CN107810426A - 用于确定远程rf信号源的相对方向的方法、设备和计算机程序产品 - Google Patents

Abstract

在操作无线电子设备的方法中，针对在无线电子设备的多个天线处从信号源接收到的短程无线信号确定第一到达角。检测无线电子设备的移动，并且响应于检测到无线电子设备的移动来确定来自信号源的短程无线信号的第二到达角。基于第一到达角与第二到达角之间相对于无线电子设备的移动的角度偏移来识别信号源相对于无线电子设备的相对方向。还讨论了相关的无线电子设备和计算机程序产品。

Description

用于确定远程RF信号源的相对方向的方法、设备和计算机程 序产品

技术领域

本公开总体上涉及无线通信领域，并且更具体地涉及使用无线通信的定位技术。

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年6月22日提交的美国专利申请号14/746,002的优先权，其全部公开内容通过引用并入本文。

背景技术

诸如蓝牙(注册商标)和/或Wi-Fi(商标)的无线技术可以允许计算对于定位技术可能有用的到达角(AoA)和发射角(AoD)。例如，可以使用两个或更多个天线之间的射频(RF)信号的到达时间差异来计算RF信号的到达角，该到达角可以用于估计信号的源的大致位置。

发明内容

根据一些实施方式，在操作无线电子设备的方法中，针对在无线电子设备的多个天线处从信号源接收到的第一无线信号，确定第一角度(诸如第一到达角)。检测无线电子设备的移动，并确定在多个天线处接收到的来自信号源的第二无线信号的第二角度(诸如第二到达角)。基于相对于无线电子设备的移动的第一角度和第二角度之间的角度偏移来识别信号源相对于无线电子设备的相对方向。确定第一角度、检测移动、确定第二角度和识别相对方向的操作由无线电子设备的至少一个处理器来执行。

在一些实施方式中，第一角度可以是在检测到移动之前确定的第一到达角，并且第二角度可以是在检测到移动之后或者响应于检测到移动而确定的第二角度。该移动可以指示无线电子设备从确定第一到达角到确定第二到达角的旋转。

在一些实施方式中，第一和第二无线信号可以是短程无线信号。第一和第二到达角的确定可以响应于从无线电子设备的内部短程无线接收器接收到的数据来执行，并且移动的检测可以响应于从无线电子设备的内部移动传感器接收到的信号来执行。

在一些实施方式中，第一到达角可以指示信号源相对于无线电子设备的不同的可能方向。基于第一和第二到达角之间的角度偏移是否与无线电子设备的旋转相反，可以将不同的可能方向中的一个识别为信号源的相对方向。

在一些实施方式中，可以响应于识别来检测无线电子设备朝信号源的相对方向的进一步移动，并且可以响应于检测到朝信号源的进一步移动来提供信号源的识别。

在一些实施方式中，响应于该识别可以生成用于将无线电子设备定向为相对方向的用户指令，并且可以响应于该用户指令的生成来检测进一步的移动。

在一些实施方式中，提供信号源的识别可以包括响应于检测到朝信号源的进一步移动而显示针对信号源的用户接口。

在一些实施方式中，朝信号源的相对方向的进一步移动的检测可以响应于从内部移动传感器接收到的数据，并且可以独立于内部短程无线接收器的操作。

在一些实施方式中，信号源可以是多个信号源中的一个，在无线电子设备的多个天线处从该信号源接收相应的短程无线信号。可以在检测到无线电子设备的移动之前确定从多个信号源发送的相应短程无线信号的相应第一到达角，并且相应短程无线信号的相应第二到达角可以响应于无线电子设备的移动来确定。可以生成指示相应第一和第二到达角以及无线电子设备的移动的映射数据并将其存储在无线电子设备中。检测进一步的移动可以基于从内部移动传感器接收到的数据以及映射数据。

在一些实施方式中，可以基于映射数据并且在生成映射数据之后独立于内部短程无线接收器的操作来识别多个信号源中的一个或多个相对于无线电子设备的各自的方向。

在一些实施方式中，在提供对信号源的识别中，可以基于无线电子设备被指向的相对方向来在多个信号源当中识别信号源。

在一些实施方式中，各自第二相应的到达角的确定可以响应于无线电子设备的移动超过阈值。该阈值可以基于相应的第一到达角。

在一些实施方式中，可以响应于生成映射数据停用内部短程无线收发器的到达角测量功能。可以响应于检测到无线电子设备的附加移动超出由映射数据指示的第一和第二到达角的范围重新启用内部短程无线收发器的到达角测量功能。

根据本公开的另外的实施方式，无线电子设备包括至少一个处理器、多个天线、联接到处理器和天线的无线接收器，以及联接到处理器的存储器。所述存储器包括存储在其中的计算机可读程序代码，该计算机可读程序代码在由所述处理器执行时使所述处理器响应于在无线电子设备的天线处接收到第一无线信号确定从信号源发送的该第一无线信号的第一角度(诸如第一到达角)，检测所述无线电子设备的移动，并且响应于在天线处接收到第二无线信号确定从信号源发送的该第二无线信号的第二角度(诸如第二到达角)。所述计算机可读程序代码在被执行时进一步使所述处理器基于所述第一角度与所述第二角度之间相对于所述无线电子设备的移动的角度偏移来识别所述信号源相对于所述无线电子设备的相对方向。

