CN105493586A - 调制和解调的方法和装置 - Google Patents

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CN105493586A
CN105493586A CN201380078521.2A CN201380078521A CN105493586A CN 105493586 A CN105493586 A CN 105493586A CN 201380078521 A CN201380078521 A CN 201380078521A CN 105493586 A CN105493586 A CN 105493586A
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焦贤君
张馨
陈灿峰
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Abstract

本发明的一个实施方式涉及一种调制方法。该方法包括:提供连续比特“1”或者连续比特“0”的第一比特序列;通过在具有预定比特数目的多个调制间隔的每个调制间隔中,将所述第一比特序列的、处于相应调制间隔的至少一个固定位置的至少一个比特替换为来自信息比特序列的一个信息比特,来生成第二比特序列;以及调制第二比特序列,以便利用经调制的连续波信号来生成定位分组以用于传输。本发明的实施方式还涉及解调方法。本发明的各个实施方式还提供装置和计算机程序产品。

Description

调制和解调的方法和装置
技术领域
本发明的各实施方式总体上涉及无线通信,并且特别地涉及在定位系统中用于调制和解调的方法和装置。
背景技术
蓝牙低能量(BLE)是一种新型无线通信技术,其由BluetoothSIG发布作为蓝牙核心规范版本4.0的一个组成部分。BLE是一种低功率、低复杂度并且低成本的无线通信协议,被设计用于要求较低数据速率和较短占空周期的应用。承袭有传统蓝牙的协议栈和星形拓扑,BLE重新定义了物理层规范,并且涉及许多新的功能,诸如极低功率空闲模式、简单设备发现以及短数据分组等。
BLE技术被定位在那些要求低功率消耗的设备,例如,可以利用一个或多个纽扣电池来工作的设备,例如传感器、密钥卡,和/或类似设备。BLE还能够被集成到诸如移动电话、智能电话、平板电脑、笔记本电脑、台式机等设备中。
发明内容
在权利要求中对本发明的示例的各个方面进行阐述。
根据本发明实施方式的一方面,提供了一种调制方法。该方法包括:提供连续比特“1”或者连续比特“0”的第一比特序列;通过在具有预定比特数目Nmodulation_interval的多个调制间隔的每个调制间隔中,将该第一比特序列的、处于相应调制间隔的至少一个固定位置的至少一个比特替换为来自信息比特序列的一个信息比特,来生成第二比特序列;以及调制该第二比特序列,以便利用经调制的连续波信号来生成定位分组以用于传输。
在本发明的一个或多个实施方式中,该预定比特数目Nmodulation_interval满足:Nmodulation_interval=n*Lcw/Nmeasurement_points,其中Lcw表示该第一连续比特序列的长度;Nmeasurement_points表示测量点的数目,通过测量多个不同天线单元之间的相位差接收侧在每个测量点处基于接收的经调制的连续波信号来执行定位测量;n表示一个预定义正整数。
在本发明的一个或多个实施方式中,生成第二比特序列的步骤包括布置经替换的信息比特的比特位置以及该测量点,使得只有属于该连续比特的比特、而不是该经替换的信息比特将会被用在相应测量点来执行接收侧的该定位测量。
在本发明的一个或多个实施方式中,生成第二比特序列的步骤包括取决于相应信息比特的值,对调制间隔内该至少一个比特进行反转。
在本发明的一个或多个实施方式中,调制该第二比特序列包括通过高斯频移键控调制器调制该第二比特序列。
在本发明的一个或多个实施方式中,生成第二比特序列的步骤包括布置在调制间隔中经替换的信息比特的比特位置以及相应的测量点,使得经替换的信息比特与将被用于在该相应测量点来执行接收侧的该定位测量的比特之间分隔至少一个比特。
在本发明的一个或多个实施方式中,该定位分组为蓝牙低能量分组。
在本发明的一个或多个实施方式中,调制该第二比特序列的步骤包括通过从以下组中选择的调制器来调制该第二比特序列,该组包括:频移键控调制器、相移键控调制器、脉冲幅度调制调制器、正交幅度调制调制器。
根据本发明实施方式的另一方面,本发明的实施方式提供一种解调方法。该方法包括:经由多个不同天线单元,接收具有调制的连续波信号的定位分组;解调该调制的连续波信号以获得第一比特序列,该第一比特序列包括多个具有预定比特数目Nmodulation_interval的调制间隔,其中至少一个信息比特占用在该多个调制间隔的每一个调制间隔中的至少一个固定位置,并且连续比特“1”或者连续比特“0”占用该相应调制间隔中的其他位置;以及通过测量在Nmeasurement_points个测量点中每个测量点处该多个不同天线单元的相位差,并发地基于该调制的连续波信号执行定位测量。
在本发明的一个或多个实施方式中,该预定的比特数目Nmodulation_interval满足:Nmodulation_interval=n*Lcw/Nmeasurement_points,其中Lcw表示连续比特的该第一比特序列的长度;n表示一个预定义正整数。
在本发明的一个或多个实施方式中,该测量点和该信息比特的该比特位置被布置为使得只有属于该连续比特的、而不是该信息比特的比特将被用在相应测量点来执行该定位测量。
在本发明的一个或多个实施方式中,解调该调制的连续波信号的步骤包括通过高斯频移键控解调器来解调该调制的连续波信号。
在本发明的一个或多个实施方式中,在一个调制间隔中的信息比特的比特位置和一个测量点被布置为使得该信息比特与将被用在该相应测量点以执行该定位测量的比特之间间隔至少一个比特。
在本发明的一个或多个实施方式中,用于解调的方法可以进一步包括:在该相应测量点向该定位测量施加相位补偿值。
在本发明的一个或多个实施方式中,用于解调的方法可以进一步包括响应于确定在第i-1个测量点和第i个测量点之间的第一比特序列中存在两个连续比特反转,根据以下等式计算相位补偿值ci:ci=ci-1+Pi,当该第一比特序列由连续比特“1”和该信息比特组成时,ci=ci-1-Pi,当该第一比特序列由连续比特“0”和该信息比特组成时;以及响应于确定在第i-1个测量点和第i个测量点之间的第一比特序列中不存在任何比特反转,根据以下等式计算该相位补偿值ci:ci=ci-1
在本发明的一个或多个实施方式中,该定位分组为蓝牙低能量分组。
在本发明的一个或多个实施方式中,解调该调制的连续波信号的步骤包括通过从以下组中选择的解调器来解调该调制的连续波信号,该组包括:频移键控解调器、相移键控解调器、脉冲幅度调制解调器、正交幅度调制解调器。
根据本发明的另一方面,本发明的一个实施方式提供一种发射机,包括:第一比特序列提供单元,被配置为向第二比特序列生成单元提供连续比特“1”或连续比特“0”的第一比特序列;该第二比特序列生成单元,被配置为通过在具有预定比特数目Nmodulation_interval的多个调制间隔的每个调制间隔中,将该第一比特序列的、处于相应调制间隔的至少一个固定位置的至少一个比特替换为来自信息比特序列的一个信息比特,来生成第二比特序列;以及调制器,被配置为调制由该第二比特序列生成单元所生成的该第二比特序列,以便利用经调制的连续波信号来生成定位分组以用于传输。
在本发明的一个或多个实施方式中,其中该预定比特数目Nmodulation_interval满足:Nmodulation_interval=n*Lcw/Nmeasurement_points,其中Lcw表示该第一连续比特序列的长度;Nmeasurement_points表示测量点的数目,通过测量多个不同天线单元之间的相位差接收侧在每个测量点处基于接收的经调制的连续波信号来执行定位测量;n表示一个预定义正整数。
