领域中的两个极端例子的两种变化。这两种技术已经被实施用以服务于大相径庭的目的并且因此具有不同优点和弱点。

全球定位系统可以将精确地理位置(例如纬度和经度测量)递送到用户。传统上，这些系统已经安装于交通工具中，但是现在存在可以由行人携带的更小的紧凑版本。这些系统使用卫星400或者地面无线电网络410以确定接收器在全球坐标中的位置，比如经度和纬度。这些系统的明显优点在于它们能够确定GPS设备的绝对位置。多数商用设备可以演算个人在数米内的正确位置。

然而，尽管这些系统递送全球位置信息，但是仍然存在对这一技术的一些限制。GPS由于需要从卫星400接收信号而仅在室外可用。网络辅助GPS(AGPS)系统也具有有限的室内覆盖，但是性能通常并不充分。政府规章可能由于与如果过于准确则可能如何恶意地使用定位设备有关的安全考虑而有意地限制精确性。GPS定位信号尤其是在密集城区环境中还受到往往造成位置确定误差的多径(反射)或者环境干扰。为了纠正这一问题，可以运用将卫星400和基于地面的系统410组合的差分系统，然而这些系统操作起来成本更高，其附加成本可能转嫁给消费者。另外，为了实施GPS方向性系统而需要的软件可能复杂，从而需要大量硬件支持以便恰当地工作。

在频谱的另一端是仅基于信号强度的单个天线无线电区域。跟踪设备420可以调谐到一个或者多个已知信号发射器的频率。在最简单的实施中，全向天线用来通过接收附近任何目标的信号来查找它们以便指示它们的存在并且可能指示跟踪设备的位置。为了提高精确度，跟踪设备420上的单向天线可以用来测量各接收信号的强度，其中使用视觉或者音频方法来指示接收强度。用户以扫过模式在物理上移动设备并且监视信号强度指示器。信号接收最强的方向视为朝向目标的方向。RadarGolf^TM的是这一类设备的例子。也存在基于专有技术的更精密的方向和距离跟踪设备，比如

的

其基于专有技术。

尽管这一类系统操作起来很经济，但是它仅有有限应用。跟踪设备420仅可对相对近范围内的已知对象进行定位。设备的用户必须在物理地来回扫过设备以便确定目标方向。无法确定目标或者跟踪设备420的绝对位置(例如无法估计跟踪器或者目标的经度和纬度)。此外，视技术而定，跟踪设备420受到电磁和环境干扰并且在这一类干扰例如充斥于建筑物中时将无效。

IV.多天线到达方向(DOA)跟踪系统

本发明的至少一个实施例在到达方向(“DoA”)信号处理方案中运用在多个天线上接收的信号以便确定从WCD 100到目标的相对方向。在这一技术中，基于由天线阵列的单元接收的信号的相位差以及可能的幅度差来解析入射信号(例如方位指示发送)的到达方向。在史上称为巴特兰波束形成器的最简单方法中，使用以下关系来计算在各阵列查看方向(θ)上的规范化接收功率：

$P\left(\mathrm{\θ}\right)=\frac{a^H\left(\mathrm{\θ}\right)\mathrm{Ra}\left(\mathrm{\θ}\right)}{L^2}---\left(1\right)$

其中在方程(1)中，a(θ)是阵列的所谓导向矢量，而R是接收信号的空间协方差矩阵。L是天线阵列中的单元的数目。a^H表示矩阵a的共轭转置。然后认为给出最高功率的方向为目标的方向。

获得协方差矩阵R如下：

R＝E{x(t)x^H(t)}                        (2)

其中，作为时间t的函数，x(t)是从天线单元接收的信号矢量。

导向矢量a(θ)的单元在它从方向θ接收平面波时是阵列单元的输出信号。它定义如下：

$a_n\left(\mathrm{\θ}\right)=g_n\left(\mathrm{\θ}\right)\·e^{-\mathrm{jk}{r}_n\·u_r\left(\mathrm{\θ}\right)}---\left(3\right)$

其中g_n(θ)是单元n的复数辐射模式，k是波号(定义为2π/λ，其中λ是在中心频率的波长)，r_n是单元n的位置矢量，而u_r是朝向入射波方向θ的径向矢量。在相同并且等间距单元的线性阵列的简单情况下，导向矢量简化成：

a(θ)＝g(θ)[1e^-jkdcosθ...e^{-j(L-1)kd cosθ}]^T    (4)