根据本公开的又一些实施方式，计算机程序产品包括其中实现有计算机可读程序代码的非暂时性计算机可读存储介质。所述计算机可读程序代码在由至少一个处理器执行时使所述至少一个处理器响应于在无线电子设备的多个天线处接收到第一无线信号确定从信号源发送的该第一无线信号的第一角度(诸如第一到达角)，检测所述无线电子设备的移动，并且响应于在多个天线处接收到第二无线信号确定从信号源发送的该第二无线信号的第二角度(诸如第二到达角)。所述计算机可读程序代码在被执行时进一步使所述处理器基于所述第一角度与所述第二角度之间相对于所述无线电子设备的移动的角度偏移来识别所述信号源相对于所述无线电子设备的相对方向。

根据一些实施方式的其它方法、设备和/或计算机程序产品对于本领域技术人员在阅读以下附图和详细描述后将变得显而易见。旨在除了上述实施方式的任何和全部组合之外，所有这些附加实施方式都包括在本说明书内、本发明的范围内，并由所附权利要求保护。

附图说明

被包括以提供对本发明的进一步理解并被并入并构成本申请的一部分的附图示出了本发明的某些实施方式。在附图中：

[图1A]图1A是示出根据本公开的一些实施方式的无线电子设备和操作方法的图。

[图1B]图1B是示出根据本公开的一些实施方式的无线电子设备和操作方法的图。

[图2]图2是示出根据本公开的一些实施方式的无线电子设备的框图。

[图3]图3是示出根据本公开的一些实施方式的操作无线电子设备的方法的流程图。

[图4A]图4A是示出根据本公开的另外的实施方式的无线电子设备和操作方法的框图。

[图4B]图4B是示出根据本公开的另外的实施方式的无线电子设备和操作方法的框图。

[图4C]图4C是示出根据本公开的另外的实施方式的无线电子设备和操作方法的框图。

[图4D]图4D是示出根据本公开的另外的实施方式的无线电子设备和操作方法的框图。

[图4E]图4E是示出根据本公开的另外的实施方式的无线电子设备和操作方法的框图。

[图5]图5是示出根据本公开的另外的实施方式的操作无线电子设备的方法的流程图。

具体实施方式

现在将参照其中示出了本发明构思的实施方式的附图更充分地描述本发明构思。然而，本申请不应被解释为限于本文所阐述的实施方式。而是提供这些实施方式使得本公开将是透彻的且完整的，并向本领域技术人员充分传达实施方式的范围。通篇中，相同的附图标记指的是相同的元件。

本文使用的术语仅是用来描述特定的实施方式，并非旨在限制实施方式。如本文所使用的，除非上下文明确指出，否则单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括其复数形式。还应当理解，当本文使用术语“包含”、“含有”、“包括”和/或“包括有”时，是指存在所述特征、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或更多个其它特征、步骤、操作、元件、组件和/或其组合。

应当理解的是,当元件被称为“被联接到”、“被连接到”或“响应于”另一个元件时，其可直接被联接到、连接到或响应于其它元件或者也可能存在中间元件。相反，当元件被称为“直接联接到”、“直接连接到”或“直接响应于”另一个元件时，则不存在中间元件。如本文所使用的，术语“和/或”包括任何一个或更多个相关条目及其所有组合。

为了易于描述，本文可能使用空间相对术语(诸如“上方”、“下方”、“上面”、“下面”等)来描述图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。应当理解，除了图中所描绘的方位之外，空间相对术语旨在涵盖设备在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的设备翻转，则被描述为在其它元件或特征“下方”的元件将被方位为在所述其它元件或特征“上方”。因此，示例术语“下方”可涵盖上方和下方两个方位。设备也可另行方位(旋转90度或其它方位)，那么本文所使用的空间相对描述也要相应解释。为了简洁和/或清晰，可能不会详细描述公知的功能或结构。

应当理解，尽管本文可能使用术语第一、第二等来描述各种元件，但是这些元件不应受这些术语的限制。这些术语只用于将一个元件区别于另一个。因此，在不偏离本实施方式的教导的情况下，第一元件可以被称为第二元件。

除非另行定义，否则本文所使用的所有术语(包括技术和科学术语)都具有与这些实施方式所属领域普通技术人员之一所通常理解的含义相同的含义。还应当理解的是，诸如通用词典中所定义的那些术语应当被解释为具有与它们在相关领域中的含义一致的含义，并且除非本文中明确地如此定义，否则将不作理想化或上层形式意义上的解释。

如本文所使用的，“无线电子设备”包括但不限于被配置为利用(例如)蜂窝网络、无线局域网(WLAN)、卫星网络、AM/FM广播发射器和/或另一个电子设备经由无线接口接收/发送远程和/或短程无线通信信号的设备。因此，无线电子设备可以包括便携式电子设备(诸如移动电话手持设备、可穿戴电子设备和/或可经由无线接口(诸如局域网或个域网)发现和/或以其它方式访问的其它电子设备)，包括根据物联网(IoT)进行通信和/或可以其它方式互连的无线设备。短程无线信号可以包括蓝牙(注册商标)、Wi-Fi(商标)和/或其它局域网或个域网通信信号，但不包括广域网、基站和/或卫星通讯信号。

便携式无线电子设备(诸如可穿戴无线电子设备、移动电话和平板电脑)可以包括多个天线。天线可以用于接收/测量信号以提供定位信息，诸如导航和定位功能，其可以被合并到一些无线技术中。具体地，诸如蓝牙(注册商标)(BT)和无线局域网(WLAN)技术的一些短程通信技术可以包括到达角和发射角功能。到达角和发射角能力的示例用途可以包括室内定位/导航(因为基于卫星的定位可能在室内无法良好地工作)和/或高精度追踪。例如，Wi-Fi(商标)和/或BT技术可以将到达角实现为用于定位技术的手段。原则上，测量从无线电子设备中的多个天线中的每一个到另一电子设备或信号源的距离(例如，基于RF信号到达时间(TDOA)的差异)，并且利用对无线电子设备中的天线之间的距离的了解，可以确定到另一电子设备(在本文中也被称为“远程”设备)的角度。

