CN107666338A - 用于表征空间内的天线单元的装置、方法和计算机程序 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于表征空间内的天线单元的装置、方法和计算机程序。实施例创建用于表征在预先限定的空间内的多个天线单元的装置、方法和计算机程序。天线单元被构造用于在该空间内给移动式的发送接收器供应无线电服务。天线单元能够以两种运行模式、即发送和接收运行。至少一个第一天线单元具有多个辐射特性。该方法包括以第一运行模式运行第一天线单元并且以第二运行模式运行第二天线单元。该方法此外包括改变第一天线单元的辐射特性和检测关于针对辐射特性的在第一天线单元和第二天线单元之间的传输特性的信息。该方法除此之外包括基于关于传输特性的信息表征天线单元。

Description

用于表征空间内的天线单元的装置、方法和计算机程序

技术领域

本发明涉及用于表征在预先限定的空间内的天线单元的装置、方法和计算机程序，尤其涉及但并不仅仅涉及对运输工具内部空间中的多个天线单元的表征。

背景技术

越来越广泛地也在封闭的空间（英文也称作室内区域（Indoorbereich））内使用移动式的设备（在下文中也称作移动设备）。例如在运输工具（Fahrzeug）中，移动式的设备用于通信、乘客的娱乐、转发关于运输工具状态或关于在所计划的路线上的交通状况的相关信息等等，其中所述运输工具例如是汽车、火车、飞机、公共汽车、船舶等等。在此，可能有用的是，以目标指向的方式在所述空间内分布信息，例如根据移动设备在所述空间内、例如在乘客舱内的位置而分布信息。例如可以将进入的电话或者路线信息的更新用信号通知驾驶员的移动设备。用于娱乐的游戏可以包括除了驾驶员的移动设备之外的乘客的所有移动设备。对于这种分配适宜的是，了解移动式的终端设备在空间内、例如在运输工具内的停留地点。然后能够使传输方案与停留地点相适配，并且与此相应地使服务质量与传输容量（Übertragungskapazität）相适配。例如可以基于关于终端设备的停留地点的信息改善空间上的传输方案。

期望的是，为了改善用户满意度（英文也称作用户体验（User Experience））而使用用于移动式的终端设备的位置估计的定位技术在未来几年中变得越来越重要。特别是在运输工具中由此得出许多留下深刻印象的使用可能性。通过使用无线电技术以用于定位，可能产生附加成本，通过耗费的校准而带来所述附加成本。可能的用于校准天线单元在运输工具内的实施的方法为了校准而使用一个或多个测试发送器，所述测试发送器被放置在运输工具内部空间中的多个预先限定的位置处并且因此校准参数能够被测量。对运输工具内部空间中的占用的探测此外经由附加的传感器系统来执行，例如经由在座位中所集成的压力传感器或开关来执行。

在此，移动设备可以被构造为按照一种或多种标准化的移动无线电标准的移动无线电设备。所述移动设备可以适合于近场通信和/或跨接更大距离。乘客舱以极大不同的尺寸级别而已知并且包括载客汽车、野营车、载重汽车的舱室并且也包括公共汽车、火车、飞机、船舶的乘客空间等等。

借助于超声波笔（Ultraschallstift）来执行用于定位的另一可能性。在此，所述笔发出红外光脉冲，所述红外光脉冲以光速传播。所述光脉冲通过红外二极管来探测。同时，所述笔发出超声波信号，通过两个超声波传声器来记录所述超声波信号。因为声波仅以大约330米/秒传播，所以可以从与光信号的时间差中探测出距离并且通过传声器的所分布的位置而探测出信号在平面中的方向。不过，该方案也许不大适合用于定位移动设备，因为所述笔并不持续地位于移动设备的附近。替代地，移动设备可以发送红外光脉冲和超声波信号，这将不利地影响其能量储备，并且此外通常并没有设置在商业上通用的移动设备中。

进一步已知如下定位方法，所述定位方法基于电磁波的传播特性。在此使用几千赫兹的频率范围内的不同的HF技术直至具有在3.2-10.6千兆赫兹之间的频率的超宽带（UWB）技术。在此，给要定位的主体配备相应的记号、例如射频识别应答器（RFID标签），以便能够找到。不过，为此必须在移动设备上固定附加元件、例如所提及的RFID标签。这尤其在乘客舱内的变换的移动设备情况下只能以耗费的方式来操纵。

在乘客舱和运输工具之外的可能的定位技术基于GPS（英文：Global PositioningSystem（全球定位系统））或者基于对基站的信号的三角测量，所述三角测量例如用于蜂窝移动无线电。不过，为了在空间内（所述空间例如恰好包括乘客舱）确定终端设备的位置，这种地点确定是太不精确的。此外，电磁波在封闭的空间内仅以衰减和/或失真的方式被传输并且这可能不利地影响在所述空间之内的定位。

发明内容

因此存在提供用于在封闭的空间内表征的改善的方案的需求。

通过分别具有独立权利要求的特征的装置、方法和计算机程序来考虑所述需求。有利的设计方案和改进方案是从属权利要求的主题。

实施例基于如下核心思想：将一个空间内的多个天线单元用于相互之间进行表征并且因此随后能够执行对所述空间之内的移动设备的定位。在此，天线单元能够在发送运行和接收运行之间被切换，并且在此，能够逐一迭代（durchiterieren）天线单元的不同的辐射特性（Abstrahlcharakteristika）。关于与所述辐射特性关联的传输特性的信息然后可以为了表征而被分析。