其中d是阵列中的线性、等间距的天线单元的单元间间距。θ是在连接线性定位的天线单元的连线与入射波方向之间的角度。

在小型手持设备中，单元的辐射模式通常不同，因为它们受设备的金属底盘影响。单元也可能由于设备中的空间限制而定向不同。在这一情况下，必须使用方程(3)或者也可以在校准测量中直接测量导向矢量，或者可以使用电磁仿真工具来计算它。

DoA估计精确度在存在多径传播或者噪声时减少。在有噪声的多径无线电传播信道中可以通过提高阵列的解析度(通过添加更多天线单元从而增加阵列的规模)来增加精确度。此外，在阵列中的任何两个天线单元之间的距离不应当超过半波长以获得明确的DoA估计。

多径无线电传播引起衰落，该衰落会导致DoA估计的迅速改变以及暂时错定位。为了克服该问题，本发明的一个方面使用跟踪算法。它是基于保持若干DoS估计的寄存并且选择平均功率最高的DoA估计以选作实际输出。

DoA估计算法计算方位角功率谱(APS)，例如从方位角方向接收的信号功率。跟踪算法从方位角功率谱提取最大值。它保持例如5个最强方向的跟踪。如果新提取的最大值之一接近(例如在10度内)这些方向之一，则将信号功率和方向与被跟踪方向相加。如果否，则跟踪新的方向。使用遗忘曲线来过滤被跟踪方向的所有信号功率值，并且使用用于这一跟踪器的被提取方向的加权平均值来计算每个被跟踪方向的DoA。在各跟踪器更新之后，合并比例如10度更近的被跟踪方向，并且被跟踪方向的数目减少至五个最强方向。不使用这一跟踪算法，则最强最大值将被选择为DoA，这可能由于衰落而导致被估计DoA的迅速改变。

图5公开了可与本发明一起使用的示例WCD 100配置。除了图2和图3中已经公开的单元和特征之外，本发明还可以包括天线阵列。在设备100的示例外观画面以下，示出了WCD 100的简化三维透明视图。透明三维视图至少包括天线A1-A6。天线数目无需为六，而它可以是大于一的任何数目。天线A1-A6的放置可以在WCD 100的外壳内以形成阵列，比如所示阵列。阵列可以提供方向性场感测，该方向性感测被解释成用于在WCD 100上显示的方向。信号发射器500可以发射可经由天线阵列接收的位置指示发送。这些天线的放置和定向可以允许用户将WCD 100保持于水平定向，其中显示器面向上方朝向天空。如将看到的那样，这一定向比如在定向时使用传统指南针时更自然地导致指示方向的指针显示。

在另一例子(未示出)中，天线阵列和/或支持电路可以容纳于可以可拆卸地附着到WCD 100的外部组件内。可以在用户110想要确定方向或者位置时连接这一外部组件或者附件，并且它的连接可以自动用信号通知WCD 100进入方位或者方向查找模式。重要的是注意到如果天线阵列容纳于可附着的外部单元中，则外部单元以WCD 100为参照的定向将是以WCD 100的壳为参照的固定的预定定向以便为天线阵列建立已知定向。以这一方式，天线阵列将在附着到WCD 100时总处于相同的(或者已知的)配置。

图5还包括WCD 100上示出的用户100可查看的例子显示。可以根据这一显示被应用到的应用在不同配置中实施它。在这一例子中，该显示示出了可能的目标对象列表和箭头指针。在一个区域内可以同时有一个或者多个有源信号发射器500。多个信标可以通过使用多接入方法(代码、频率或者时间)来共享相同的通信介质。当前选择“钥匙”目标对象。这一对象也在图5中表示为信号发射器500，其中可以包括该信号发射器作为连接到钥匙集的钥匙链。由于选择钥匙对象，所以WCD 100将尝试定义朝向指定为钥匙的目标的相对方向。该显示示出了在钥匙的方向上进行指向的方向性箭头并且给出朝向钥匙的-90°的相对方向测量。随着用户朝向所选目标移动，WCD 100将持续地测量目标设备的信号并且将相应地更新显示，从而箭头和方向性测量继续指示朝着钥匙的相对方向。