依赖于路径延迟的测量的一些基于天线的定位技术的一个问题在于，如果两个设备沿着一条线放置，则它们可能会经受远程设备的天线的“重影”图像的存在(以相对于所确定的角度相等但相反的角度)。因此，这样的技术可能需要使用第三设备/天线来解析远程设备相对于参考设备的相对方向(或相对位置，包括方向和距离)。换句话说，在一些常规定位技术中，可能无法区分所计算出的到达角相对于天线指示正角度还是负角度，并且因此可能无法区分远程设备相对于参考设备的相对方向(除非使用第三天线/设备)。使用多个天线来识别从一个设备到另一个设备的相对方向的另一个问题在于达到可接受的分辨率，例如为了区分从紧密定位的远程设备接收的RF信号。分辨率可能受到很多因素的影响，包括但不限于噪声、天线数量、天线之间的间隔、RF带宽等。

本公开的一些实施方式可以从以下认识中产生：通过人类天性，指向我们希望关注的对象的方向是直观的。例如，将遥控器指向需要控制的设备的方向是很自然的。这可以有效地用于包括基于指向性的红外光发射器的遥控器。然而，在无线电发射器中，这种指向性已经丧失。当经由无线电发射器控制单个设备时，设备位置和遥控器指向的方向之间的这种相关性的丢失可能不是显著的问题，但是当使用一个遥控器来控制多个设备时可能会出现问题。

因此，本公开的一些实施方式可以通过感测无线电子设备的移动或旋转并且将无线电子设备的角度变化与从信号源接收的或发送到信号源的无线电信号的角度改变相比较来本地地确定一个设备到另一个设备的相对方向或位置(不使用第三设备/天线)，以便将远程信号源(相对于无线电子设备)的“真实”方向或位置从其重影图像分离或区分开。另外的实施方式可以通过使用多个测量结合先前确定的相对位置变化/移动(基于来自可以包括在无线电子设备中的一个或更多个移动传感器(例如，加速度计或磁力计)的数据)来增加角度测量系统的分辨率。虽然下面描述的实施方式是为了便于解释而参考二维定位或方向来描述的，但应理解的是，通过追踪如本文所述的无线电信号的角度的改变和无线电子设备方位，也可以确定三维的定位或方向。

图1A和图1B示出了根据本公开的一些实施方式的用于确定信号源相对于无线电子设备的方向或位置的方法和设备。现在参照图1A和图1B，无线电子设备100(被示出为移动电话手持设备)包括两个或更多个天线145，所述天线从另一个远程电子设备(在本文中更一般地称为信号源120)接收一个或更多个短程无线信号115。基于从其短程无线接收器接收到的数据，无线电子设备100被配置为确定从天线145中的每一个到信号源120的距离(例如，基于在不同的天线145处的无线信号115的到达时间差(TDOA))。结合天线145之间的距离d，无线电子设备100可以计算该无线电子设备100处的信号115的到达角125。然而，所计算的信号115的到达角125可以指示信号源120相对于无线电子设备115的至少两个不同的可能方向或位置，即，基于所计算的角度125以及其相等但是相反的角度。因此，参考标记120'和120”指示信号源120在相对于无线电子设备100的不同的可能方向或位置处的“重影”图像，即，以对应于所计算的到达角的相等但相反的角度。

仍然参照图1A和图1B，无线电子设备100被配置为响应于无线电子设备100的移动130+(作为示例示出为旋转移动)识别不同的可能方向或位置120、120'、120”中的一个作为信号源120的实际或“真实”方向或位置。具体地，响应于无线电子设备100的移动130+，信号115的到达角125将根据信号源120相对于无线电子设备100的相对方向或位置而不同地改变(示出为图1A中的125a或图1B中的125b)，即，基于信号源120是在设备100的前面(即，基于图1A中所示的设备方位在设备100的右侧)还是在设备100后面(即，基于图1B中所示的设备方位在设备100的左侧)。无线电子设备100内部的诸如加速度计或陀螺仪(或者，用于水平移动，罗盘或磁力计)的移动传感器可以被配置为检测或测量设备100的移动130+。在图1A和图1B的示例中，移动130+是当用户试图指引或定向无线电子设备100指向信号源120时可能发生的旋转移动。

基于到达角之间的角度偏移是否与无线电子设备100的角度偏移或旋转相反，无线电子设备100被配置为将不同的可能方向中的一个识别为信号源120的相对方向。换句话说，通过评估短程无线信号115相对于检测到的移动130+的到达角125的变化，无线电子设备100可以确定信号源120是在无线电子设备100的前面还是后面。

具体地，如图1A和图1B所示，无线电子设备100被配置为确定信号115的初始(或“第一”)到达角125，检测移动130+，并然后在移动130+之后或响应于移动130+确定信号115的后续(或“第二”)到达角125a或125b。如图1A所示，如果第一到达角125与第二到达角125a之间的差异或变化135-与移动或旋转130+的方向相反(例如，到达角125、125a的变化限定负角度偏移135-，而移动130+限定正角度偏移)，则无线电子设备100确定信号源120在无线电子设备100的前面(这里，在右侧)。另一方面，如图1B所示，如果第一到达角125与第二到达角125b之间的差异或变化135+与移动或旋转130+的方向相同或一致(例如，到达角125、125b限定正的角度偏移135+，而移动130+也限定正的角度偏移)，则无线电子设备100确定信号源120在无线电子设备100的后面(这里，在左侧)。