实施例创建用于表征在预先限定的空间内的多个天线单元的方法。天线单元被构造用于在所述空间内给移动式的发送接收器供应无线电服务。在此，天线单元能够以两种运行模式运行，所述两种运行模式是发送和接收。至少一个第一天线单元具有多个辐射特性。所述方法包括以第一运行模式运行第一天线单元和以第二运行模式运行第二天线单元。所述方法此外包括改变第一天线单元的辐射特性并且检测关于针对所述辐射特性的在第一天线单元和第二天线单元之间的传输特性的信息。所述方法此外包括基于关于传输特性的信息来表征天线单元。

实施例此外创建用于表征在预先限定的空间内的多个天线单元的装置，其中所述天线单元被构造用于在所述空间内给移动式的发送接收器供应无线电服务。天线单元能够以两个运行模式运行，所述两个运行模式是发送和接收，并且至少一个第一天线单元具有多个辐射特性。所述装置包括用于多个天线单元的一个或多个接口。所述装置此外包括用于控制所述一个或多个接口的控制模块。所述控制模块被构造，以便以第一运行模式运行第一天线单元并且以第二运行模式运行第二天线单元。此外，所述控制模块被构造，以便改变第一天线单元的辐射特性并且检测关于针对所述辐射特性的在第一天线单元和第二天线单元之间的传输特性的信息。除此之外，所述控制模块被构造，以便基于关于传输特性的信息来表征天线单元。

实施例创建用于简化用于校准或表征的过程的策略并且创建用于另外的应用可能性（例如探测运输工具占用和运输工具内部空间状态）或用于改善移动式的终端设备的位置确定的基本方案。实施例能够实现对多个天线单元的表征，其中所述天线单元自身可以被用于表征并且可以放弃对附加的测试发送器的使用。

在一些实施例中，第一运行模式可以是发送并且第二运行模式可以是接收。第一天线单元然后可以经由不同的辐射特性发送并且可以在第二天线单元处检测相应的接收信号。在另外的实施例中，第二运行模式可以是发送并且第一运行模式可以是接收。第一天线单元然后可以经由不同的辐射特性接收并且检测相应的接收信号，所述接收信号源于第二天线单元的发送信号。实施例由此可以检测、分析并且随后通过表征而利用辐射特性的不同的优点或缺点。

在另外的实施例中，第二天线单元同样地可以具有多个辐射特性。与上面所描述的接收或发送变型方案类似地，所述第二天线单元然后可以以第一运行模式被运行并且第一天线单元可以以第二运行模式被运行。然后可以同样地改变第二天线单元的辐射特性并且检测关于针对所述辐射特性的在第一天线单元和第二天线单元之间的传输特性的信息。实施例因此可以实现检测和表征多个天线单元的辐射特性之间的组合可能性。一些实施例实现检测和表征多个天线单元的辐射特性的所有组合可能性。

在几个实施例中，天线单元包括多个天线元件，并且辐射特性包括具有不同的主辐射方向的、不同的波束形成模式（Strahlformungsmodi）。因此可以分别针对发送运行和接收运行检测针对相应的主辐射方向的组合的传输特性并且因此执行相应的表征。

在实施例中，可以以时间上偏移的方式进行辐射特性的改变，例如顺序地在迭代中进行。补充地或替代地，辐射特性的改变可以在所述频率范围内以偏移的方式进行，例如可以使用不同的频率、载波（Träger）、子载波（Unterträger）等等。补充地或替代地，可以通过不同的代码标识、例如在使用正交码的情况下进行辐射特性的改变，所述正交码允许分开不同的辐射特性的信号。实施例可以因此允许使表征信号与所使用的传输系统、例如多址接入方法(Vielfachzugriffsverfahren)相适配。

在另外的实施例中，对辐射特性的改变可以包括使用第一天线单元的每个可能的辐射特性。对关于在第一天线单元和第二天线单元之间的传输特性的信息的检测可以相应地包括关于针对第一天线单元的每个辐射特性的传输特性的信息。实施例可以因此针对在发送侧和在接收侧的辐射特性的所有组合来检测传输特性并且实现被相应地优化或改善的系统配置。对辐射特性的改变可以在另外的实施例中包括使用第二天线单元的每个可能的辐射特性以及检测关于针对第二天线单元的每个辐射特性的在第一天线单元和第二天线单元之间的传输特性的信息。

对天线单元的表征可以基于关于传输特性的信息而包括保存关于针对不同辐射特性的无线电信道特性的信息。实施例因此可以推迟对重新表征的需求或者实现在多个表征的结果之间的比较。例如可以在另外的实施例中重复所述方法。附加地，可以然后执行所保存的关于针对不同辐射特性的无线电信道特性的信息与在重复所述方法的情况下所检测的关于针对所述辐射特性的传输特性的信息的比较。此外可以经由所述比较进行对关于位于所述空间内的对象的地点信息的测定。实施例因此可以测定对所述空间内的对象的探测以及测定所述对象在所述空间内的地点。所述预先限定的空间在一些实施例中可以与运输工具的内部空间对应。

在几个实施例中，位于所述空间内的对象可以是在多个座位之一上的人员，其中在所述实施例的情况下所述预先限定的空间是具有多个座位的运输工具的内部空间。地点信息然后可以与关于对在运输工具内的座位的占用的信息对应。关于对座位的占用的信息然后可以被用于在运输工具内定位移动式的终端设备。所述信息然后可以有利地被用于适配传输参数、诸如天线单元的辐射特性。在几个实施例中，关于对座位的占用的信息可以被用于选择用于与运输工具内的移动式的终端设备进行数据传输的天线单元的辐射特性。

普遍地，实施例也可以被实施为具有程序代码的程序、固件、计算机程序或计算机程序产品或者被实施为数据，其中当所述程序在处理器、计算机或可编程的硬件组件上运行时，所述计算机代码或所述数据为了执行所述方法之一而是有效的。所述程序代码或所述数据也可以例如被存储在机器可读的载体或数据载体上。所述程序代码或所述数据可以此外作为源代码或机器代码或字节代码以及作为其他中间代码存在。