图6包括WCD 100的结构图。同样，WCD 100包括图2和图3中先前公开的任何和/或所有单元和特征。在图6中包括可以由独立设备组成或者可以通过WCD 100中存在的硬件和软件的组合来模拟的附加单元和特征。天线A1-A6可以耦合到天线控制开关610。控制开关610对天线进行多路复用，从而一个接收器620可以监视来自所有天线的传入发送。在天线A1-A6上接收的信号确定从WCD100到目标的相对方向。基于由相应天线A1-A6接收的信号的相位差以及可能的幅度差来解析入射信号(例如方位指示发送)的到达方向。控制开关610将来自各天线的信号依次馈送到接收器620，其中到达方向(“DOA”)信号处理对信号相位以及可能的幅度信息进行运算以确定从WCD 100到目标的相对方向。这一信息馈送到接收器620。视开关中所使用的技术而定(例如GaAs FET比对PIN二极管)，开关可以在不同速度操作。鉴于当前技术，看来用于所有天线的10μs扫描时间是可设想的。快速切换时间是有益的，因为它允许根据短暂发送的DoA估计并且没有针对无线电信道的平稳性设定高要求。

在本发明的至少一个实施例中，接收器620可以是用于Bluetooth^TM、蓝牙低端扩展(BTLEE)、Wibree^TM等的接收器。BTLEE和Wibree^TM是基于Bluetooth^TM协议、但是已经精化为更适合于更简单的无线设备。这些无线通信介质允许低端设备以明显更低的功率要求进行通信。可以用芯片形式实施BTLEE或者Wibree^TM以使得低端设备中的Bluetooth^TM实施更经济。使用BTLEE或者Wibree^TM可以更适合于个人物品的位置。如下文将说明的那样，BTLEE或者Wibree^TM芯片组可以并入钥匙链中或者钱包或者衣物的内衬中以允许经由无线通信进行定位。BT/LEE/Wibree^TM接收器620接收从天线A1-A6多路复用的信号并且使用这一信息以使用如先前描述的DoA信号处理来确定相对方向。接收器在一些情况下也可以接收位置指示发送内包含的信息。在这些情况下，可能延迟方向确定和对信号内携带的信息的接收，因为主接收器620尝试使信息接收和DoA确定多任务化。图7中公开的又一例子可以应对这一情形。

图7的示例结构配置将确定DoA确定和BT/LEE/Wibree^TM接收的责任分离成两个单独接收模块。天线A1直接与BT/LEE/Wibree^TM接收器720捆绑，从而可以从位置指示发送实时接收信息以用于即时解码。如随后将讨论的那样，这一信息可以包括对设备是可能目标进行通报的标识信息、该目标的标识和其他的目标有关数据。专用DoA接收器730然后可以自由专注于导出在天线阵列中的各种天线处对位置指示发送的接收之间的时间和间距关系，该关系用来确定对象相对于WCD 100的相对方向。例如可以通过从BT/LEE/Wibree^TM接收器720发送到DoA接收器703的控制和DoA定时信息来同步两个设备接收的信息。另外，两个接收设备然后可以将信息转发到中央处理器300，该处理器可以组合、处理和格式化该信息以用于在WCD 100上显示。虽然图7示出了两个接收器720和730，但是替代实施例可以包括多于两个接收器。在本发明的其他例子中，接收器也可以共享一些组件，比如VCO或者合成器。

图7也公开了可在本发明的至少一个实施例中使用的两个示例天线配置。可以实施如在700和710处示出的这些天线配置例子以改进设备中的信号接收和方向性指示。更适当的天线配置将依赖于包括设备的尺寸、设备的组成(例如材料、布局、复杂性等)、各天线所需的天线辐射特性、天线间距等各种因素。

V.方向性信号

图8公开了示例位置指示发送和不同类型的位置指示信号的组成。信号描述800包括来自BTLEE发送的示例帧。尽管已经使用BTLEE作为例子，但是也可以适用诸如Wibree^TM、Bluetooth^TM等任何前述无线通信介质。起初，必须将发送标识为位置指示发送。16比特前导符可以包括用来指示分组开始并且同步接收器的代码(例如1010101010101010)。这一指示允许WCD 100开始测量，从而当8比特服务字段在发送中时，前导符和服务字段中的一个或者二者可以由WCD 100中的天线A1-A6测量。发送800也可以包括用于位置指示发送设备的标识信息或者如下文将描述的其他的设备目标有关信息。