在一些实施方式中，信号源120本身可以是移动的和/或运动的，从而独立于或者除了无线电子设备100的移动130+还产生到达角的改变。因此，无线电子设备100可以被配置为检测信号源120的这种移动(例如，基于设备的移动130+之前或之后所得到的短程无线信号115的到达角的变化)，并且可以响应于检测到信号源120的移动来执行短程无线信号115的后续到达角的确定。具体地，因为设备100本身的移动130+(或不移动)是已知的，所以无线电子设备100可以使用该信息来确定(或计算)信号源120的相对方向或位置。因此，虽然到达角125a、125b将由于设备100的移动130+和信号源120的移动两者而改变，但是由于信号源120的移动而引起的改变可以基于对设备100的移动130+的现有了解而被分离出来(例如，通过减去由设备100的移动130+引起的到达角125a、125b的变化)，并因此可以识别出移动信号源120的相对方向或位置。

无线电子设备100可以进一步被配置为响应于识别出信号源120的相对方向或位置来执行预定动作。例如，基于所确定的信号源120的相对方向，无线电子设备100可以识别信号源120(和/或其它检测到的信号源)和/或生成并在屏幕上显示关于用户应该如何移动或定向无线电子设备100以指向信号源120(和/或其它信号源)的指令。在(例如，仅经由其内部移动传感器)检测到无线电子设备100被指向或移向信号源120时，无线电子设备100可以选择性地与信号源120通信并允许对其进行控制，例如通过显示用于控制信号源120的用户接口。这样，本公开的一些实施方式可以使用所确定的相对于信号源的相对方向或位置，以便与其它当前或邻近信号源中的特定信号源进行选择性通信，如下面参照图4A至图4E更详细地讨论的。

尽管在图1A和图1B中通过示例的方式示出为包括两个天线元件145，但是在一些实施方式中，无线电子设备100可以包括多于两个天线元件。另外，在图1A和图1B的示例中，移动130+被例示为特定的旋转移动；然而，应理解的是，可以基于设备100的其它旋转移动(例如，仰角旋转、轴向旋转等)和/或在一些实施方式中设备100的其它移动(例如，横向移动)来确定信号源120的相对方向或位置。更一般地，虽然在本文中参照作为示例的特定元件或操作来进行说明，但应理解，本公开的实施方式不限于此。

图2是示出根据本公开的一些实施方式的无线电子设备200(诸如图1A至图1B中的无线电子设备100)的框图。如图2所示，无线电子设备200包括处理器电路250(诸如被配置为控制无线电子设备200的操作的微处理器或微控制器)、存储器253、短程无线收发器225、天线245以及联接到处理器250的一个或更多个移动传感器260。具体地，如本文所讨论的，处理器电路250可以被配置为在通过移动传感器260检测无线电子设备200的移动之前和之后，计算经由天线245和短程无线收发器225接收到的短程无线信号的到达角，并且可以基于由到达角相对于所检测到的移动的变化所指示的角度偏移来确定或识别短程无线信号的信号源相对于无线电子设备200的位置或方向。

存储器253可以是用于存储用于处理器250的程序指令以及可以被处理器250访问和/或使用的数据(诸如音频数据、视频数据、配置数据和/或其它数据)二者的通用存储器。存储器253可以包括非易失性读/写存储器、只读存储器和/或易失性读/写存储器。具体地，存储器253可以包括其中存储基本操作系统指令的只读存储器、其中可以存储可重用数据(诸如配置信息、相对定位测量信息和其它信息)的非易失性读/写存储器，以及其中可以存储短期指令和/或临时数据的易失性读/写存储器。这样，存储器253可以存储计算机程序指令，该计算机程序指令在由处理器电路250执行时执行如下参照图3和图5中包括的流程图描述的操作。

短程无线收发器225向处理器250提供数据或信号，所述数据或信号指示或者可以用于确定所接收到的短程无线信号的到达角。短程无线收发器225可以包括联接到处理器250的一个或更多个无线收发器电路，诸如短程无线电收发器电路。收发器电路可以包括发射器电路、接收器电路和调制解调器，它们协作以经由天线245向远程收发器发射和接收射频信号。短程无线收发器225可以包括例如允许无线通信设备200使用直接无线接口与其它蓝牙(注册商标)收发器进行通信的蓝牙(注册商标)收发器。另外地或另选地，短程无线收发器225可以包括WLAN收发器，其允许无线电子设备200使用通信协议通过WLAN路由器进行通信，该通信协议可以包括但不限于802.11a、802.11b、802.11e、802.11g和/或802.11i。

设备200还可以包括切换电路，该切换电路可操作以提供单独的通信路径，用于经由相应的RF馈送向/从不同的天线245提供/接收RF信号。而且，在一些实施方式中，无线电子设备200还可以包括允许无线通信设备200使用一个或更多个蜂窝通信协议(例如，高级移动电话服务(AMPS)、ANSI-136、全球标准移动(GSM)通信、通用分组无线服务(GPRS)、增强型数据速率GSM演进(EDGE)、码分多址(CDMA)、宽带CDMA、CDMA2000、通用移动电信系统(UMTS)和3GPP LTE(第三代合作伙伴项目长期演进))进行通信。更一般地，尽管本文主要参照短程无线电通信(例如，Wi-Fi(商标)、蓝牙(注册商标)等)来进行详细讨论，但是设备200可以被配置为使用除了短程无线电通信以外的其它空中无线通信(例如蜂窝无线通信)进行通信。