在本发明的一个或多个实施方式中,该第二比特序列生成单元被配置为布置经替换的信息比特的比特位置以及该测量点,使得只有属于该连续比特的比特、而不是该经替换的信息比特将会被用在相应测量点来执行接收侧的该定位测量。
在本发明的一个或多个实施方式中,其中该第二比特序列生成单元被进一步配置为取决于相应信息比特的值,对调制间隔内该至少一个比特进行反转。
在本发明的一个或多个实施方式中,该调制器是高斯频移键控调制器。
在本发明的一个或多个实施方式中,该第二比特序列生成单元被配置为布置在调制间隔中经替换的信息比特的比特位置以及相应的测量点,使得经替换的信息比特与将被用于在该相应测量点来执行接收侧的该定位测量的比特之间分隔至少一个比特。
在本发明的一个或多个实施方式中,该定位分组为蓝牙低能量分组。
在本发明的一个或多个实施方式中,该调制器是从以下组中选择的调制器,该组包括:频移键控调制器、相移键控调制器、脉冲幅度调制调制器、正交幅度调制调制器。
根据本发明实施方式的另一方面,本发明的实施方式提供一种接收机,包括:接收单元,包括多个不同的天线单元,被配置为接收具有调制的连续波信号的定位分组;解调单元,被配置为解调该调制的连续波信号以获得第一比特序列,该第一比特序列包括多个具有预定比特数目Nmodulation_interval的调制间隔,其中至少一个信息比特占用在该多个调制间隔的每一个调制间隔中的至少一个固定位置,并且连续比特“1”或者连续比特“0”占用该相应调制间隔中的其他位置;以及定位测量单元,被配置为通过测量在Nmeasurement_points个测量点中每个测量点处该多个不同天线单元的相位差,并发地基于该调制的连续波信号执行定位测量。
在本发明的一个或多个实施方式中,该预定的比特数目Nmodulation_interval满足:Nmodulation_interval=n*Lcw/Nmeasurement_points,其中Lcw表示连续比特的该第一比特序列的长度;n表示一个预定义正整数。
在本发明的一个或多个实施方式中,该测量点和该信息比特的该比特位置被布置为使得只有属于该连续比特的、而不是该信息比特的比特将被用在相应测量点来执行该定位测量。
在本发明的一个或多个实施方式中,解调单元包括高斯频移键控解调器。
在本发明的一个或多个实施方式中,在一个调制间隔中的信息比特的比特位置和一个相应测量点被布置为使得该信息比特与将被用在该相应测量点以执行该定位测量的比特之间间隔至少一个比特。
在本发明的一个或多个实施方式中,该定位测量单元进一步包括:相位补偿单元,被配置为在相应测量点向定位测量施加相位补偿值c0,c1,c2,...,ci,...,cNmearuement_point-1
在本发明的一个或多个实施方式中,该相位补偿单元进一步被配置为:响应于确定在第i-1个测量点和第i个测量点之间的第一比特序列中存在两个连续比特反转,根据以下等式计算相位补偿值ci:ci=ci-1+Pi,当该第一比特序列由连续比特“1”和该信息比特组成时,ci=ci-1-Pi,当该第一比特序列由连续比特“0”和该信息比特组成时;以及响应于确定在第i-1个测量点和第i个测量点之间的第一比特序列中不存在任何比特反转,根据以下等式计算该相位补偿值ci:ci=ci-1
在本发明的一个或多个实施方式中,中该定位分组为蓝牙低能量分组。
在本发明的一个或多个实施方式中,该解调单元包括从以下组中选择的解调器,该组包括:频移键控解调器、相移键控解调器、脉冲幅度调制解调器、正交幅度调制解调器。
在本发明的一个或多个实施方式中,该解调单元被配置为耦合到该多个不同天线单元中的一个天线单元。
根据本发明的另一方面,本发明的一个实施方式提供一种用于调制的装置。该装置包括:至少一个处理器;以及至少一个包括计算机程序指令的存储器,其中该至少一个存储器和计算机程序指令被配置为利用该至少一个处理器使得该装置至少执行:提供连续比特“1”或连续比特“0”的第一比特序列;通过在具有预定比特数目Nmodulation_interval的多个调制间隔的每个调制间隔中,将该第一比特序列的、处于相应调制间隔的至少一个固定位置的至少一个比特替换为来自信息比特序列的一个信息比特,来生成第二比特序列;以及调制该第二比特序列,以便利用经调制的连续波信号来生成定位分组以用于传输。
根据本发明的另一方面,本发明的一个实施方式提供一种用于解调的装置。该装置包括:至少一个处理器;以及至少一个包括计算机程序指令的存储器,其中该至少一个存储器和计算机程序指令被配置为利用该至少一个处理器使得该装置至少执行:经由多个不同的天线单元,接收具有调制的连续波信号的定位分组;解调该调制的连续波信号以获得第一比特序列,该第一比特序列包括多个具有预定比特数目Nmodulation_interval的调制间隔,其中至少一个信息比特占用在该多个调制间隔的每一个调制间隔中的至少一个固定位置,并且连续比特“1”或者连续比特“0”占用该相应调制间隔中的其他位置;以及通过测量在Nmeasurement_points个测量点中每个测量点处该多个不同天线单元的相位差,并发地基于该调制的连续波信号执行定位测量。
根据本发明的另一方面,本发明的一个实施方式提供一种计算机程序,包括机器可读指令,当由一个包括发射机的装置执行该机器可读指令时使得该发射机执行根据本发明一个或多个实施方式的调制方法。
根据本发明的另一方面,本发明的一个实施方式提供一种计算机程序,包括机器可读指令,当由一个包括接收机的装置执行该机器可读指令时使得该接收机执行根据本发明一个或多个实施方式的解调的方法。
根据本发明的另一方面,本发明的一个实施方式提供一种计算机程序产品,包括至少一个具有存储于其上的计算机可读程序代码部分的计算机可读存储介质,该计算机可读程序代码部分包括:用于提供连续比特“1”或连续比特“0”的第一比特序列的程序代码指令;用于通过在具有预定比特数目Nmodulation_interval的多个调制间隔的每个调制间隔中、将该第一比特序列的、处于相应调制间隔的至少一个固定位置的至少一个比特替换为来自信息比特序列的一个信息比特,来生成第二比特序列的程序代码指令;以及用于调制该第二比特序列,以便利用经调制的连续波信号来生成定位分组以用于传输的程序代码指令。
根据本发明的另一方面,本发明的一个实施方式提供一种计算机程序产品,包括至少一个具有存储于其上的计算机可读程序代码部分的计算机可读存储介质,该计算机可读程序代码部分包括:用于经由多个不同的天线单元接收具有调制的连续波信号的定位分组的程序代码指令;用于解调该调制的连续波信号以获得第一比特序列的程序代码指令,该第一比特序列包括多个具有预定比特数目Nmodulation_interval的调制间隔,其中至少一个信息比特占用在该多个调制间隔的每一个调制间隔中的至少一个固定位置,并且连续比特“1”或者连续比特“0”占用该相应调制间隔中的其他位置;以及用于通过测量在Nmeasurement_points个测量点中每个测量点处该不同天线单元的相位差,并发地基于该调制的连续波信号执行定位测量的程序代码指令。
根据本发明的另一方面,本发明的一个实施方式提供一种用于调制的装置。该装置包括:用于提供连续比特“1”或连续比特“0”的第一比特序列的装置;用于通过在具有预定比特数目Nmodulation_interval的多个调制间隔的每个调制间隔中将该第一比特序列的、处于相应调制间隔的至少一个固定位置的至少一个比特替换为来自信息比特序列的一个信息比特,来生成第二比特序列的装置;以及用于调制该第二比特序列,以便利用经调制的连续波信号来生成定位分组以用于传输的装置。
根据本发明的另一方面,本发明的一个实施方式提供一种用于解调的装置。该装置包括:用于经由多个不同的天线单元接收具有调制的连续波信号的定位分组的装置;用于解调该调制的连续波信号以获得第一比特序列的装置,该第一比特序列包括多个具有预定比特数目Nmodulation_interval的调制间隔,其中至少一个信息比特占用在该多个调制间隔的每一个调制间隔中的至少一个固定位置,并且连续比特“1”或者连续比特“0”占用该相应调制间隔中的其他位置;以及用于通过测量在Nmeasurement_points个测量点中每个测量点处该多个不同天线单元的相位差、并发地基于该调制的连续波信号执行定位测量的装置。