此外还有如图8中所公开的不同类型的位置指示发送策略。远程激活的位置发送802可以由如下目标使用，该目标的信号发送器500可能受低功率考虑所限制。用户可以随需地远程激活这些设备，比如钥匙链中、钱包中、嵌入于ID徽章中、安装于交通工具(比如汽车、摩托车、滑行车、自行车)中或者一件衣物中的由电池操作的发送器。例如，该设备可以在低功率或者节电模式中操作直至接收如下消息，该消息通知设备激活位置指示发送信号。此消息可以比如经由Bluetooth^TM消息由任何前述无线介质接收。备选地，信号发送器500可以包括由来自WCD 100的扫描信号激活的发射机应答器。此扫描信号可以例如是UHF RFID信号。此信号可以激活在5-10米范围中的发射机应答器，并且该发射机应答器可以利用可用来确定对象相对位置的信号做出响应，或者继而可以触发信号发送器500中的另一子系统以发送位置指示发送。

在804中可以确定朝向需要请求激活的设备的相对方向。这些通常是另一用户拥有的有供电的设备。例如，用户110可能想要对用户110认为在紧接的区域中的好友进行定位。用户110可以向好友的WCD发送对激活位置指示发送进行请求的消息。这一消息可以经由任何远程介质(例如经由SMS)或者先前讨论的任何近程介质出现。根据好友是否认识用户110或者出于其他安全有关的原因，好友可以接受或者拒绝对他们的WCD中的位置指示特征进行激活的请求。如果好友谢绝，则向WCD 100返回如下消息，该消息指示好友已经拒绝定位请求。备选地，好友可以接受请求、激活他们的位置信标，并且WCD 100可以接收位置指示发送。这一特征也可以用于商用特征。WCD 100可以指示在紧接的区域中有出租计程车。用户110可以向出租车发送请求租用计程车和方位指示的消息。如果出租车已经被租用或者在休息中，则驾驶员可以拒绝该请求或者忽略它。另一方面，如果驾驶员在寻找乘客，则他可以接受该请求，其中出租车的相对位置与其他相关信息如乘客信息一起显示于WCD 100中。

第三类目标可以包括总是活跃的位置指示信标806。这些目标信标中的信号发射器可以包括范围扩张的由外部供电的设备(例如Bluetooth^TM接入点)。WCD 100可以从这些位置标记器接收信号，从而用户110可以对希望的服务进行定位。例如，警车、救护车、医院急救室等可以利用总是活跃的信标806，从而它们的信号可以由求助者(例如处于紧急情况)接收。此外，总是活跃的信标806也可以用来指示朝向如下近程无线接入点的方向，这些接入点用于连接到WLAN(例如因特网)和其他感兴趣的地点，比如历史地标、往返交通工具(例如公共汽车和火车)、饭店、商店和娱乐聚点。

VI.通过定向和/或运动建立链路

如上文所述，视使用场合而定可以使用不同类型的信标。然而，经由信标信号对用户、目的地等进行定位仅为可以通过本发明的实施例实现的益处的一个例子。更多动作可以在对设备进行定位之后出现，比如与定位的设备建立无线链路。例如可以建立无线链路以便共享或者交换文件(例如名片、音乐、图片等)。基于设备的位置连接到该设备对于无技能的设备用户或者不想使用传统菜单接口的设备用户而言可能是有用的。根据本发明的至少一个实施例，用户可以简化链接过程(例如通过将WCD 100指向寻求与之连接的设备并且推动按钮)。

图9A公开了根据本发明至少一个实施例的定义目标选择矢量和目标位置矢量确定的例子。在这一场合中，用户110可能希望让WCD 110连接到信标1 902。传统上，例如在Bluetooth^TM链路的实例中，WCD 100将先进行查询以发现在发送范围内的所有具有蓝牙功能的设备。这一过程然后将需要用户110滚动所有这些设备的列表以便选择目标设备。尽管在例子中示出了仅两个设备(例如902-904)，但是实际上可以存在多得多的将有望使建立过程更繁琐的设备。然而，如果用户可以通过指示针对目标设备的定位来减少潜在目标设备的数目，则这一过程可以变得更容易。

图9A中的示例过程通过使用朝向设备的方向作为选择标准来减少潜在目标设备的数目。圆900可以代表用于经由标准无线发现过程来发现设备的覆盖范围。然而，用户110可以通过定义与希望与之连接的设备的位置对应的目标选择矢量(例如图9A中的TSV)来减少这一范围。在这一例子中，目标选择矢量可以在相对于WCD