仍然参照图2，移动传感器260被配置为例如通过向处理器250提供指示移动和/或方位的数据或信号来检测无线电子设备200的移动和/或方位。传感器260可以包括一个或更多个加速度计、陀螺仪、磁力计和/或其它传感器，所述其它传感器被配置为独立于经由天线245或短程无线收发器225接收到的信号来检测无线电子设备200的移动/不移动(和/或方位)。

无线电子设备200可以可选地包括显示器254、用户接口252和/或照相机258。例如，无线电子设备200可以是包括这些组件的移动电话或膝上型电脑/平板电脑。另选地，如果无线电子设备200是可穿戴无线电子设备，则可以省去显示器254、用户接口252和相机258中的一个或更多个。而且，在一些实施方式中，无线电子设备100可以可选地包括扬声器256和麦克风251。

无线电子设备200不限于用户接口252和显示器254的任何特定组合/布置。例如，用户接口252和显示器254的功能可以通过触摸屏来实现，通过该触摸屏，用户可以查看诸如计算机可显示文件的信息、向其提供输入，以及控制无线电子设备200和/或其它设备，诸如图1A和图1B的信号源120。另外地或另选地，无线电子设备100可以包括单独的用户接口252和显示器254。例如，可以通过触摸板、鼠标或与向用户提供图形/视觉输出的显示器254分离的另一用户输入接口来接受用户输入。

现在将参照图3来描述图2的无线电子设备200的操作。图3是示出根据本公开的一些实施方式的用于识别无线电子设备相对于远程设备的相对方向或位置的操作的流程图。现在参照图3，在框300，在无线电子设备200的两个或更多个天线245处接收从信号源(诸如图1A至图1B的信号源120)发送的短程无线信号。在框310，由处理器250确定该短程无线信号的初始或第一到达角。例如，响应于在第一天线245和第二天线245处接收到短程无线信号，短程无线收发器225可以提供指示该短程无线信号到处理器250的到达时间差(TDOA)的信号或数据，并且处理器250可以基于来自收发器225的信号和天线之间的已知距离来计算第一到达角。然而，该第一到达角可以指示信号源相对于无线电子设备200的多个可能的方向或位置，例如，对应于第一到达角的一个方向以及对应于其平等但相反的角度的另一方向。

在框320，例如经由内部移动传感器260来检测无线电子设备的移动。在框310处确定第一到达角期间，该移动可以指示无线电子设备200相对于其初始方位的角度偏移或旋转。响应于在框320处检测到移动，在框330，处理器250确定来自信号源的相同或不同的短程无线信号的后续或第二到达角。第二到达角同样可以指示信号源相对于无线电子设备200的多个可能的方向或位置。

仍然参照图3，基于第一到达角和第二到达角之间相对于在框320处检测到的无线设备200的移动的角度偏移，在框340，由处理器250识别信号源相对于无线电子设备200的实际或“真实”相对方向或位置。具体地，当第一到达角和第二到达角之间的角度偏移与由无线电子设备200的旋转移动所指示的角度偏移相反时(例如，一个角度偏移是正的而另一个是负的，如在图1A中所例示的)，由处理器250确定信号源在无线电子设备200的前面。另一方面，当第一到达角和第二到达角之间的角度偏移以与无线电子设备200的旋转移动所指示的角度偏移相同的方式改变时(例如，两个角度偏移都是正的或负的，如在图1B中所例示的)，由处理器250确定信号源在无线电子设备200的后面。

因此，通过评估短程无线信号的初始到达角和后续到达角之间与无线电子设备200的移动或角度偏移的改变相比的改变或角度偏移，处理器250被配置为从其“重影”图像中区分出信号源的实际方向或位置，从而识别出信号源相对于无线电子设备的方向或位置。如下面进一步描述的，相对位置和/或方向的这种识别的示例应用包括与多个邻近定位的信号源中的一个选择性地连接或通信。

图4A至图4E是示出根据本公开的一些实施方式的通过使用传感器数据结合多个测量来提高分辨率的操作的示意图。具体地，图4A至图4E示出了图1的无线电子设备100的示例性使用情况，使用所确定的相对方向来实现对另一装置的“指向-点击(point-and-click)”控制，即响应于检测到无线电子设备100被定向或指向特定设备(基于其确定的相对方向)来识别并提出多个信号源中的特定设备。在这样的使用情况下，无线电子设备100可能自然而然地移动或定向成指向远程设备的方向。为了提升定位分辨率，该移动可以被用作优点。

现在参照图4A，无线电子设备100从距离较近的多个信号源(参照设备A400A和设备B 400B所示)接收相应的短程无线信号。例如，设备A400A和设备B 400B可能是例如叠置在家庭娱乐中心或机架中彼此距离较近的家庭多媒体设备，使得难以区分无线电子设备100指向设备400A、400B中的哪一个。根据本公开的一些实施方式，为了以改进的准确度来区分多个远程设备400A、400B，无线电子设备100基于从设备400A、400B接收到的各自的短程无线信号415a、415b执行初始到达角测量。初始到达角测量值指示设备400A、400B相对于无线电子设备100的相对方向或位置，并且还被时间标记并与无线电子设备的当前位置和/或方位相关联，例如，如由内部移动传感器所检测到的。

如图4B所示，无线电子设备100的相对物理移动也例如由内部移动传感器来监测。如图4C所示，当检测到设备100的移动430高于阈值时，无线电子设备100基于在设备100的新位置和/或方位从设备400A、400B接收到的相应的短程无线信号415a'、415b'执行后续到达角测量。后续到达角测量值因此基于相对于所检测到的移动430相对于初始到达角测量值的角度偏移指示设备400A、400B相对于无线电子设备100的相对方向或位置430，并且同样被时间标记并且与无线电子设备100的当前位置和/或方位相关联。在一些实施方式中，移动430可以是使无线电子设备100相对于设备400A、400B的方位的角度偏移的旋转移动，并且阈值可以基于足以改变初始到达角超过预定的角度偏移的移动430。