附图说明
在所附权利要求书中阐述被认为是本发明特征的创造性特点。但是,通过参考附图阅读下文的示例性实施方式的具体描述,将会更好的理解本发明、其实现模式、其他目的、特征和优点,其中在附图中:
图1示意性示出了本发明一个或多个实施方式可以被实现于其中的系统10;
图2示意性示出了根据本发明一个或多个实施方式的在发射机端用于调制的方法的流程图;
图3示意性示出根据本发明的一个或多个实施方式的在接收机端用于解调的方法流程图;
图4示意性示出了调制的连续波信号的频率-时间仿真曲线;
图5示意性示出了调制的连续波信号的相位-时间仿真曲线;
图6示出根据本发明的一个或多个实施方式的发射机的框图;
图7示出根据本发明的一个或多个实施方式的接收机的框图;以及
图8示意性示出了其中本发明一个或多个实施方式可以实施于其中的示例性存储介质
具体实施方式
下面将参考附图来描述本发明的各个实施方式。在以下的描述中,示出了许多具体细节以便更加综合地理解本发明。但是对于本领域的技术人员显然的是,本发明的实现可以不具有这些细节。而且,应该理解到,本发明并不限于这里引入的特定实施方式。例如,本发明的一些实施方式不限于实现于BLE系统。相反,以下特征和元素的任何组合可以被认为实现并且实施了本发明,而无论他们是否涉及不同的实施方式。因此,以下各个方面、特征、实施方式和优点仅是处于示例性目的,并且不应该被理解为所附权利要求的元素或者限制,除非这些特征被显式地的限定在权利要求中。
已经提出将BLE技术被用于高精度室内定位(HAIP)系统。利用BLE的HAIP使用相位天线阵列来计算信号的发射角(angle-of-departure)或者到达角(angle-of-arrival)。计算发射角或到达角的原理已经在现有技术中进行了描述。
存在在BLEHAIP系统中定位移动设备或者信标(beacon)的两种主要可选方案。相同的方案应用到其他MIMO天线系统,以及其他波束成形系统。
在第一种可选方案中,移动设备/标签发送BLE定位分组,该定位分组在包括天线阵列的基站/信标(可被称为定位器)处被接收。基站/信标(或者某些其他设备)使用在天线阵列的不同单元处接收的定位分组的采样来测量信号的到达角(方位角和仰角),并且由此计算移动设备/标签的位置。这可以被称为网络中心型定位。网络中心型方式受到容量的限制。
在第二种可选方案中,基站包括天线阵列并且从天线阵列的不同单元发射BLE定位分组,以使得允许移动设备/标签能够计算来自基站的信号的发射角(方位角和仰角)。基站可以被称为信标。这种方式可以被称为移动中心型定位。移动中心型的情形从容量的角度来看是有利的,因为任何数目的设备都能够进行测量并且使用广播信号以用于定位目的。
基站或者信标可以能够根据两种可选方案进行操作。
虽然信标完全可以以网络中心型模式工作也可以以移动中心型模式工作,下文中将主要涉及网络中心型可选方案。
图1示出了根据本发明的一个或多个实施方式能够实施于其中的系统。
如图1所示,系统100包括信标,例如诸如BLE信标110。系统100还包括第一设备120-1和第二设备120-2,每个设备可以被称为一个标签。第一和第二标签120-1,120-2可以是独立的设备,或者可以在设备或物品的内部,并且它们的位置可以通过信标110来跟踪。第一标签120-1和第二标签120-2中的每一个能够向BLE信标110发送定位分组。定位分组可以从标签120-1,120-2中的每一个标签向信标110周期性地发送。
简而言之,信标110位于例如建筑物之内,并且周期性地接收从标签120-1,120-2发送的BLE定位分组,以确定标签120-1,120-2的方向。信标30具有多个天线单元,其中在接收具有连续波信号的BLE定位分组期间顺序地使用该多个天线单元。天线单元的序列涉及在天线单元之间按照预定的顺序进行切换。信标110测量来自标签120-1、标签120-2中的每一个标签的到达连续波信号在不同天线单元之间的相位差。根据测量的相位差,估计AoA(到达角),并且然后可以找到相应标签的方向。
在具体应用环境下,特别是标签120-1以及标签120-2需要以超低功率工作的场景下,定位分组的传输效率可能非常重要。
在那些需要超低功率标签的场景下,标签可以被配置为只发送信号,而不接收任何信号。所发送的信息可能非常少(例如,只有数比特)。例如,必须要发送的信息可以仅涉及标签ID或者低速率报告,诸如环境温度或者体温,湿度、血压、心率、每分钟的呼吸次数等。在这些情况下,标签的功耗主要由打开电源进行传输的时间的时长所决定。但是,在现有技术中,连续波信号不能承载任何信息比特,因为它专用于定位测量。因此,标签必须在连续波周期以外的额外周期/时间中发射额外的信息比特。本发明的发明人已经注意到,如果这些信息比特能够被完全地或部分地嵌入到连续波信号中将会是有利的,因为这将会显著缩短打开电源进行传输的时间。
标签120-1包括根据BLE标准工作的BLE模块13。信标110也包括根据BLE标准工作的BLE模块125。
标签120-1包括处理器112。处理器112通过总线118连接到诸如RAM113的易失性存储器。总线118还将处理器112连接到诸如ROM114的非易失性存储器。BLE模块13被耦合到总线118,并且由此还耦合到处理器112和存储器113、114。天线116被耦合到BLE模块13。在ROM114中存储有软件应用117。在这些实施方式中,软件应用117是导航软件,虽然它也可以采用其他的形式。标签120-1的ROM114还存储信息120。信息120还可以包括标识标签120-1的标识符。
标签120-1可以采用任何适当的形式。总而言之,标签120-1可以包括处理电路112,包括一个或多个处理器,以及包括单个存储单元或者多个存储单元的存储设备114、113。存储设备114、113可以存储计算机程序指令,当被加载到处理电路112中时,该计算机程序指令控制标签120-1的操作。
BLE模块13可以采用任何适当的形式。总而言之,标签120-1的BLE模块13可以包括处理电路,包括一个或多个处理器,以及包括单个存储单元或者多个存储单元的存储设备114、113。存储设备可以存储计算机程序指令,当被加载到处理电路中时,该计算机程序指令控制BLE模块13的操作。
标签120-1还包括总体上由119指示的数个组件。这些组件119可以包括显示器、用户输入接口、其他通信接口(例如,WiFi等)、扬声器、麦克风,以及照相机的任何适当的组合。可以以任何适当方式布置组件119。
可以以与标签120-1相同的方式配置和操作标签120-2。
信标110包括BLE模块125、天线阵列126、处理器122、RAM123、ROM124、软件127以及总线128。所有这些组件均已适当的方式构成和连接。软件127可以被配置为控制BLE模块125来以定位模式操作,在该定位模式中软件127可以计算标签120-1、120-2的位置。
信标110包括通信接口108,根据本发明一个或多个实施方式通过利用通信接口108可以从标签接收信息通信。
信标110的BLE模块125可以仅为一个接收机,并且可以不执行发射机功能。BLE模块125可以包括发射所需的硬件,但通过软件127来去激活发射功能。可选地,BLE模块125可以省略发射所需的某些硬件。换而言之,BLE模块125可以是一个发射机或者其可以是一个收发机,但是其发射功能已经在软件中被去激活。BLE模块125可以可选地包括发射功能性。
每个BLE信标110括多个天线单元(总体上由天线阵列126指示),以及利用这些多个天线单元以切换的序列来接收AoA定位消息。通过以这种方式从标签120-1、120-2接收AoA定位消息,信标110可以根据包括AoA定位消息的接收信号的参数来计算标签120-1、120-2被定位的角度(实际上是方位角和仰角)。
信标110可以采用任何合适的形式。通常来说,信标110可以包含包括一个或者多个处理器的处理电路,以及包括单个存储器单元或者多个存储器单元的存储设备。该存储设备可以存储计算机程序指令,当该指令被载入到处理电路中时控制信标110的操作。
现在描述组件和特征以及它们的备选方式的更多细节。