实施例除此之外创建上面所描述的方法之一或者用于在运输工具内应用的计算机程序。另一实施例是具有上面所描述的装置的运输工具。

附图说明

随后按照在附图中所示出的实施例进一步描述另外的有利的设计方案，然而一般而言总体上不受限于所述实施例。其中：

图1 示出用于表征多个天线单元的方法的一个实施例的流程图；

图2 示出用于表征多个天线单元的装置的一个实施例的图示；

图3 示出用于表征的另一装置的一个实施例的框图；

图4 示出在一个实施例中的天线单元的框图；

图5 示出在一个实施例中的天线单元的布置的框图；

图6 示出用于表征的方法的一个实施例；

图7 示出用于表征的方法的另一实施例；

图8 示出对象的定位的一个实施例；

图9 示出一个具有反射体的实施例；

图10 示出一个具有RFID标签的实施例；

图11 示出一个具有在运输工具内部空间内的改善的传输质量的实施例。

具体实施方式

现在参照所附附图更详尽地描述不同的实施例，在所述附图中示出了几个实施例。在此以虚线示出了可选的特征或组件。

尽管能够以不同的方式修改和更改实施例，但实施例在图中作为示例被示出并且在这方面被详尽地描述。然而应澄清的是，并不意图将实施例限制于分别所公开的形式，而是实施例应该相反地覆盖处于本发明的范围内的全部的功能性和/或结构性的修改方案、等效方案和替代方案。

应注意，被称为与其他元件“连接的”或“耦合的”元件可以是与所述其他元件直接连接的或耦合的；或者可以存在处于其间的元件。如果元件与此相反被称为与其他元件“直接连接的”或“直接耦合的”，则不存在处于其间的元件。为了描述元件之间的关系所使用的其他措辞应该以相似的方式来解释（例如“之间”相对于"直接在其之间"；“邻近的”相对于“直接邻近的”等等）。

在这方面所使用的术语仅用于对确定的实施例的描述并且不应该限制所述实施例。如在这方面所使用的那样，只要上下文未明确地说明一些另外的事情，单数形式“一个”和“该”就应该也包含复数形式。另外应澄清，如在这方面所使用的那样，诸如“包含”、“包含的”、“具有”、“包括”、“包括的”和/或“具有的”之类的表述说明所提及的特征、整数、步骤、工作流程、元件和/或组件的存在，但是并不从中排除一个或多个特征、整数、步骤、工作流程、元件、组件和/或群组的存在或添加。

图1示出用于表征在预先限定的空间内的多个天线单元的方法的一个实施例的流程图。天线单元被构造用于在所述空间内给移动式的发送接收器供应无线电服务。天线单元能够以两种运行模式运行，所述两种运行模式是发送和接收。至少一个第一天线单元具有多个辐射特性。该方法包括以第一运行模式运行10第一天线单元并且以第二运行模式运行12第二天线单元。该方法此外包括改变14第一天线单元的辐射特性和检测16关于针对所述辐射特性的在第一天线单元和第二天线单元之间的传输特性的信息。该方法此外包括基于关于传输特性的信息表征18天线单元。

图2示出用于表征在预先限定的空间内的多个天线单元26a、26b的装置20的一个实施例的图示。天线单元26a、26b被构造用于在所述空间内给移动式的发送接收器供应无线电服务。天线单元26a、26b能够以两种运行模式运行，所述两种运行模式是发送和接收。至少一个第一天线单元26a具有多个辐射特性。该装置20包括用于多个天线单元26a、26b的一个或多个接口24。该装置20此外包括用于控制一个或多个接口24的控制模块22，其中所述控制模块22与所述一个或多个接口24耦合。所述控制模块22被构造用于以第一运行模式运行第一天线单元26a并且以第二运行模式运行第二天线单元26b。所述控制模块22此外被构造用于改变第一天线单元26a的辐射特性并且检测关于针对所述辐射特性的在第一天线单元26a和第二天线单元26b之间的传输特性的信息。所述控制模块22被构造用于基于关于所述传输特性的信息表征天线单元26a、26b。另一实施例是以虚线示出的运输工具300，例如汽车、公共汽车、火车、飞机、船舶等。

在实施例中，所述控制模块22可以与任意的控制器或处理器或可编程的硬件组件对应。例如所述控制模块22也可以作为软件被实现，所述软件针对相应的硬件组件而被编程。就此而言，可以将所述控制模块22实施为具有相应地适配的软件的可编程的硬件。在此可以使用任意的处理器、例如数字信号处理器（DSP）。在此，实施例并不限于确定类型的处理器。能够设想用于实施所述控制模块22的任意的处理器或多个处理器。也可以设想利用其他控制单元以集成的形式实施，例如在用于运输工具的控制单元中实施，该控制单元附加地还包括一个或多个其他功能。在这方面所描述的方法步骤可以在实施例中通过所述控制模块22被实施。

一个或多个接口24可以例如与一个或多个在模块之内、在模块之间或在不同实体的模块之间的用于接收信息或信号的输入端对应，所述信息或信号例如以数字比特值、电压、电流强度或电磁波的形式，例如基于代码。就此而言，一个或多个接口适合于与天线单元传递信号，也就是说，发送和/或接收信号。在此，可以在一个或多个接口之间还存在或接线另外的组件，示例是功率放大器、滤波器、天线共用器、双工器、混合器、移相器、低噪声放大器（英文也称为Low Noise Amplifier（LNA））等。