100的坐标系中固定，该坐标系可以进一步与绝对坐标系、并且具体而言与WCD在目标位置矢量确定过程期间指向的方向相关。可以基于到达方向估计来确定目标位置矢量(例如图9A中的TLV)。然后可以比较用于各设备的目标位置矢量与WCD坐标系中的目标选择矢量以便从所有其他定位的设备中选择有可能是目标设备的被发现设备。这些设备例如然后可以用图形和/或文字显示于WCD 100的显示器912上。

图9A中的示例过程可以通过使用朝向目标设备的方向作为用于选择潜在目标设备的标准来减少潜在目标设备的数目。源900可以代表用于经由标准无线发现过程发现设备的全覆盖范围。然而，用户110可以通过定义与希望与之连接的设备的位置对应的目标选择矢量(例如图9A中的TSV)来缩小这一范围。在这一例子这两个，目标选择矢量可以在相对于WCD 100的坐标系中固定，该坐标系然后可以在绝对坐标系中对应于WCD 100在目标位置矢量确定过程器件指向的方向。可以基于到达方向估计来确定目标位置矢量(例如图9A中的TLV)。然后可以比较用于各设备的目标位置矢量与WCD坐标系中的目标选择矢量以便从所有其他定位的设备中选择有可能是目标设备的被发现设备。这些设备例如然后可以用图形和/或文字显示于WCD 100的显示器912上。

如上文先前阐述的那样，可以结合定义的目标选择矢量使用到达方向估计来进行将定位的设备标识为潜在目标设备。更具体而言，目标选择矢量可以近似从WCD 100到目标设备的方向或者位置(例如方向和距离)。这一近似可以包括如在图9A中描绘为阴影区域910的关联解析度，该解析度界定目标设备为了被视为潜在目标设备而必须位于的区域。在这一例子中，基于近似解析度910，仅信标1920将最可能包含于位于并且视为在近似目标位置内或者附近的潜在目标设备的子集中。另外，信标1920可以用图形在显示器912上表示为落在目标位置矢量目标区910内和/或可以通过名称、标识号等用文字来指示，从而用户110可以选择它以建立链路。备选地，如果信任(例如先前配对)信标1902，则可以在无线设备与WCD 100之间建立无线链路。

现在参照图9B，公开了本发明的另一例子，其中定义目标选择矢量不在WCD指向的相同方向上。代之以在任意方向上定义目标选择矢量。可以经由不同技术建立由目标选择矢量指示的方向或者位置，下文参照图14A至图14C进一步说明这些技术的一些例子。定义目标选择矢量的过程可以与目标位置矢量确定过程相对同时地(因为可以在WCD 100中利用不同资源)或者连续地出现。图9B还公开了如下例子，其中目标设备位置没有确切地对应于由目标选择矢量定义的目标位置。具体而言，没有精确地对准信标1902的目标位置矢量和目标选择矢量。然而，由于信标1902的目标位置矢量仍然落在目标区域的解析度910内，所以信标1902可以视为可以与之建立链路的潜在目标设备。

图10公开了可以如何启动目标选择矢量定义和目标位置矢量确定的例子。在图10中，用户110可以在希望与之建立链路的目标设备的大体方向上(例如朝向信标1)瞄准WCD 100。用户110然后可以例如通过按钮或者键按压1000启动目标选择矢量定义和目标位置矢量确定过程(包括在WCD 100的通信范围内的所有具有无线功能的设备)。由于这一过程，可以在按下键或者按钮之后按照WCD100的定向来定义目标选择矢量，并且可以确定用于信标1-3(项目902-906)的目标位置矢量(TLV)。然后可以比较定义的目标选择矢量与目标位置矢量以确定这些设备中的任何设备是否落在解析度910内。继续图10中公开的例子，一种用于启动目标位置矢量确定的替代选项可以包括通过如下移动来将WCD 100从一个位置移动到另一位置，该移动可由WCD 100识别为用以启动先前描述的过程的信号。任何移动模式可以由如本领域中已知的集成式机械、机电或者电子运动或者旋转传感器感测并且由WCD 100识别为指示过程激活的预定信号。