计算机程序指令117可以包括使得标签120-1执行下面所表述的功能的逻辑和例程。计算机程序指令117可以被预编程进标签120-1.备选地,它们可以经由电磁载波信号到达标签120-1或者从例如如下的物理实体中拷贝过来:计算机程序产品,非易失性电子存储器设备(例如,闪存)或者如图8所示的存储媒介,如磁盘存储,光盘存储,半导体存储器电路设备存储,微型SD半导体存储器卡存储。它们可以例如从比如应用集市或应用市场这样的服务器中被下载到标签120-1。
处理电路112、122可以是任何类型的处理电路。例如,处理电路可以是翻译计算机程序指令并且处理数据的可编程处理器。处理电路可以包括多个可编程处理器。备选地,处理电路可以例如是带有内置固件的可编程硬件。处理电路或者处理器112、122可以被称为处理装置。
通常地,BLE模块13、125每一个都包含与易失性存储器和非易失性存储器都耦合连接的处理器。计算机程序存储在非易失性存储器中并且由处理器使用易失性存储器作为数据或者数据和指令的临时存储来执行。
术语“存储器”当被用于本说明书中时意在主要与同时包括非易失性存储器和易失性存储器的存储器相关,除非上下文不是这样指示,尽管该术语也可以仅涵盖一个或者多个易失性存储器,或者仅一个或多个非易失性存储器,或者一个或者多个易失性存储器以及一个或者多个非易失性存储器。易失性存储器的例子包括RAM,DRAM,SDRAM等。非易失性存储器的例子包括ROM,PROM,EEPROM,闪存,光存储,磁存储等。
每个BLE模块13、125可以是单个集成电路。每个可以备选地被提供为一组集成电路(即芯片组)。BLE模块13、125可以备选地是硬连线的专用集成电路(ASIC)。
参考图2到图3,将具体的阐述本发明的各种具体实施方式。
图2示意性地描述了根据本发明的一个或者多个具体实施方式的用于在例如标签的发射机端进行调制的方法200的示例性流程图。
如图2所示,在步骤S210,提供连续比特的第一比特序列。连续比特可以是连续比特“1”或者连续比特“0”。在标签的原始连续波传输机制中,根据BLE规范(每秒1兆符号的符号速率),可以存在以1MHz速率的136个连续比特“1”或者连续比特“0”。
在步骤S220中,通过将连续比特的第一比特序列的某些比特替换为来自信息比特序列的信息比特,来生成第二比特序列。第二比特序列包括多个具有预定比特数目Nmodulation_interval的调制间隔。生成的第二比特序列旨在携带来自信息比特序列的附加的信息比特,并且将会被调制器调制以便进一步发射。
在一个实现中,在每个调制间隔中,第一比特序列的在该调制间隔的固定位置处的一个比特可以被来自信息比特序列的一个信息比特所替换。在其他实现中,在每个调制间隔中,第一比特序列的在该调制间隔的固定位置处的多个比特可以被来自信息比特序列的同一信息比特所替换。在一个调制间隔中被替换的信息比特的数目取决于调制间隔的长度。
根据本发明的一个或多个实施方式,在生成第二比特序列时,可以布置经替换的信息比特的比特位置以及测量点,使得只有属于所述连续比特的比特、而不是所述经替换的信息比特将会被用在相应测量点来执行接收侧的定位测量。经替换的信息比特的比特位置可以基于天线单元的切换频率、连续波信号的频率和测量点的比特位置信息来预先确定,其中在每个测量点处来执行接收侧(即,在信标处)的定位测量。
根据本发明的一个或多个实施方式,调制间隔的预定比特数目Nmodulation_interval可以满足:
Nmodulation_interval=n*Lcw/Nmeasurement_points,1)
其中Lcw表示第一连续比特序列的长度;Nmeasurement_points表示测量点的数目,接收侧(即在信标处)在每个测量点处基于接收的经调制的连续波信号来执行定位测量;n表示一个预定义正整数。在接收侧,信标被配置为在测量点处测量不同天线单元之间的相位差。
以具有15个天线单元的信标作为示例,对于一次完整的切换图案而言,测量点的总数目可以是34。如果信标处多个天线单元的切换频率是250kHz,则原始连续波信号的总长度是34*4us=136us。根据BLE规范,连续波信号具有每秒1兆符号的符号速率。当n被预定为1,则Nmodulation_interval可以被设置为4。在这方面,对于第一比特序列的每4比特中,存在一个比特被信息比特所替换。当n被预定为大于一的值时,则Nmodulation_interval可以被设置为4的n倍。在这方面,对于第一比特序列中每4*n比特中,存在至多n比特被信息比特序列中的同一比特信息进行替换。
根据本发明的一个或多个实施方式,对第一比特序列中的比特进行替换是通过取决于相应信息比特的值,将“1”反转为“0”或者将“0”反转为“1”来进行的。在第一比特序列是连续比特“1”的示例性实现中,第一比特序列的比特在信息比特为“0”的情况下可以保持不变(“1”);并且第一比特序列的比特可以在信息比特位“1”的情况下从“1”反转到“0”,或者反之亦然。在另一第一比特序列是连续比特“0”的示例性实现中,第一比特序列的比特在信息比特为“0”的情况下可以保持不变(“0”);并且第一比特序列的比特可以在信息比特位“1”的情况下从“0”反转到“1”,或者反之亦然。
在步骤S230中,调制第二比特序列,以便利用经调制的连续波信号来生成定位分组以用于传输。
根据BLE规范,GFSK(高斯频移键控)被用于调制BLE分组。因此,在本发明的一个或多个优选实施方式中,第二比特序列可以通过GFSK调制器进行调制。由于GFSK的频率偏移属性,在一个或多个优选实施方式中,当在步骤S220中生成第二比特序列时,布置在调制间隔中经替换的信息比特的比特位置以及相应的测量点,使得经替换的信息比特与将被用于在相应测量点来执行接收侧的定位测量的比特之间分隔至少一比特。在信息比特和对应于临近测量点的比特之间的额外比特间距可以确保第二比特序列中携带的附加信息将不会引入对于接收信标进行相位测量的负面影响。这将参照图3中的相关步骤详细进行描述。
作为可选实施方式,第二比特序列还可以通过以下调制器来调制:频移键控(FSK)调制器;相移键控(PSK)调制器,诸如BPSK调制器、QPSK调制器、8PSK调制器等;脉冲幅度调制(PAM)调制器;正交幅度调制(QAM)调制器,诸如16QAM调制器、64QAM调制器等。
图3示意性地示出了根据本发明一个或多个实施方式的在例如信标的接收机端进行解码的方法300的示例性流程图。
如图3所示,在步骤S310中,经由信标的多个不同天线单元接收从发射机发送的具有调制的连续波信号的定位分组。调制的连续波信号例如可以具有1MHz的符号速率。
在步骤S320中,调制的连续波信号被解调以获得第一比特序列,该第一比特序列包括多个具有预定比特数目Nmodulation_interval的调制间隔。在每个调制间隔中,至少一个信息比特占用至少一个固定的比特位置,并且连续别“1”或者连续比特“0”占用其他比特位置。
在本发明的一个或多个实施方式中,预定的比特数目Nmodulation_interval满足:
Nmodulation_interval=n*Lcw/Nmeasurement_points
其中Lcw表示连续比特的第一比特序列的长度;n表示一个预定义正整数。
在本发明的一个或多个实施方式中,调制的连续波信号可以通过GFSK解调器解调。在其他可选实施方式中,调制的连续波信号可以通过以下解调器进行解调:FSK解调器;PSK解调器,诸如BPSK解调器、QPSK解调器、8PSK解调器等;PAM解调器;QAM解调器,诸如16QAM解调器、64QAM解调器等。
在步骤S330,通过测量在Nmeasurement_points个测量点中每个测量点处多个不同天线单元之间的相位差,并发地基于所述调制的连续波信号执行定位测量。
本领域的技术人员可以理解基于传统的连续波信号(未经过信息比特序列的调制)来测量相位差要求瞬时相位在每个测量点总是保持相同的值,即将测量周期设置为连续波信号(例如正弦波)周期的整数倍。当在一个测量周期中针对一个天线单元只有一个测量时间点时,测量周期实际上是单元的切换周期(切换频率的倒数)。