在图4A和图4C中获取的初始和后续到达角测量值因此可以与图4B中所检测到的移动组合，以生成并存储设备位置相对到达角(AoA)估计值的表或映射，如图4D所示。存储的数据的表因此基于相对于检测到的设备移动430的相应到达角的变化针对无线电子设备100的当前位置提供多个信号源400A、400B中的每一个的相对位置或方向的二维或三维表示。可以重复图4A至图4D中示出的操作直到表格包括无线电子设备100的足够数量的AoA估计和关联位置，以便以期望的准确度来在设备400A、400B之间进行区分。

如图4E所示，通过访问在图4D中生成的所存储的映射数据，无线电子设备100的内部移动传感器可以独立使用(即，独立于指示相对方向或位置的其它信号，诸如从短程无线收发器接收到的那些信号)，以确定无线电子设备100被定向或指向设备400A、400B中的哪一个。例如，当无线电子设备100确定其指向设备B 400B时，无线电子设备100可以显示设备B 400B的标识和/或用于控制设备B 400B的用户界面。也就是说，无线电子设备100可以除其它接近的设备选择性地显示针对其所瞄准的设备的界面。另外，关于如何将无线电子设备100朝向一个或更多个设备400A、400B的相对方向定向的用户指令460可以由无线电子设备100基于其当前位置和/或方位(如由内部移动传感器指示的)以及存储的映射数据来显示。例如，图4E示出了指示用户应当旋转无线电子设备100的方向(和/或相关联的旋转量)以便无线电子设备100指向设备B 400B的用户指令460。这样，可以停用角度传感器功能(例如，短程无线收发器的测量和/或计算功能)，直到无线电子设备100被移动超出由初始和后续AoA测量值覆盖的区域。如果检测到无线电子设备100进一步移动超出了位置相对于AoA的表所覆盖的准确度，则可以重新启用角度传感器功能以基于在设备100的新的位置和/或方位从设备400A、400B接收到的相应短程无线信号415a"、415b"来执行后续到达角测量。

现在将参照图5更详细地描述图4A至图4E的无线电子设备100的操作。具体地，图5是示出根据本公开的一些实施方式的用于识别无线电子设备与多个远程设备之间的相对方向或位置的操作的流程图。

现在参照图5，在框500，在无线电子设备100的天线阵列处接收从多个信号源400A、400B发送的相应短程无线信号。在框510，估计或计算相应短程无线信号的相应初始(或“第一”)到达角。初始到达角可以指示信号源400A、400B中的每一个相对于无线电子设备100的多于一个的可能方向或位置。

在框520，检测无线电子设备100超出预定阈值量的后续移动。该阈值可以基于例如设备100的足以将初始到达角改变超过预定角度偏移的移动，这可以基于期望的分辨率或准确度。在一些实施方式中，阈值可以基于当前条件和/或设备配置(例如，基于当前噪声条件、无线电子设备100当前正在使用以接收短程无线信号的天线的数量、正在使用的天线之间的距离或间隔，和/或可用带宽)而变化。而且，可以在框520使用无线电子设备100内部的移动传感器(诸如图2的设备200内部的移动传感器260)来检测移动。移动传感器可以是例如加速度计或罗盘，其独立于从外部信号源(诸如信号源400A、400B)接收到的信号来计算无线电子设备的移动。

响应于在框520对无线电子设备的移动的检测，在框530，因此估计从信号源400A、400B发送的相应短程无线信号的相应后续(或“第二”)到达角。在一些实施方式中，可以使用初始和后续到达角之间的相应角度偏移来在如上所述从框520处的移动得到的其位置或方位处识别信号源400A、400B中的一个或更多个相对于无线电子设备100的相应方向或位置。

在框533，由无线电子设备100确定(分别在框510和530处计算出的)初始和后续到达角的估计与检测到的移动(在框520处检测到的)相结合是否基于相对于检测到的移动的到达角估计提供足以区分信号源400A和400B的相对方向或位置的准确度水平。如果不是，则操作返回至框520，使得检测无线电子设备100的附加移动，并且在框530，估计从信号源400A、400B发送的相应短程无线信号的附加后续到达角。

如果在框533处确定(分别在框510和530处计算出的)初始和后续到达角结合所检测到的移动(在框520处检测到的)提供足以区分信号源400A和400B的相对方向或位置的准确度水平，则在框535生成并存储指示对应于所检测到的无线电子设备100的移动中的每一个的初始和后续到达角的映射数据。例如，映射数据可以被存储在如图4D所示的表中。因此，针对无线电子设备100的相应位置或方位，所存储的映射数据基于在框510和530处确定的相应到达角来提供指示多个信号源400A、400B中的每一个的相对方向或位置的空间参考。

这样，在框540，使用内部移动传感器和存储的映射数据并且独立于由无线短程收发器提供的数据，识别信号源400A和400B中的一个或更多个相对于无线电子设备100的相应方向或位置。具体地，基于由移动传感器指示的设备100的当前位置和/或方位，访问对应于所指示的位置/方位的所存储的映射数据，并且基于存储其中的来自信号源400A、400B的相应短程无线信号的相关联的到达角，识别针对无线电子设备100的当前位置/方位的信号源400A、400B中的一个或更多个的相对方向或位置。因此，响应于在框535处生成映射数据，可以单独使用内部移动传感器来确定信号源400A、400B的相对位置/方向的识别，并且因此可以停用无线收发器的一个或更多个功能(诸如到达角测量功能)，例如以提高设备100的电池寿命。