由目标选择矢量定义的目标位置区域的解析度910可以确定多少定位的设备被视为潜在目标设备子集的成员。图11公开了更窄的目标位置解析度1100如何可以产生与图9A-图9B的例子不同的结果的例子。同样，定义/确定过程可以通过按钮按压1000或者移动触发1010来启动。在这一例子中，在910处指示先前的到达方向估计，其中叠加更窄的解析度目标区域以示范更精确的解析度如何可以减少潜在目标设备的数目。类似于先前的例子，可以将信标1902指示为潜在目标设备。然而，信标2904现在可以被排除，从而使得与目标信标1902的连接建立更容易。另外，如果确定信标1902为受信任设备，则可以在发现时自动建立链路从而省却用户110必须与各种菜单交互的必要性。

如在先前例子中公开的那样，可以在两个维度上确定到达方向估计，或者也可以在三个维度中确定到达方向估计以进一步增加目标设备发现的解析度。图12公开了在三个维度中的到达方向估计的例子。轴1200中的维度X、Y和Z代表三维空间。如先前阐述的那样，该过程可以通过按钮按压1000或者移动触发1010来启动。例如当将目标选择矢量从相对于WCD 100的坐标系变换到绝对坐标系时，不仅可以在X和Z方向方面考虑朝向目标设备的大体方向，而且可以利用Y方向分量。鉴于三维目标选择矢量，在图12中作为组合区域1210和1220公开的所得目标区域解析度根据本发明的至少一个实施例可以形成三维目标区域。经由设备的目标位置矢量确定为位于区域1210中的设备可以在潜在目标设备子集中例如比目标位置矢量落在阴影区域1220中的设备赋予以更多权重(例如排序在先)。如上文参照先前的例子所言，目标区域的解析度可以变化区域1210和1220的尺寸并且因此变化子集中的潜在目标设备的数目。

图13现在描述如下情形，其中在计算目标选择矢量时也考虑与目标设备的距离。以这一方式，用户110不仅可以指示朝向目标设备的大体方向并且可以指示从WCD 100到目标设备的近似距离。根据本发明的至少一个实施例，用户可以将WCD 100定向为指向目标设备、然后按下并保持WCD 100上的按钮或者键。这一按钮或者键按压然后可以触发WCD 100中的传感器以测量WCD 100的移动长度(例如图13中的L1-L3)。这一移动然后可以被转变成用于对目标选择矢量的距离分量进行确定的近似距离(例如D1-D3)。在图13中公开的例子中，在目标选择矢量定义过程开始(例如通过按压并保持键或者按钮)时可以将WCD 100定向为指向信标2904。然后，用户可以朝向信标2904将WCD 100移动长度L2(按照表1900，该距离可以对应于距离D2)以代表从WCD 100到信标2904的近似距离D2。

VII.示例连接建立

现在参照图14A-图14C，公开了示例连接建立过程。图14A根据本发明的至少一个实施例示出了WCD 100执行到达方向确定。图14中公开的过程可以例如用于其中用户110对WCD 100的通信范围内的具有无线功能的设备并不了解的情形中。因而，用户110可以在相对任意的方向上瞄准WCD 100、然后激活该过程(例如经由按钮按压1000)以便确定可以与之建立连接的设备的位置。根据上文公开的示例目标选择矢量(TSV)和目标位置矢量(TLV)过程，可以将用于信标1902和信标2904的目标位置矢量与目标选择矢量进行比较。由于设备未落入位置解析度910内，所以设备可以在显示器912上表示为在目标区以外，其中无设备位于目标区内。

由于信标1902和信标2904相对于WCD 100的位置已知，所以用户110然后可以选择与之建立连接的设备。图14B和图14C公开了用于选择的两个示例方法。图14B公开了如下场合，其中用户110朝向信标2904旋转WCD 100以便建立连接。该过程可以在用户110按下并保持WCD 100上的按钮1000以标记WCD 100的起始定向时开始。WCD 100然后可以如图14B中所示从位置1010旋转到指向信标2904的定向。这一旋转可以由WCD 100内并入的旋转传感器测量。当设备朝向目标设备定向时，用户110可以如在1402处公开的那样释放。这一动作可以向WCD指示可以测量设备的旋转，并且可以基于定向改变来重新定义新的目标选择矢量和/或位置矢量。由于WCD 100现在指向信标2904，所以用于信标2904的目标选择矢量和目标位置矢量可能重合(例如，如在1400处所示)，并且显示器912现在可以向用户110指示已经选择信标2904，或者备选地，如果信标2904为受信任设备则可以自动建立连接。在本发明的一个替代实施例中，无需用以测量旋转的传感器。取而代之的是，如在1000和1402处公开的那样按压和释放WCD 100上的按钮可以用信号通知放弃现有基于定向的目标选择矢量和/或位置矢量，并且应当基于WCD 100的当前定向来建立新矢量。