例如,连续波信号是s(t)=sin(2*pi*f*t+p),其中f是连续波频率;P是连续波相位;切换周期是T秒并且T=n*(1/f),其中n是一个正整数,(1/f)是连续波周期。明显的是,如果每T秒切换天线单元,则在每个单元测量的相位将会持续地保持相同的相位p。在上述场景下,未考虑从诸如标签的发射机到信标的所有天线单元的不同的传播延迟。在现实世界中,这些不同的延迟会导致在每个天线单元处测量的信号的相位改变。也就是说,在所有天线单元处测量的相位可以被表示为p+q0,p+q1,p+q2,…p+qm,其中p是固定的、但是未知的相位,q0至qm是由不同传播延迟导致的不同相位。不对相位p进行估计,则任何单元之间的相位差可以通过在两个不同天线单元的测量相位之间的差分运算来描述。通常,第一个单元被定义为参考单元并且被标记为单元0,其他单元以单元1、单元2、单元3,……,单元m进行标记。对于定向而言有用的相位差是在单元1至m和单元0之间的差,即,q1-q0,q2-q0…qm-q0,这些差可以通过从单元1至m所测量的相位减去单元0所测量的相位来容易地获得。
根据本发明的一个或多个实施方式,测量点和信息比特的比特位置被布置为使得只有属于所述连续比特的、而不是信息比特的比特将被用在相应测量点来执行所述定位测量。以这种方式,可以满足在天线单元之间测量相位差的要求,即使连续波信号已经被调制用于承载额外的信息比特。
在调制的连续波信号是GFSK调制信号的实施方式中,在一个调制间隔中的信息比特的比特位置和一个测量点被布置为使得信息比特与将被用在相应测量点以在接收侧执行定位测量的比特之间间隔至少一个比特。
图4和图5示意性地示出了在GFSK调制的连续波信号中信息比特和测量点的布置。
GPRS调制的示例性参数可以被设置如下:
·符号速率1Msps;
·频率高斯脉冲长度4符号;
·调制指数0.5;
·带宽时间积0.5。
假设连续比特为连续比特“1”并且前六个发射的信息比特为“1”“1”“1”“0”“1”和“0”,则从GFSK解调器解调的第一比特序列可以为1110,1110,1110,1111,1110,1111。仿真GFSK调制的连续波信号的频率-时间曲线以及相位-时间曲线并且分别在图4和图5中示出。
如图4、图5所示,由标记“*”表示的“解调的符号采样时间”指示在该时间点,GFSK解调器对接收信号进行判决,例如,如果频偏为正,则输出“1”;如果频偏为负,则输出“0”。以标记“□”表示的“相位测量点”指示在测量点处,测量当前天线单元的相位并且接收机被控制为根据切换图案在下一测量点切换到下一个天线单元。
在图4中,可以看到,根据BLEGFSK规范,例如,当一比特“0”被比特“1”围绕时,比特“0”将不会产生最大负频偏–fd(-250kHz),而是将会产生不小于fd的80%的频偏。对于该比特“0”之前或者之后的比特“1”,也不能产生最大正向频偏fd(250kHz),相替代地,将会产生不小于fd的80%的频偏。对于那些距离反转的比特“0”更远的(例如与该比特“0”间隔了至少一比特的)比特“1”而言,它们有时间变为稳定的最大频偏(250kHz)以及稳定的相位。就像普通连续波信号中的比特“1”一样,那些稳定点的比特“1”可以被选择以便在测量点处进行测量。
在图5中,可以看到相位改变的现象,当在解调的第一比特序列中存在“1”-“0”-“1”的跳变,相邻的两个测量点将具有180度(pi)相位差;当没有跳变,即只存在连续比特“1”时,相邻的两个测量点将具有相同的相位,如在图5所示,具有360度(2*pi)的相位差。为了补偿由跳变引起的相位偏差pi,针对测量点中的每个测量点可以定义一系列相位补偿值c0,c1,c2,...,ci,...,cNmearuement_point-1
根据本发明的一个或多个实施方式,方法300可以进一步包括在相应测量点向所述定位测量施加相位补偿值c0,c1,c2,...,ci,...,cNmearuement_point-1的步骤(在图3中未示出)。
在本发明的一个或多个实施方式中,如果确定在第i-1个测量点和第i个测量点之间的第一比特序列中存在两个连续比特反转(即,一个比特跳变“1”-“0”-“1”或者“0”-“1”-“0”),则可以根据以下等式计算相位补偿值ci
ci=ci-1+Pi,2)
当第一比特序列是由连续比特“1”和信息比特组成的并因此跳变是“1”-“0”-“1”;
ci=ci-1-Pi,3)
当第一比特序列是由连续比特“0”和信息比特组成的并因此跳变是“0”-“1”-“0”。
如果确定了在第i-1个测量点和第i个测量点之间的第一比特序列中不存在任何比特反转(即没有比特跳变“1”-“0”-“1”或者“0”-“1”-“0”),根据以下等式计算相位补偿值ci
ci=ci-14)
考虑如图4、图5所示的示例,前六个发送的信息比特为“1”,“1”,“1”,“0”,“1”and“0”并且信息比特“1”将引起第一比特序列中的跳变。相应地,相位补偿值为c0=0,c1=pi,c2=2*pi,c3=3*pi,c4=3*pi,c5=4*pi。这些相位补偿值被顺序地施加到测量的相位,并且然后可以补偿由比特反转或跳变所引起的相位偏差。
图6示意性示出了根据本发明一个或多个实施方式的发射机的框图。
如图6所示,诸如标签的发射机600包括第一比特序列提供单元610、第二比特序列生成单元620和调制器630。
第一比特序列提供单元610被配置为向第二比特序列生成单元620提供第一比特序列。连续比特可以是连续比特“1”或连续比特“0”。
第二比特序列生成单元620被配置为通过在具有预定比特数目Nmodulation_interval的多个调制间隔的每个调制间隔中,将第一比特序列的、处于相应调制间隔的至少一个固定位置的至少一个比特替换为来自信息比特序列的一个信息比特,来生成第二比特序列。
根据本发明的一个或多个实施方式,第二比特序列生成单元620可以进一步被配置为为取决于相应信息比特的值,对调制间隔内所述至少一个比特进行反转。
在本发明的一个实现中,第二比特序列生成单元620可以包括加法器621和计数器622。加法器621例如是模二加法器,其具有两个输入端子,一个用于从第一比特序列提供单元610接收第一比特序列,并且另一个用于接收信息比特序列的比特。计数器622被配置为对从第一比特序列提供单元610输出的比特数目持续进行计数,并且在每个调制间隔的至少一个相应的固定比特位置处触发以切换到信息比特序列。
根据本发明的一个或多个实施方式,预定比特数目Nmodulation_interval满足:
Nmodulation_interval=n*Lcw/Nmeasurement_points,
其中Lcw表示所述第一连续比特序列的长度;Nmeasurement_points表示测量点的数目,通过测量多个不同天线单元之间的相位差接收侧在每个测量点处基于接收的经调制的连续波信号来执行定位测量;n表示一个预定义正整数。
第二比特序列生成单元620可以被配置为布置经替换的信息比特的比特位置以及所述测量点,使得只有属于连续比特的比特、而不是经替换的信息比特将会被用在相应测量点来执行接收侧的定位测量。
调制器630被配置为调制由第二比特序列生成单元所生成的所述第二比特序列,以便利用经调制的连续波信号来生成定位分组以用于传输。
根据本发明的一个或多个实施方式,调制器630可以是GFSK调制器。在那些实施方式中,第二比特序列生成单元620可以被配置为布置在调制间隔中经替换的信息比特的比特位置以及相应的测量点,使得经替换的信息比特与将被用于在相应测量点来执行接收侧的定位测量的比特分隔至少一比特。在这方面,包括调制的连续波信号的定位分组可以是在BLE系统中使用的BLE分组。
根据本发明的一个或多个实施方式,调制器630可以是从以下组中选择的调制器,该组包括:FSK调制器、PSK调制器、PAM调制器、QAM调制器。
这里,如图6所示的发射机600被描述为具有与本发明的实施方式最相关的模块或组件。但是本领域的技术人员应该理解,基站600还可以包括用于执行通信功能性的其它模块和组件,包括天线;收发机(具有发射机(TX)和接收机(RX));处理器,诸如一个或多个通用计算机、专用计算机、微处理器、数字信号处理器(DSP)以及基于多核处理器架构的处理器;适于本地技术环境的任何类型的并且使用任何适当数据存储技术的存储模块;等等。这些模块或组件对于本领域而言是公知的,出于简洁的目的省略对这些模块、组件的描述。