天线单元26a、26b可以包括一个或多个天线元件，所述天线元件被构造用于发送和/或接收。也可以设想，天线单元包括用于发送和用于接收的不同天线元件。在此，作为天线元件可以使用不同类型，示例是偶极子、喇叭形天线、贴片天线、磁性天线等等。在此可以例如以预先限定的几何形状布置各个天线元件，所述几何形状例如是直线、圆形、矩形、三角形等等。通过经由天线元件对信号的建设性或破坏性的叠加，可以在实施例中相对于天线单元生成优选方向或主辐射方向（建设性的叠加）以及衰减方向(破坏性的叠加)，其中所述建设性或破坏性的叠加也被称为波束形成方法或英文Beamforming（波束成型）。这通过在各个天线元件处的信号的相应的相位和/或幅度变化而发生。其然后可以例如也被用于测定信号的入射方向。入射方向和辐射方向然后可以例如被用于对发送器或接收器的定位或位置测定。

如果为了测定位置而例如使用由移动设备发送的无线电信号，则在相位差变化的情况下可以通过在天线处的场强测量来表征移动设备的位置。在此，可以将天线实施为分组天线（Gruppenantennen），在所述分组天线的情况下由多个单辐射器构建天线，所述单辐射器所辐射的场叠加并且通过建设性的叠加而形成为共同的天线图（Antennendiagramm）。可以例如利用2天线阵列（具有2个天线元件的天线场）和能够调整的移相器测定信号的接收方向。为此，两个天线的接收信号以n个步骤（例如n=8、n=16）在相位方面相对于彼此被移位并且然后相加。能从和信号的信号强度估计接收方向。这与被分配给最强的和信号的方向对应（最佳天线波瓣（beste Antennenkeule））。

在使用天线时已经能够在确定的空间情况下测定所寻找的设备的停留地点，必要时在可移动的或预先限定的空间的空间几何形状的帮助下测定。在使用多个天线的情况下，能够从多个方向估计测定所寻找的设备的位置。各个天线阵列的“最佳”天线波瓣（英文也称为Beam（波束））的截面得出位置估计。

在此，根据技术可能性和所设置的使用，可以以不同的精确度执行对位置的测定。因此，位置确定可以得出一个区域，所述主体位于该区域内。该区域可以被构造为区间（Strecke），在所述区间上移动设备位于可移动的或预先限定的空间之内。进一步也可以或多或少地以点精确的方式执行对位置的测定。在此，对位置的测定始终涉及参考系统。绝对的参考系统在此例如是地球，在地球的情况下可以例如以经度和纬度说明所测定的位置。位置的相对测定也可以涉及在空间内的主体，其中所述空间自身在其环境中可以是可移动的。因此，预先限定的空间例如可以被构造为运输工具的乘客舱或内部空间。普遍地，位置（或在所述空间内的相对位置）的测定也可以被理解为定位。

在具有两个座位的乘客舱的情况下，能够利用天线足够精确地区分驾驶员和副驾驶员的移动设备，所述天线可以被形成为天线阵列。在其他的可移动的或预先限定的空间内的应用也是可能的，所述空间例如可以被设计为用于对多个试验人员的生理学测试的测试装置的组成部分。

因此有利地例如可以测定属于所述驾驶员的移动设备，所述移动设备可以被实施为衣服（穿戴式（Wearable），例如智能手表）以用于检测其生理学参数。所述生理学参数然后例如可以在用于积极地影响驾驶行为的系统中被考虑。与之相反，乘客的生理学参数对于所述系统是不重要的。

可选地，所述方法可以包括利用第二天线接收移动设备的无线电信号。该方法进一步可以包括测定移动设备的无线电信号相对于第二天线的取向的第二接收方向。该方法此外可以包括在考虑无线电信号的第一接收方向和第二接收方向的情况下测定移动设备的位置。

在所述情况下，对位置的测定可以以两个接收方向为依据。根据天线在可移动的或预先限定的空间中的布置，因此可以更精确地检测移动设备的位置。因此，可以由一天线的被构造为漏斗的天线波瓣（Beam）借助于第二天线的天线波瓣产生两个天线波瓣的截面，移动设备停留在所述截面中或者在所述截面处。对此有利的是天线的放置或布置，使得两个天线的接收角显著地相区分。因此在大约90度的区别的情况下，位置测定比例如在10度的情况下更精确。

如果例如需要在乘客舱之内关于座位位置对移动设备的位置确定，则能够布置至少三个天线。由此，在适宜地安置天线的情况下得出截面体积，所述截面体积通过从现在起三个天线波瓣以对应于三个接收方向的方式构成。通过考虑所述三个天线波瓣，通常能够足够精确地将移动设备分配给在乘客舱内的座位。因此，可以例如将驾驶员的移动设备与副驾驶员的移动设备相区分。即使在具有被划分为多个座位排的座位的乘客舱内也能够因此有利地以足够的精确度将移动设备分配给座位。具有四个天线的装置也是有利的，所述装置进一步提高位置测定的安全性或可靠性。天线被构造用于检测电磁辐射。所述电磁辐射以多重的结构形式而已知并且可以例如包括平面天线、分组天线、线性天线和磁性天线。如果例如以适合的方式布置多个天线，可以除了检测电磁辐射之外也还测定该辐射的方向。

这例如利用天线阵列（天线场）或者分组天线而实现。天线阵列的特征在于多个单独的天线元件，所述天线元件被单独地操控。天线元件相互之间的典型的间隔是在所观察的频率范围内的波长的一半(Lambda/2) 或者更大。天线装置也可以进一步包括多个天线阵列，使得可以从多个方向更精确地检测位置，例如移动设备的位置。所述天线在可移动的或者预先限定的空间内被位置固定地布置。也可以通过传感器来支持天线，以便共同用于移动设备的定位。在下文中，如在图2中通过虚线所表明的，天线单元26a、26b的辐射特性例如被理解为不同的辐射方向（主辐射方向）。在几个另外的实施例中，天线单元26a、26b包括多个天线元件并且辐射特性与具有不同的主辐射方向的不同的波束形成模式对应。