图14C公开了类似于图14B的示例过程，该过程现在使用WCD100的横向运动而不是旋转以便重新定义目标选择矢量和/或位置矢量。在这一场合中，用户110可以在移动WCD 100之时例如通过在1000处按下并保持按钮来启动该过程。WCD 100可以从起始位置1010移动到在图14C中描绘它的位置，该位置在这一例子中是从起始位置1010朝向信标2904的相对方向。当在1402处释放按钮时，位置传感器(比如先前公开的位置传感器)测量的移动可以确定移动方向并且重新定义目标选择和/或位置矢量以近似由1400定义的新目标区域。由于重新定义的目标选择矢量和/或者目标位置矢量现在重合，所以显示器912可以向用户110指示已经选择信标2904，或者备选地，如果信标2904为受信任设备则可以自动建立连接。

图15公开了根据本发明至少一个实施例为了将信息从来源(例如WCD 100)发送到目标设备的、用于与目标设备建立连接的示例过程。该过程可以在1500处启动。步骤1502然后将如下场合引入到该过程中，在该场合中在WCD 100中有等待无线传送到另一设备(例如目标设备)的数据。重要的是要注意：这一动作仅用于举例。本发明不应当理解为仅限于发送数据而是可以代之以适用于任何需要与另一具有无线功能的设备建立连接的活动。然后可以在步骤1504暂停目标选择/位置确定过程直至例如根据先前的激活例子通过按压并保持按钮来触发该过程。

一旦在步骤1504中触发该过程，则可以定义从WCD 100朝向目标设备的方向和/或目标设备相对于WCD 100的距离。这一过程可以根据先前的例子发生，并且可以继续直至用户110例如通过释放保持的按钮而指示完成该过程。在步骤1506中可以进行设备发现扫描以便查找在WCD 100的范围内的具有无线功能的设备。设备发现扫描可以向WCD 100提供信息，比如标识信息。由任何被发现的设备提供的信息然后可以用来确定被发现的设备以WCD 100(例如经由以WCD 100为参照的坐标系)为参照和/或以绝对坐标系为参照的位置(例如经由到达方向估计)。一旦确定被发现的设备的位置并且为各设备计算目标位置矢量，可以在步骤1508中比较各目标位置矢量与目标选择矢量以便确定任何设备是否落在目标区域的定义解析度内。

在步骤1510中然后可以关于标识为潜在目标设备(例如在步骤1508中落入目标区域解析度内)的任何设备是否支持自动连接建立和信息传送进行确定。如果既支持又允许(例如从安全性的观点来看)自动传送过程，则在步骤1518中可以自动建立连接(例如无需进一步的用户干预)并且可以发送任何等待发送的数据。然后可以在步骤1520中完成该过程。

如果不许可自动传送，则用户110可以变得参与以有助于通信链路和发送。在步骤1512中然后可以在WCD 100上为用户110显示落入由目标选择矢量定义的目标区域内的设备列表。如先前所言，可以例如按照各设备相对于由目标选择矢量指示的目标区域而言的距离而将列表排序。然后可以询问用户110以从显示的列表中选择至少一个目标设备。如果在列表中包括任何希望的目标设备，则用户110可以在1514中选择这一设备。然后可以在步骤1518中建立与目标设备的连接并且可以进行通信。然后可以在步骤1520中完成该过程。

否则，如果用户110并未在设备WCD 100上看到在潜在目标设备之中列出的任何希望的目标设备(步骤1512)，则用户110可以选择重新开始该过程(步骤1516)，其中可以在步骤1506中执行针对在WCD 100的范围内的潜在的具有无线功能的设备的新扫描。否则，如果用户110并不希望继续该过程，则在步骤1520中该过程可以终止而不向目标设备通信。

因而，相关领域中的技术人员将清楚可以对之进行形式和细节上的各种改变而不脱离本发明的精神实质和范围。本发明的广度和范围不应当由任何上文描述的示例实施例限制而是应当仅根据所附权利要求及其等效含义来定义。

Claims (21)