图7示意性示出了根据本发明一个或多个实施方式的接收机的框图。
如图7所示,诸如信标的接收机700包括接收单元710、解调单元720以及定位测量单元730。
接收单元710包括多个不同的天线单元711-0、711-1、……,711-m,并且被配置为经由天线单元711-0、711-1、……、711-m接收具有调制的连续波信号的定位分组。接收单元710被配置为以预定顺序在不同的天线单元711-0、711-1、……、711-m之间切换,以便能够向定位测量单元730提供接收的信号以执行定位测量。另一方面,天线单元711-0、711-1、……、711-m中的一个天线单元(例如,图7的天线单元711-0)或者一个独立天线单元(在图7中未示出)可以被耦合到解调单元720,以便解调所接收的经调制的连续波信号。
解调单元720被配置为解调调制的连续波信号以获得第一比特序列,该第一比特序列包括多个具有预定比特数目Nmodulation_interval的调制间隔。在一个调制间隔中,至少一个信息比特占用至少一个固定比特位置,并且连续比特“1”或者连续比特“0”占用其他比特位置。
根据本发明一个或多个实施方式,解调单元720可以包括根据BLE规范的GFSK解调器。作为可选实施方式,解调单元720可以包括从以下组中选择的解调器,该组包括:FSK解调器、PSK解调器、PAM解调器、QAM解调器。解调单元720还可以包括用于信号处理功能性的组件或模块,例如包括RF到IF/ZIF转换模块、协议处理模块等。这些模块或组件是本领域中公知的,并且出于简洁的目的省略对这些模块、组件的描述。
同时,定位测量单元730被配置为通过测量在Nmeasurement_points个测量点中每个测量点处不同天线单元711-0,711-1,…,711-m的相位差,并发地基于调制的连续波信号执行定位测量。
根据本发明的一个或多个实施方式,预定的比特数目Nmodulation_interval满足:
Nmodulation_interval=n*Lcw/Nmeasurement_points
其中Lcw表示连续比特的所述第一比特序列的长度;n表示一个预定义正整数。
根据本发明的一个或多个实施方式,测量点和信息比特的所述比特位置被布置为使得只有属于所述连续比特的、而不是信息比特的比特将被用在相应测量点来执行所述定位测量。在这方面,即使连续波信号已经被调制为承载额外的信息比特,也可以满足测量天线单元之间的相位差的要求。
在调制的连续波信号是GFSK调制信号的实施方式中,在一个调制间隔中的信息比特的比特位置和一个相应测量点被布置为使得信息比特与将被用在相应测量点以执行接收侧定位测量的比特之间间隔至少一个比特。
为了补偿由比特跳变导致的相位偏差(比特跳变是通过额外的信息比特引入的),定位测量单元730可以进一步包括相位补偿单元731,被配置为在相应测量点向定位测量施加相位补偿值c0,c1,c2,...,ci,...,cNmearuement_point-1
相位补偿单元731可以被进一步配置为响应于确定在第i-1个测量点和第i个测量点之间的第一比特序列中存在两个连续比特反转,根据以下等式计算相位补偿值ci
ci=ci-1+Pi,当所述第一比特序列由连续比特“1”和所述信息比特组成时,
ci=ci-1-Pi,当所述第一比特序列由连续比特“0”和所述信息比特组成时。
相位补偿单元731可以被进一步配置为响应于确定在第i-1个测量点和第i个测量点之间的第一比特序列中不存在任何比特反转,根据以下等式计算所述相位补偿值ci
ci=ci-1
如图7所示的接收机700被描述为具有与本发明实施方式最相关的模块或组件。但是,本领域的技术人员可以理解,诸如信标的接收机700可以包括用于执行通信和处理功能性的其它模块和组件,包括天线;处理器,诸如一个或多个通用计算机,专用计算机,微处理器,数字信号处理器(DSP)以及基于多核处理器架构的处理器;适于本地技术环境的任何类型并且使用任何适当数据存储技术的存储模块;等等。这些模块或组件对于本领域而言是公知的,出于简洁的目的省略对这些模块、组件的描述。
根据本发明的一个或多个实施方式,额外的信息比特能够通过调制的连续波信号来发射,而无需额外的负载。同时,通过使用保持不变的定位算法可以并发地执行定位测量。由此,提高了用户数据或者控制数据的传输效率。
总的来说,各种实施方式可以以硬件或者专用电路、软件、逻辑或者其组合来实现。例如,一些方面可以实现为硬件,而其它方面可以实现为固件或者由控制器、微处理器或者其他计算设备执行的软件,虽然本发明并不限如此。尽管本发明的示例性实施方式的各种方面可以被示出并描述为框或者信号流程,应该理解的是,作为非限制性示例,这里描述的这些框、装置、系统、技术或者方法可以被实现为(作为非限制性示例)硬件、软件、固件、专用电路或者逻辑、通用硬件或者控制器或其他计算设备、或者其某种组合。
由此,应该理解,本发明示例性实施方式的至少某些方面可以被实施为在各种组件中,例如集成电路或模块。本领域公知的是,集成电路的设计总体而言是高度自动化的过程。
本发明还可以被实现为计算机程序产品,其包括能够实现这里所描述的方法的各种特征,并且当被加载到计算机系统中时可以实现这些方法。
本发明已经参照优选的实施方式具体描述并且解释了本发明。本领域的技术人员应该理解,可以在形式和细节上进行各种修改而不会背离本发明的精神和范围。

Claims (58)

1.一种方法,包括:
提供连续比特“1”或者连续比特“0”的第一比特序列;
通过在具有预定比特数目Nmodulation_interval的多个调制间隔的每个调制间隔中,将所述第一比特序列的、处于相应调制间隔的至少一个固定位置的至少一个比特替换为来自信息比特序列的一个信息比特,来生成第二比特序列;以及
调制所述第二比特序列,以便利用经调制的连续波信号来生成定位分组以用于传输。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述预定比特数目Nmodulation_interval满足:
Nmodulation_interval=n*Lcw/Nmeasurement_points,
其中Lcw表示所述第一连续比特序列的长度;Nmeasurement_points表示测量点的数目,通过测量多个不同天线单元之间的相位差接收侧在每个测量点处基于接收的经调制的连续波信号来执行定位测量;n表示一个预定义正整数。
3.根据权利要求1-2中任一权利要求所述的方法,其中生成第二比特序列包括布置经替换的信息比特的比特位置以及所述测量点,使得只有属于所述连续比特的比特、而不是所述经替换的信息比特将会被用在相应测量点来执行接收侧的所述定位测量。
4.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的方法,其中生成第二比特序列包括取决于相应信息比特的值,对调制间隔内所述至少一个比特进行反转。
5.根据权利要求1-4中任一权利要求所述的方法,其中调制所述第二比特序列包括通过高斯频移键控调制器调制所述第二比特序列。
6.根据权利要求5所述的方法,其中生成第二比特序列包括布置在调制间隔中经替换的信息比特的比特位置以及相应的测量点,使得所述经替换的信息比特与将被用于在所述相应测量点来执行接收侧的所述定位测量的比特之间分隔至少一个比特。
7.根据权利要求5或6所述的方法,其中所述定位分组为蓝牙低能量分组。
8.根据权利要求1-4中任一权利要求的所述方法,其中调制所述第二比特序列包括通过从以下组中选择的调制器来调制所述第二比特序列,该组包括:频移键控调制器、相移键控调制器、脉冲幅度调制调制器、正交幅度调制调制器。
9.一种方法,包括:
经由多个不同天线单元,接收具有调制的连续波信号的定位分组;