移动设备通常装备有用于无线传输数据的通信装置。这尤其也包括无线电技术。因此商业上通用的移动设备包括多个标准化的无线电技术，所述无线电技术适合于数据传输。所述移动设备通过标准化而与其他的商业上通用的移动设备或所属的网络兼容，使得原则上可以在移动设备之间进行数据通信。例如，可以列举用于蜂窝移动无线电的标准、如GSM（全球移动通信系统（Global System for Mobile Communications）)、UMTS (通用移动通信系统（Universal Mobile Telecommunications System）) 和 LTE (长期演进（LongTerm Evolution）)，所述标准适合于全球性连接。对于近场通信，WLAN(无线局域网(Wireless Local Area Network))、NFC (近场通信(Near Field Communication))、蓝牙和UWB (超宽带技术(Ultra-Breitband-Technologie)) 作为无线电标准而已知，所述无线电标准能够以从几厘米直至几百米的有效距离通信。不过，其他的无线电标准也可以或者专有系统也可以被用于数据传输。移动设备可以以不同尺寸被设计并且包括所谓的手机或移动电话以及所谓的平板电脑并且也包括其他尺寸。只要移动设备能够经无线电通信，所述移动设备就也可以被构造为钟表、首饰、衣服（所谓的穿戴式）、眼镜、能够由人或动物吞咽的药丸或其他主体。

在实施例中，天线单元可以被适配于移动无线电系统或移动通信系统，诸如蓝牙、无线局域网（WLAN）、无线保真（WiFi）、移动无线电等。在此，例如考虑移动无线电系统，所述移动无线电系统由相应的标准化委员会来标准化，所述标准化委员会诸如是第三代合作伙伴项目（3rd Generation Partnership Project (3GPP)）组。所述移动无线电系统例如包括全球移动通信系统 (GSM)、 用于GSM演进的增强数据速率(EDGE)、 GSM EDGE 无线电接入网(GERAN)、通用陆地无线电接入网 (UTRAN)或者演进的UTRAN (E-UTRAN)（诸如通用移动通信系统 (UMTS)、长期演进 (LTE) 或先进的LTE(LTE-A)）、第五代(5G)的系统或者也包括其他标准的移动无线电系统（诸如全球微波接入互操作性 (WIMAX), IEEE802.16或无线局域网 (WLAN)，IEEE802.11，以及一般而言包括以下系统，所述系统基于时分多址接入方法(英文也称为“Time Division Multiple Access (TDMA)”)、频分多址接入方法(英文也称为“Frequency Division Multiple Access (FDMA)”)、 码分多址接入方法(英文也称为“Code Division Multiple Access (CDMA)”)、 正交频分多址接入方法 (英文也称为“Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA)”) 或其他技术或多址接入方法。在下文中，措辞“移动无线电系统”、“移动无线电网络”、“移动通信系统”和“移动无线电网络”被同义地使用。

在下文中假设，这种移动无线电系统包括至少一个固定的在基站的意义上的发送接收器，所述发送接收器拥有到移动无线电网络的有线部分的连接。在另一方面出发点为，移动无线电网络包括至少一个移动式的发送接收器（移动无线电终端设备），其中措辞“移动式的”这里应该涉及，利用所述发送接收器经由空中接口、也就是说以无缆线/无绳的方式通信。这种移动式的发送接收器可以例如对应于便携式电话、智能电话、平板计算机、便携式计算机、运输工具或无线电模块，其并非强制性地在实际上相对于其环境移动的意义上是移动式的。发送接收器也可以是固定的（例如，相对于机动车），然而与移动无线电网络无线地通信。就此而言，已经提到的基站可以与上面提到的标准之一的基站对应，例如NodeB、eNodeB等等。

上面所描述的、对关于针对辐射特性的在第一天线单元26a和第二天线单元26b之间的传输特性的信息的检测16可以然后与信道估计或与对传输系数或者也对传输函数的测量对应。例如可以设想按照衰减和/或相位对信道系数进行分类或表征。在一些实施例中也可以设想检测另外的参量、诸如时间上的扩张（英文也称为delay spread（延迟扩展））或者频率范围特性。

图3示出用于表征的另一装置20的一个实施例的框图。所述装置包括用于天线单元26a的两个天线元件26a-1、26a-2的两个接口22a、22b。所述装置20此外包括两个移相器28a和28b，经由所述移相器能够修改天线元件26a-1和26a-2的信号的相位。图3图示接收情况，发送情况类似地以相反的传输方向出现。然后在加法器29中将信号相加，其中可以根据相对相位（Phasenlage）而发生建设性的和/或破坏性的叠加。基于和信号可以然后为接收信号确定功率度量（Leistungsmass）。在图3的实施例中，这通过组件30发生，所述组件确定接收信号强度指示器（接收信号功率指示器）。根据移相器设定现在可以测定如下相位设定，针对所述相位设定得出更高的或者甚至最高的RSSI值。这然后与空间上的辐射特性对应，所述辐射特性除了相对的相位设定之外还与天线元件的几何布置有关。图3的实施例示出集成到装置20中的移相器。在另外的实施例中也可以设想，将移相器布置在装置20之外。移相器也可以拥有离散的值域，也就是说可以在那里设定一定的预先限定的数目的相位值。除此之外，移相器也可以被联合，使得能够在天线元件之间选择预先限定的相对的相位设定。这可以在实施例中以模拟的或数字的方式进行。例如可以将Butler矩阵（在高频范围内的模拟的相位设定）用于选择预先限定的天线波瓣。