本公开的实施方式可以用在两个无线电子设备之间的对等(P2P)定位的背景下。例如，天线可以被包括在位于一个或更多个Bluetooth(注册商标)兼容的可穿戴电子设备附近的智能电话中，并且可以使用从可穿戴设备接收到的信号来确定该可穿戴设备相对于智能电话的方向或位置，使得该智能电话的用户在失位或错位时可以定位该可穿戴电子设备。在另一示例中，天线可以被包括在位于位置靠近(例如，在家庭娱乐中心或家庭办公室内)的多个多媒体设备(并从其接收信号)附近的智能电话中，并且基于从这些多媒体设备接收到的相应信号，所述天线可用于引导用户将智能电话定向成指向(并允许控制)多媒体设备中的期望的一个。

尽管本文参照在检测到无线电子设备的移动之前和之后确定第一和第二到达角来描述，但是应该理解，可以连续地测量到达角，并且无线电子设备的移动可用于启动对信号源和/或重影图像的相对方向或位置的识别。由于可以连续测量到达角，因此可以仅追踪实际的到达角，并且偶尔可以使用移动信息来确保或验证信号源的相对方向或位置和/或针对三维定位消除更多的重影图像。这样，应理解的是，本公开的实施方式还可以包括这样的情况，其中一个或更多个信号源的位置被记录为映射数据，而不是仅响应于将无线电子设备指向信号源而评估相对方向或位置。

图3和图5中所示的流程图示出了根据本发明的各种实施方式的硬件和/或软件的实施方式的架构、功能和操作。应当理解的是，流程图和/或框图说明的各个块以及流程图和/或框图说明中的块的组合都可以通过计算机程序指令和/或硬件操作来实现。就此而言，每个框代表包括用于实现指定的逻辑功能的一个或更多个可执行指令的代码的模块、片段或部分。应注意的是，在其它实施方式中，框中标注的功能可以不按照附图中标注的顺序发生。例如，取决于所涉及的功能，连续示出的两个框实际上可以基本上同时执行，或者框有时可以以相反的顺序执行。

计算机程序指令可以被提供至通用计算机、专用计算机、或者其它可编程数据处理装置的处理器以产生一种机器，使得经由计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行的指令创建用于实现在流程图和/或框图的框中指定的功能的装置。这些计算机程序指令还可以存储在计算机可用或计算机可读存储器中，其可以指导计算机或其它可编程数据处理装置以特定的方式运行，使得存储在计算机可用或计算机可读存储器中的指令产生一件包括实现流程图和/或框图的框中所指定的功能的指令的产品。

结合上面的描述和附图已经公开了许多不同的实施方式。应该理解的是，从字面上描述和说明这些实施方式的每个组合和子组合将是过分重复和混淆的。因此，包括附图在内的本说明书应该被解释为构成本文所描述的实施方式的所有组合和子组合以及制作和使用它们的方式和过程的完整书面描述，并且应该支持针对任何这样的组合或子组合的权利要求。

在附图和说明书中，已经公开了各种实施方式，尽管使用了特定的术语，但是它们仅用于一般的和描述的意义，而不是为了限制的目的，本发明构思的范围在下面的权利要求中阐述。

Claims (20)

1.一种操作无线电子设备的方法，所述方法包括：

由所述无线电子设备的至少一个处理器执行如下操作：

确定从信号源发送的第一无线信号的第一角度，其中，在所述无线电子设备的多个天线处接收所述第一无线信号；

检测所述无线电子设备的移动；

确定从所述信号源发送的第二无线信号的第二角度，其中，在所述多个天线处接收所述第二无线信号；以及

基于所述第一角度与所述第二角度之间相对于所述无线电子设备的所述移动的角度偏移来识别所述信号源相对于所述无线电子设备的相对方向。

2.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述第一角度包括在检测到所述移动之前确定的第一到达角；

所述第二角度包括在检测到所述移动之后确定的第二到达角；并且

所述移动指示所述无线电子设备从确定所述第一到达角到确定所述第二到达角的旋转。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一到达角指示所述信号源相对于所述无线电子设备的不同的可能方向，并且其中，识别所述相对方向包括：

基于所述第一到达角与所述第二到达角之间的角度偏移是否与所述无线电子设备的所述旋转相反来将所述不同的可能方向中的一个识别为所述信号源的所述相对方向。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述第一无线信号和所述第二无线信号包括短程无线信号，并且所述方法还包括：

响应于所述识别，检测所述无线电子设备朝向所述信号源的所述相对方向的进一步移动；以及

响应于检测到朝向所述信号源的所述进一步移动，提供所述信号源的识别。

5.根据权利要求4所述的方法，该方法还包括：

响应于识别出所述相对方向，生成用于使所述无线电子设备朝向所述相对方向的用户指令，其中，所述检测所述进一步移动响应于生成所述用户指令。

6.根据权利要求4所述的方法，其中，提供所述识别包括：

响应于检测到朝向所述信号源的所述进一步移动，显示针对所述信号源的用户界面。

7.根据权利要求4所述的方法，其中，检测朝向所述信号源的所述相对方向的所述进一步移动响应于从所述无线电子设备内部的移动传感器接收到的数据，并且独立于所述无线电子设备的短程无线接收器的操作。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述信号源包括多个信号源中的一个信号源，在所述无线电子设备的所述多个天线处从该信号源接收相应短程无线信号，并且所述方法还包括：