解调所述调制的连续波信号以获得第一比特序列,所述第一比特序列包括多个具有预定比特数目Nmodulation_interval的调制间隔,其中至少一个信息比特占用在所述多个调制间隔的每一个调制间隔中的至少一个固定位置,并且连续比特“1”或者连续比特“0”占用该相应调制间隔中的其他位置;以及
通过测量在Nmeasurement_points个测量点中每个测量点处所述多个不同天线单元的相位差,并发地基于所述调制的连续波信号执行定位测量。
10.根据权利要求9所述的方法,其中所述预定的比特数目Nmodulation_interval满足:
Nmodulation_interval=n*Lcw/Nmeasurement_points
其中Lcw表示连续比特的所述第一比特序列的长度;n表示一个预定义正整数。
11.根据权利要求9-10中任一权利要求所述的方法,其中所述测量点和所述信息比特的所述比特位置被布置为使得只有属于所述连续比特的、而不是所述信息比特的比特将被用在相应测量点来执行所述定位测量。
12.根据权利要求9-11中任一权利要求所述的方法,其中解调所述调制的连续波信号包括通过高斯频移键控解调器来解调所述调制的连续波信号。
13.根据权利要求12所述的方法,其中在一个调制间隔中的信息比特的比特位置和一个测量点被布置为使得所述信息比特与将被用在所述相应测量点以执行所述定位测量的比特之间间隔至少一个比特。
14.根据权利要求12-13中任一权利要求所述的方法,进一步包括:
在所述相应测量点向所述定位测量施加相位补偿值c0,c1,c2,...,ci,...,cNmearuement_point-1
15.根据权利要求14所述的方法,进一步包括:
响应于确定在第i-1个测量点和第i个测量点之间的第一比特序列中存在两个连续比特反转,根据以下等式计算相位补偿值ci
ci=ci-1+Pi,当所述第一比特序列由连续比特“1”和所述信息比特组成时,
ci=ci-1-Pi,当所述第一比特序列由连续比特“0”和所述信息比特组成时;以及
响应于确定在第i-1个测量点和第i个测量点之间的第一比特序列中不存在任何比特反转,根据以下等式计算所述相位补偿值ci
ci=ci-1
16.根据权利要求12-15中任一权利要求所述的方法,其中所述定位分组为蓝牙低能量分组。
17.根据权利要求9-11所述的方法,其中解调所述调制的连续波信号包括通过从以下组中选择的解调器来解调所述调制的连续波信号,所述组包括:频移键控解调器、相移键控解调器、脉冲幅度调制解调器、正交幅度调制解调器。
18.一种发射机,包括:
第一比特序列提供单元,被配置为向第二比特序列生成单元提供连续比特“1”或连续比特“0”的第一比特序列;
所述第二比特序列生成单元,被配置为通过在具有预定比特数目Nmodulation_interval的多个调制间隔的每个调制间隔中将所述第一比特序列的、处于相应调制间隔的至少一个固定位置的至少一个比特替换为来自信息比特序列的一个信息比特,来生成第二比特序列;以及
调制器,被配置为调制由所述第二比特序列生成单元所生成的所述第二比特序列,以便利用经调制的连续波信号来生成定位分组以用于传输。
19.根据权利要求18所述的发射机,其中所述预定比特数目Nmodulation_interval满足:
Nmodulation_interval=n*Lcw/Nmeasurement_points,
其中Lcw表示所述第一连续比特序列的长度;Nmeasurement_points表示测量点的数目,通过测量多个不同天线单元之间的相位差接收侧在每个测量点处基于接收的经调制的连续波信号来执行定位测量;n表示一个预定义正整数。
20.根据权利要求18-19中任一权利要求所述的发射机,其中所述第二比特序列生成单元被配置为布置经替换的信息比特的比特位置以及所述测量点,使得只有属于所述连续比特的比特、而不是所述经替换的信息比特将会被用在相应测量点来执行接收侧的所述定位测量。
21.根据权利要求18-20中任一权利要求所述的发射机,其中所述第二比特序列生成单元被进一步配置为取决于相应信息比特的值,对调制间隔内所述至少一个比特进行反转。
22.根据权利要求18-21中任一权利要求所述的发射机,其中所述调制器是高斯频移键控调制器。
23.根据权利要求22所述的发射机,其中所述第二比特序列生成单元被配置为布置在调制间隔中经替换的信息比特的比特位置以及相应的测量点,使得经替换的信息比特与将被用于在所述相应测量点来执行接收侧的所述定位测量的比特之间分隔至少一个比特。
24.根据权利要求22或23所述的发射机,其中所述定位分组为蓝牙低能量分组。
25.根据权利要求18-21中任一权利要求所述的发射机,其中所述调制器是从以下组中选择的调制器,该组包括:频移键控调制器、相移键控调制器、脉冲幅度调制调制器、正交幅度调制调制器。
26.一种接收机,包括:
接收单元,包括多个不同的天线单元,被配置为接收具有调制的连续波信号的定位分组;
解调单元,被配置为解调所述调制的连续波信号以获得第一比特序列,所述第一比特序列包括多个具有预定比特数目Nmodulation_interval的调制间隔,其中至少一个信息比特占用在所述多个调制间隔的每一个调制间隔中的至少一个固定位置,并且连续比特“1”或者连续比特“0”占用该相应调制间隔中的其他位置;以及
定位测量单元,被配置为通过测量在Nmeasurement_points个测量点中每个测量点处所述多个不同天线单元的相位差,并发地基于所述调制的连续波信号执行定位测量。
27.根据权利要求26所述的接收机,其中所述预定的比特数目Nmodulation_interval满足:
Nmodulation_interval=n*Lcw/Nmeasurement_points
其中Lcw表示连续比特的所述第一比特序列的长度;n表示一个预定义正整数。
28.根据权利要求26-27中任一权利要求所述的接收机,其中所述测量点和所述信息比特的所述比特位置被布置为使得只有属于所述连续比特的、而不是所述信息比特的比特将被用在相应测量点来执行所述定位测量。
29.根据权利要求26-28中任一权利要求所述的接收机,其中所述解调单元包括高斯频移键控解调器。
30.根据权利要求29所述的接收机,其中在一个调制间隔中的信息比特的比特位置和一个相应测量点被布置为使得所述信息比特与将被用在所述相应测量点以执行所述定位测量的比特之间间隔至少一个比特。
31.根据权利要求29-30中任一权利要求所述的发射机,其中所述定位测量单元进一步包括:
相位补偿单元,被配置为在相应测量点向所述定位测量施加相位补偿值c0,c1,c2,...,ci,...,cNmearuement_point-1
32.根据权利要求31所述的发射机,其中所述相位补偿单元进一步被配置为:
响应于确定在第i-1个测量点和第i个测量点之间的第一比特序列中存在两个连续比特反转,根据以下等式计算相位补偿值ci
ci=ci-1+Pi,当所述第一比特序列由连续比特“1”和所述信息比特组成时,
ci=ci-1-Pi,当所述第一比特序列由连续比特“0”和所述信息比特组成时;以及
响应于确定在第i-1个测量点和第i个测量点之间的第一比特序列中不存在任何比特反转,根据以下等式计算所述相位补偿值ci
ci=ci-1
33.根据权利要求29-32中任一权利要求所述的接收机,其中所述定位分组为蓝牙低能量分组。
34.根据权利要求9-11的所述的接收机,其中所述解调单元包括从以下组中选择的解调器,所述组包括:频移键控解调器、相移键控解调器、脉冲幅度调制解调器、正交幅度调制解调器。
35.根据权利要求26-34中任一权利要求所述的接收机,其中所述解调单元被配置为耦合到所述多个不同天线单元中的一个天线单元。
36.一种装置,包括:
至少一个处理器;以及
至少一个包括计算机程序指令的存储器,
其中所述至少一个存储器和计算机程序指令被配置为利用所述至少一个处理器使得所述装置至少执行:
提供连续比特“1”或连续比特“0”的第一比特序列;
通过在具有预定比特数目Nmodulation_interval的多个调制间隔的每个调制间隔中,将所述第一比特序列的、处于相应调制间隔的至少一个固定位置的至少一个比特替换为来自信息比特序列的一个信息比特,来生成第二比特序列;以及