图4示出在一个实施例中的天线单元26a（英文也称作Antenna Unit(AU)）的框图，所述天线单元包括至少两个天线元件。所述天线单元26a允许在多个主辐射方向之间的选择，其中在所示出的实施例中主辐射方向26a-A被视为所选择的。图4图示接收/方向特性的简化的表示。所述接收/方向特性通过被移相的接收信号的组合而产生。为此目的，在天线输出端和耦合器之间实施移相器。在接收/方向特性的简化的表示的情况下，经由特定的移相器设定进行接收信号的组合。利用该方向相关性探测出接收方向，所述接收方向被用于或可以被用于在运输工具（FZG）内部空间中（也许也在运输工具之外）对发送器的定位。

通过选择（切换）不同的方向，可以因此有针对性地报出移动式的发送接收器的方位（ansprechen）并且抑制干扰（干涉（Interferenz））。在接收的情况下可以因此从优选方向接收信号，使得来自其他方向的干扰功率能够因此被降低或者被抑制。

在一个实施例中，可以为天线单元26a、26b相应地挑选不同的运行模式。例如，第一运行模式可以是发送并且第二运行模式可以是接收。第一天线单元26a然后被用于发送并且第二天线单元26b被用于接收。例如，第一天线单元具有在图4中所示出的辐射特性，所述辐射特性然后被逐一改变（durchvariiert）并且影响朝向第二天线单元的传输特性。在另一实施例中，第二运行模式可以是发送并且第一运行模式可以是接收。第一天线单元26a然后被用于接收并且第二天线单元26b被用于发送。例如，第一天线单元具有在图4中所示出的辐射特性（现在是接收特性），所述辐射特性然后被逐一改变并且影响从第二天线单元26b离开的传输特性。

图5示出在一个实施例中的天线单元26a、26b、26c、26d的布置的框图。在所述实施例中，所述空间是具有5个座位42a、42b、42c、42d、42e（两个在前面并且三个在后面）的运输工具内部空间40。总共四个天线单元位于角落中，其中这里每个天线单元拥有不同的辐射特性。在所述实施例中，第二天线单元26b同样地具有多个辐射特性。这里，所述方法包括以第一运行模式运行第二天线单元26b并且以第二运行模式运行第一天线单元26a。所述方法此外包括改变第二天线单元26b的辐射特性并且检测关于针对所述辐射特性的在第一天线单元26a和第二天线单元26b之间的传输特性的信息。就此而言，可以在实施例中检测针对多个天线单元的辐射特性的组合的传输特性。如在图5中所示出的天线系统包括多个AU（分布在运输工具内部空间中）并且例如被用于在内部空间40中对移动设备（英文也称作UserEquipment（用户设备）（UE））的定位。可以利用不同的方案/方法（例如三角测量、指纹法等）实现基本的定位。

图6示出用于表征的方法的另一实施例。这里，表征或校准应该用于检测机动车内部空间的传输特性，以便能够在随后的定位或数据传输中有利地使用所述传输特性。图6图示出与图5类似的实施例，相同的元件携带相同的附图标记。在所述实施例中，执行对AU系统的自校准。通过利用AU的接收和发送能力，可以执行对各个AU的测量。所述值在分析系统中被用于对空间或定位功能的校准/表征。由此，可以“节省”例如利用测试发送器对AU系统的更加耗费的表征。

除此之外，实施例可以经由无线电信道状态对运输工具内部空间中的占用状态进行分类和探测。如在下文中还将进一步阐述的，对占用状态的识别可以此外被用于改善所利用的定位方法。在图6的实施例中，如相应的箭头表明的，相应地逐一改变/逐一尝试/逐一迭代在各个天线单元26a、26b、26c、26d的辐射特性之间的所有可能的组合。辐射特性的改变在所述实施例中包括对第一天线单元26a的每个可能的辐射特性的使用。对关于第一天线单元26a和第二天线单元26b之间的传输特性的信息的检测包括关于针对第一天线单元26a的每个辐射特性的传输特性的信息。除此之外，辐射特性的改变包括使用第二天线单元26b的每个可能的辐射特性。对关于第一天线单元26a和第二天线单元26b之间的传输特性的信息的检测包括关于针对第二天线单元26b的每个辐射特性的传输特性的信息。

图7图示与图6类似的实施例，相同的元件携带相同的附图标记。这里，天线单元26a作为发送器被使用并且天线单元26b、26c、26d作为接收器被使用。在第一天线单元26a经由预先选择的天线波瓣辐射发送信号期间，可以在进行接收的天线单元26b、26c、26d处经由相应的天线波瓣确定接收电平（RSSI）。所述接收水平然后能够例如被储存在存储器中。基于关于传输特性的信息对天线单元26a、26b、26c、26d的表征18包括保存关于针对不同的辐射特性的无线电信道特性的信息，所述无线电信道特性例如是RSSI、衰减、相位等。在所述实施例中的AU系统的自校准的情况下，各一个AU、在图7中天线单元26a作为发送器是有效的（例如K个AU中的1个）并且相继地利用移相器设定（或者所选择的辐射特性/天线波瓣）向相应的空间方向发送。

这在图7中通过深色背景的（dunkel hinterlegt）天线波瓣（其指向上方）来表明。其余AU 26b、26c、26d作为接收器是有效的并且相继地在每个发送阶段中以预先限定的移相器设定顺序来接收。也就是说，对于在发送器26a处的N个相位设定中的每个得出在每个接收器26b、26c、26处的M个测量值（=M个相位设定）。因此总共得出N*M*（K-1）*K个测量值，所述测量值对所述空间进行表征（在N=M=8、K=4的情况下，得出768个组合）。在所述实施例中出发点是：（分别用于发送器和接收器的）辐射特性在时间上被分开。但是，在几个另外的实施例中，也可以设想在频率范围内的分开（在不同频率或频带的情况下不同的辐射特性）或者在码范围内（使用正交码）的分开。就此而言，可以以时间上偏移的方式进行辐射特性的改变，辐射特性的改变可以在频率范围内以偏移的方式进行，和/或例如也可以通过不同的代码标识进行辐射特性的改变。