1.一种通信方法，包括：

定义目标选择矢量，所述目标选择矢量至少基于从无线通信设备朝向目标设备的方向来定义；

针对在所述无线通信设备的通信范围内的设备计算位置信息，所述位置信息至少包括用于各设备的目标位置矢量；

通过比较所述目标选择矢量与用于各设备的所述目标位置矢量来确定潜在目标设备子集；以及

与所述潜在目标设备子集中的至少一个设备建立无线链路，

其中所述目标选择矢量还包括与从所述无线通信设备到所述目标设备的距离对应的距离分量，所述距离分量由所述无线通信设备从启动所述目标选择矢量确定时直至完成所述目标选择矢量确定时移动的距离来定义。

2.根据权利要求1所述的方法，其中定义目标选择矢量是通过按压所述无线通信设备上的按钮来启动的过程。

3.根据权利要求1所述的方法，其中从所述无线通信设备朝向所述目标设备的所述方向由所述无线通信设备在所述目标选择矢量确定期间指向的方向来定义。

4.根据权利要求1所述的方法，其中从所述无线通信设备朝向所述目标设备的所述方向由所述无线通信设备从启动所述目标选择矢量确定时直至完成所述目标选择矢量确定时旋转的距离来定义。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述目标选择矢量基于所述无线通信设备定向信息来指示目标设备的近似位置。

6.根据权利要求1所述的方法，其中针对在所述无线通信设备位置的通信范围内的设备计算位置信息包括基于到达方向估计来计算各设备的所述目标位置矢量。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述到达方向估计在二维近似目标区域中确定所述发现的潜在目标设备。

8.根据权利要求6所述的方法，其中所述到达方向估计在三维近似目标区域中确定所述发现的潜在目标设备。

9.根据权利要求1所述的方法，还包括在所述无线通信设备上在列表中显示所述子集，其中按照与所述目标选择矢量定义的目标位置的邻近度来顺序显示所述设备。

10.根据权利要求1-9任一项所述的方法，其中自动发生与所述潜在目标设备子集中的至少一个设备建立无线链路。

11.一种设备，包括用于执行如权利要求1-10任一项所述的方法的装置。

12.一种通信设备，包括：

用于定义目标选择矢量的装置，所述目标选择矢量至少基于从无线通信设备朝向目标设备的方向来定义；

用于针对在所述无线通信设备的通信范围内的设备计算位置信息的装置，所述位置信息至少包括用于各设备的目标位置矢量；

用于通过比较所述目标选择矢量与用于各设备的所述目标位置矢量来确定潜在目标设备子集的装置；以及

用于与所述潜在目标设备子集中的至少一个设备建立无线链路的装置，

其中所述目标选择矢量还包括与从所述无线通信设备到所述目标设备的距离对应的距离分量，所述距离分量由所述无线通信设备从启动所述目标选择矢量确定时直至完成所述目标选择矢量确定时移动的距离来定义。

13.根据权利要求12所述的设备，其中用于定义目标选择矢量的装置是通过按压所述无线通信设备上的按钮来启动。

14.根据权利要求12所述的设备，其中从所述无线通信设备朝向所述目标设备的所述方向由所述无线通信设备在所述目标选择矢量确定期间指向的方向来定义。

15.根据权利要求12所述的设备，其中从所述无线通信设备朝向所述目标设备的所述方向由所述无线通信设备从启动所述目标选择矢量确定时直至完成所述目标选择矢量确定时旋转的距离来定义。

16.根据权利要求12所述的设备，其中所述目标选择矢量基于所述无线通信设备定向信息来指示目标设备的近似位置。

17.根据权利要求12所述的设备，其中用于针对在所述无线通信设备位置的通信范围内的设备计算位置信息的装置包括用于基于到达方向估计来计算各设备的所述目标位置矢量的装置。

18.根据权利要求17所述的设备，其中所述到达方向估计在二维近似目标区域中确定所述发现的潜在目标设备。

19.根据权利要求17所述的设备，其中所述到达方向估计在三维近似目标区域中确定所述发现的潜在目标设备。

20.根据权利要求12所述的设备，还包括用于在所述无线通信设备上在列表中显示所述子集的装置，其中按照与所述目标选择矢量定义的目标位置的邻近度来顺序显示所述设备。

21.根据权利要求12-20任一项所述的设备，其中用于与所述潜在目标设备子集中的至少一个设备建立无线链路的装置是自动工作的。

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