调制所述第二比特序列,以便利用经调制的连续波信号来生成定位分组以用于传输。
37.一种装置,包括:
至少一个处理器;以及
至少一个包括计算机程序指令的存储器,
其中所述至少一个存储器和计算机程序指令被配置为利用所述至少一个处理器使得所述装置至少执行:
经由多个不同的天线单元,接收具有调制的连续波信号的定位分组;
解调所述调制的连续波信号以获得第一比特序列,所述第一比特序列包括多个具有预定比特数目Nmodulation_interval的调制间隔,其中至少一个信息比特占用在所述多个调制间隔的每一个调制间隔中的至少一个固定位置,并且连续比特“1”或者连续比特“0”占用该相应调制间隔中的其他位置;以及
通过测量在Nmeasurement_points个测量点中每个测量点处所述多个不同天线单元的相位差,并发地基于所述调制的连续波信号执行定位测量。
38.一种计算机程序,包括机器可读指令,当由一个包括发射机的装置执行所述机器可读指令时使得所述发射机执行根据权利要求1-8中任一权利要求所述的方法。
39.一种计算机程序,包括机器可读指令,当由一个包括接收机的装置执行所述机器可读指令时使得所述接收机执行根据权利要求9-17中任一权利要求所述的方法。
40.一种计算机程序产品,包括至少一个具有存储于其上的计算机可读程序代码部分的计算机可读存储介质,所述计算机可读程序代码部分包括:
用于提供连续比特“1”或连续比特“0”的第一比特序列的程序代码指令;
用于通过在具有预定比特数目Nmodulation_interval的多个调制间隔的每个调制间隔中将所述第一比特序列的、处于相应调制间隔的至少一个固定位置的至少一个比特替换为来自信息比特序列的一个信息比特,来生成第二比特序列的程序代码指令;以及
用于调制所述第二比特序列以便利用经调制的连续波信号来生成定位分组以用于传输的程序代码指令。
41.一种计算机程序产品,包括至少一个具有存储于其上的计算机可读程序代码部分的计算机可读存储介质,所述计算机可读程序代码部分包括:
用于经由多个不同的天线单元接收具有调制的连续波信号的定位分组的程序代码指令;
用于解调所述调制的连续波信号以获得第一比特序列的程序代码指令,所述第一比特序列包括多个具有预定比特数目Nmodulation_interval的调制间隔,其中至少一个信息比特占用在所述多个调制间隔的每一个调制间隔中的至少一个固定位置,并且连续比特“1”或者连续比特“0”占用该相应调制间隔中的其他位置;以及
用于通过测量在Nmeasurement_points个测量点中每个测量点处所述多个不同天线单元的相位差,并发地基于所述调制的连续波信号执行定位测量的程序代码指令。
42.一种装置,包括:
用于提供连续比特“1”或连续比特“0”的第一比特序列的装置;
用于通过在具有预定比特数目Nmodulation_interval的多个调制间隔的每个调制间隔中将所述第一比特序列的、处于相应调制间隔的至少一个固定位置的至少一个比特替换为来自信息比特序列的一个信息比特,来生成第二比特序列的装置;以及
用于调制所述第二比特序列,以便利用经调制的连续波信号来生成定位分组以用于传输的装置。
43.根据权利要求42所述的装置,其中所述预定比特数目Nmodulation_interval满足:
Nmodulation_interval=n*Lcw/Nmeasurement_points,
其中Lcw表示所述第一连续比特序列的长度;Nmeasurement_points表示测量点的数目,通过测量多个不同天线单元之间的相位差接收侧在每个测量点处基于接收的经调制的连续波信号来执行定位测量;n表示一个预定义正整数。
44.根据权利要求42-43中任一权利要求所述的装置,其中用于生成第二比特序列的装置包括用于布置经替换的信息比特的比特位置以及所述测量点、使得只有属于所述连续比特的比特、而不是所述经替换的信息比特将会被用在相应测量点来执行接收侧的所述定位测量的装置。
45.根据权利要求42-44中任一权利要求所述的装置,其中用于生成第二比特序列的装置包括用于取决于相应信息比特的值、对调制间隔内所述至少一个比特进行反转的装置。
46.根据权利要求42-45中任一权利要求所述的装置,其中用于调制所述第二比特序列的装置包括用于通过高斯频移键控调制器来调制所述第二比特序列的装置。
47.根据权利要求46所述的装置,其中用于生成第二比特序列的装置包括用于布置调制间隔中经替换的信息比特的比特位置以及相应的测量点、使得所述经替换的信息比特与将被用于在所述相应测量点来执行接收侧的所述定位测量的比特分隔至少一个比特的装置。
48.根据权利要求46或47所述的装置,其中所述定位分组为蓝牙低能量分组。
49.根据权利要求42-45中任一权利要求所述的装置,其中用于调制所述第二比特序列的装置包括用于通过从以下组中选择的调制器来调制所述第二比特序列的装置,该组包括:频移键控调制器、相移键控调制器、脉冲幅度调制调制器、正交幅度调制调制器。
50.一种装置,包括:
用于经由多个不同的天线单元接收具有调制的连续波信号的定位分组的装置;
用于解调所述调制的连续波信号以获得第一比特序列的装置,所述第一比特序列包括多个具有预定比特数目Nmodulation_interval的调制间隔,其中至少一个信息比特占用在所述多个调制间隔的每一个调制间隔中的至少一个固定位置,并且连续比特“1”或者连续比特“0”占用该相应调制间隔中的其他位置;以及
用于通过测量在Nmeasurement_points个测量点中每个测量点处所述多个不同天线单元的相位差、并发地基于所述调制的连续波信号执行定位测量的装置。
51.根据权利要求50所述的装置,其中所述预定比特数目Nmodulation_interval满足:
Nmodulation_interval=n*Lcw/Nmeasurement_points
其中Lcw表示连续比特的所述第一比特序列的长度;n表示一个预定义正整数。
52.根据权利要求50-51中任一权利要求所述的装置,其中所述测量点和所述信息比特的所述比特位置被布置为使得只有属于所述连续比特的、而不是所述信息比特的比特将被用在相应测量点来执行所述定位测量。
53.根据权利要求50-52中任一权利要求所述的装置,其中用于解调所述调制的连续波信号的装置包括用于通过高斯频移键控解调器来解调所述调制的连续波信号的装置。
54.根据权利要求53所述的装置,其中在一个调制间隔中的信息比特的比特位置和一个相应测量点被布置为使得所述信息比特与将被用在所述相应测量点以执行所述定位测量的比特之间间隔至少一个比特。
55.根据权利要求53-54中任一权利要求所述的装置,进一步包括:
用于在所述相应测量点向所述定位测量施加相位补偿值c0,c1,c2,...,ci,...,cNmearuement_point-1的装置。
56.根据权利要求55所述的装置,进一步包括:
用于响应于确定在第i-1个测量点和第i个测量点之间的第一比特序列中存在两个连续比特反转、根据以下等式计算相位补偿值ci的装置:
ci=ci-1+Pi,当所述第一比特序列由连续比特“1”和所述信息比特组成时,
ci=ci-1-Pi,当所述第一比特序列由连续比特“0”和所述信息比特组成时;以及
用于响应于确定在第i-1个测量点和第i个测量点之间的第一比特序列中不存在任何比特反转、根据以下等式计算所述相位补偿值ci的装置:
ci=ci-1
57.根据权利要求53-56中任一权利要求所述的装置,其中所述定位分组为蓝牙低能量分组。
58.根据权利要求50-52,其中用于解调调制的连续波信号的装置包括用于通过从以下组中选择的解调器解调所述调制的连续波信号的装置,该组包括:频移键控解调器、相移键控解调器、脉冲幅度调制解调器、正交幅度调制解调器。
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Inventor before: Zhang Xin

Inventor before: Chen Canfeng

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