图8图示具有对象44、这里人员的定位的实施例，所述人员位于座位42a上。在所述实施例中重复上面所描述的方法，使得从现在起存在两个所检测的关于传输特性的数据组。因此可以执行所保存的关于针对不同的辐射特性的无线电信道特性的信息与在重复所述方法的情况下所检测的关于针对所述辐射特性的传输特性的信息的比较。由此然后可以经由比较来测定关于位于所述空间内的对象的地点信息。图8图示这一点。预先限定的空间是具有多个座位42a、42b、42c、42d、42e的运输工具的内部空间40。位于所述空间内的对象这里是在座位之一42a上的人员44。地点信息这里与关于对运输工具内的座位42a、42b、42c、42d、42e的占用的信息对应。关于对座位42a、42b、42c、42d、42e的占用的信息被用于在运输工具内定位移动式的终端设备。从现在起由于人员44而可能的遮蔽效应是已知的并且可以在进一步的定位算法中被考虑。如图8进一步图示的，由于在信号路径AU2-3（26a<->26b）和AU2-4 (26a<->26d) 中的身体而由分析系统探测出（与空的运输工具相比）相应低的信号功率。因此分析系统可以确认运输工具中的占用状态。所述方法在所述实施例中此外包括：将关于对座位的占用的信息用于选择用于与运输工具内的移动式的终端设备进行数据传输的天线单元的辐射特性。

图9示出依据上述图的运输工具内部空间中的另一实施例。在所述实施例中，两个反射体46a、46b位于内部空间的侧面处，所述反射体在实施例中可以被假设为理想的或也可以被假设为真实的。所述反射体例如由汽车的金属柱（A柱、B柱）造成。在运输工具内部空间40中发生反射。所述反射可以为了对占用状态的更精细的探测而被利用，而不安装附加的AU。图9利用虚线示出在内部空间40之内的传播路径，所述传播路径可以在检测传输特性的情况下被考虑。

图10示出一个实施例，在所述实施例的情况下，附加地将RFID标签48（英文RadioFrequency Identification（射频识别），高频识别）用于对移动设备的定位。用于调整或改善AU系统的另一可能性是，在一些实施例中利用在对于AU系统已知的发送位置处的（可能参考）移动设备/UE来执行校准。在所描绘的实施例中例如在具有相应的RFID定位的固定存放（Ablage）处，也就是说在一些实施例中，所述位置可以利用RFID标签被标记。

图11最后示出另一实施例，在所述实施例的情况下给多个移动设备供应在运输工具内部空间中的改善的传输质量。图11示出已经描述的内部空间40，其中从现在起由具有移动设备的三个人员44a、44b和44c占用三个座位42b、42c 和42e。通过根据上述方法所探测的占用，从现在起也可以选择在图11中所示出的天线波瓣，所述天线波瓣在本实施例中导致优化的传输，因为减少互相的干扰。对接收质量的改善可以通过发射功率的聚焦、以及干涉（或发射（Emission））的减少而得以实现。通过多个UE的并行通信的可能性也许能够（在数据速率和可靠性方面）改善所谓的用户体验。

另一实施例是普遍地具有这样的装置20的机动车或运输工具300或者该机动车或运输工具被构造用于实施在这方面所描述的方法。

根据确定的实施要求，本发明的实施例可以以硬件或以软件来实施。可以在使用数字存储介质的情况下执行所述实施方案，电子可读的控制信号被存储在所述数字存储介质上，所述控制信号与可编程的硬件组件可以共同作用或者与可编程的硬件组件共同作用，使得相应的方法被执行，其中所述数字存储介质例如是软盘、DVD、蓝光光盘、CD、ROM、PROM、EPROM、EEPROM或闪速存储器、硬盘或其他磁性或光学存储器。

可编程的硬件组件可以由处理器、计算机处理器（CPU=中央处理单元（CentralProcessing Unit））、图形处理器（GPU=图形处理单元（Graphics Processing Unit））、计算机、计算机系统、专用集成电路（ASIC =Application-Specific Integrated Circuit）、集成电路（IC=Integrated Circuit）、单芯片系统（SOC=片上系统（System on Chip））、可编程的逻辑元件或具有微处理器的现场可编程门阵列（FPGA = Field Programmable GateArray）构成。

数字存储介质因此可以是机器可读或计算机可读的。一些实施例因此包括数据载体，所述数据载体具有电子可读的控制信号，所述控制信号能够与可编程的计算机系统或可编程的硬件组件共同作用，使得在这方面所描述的方法之一被执行。一个实施例因此是数据载体（或者数字存储介质或计算机可读介质），在所述数据载体上记录了用于执行在这方面所描述的方法之一的程序。

普遍地，本发明的实施例可以作为具有程序代码的程序、固件、计算机程序或计算机程序产品或者作为数据被实施，其中当所述程序在处理器或可编程的硬件组件上运行时，所述程序代码或所述数据为了执行所述方法之一而是有效的。程序代码或数据例如也可以被存储在机器可读的载体或数据载体上。程序代码或数据此外可以作为源代码或机器代码或字节代码以及作为其他中间代码存在。

上面所描述的实施例仅仅是对本发明的原理的说明。易于理解，对于而言，在这方面所描述的布置和细节的修改和变化将使其他专业人员明白。因此意图，应仅仅通过下述的权利要求的保护范围、而不通过按照实施例的描述和阐述在这方面所展示的特定细节来限制本发明。