在检测到所述无线电子设备的所述移动之前，确定从所述多个信号源发送的所述相应短程无线信号的相应第一到达角；

响应于检测到所述无线电子设备的所述移动，确定所述相应短程无线信号的相应第二到达角；以及

生成指示所述相应第一到达角和所述相应第二到达角以及所述无线电子设备的所述移动的映射数据；

其中，所述检测所述进一步移动基于从所述移动传感器接收到的所述数据和所述映射数据。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述识别包括基于所述映射数据并且在生成所述映射数据之后独立于所述短程无线接收器的所述操作来识别所述信号源中的一个或更多个相对于所述无线电子设备的相应方向。

10.根据权利要求8所述的方法，其中，确定所述相应第二到达角响应于所述无线电子设备的超出阈值的移动，所述阈值基于所述相应第一到达角。

11.根据权利要求8所述的方法，该方法还包括：

响应于生成所述映射数据，停用所述短程无线接收器的到达角测量功能；以及

响应于检测到所述无线电子设备已移动超出由所述映射数据指示的范围，重新启用所述短程无线接收器的所述到达角测量功能。

12.一种无线电子设备，该无线电子设备包括：

至少一个处理器；

多个天线；

联接到所述处理器和所述天线的无线接收器；以及

联接到所述处理器的存储器，所述存储器包括存储在其中的计算机可读程序代码，所述计算机可读程序代码在由所述处理器执行时使得所述处理器：

-响应于在所述无线电子设备的所述天线处接收到从信号源发送的第一无线信号，确定所述第一无线信号的第一角度；

-检测所述无线电子设备的移动；

-响应于在所述天线处接收到从所述信号源发送的第二无线信号，确定所述第二无线信号的第二角度；以及

-基于所述第一角度与所述第二角度之间相对于所述无线电子设备的所述移动的角度偏移来识别所述信号源相对于所述无线电子设备的相对方向。

13.根据权利要求12所述的无线电子设备，其中：

所述第一角度包括在检测到所述移动之前确定的第一到达角；

所述第二角度包括在检测到所述移动之后确定的第二到达角；并且

所述移动指示所述无线电子设备从所述第一到达角到所述第二到达角的旋转。

14.根据权利要求13所述的无线电子设备，其中，所述第一到达角指示所述信号源相对于所述无线电子设备的不同的可能方向，并且其中，为了识别所述相对方向，所述计算机可读程序代码使得所述处理器：

基于所述第一到达角与所述第二到达角之间的角度偏移是否与所述无线电子设备的所述旋转相反来将所述不同的可能方向中的一个识别为所述信号源的所述相对方向。

15.根据权利要求14所述的无线电子设备，其中，从所述信号源发送的所述第一无线信号和所述第二无线信号包括短程无线信号，并且所述无线电子设备还包括存储在所述存储器中的计算机可读程序代码，所述计算机可读程序代码在由所述处理器执行时，使得所述处理器：

响应于识别出所述相对方向，检测所述无线电子设备朝向所述信号源的所述相对方向的进一步移动；以及

响应于检测到朝向所述信号源的所述进一步移动来提供所述信号源的识别。

16.根据权利要求15所述的无线电子设备，该无线电子设备还包括存储在所述存储器中的计算机可读程序代码，所述计算机可读程序代码在由所述处理器执行时，使得所述处理器：

响应于识别出所述相对方向，生成用于使所述无线电子设备朝向所述相对方向的用户指令，其中，所述进一步移动的所述检测响应于生成所述用户指令。

17.根据权利要求15所述的无线电子设备，其中，为了提供所述信号源的所述识别，所述计算机可读程序代码使得所述处理器：

响应于检测到朝向所述信号源的所述进一步移动，显示针对所述信号源的用户界面。

18.根据权利要求15所述的无线电子设备，该无线电子设备还包括：

移动传感器，所述移动传感器在所述无线电子设备内部并且被联接到所述处理器，

其中，朝向所述信号源的所述相对方向的所述进一步移动的所述检测响应于从所述移动传感器接收到的数据，并且独立于所述无线接收器的操作。

19.根据权利要求18所述的无线电子设备，其中，所述信号源包括多个信号源中的一个信号源，在所述无线电子设备的所述天线处从该信号源接收相应短程无线信号，并且所述无线电子设备还包括存储在所述存储器中的计算机可读程序代码，所述计算机可读程序代码在由所述处理器执行时，使得所述处理器：

在检测到所述无线电子设备的所述移动之前，确定从所述多个信号源发送的所述相应短程无线信号的相应第一到达角；

响应于检测到所述无线电子设备的所述移动，确定所述相应短程无线信号的相应第二到达角；以及

生成指示所述相应第一到达角和所述相应第二到达角以及所述无线电子设备的所述移动的映射数据；

其中，所述检测所述进一步移动基于从所述移动传感器接收到的所述数据和所述映射数据。

20.一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括：

非暂时性计算机可读存储介质，该非暂时性计算机可读存储介质具有实现在其中的计算机可读程序代码，所述计算机可读程序代码在由至少一个处理器执行时，使得所述处理器：

响应于在所述无线电子设备的多个天线处接收到从信号源发送的第一无线信号，确定所述第一无线信号的第一角度；

检测所述无线电子设备的移动；

响应于在所述多个天线处接收到从所述信号源发送的第二无线信号，确定所述第二无线信号的第二角度；以及

基于所述第一角度与所述第二角度之间相对于所述无线电子设备的所述移动的角度偏移来识别所述信号源相对于所述无线电子设备的相对方向。