附图标记列表

10 以第一运行模式运行第一天线单元

12 以第二运行模式运行第二天线单元

14 改变第一天线单元的辐射特性

16 检测关于针对辐射特性的在第一天线单元和第二天线单元之间的传输特性的信息

18 基于关于传输特性的信息表征（18）天线单元

20 装置

22 控制模块

22a 接口

22b 接口

24 一个或多个接口

26a 天线单元

26a-1 天线元件

26a-2 天线元件

26a-A 所选择的天线波瓣

26b 天线单元

26c 天线单元

26d 天线单元

28a 移相器

28b 移相器

29 加法元件

30 RSSI测量

40 内部空间

42a 座位

42b 座位

42c 座位

42d 座位

42e 座位

46a 反射体

46b 反射体

48 具有RFID的存放处

300 运输工具。

Claims (15)

1.用于表征在预先限定的空间内的多个天线单元（26a；26b）的方法，其中所述天线单元（26a；26b）被构造用于在所述空间内给移动式的发送接收器供应无线电服务，其中天线单元（26a；26b）能够以两个运行模式运行，所述两个运行模式是发送和接收，并且其中至少一个第一天线单元（26a）具有多个辐射特性，所述方法包括：

以第一运行模式运行（10）所述第一天线单元（26a）；

以第二运行模式运行（12）第二天线单元（26b）；

改变（14）所述第一天线单元的辐射特性；

检测（16）关于针对所述辐射特性的在所述第一天线单元（26a）和所述第二天线单元（26b）之间的传输特性的信息；以及

基于关于所述传输特性的信息表征（18）所述天线单元（26a；26b）。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一运行模式是发送并且其中所述第二运行模式是接收，或者其中所述第二运行模式是发送并且其中所述第一运行模式是接收。

3.根据权利要求1或2之一所述的方法，其中，所述第二天线单元（26b）同样地具有多个辐射特性，所述方法此外包括：

以所述第一运行模式运行所述第二天线单元（26b）；

以所述第二运行模式运行所述第一天线单元（26a）；

改变所述第二天线单元（26b）的辐射特性；

检测关于针对所述辐射特性的在所述第一天线单元（26a）和所述第二天线单元（26b）之间的传输特性的信息。

4.根据权利要求1至3之一所述的方法，其中，天线单元（26a;26b）包括多个天线元件并且所述辐射特性包括具有不同的主辐射方向的不同的波束形成模式。

5.根据权利要求1至4之一所述的方法，其中，所述改变（14）所述辐射特性以时间上偏移的方式进行，其中所述改变（14）所述辐射特性在频率范围内以偏移的方式进行，和/或其中所述改变（14）所述辐射特性通过不同的代码标识进行。

6.根据权利要求1至5之一所述的方法，其中，所述改变（14）所述辐射特性包括使用所述第一天线单元（26a）的每个可能的辐射特性，并且所述检测关于在所述第一天线单元（26a）和所述第二天线单元（26b）之间的传输特性的信息包括关于针对所述第一天线单元（26a）的每个辐射特性的传输特性的信息。

7.根据权利要求3至6之一所述的方法，其中，所述改变（14）所述辐射特性包括使用所述第二天线单元（26b）的每个可能的辐射特性，并且所述检测关于在所述第一天线单元（26a）和所述第二天线单元（26b）之间的传输特性的信息包括关于针对所述第二天线单元（26b）的每个辐射特性的传输特性的信息。

8.根据权利要求1至7之一所述的方法，其中，所述基于关于所述传输特性的信息表征（18）所述天线单元（26a；26b）包括保存关于针对不同辐射特性的无线电信道特性的信息。

9.根据权利要求8所述的方法，所述方法此外包括：

重复所述方法；

将所保存的关于针对所述不同辐射特性的无线电信道特性的信息与在重复所述方法的情况下所检测的关于针对所述辐射特性的传输特性的信息比较；以及

经由所述比较测定关于位于所述空间内的对象的地点信息。

10.根据权利要求1至9之一所述的方法，其中，所述预先限定的空间与运输工具的内部空间对应。

11.根据权利要求9所述的方法，其中所述预先限定的空间是具有多个座位（42a;42b;42c;42d;42e）的运输工具的内部空间（40），其中位于所述空间内的对象是在所述座位（42a;42b;42c;42d;42e）之一上的人员（44），并且其中所述地点信息是关于对所述运输工具内的座位（42a;42b;42c;42d;42e）的占用的信息。

12.根据权利要求11所述的方法，所述方法此外包括将关于对所述座位（42a;42b;42c;42d;42e）的占用的信息用于在所述运输工具内定位移动式的终端设备。

13.根据权利要求11或12之一所述的方法，所述方法此外包括将关于对所述座位的占用的信息用于选择用于与所述运输工具内的移动式的终端设备进行传输数据的天线单元（26a；26b）的辐射特性。

14.计算机程序，当所述计算机程序在计算机、处理器或可编程的硬件组件上运行时，所述计算机程序用于执行按照权利要求1至13之一所述的方法。

15.用于表征在预先限定的空间（40）内的多个天线单元（26a；26b）的装置（20），其中所述天线单元（26a；26b）被构造用于在所述空间（40）内给移动式的发送接收器供应无线电服务，其中天线单元（26a；26b）能够以两个运行模式运行，所述两个运行模式是发送和接收，并且其中至少一个第一天线单元（26a）具有多个辐射特性，所述装置包括：

用于所述多个天线单元（26a；26b）的一个或多个接口（24）；

用于控制所述一个或多个接口（24）的控制模块（22），其中所述控制模块（22）被构造，以便

以第一运行模式运行所述第一天线单元（26a）；

以第二运行模式运行所述第二天线单元（26b）；

改变所述第一天线单元（26a）的辐射特性；

检测关于针对所述辐射特性的在所述第一天线单元（26a）和所述第二天线单元（26b）之间的传输特性的信息；以及

基于关于所述传输特性的信息表征所述天线单元（26a；26b）。