CN110857973A - 一种到达角估计方法及设备 - Google Patents

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Abstract

一种到达角估计方法及设备。在上述方法中，第一设备通过参考天线和第一天线组采集来自第二设备的第一信号并确定第一CSI，通过参考天线和第二天线组采集来自第二设备的第二信号并确定第二CSI；第一设备根据第一CSI中与参考天线对应的向量和第二CSI中与参考天线对应的向量，确定第一信号与第二信号之间的相位差向量，并用该相位差向量对第二CSI进行补偿；然后根据第一CSI以及补偿后的第二CSI估计第二设备的到达角。由于估计第二设备的到达角时，利用了参考天线、第一天线组和第二天线接收到的信号，有助于提高到达角的估计精度，且无需增加射频电路的数量。

Description

一种到达角估计方法及设备
技术领域
本申请涉及无线通信领域，尤其涉及一种到达角估计方法及设备。
背景技术
无线局域网(wireless local area network，WLAN)中的接入点(access point，AP)可以利用天线阵列技术估计出终端设备的无线信号到达AP的到达角(angle ofarrival，AoA)。AoA可被用于定位终端设备。
AP用射频电路采集天线接收到的无线信号。通常，一个射频电路在同一时刻仅能获取一个天线采集的无线信号。一个AP的硬件电路中，射频电路的数量是有限的，例如通常为3～4个。然而，天线阵列中天线数量的提升，有助于提高对终端到达角的估计精度。如果为了提高对终端到达角的估计精度而增加射频电路的数量，将增加硬件电路设计的复杂度以及成本等。
发明内容
本申请提供一种到达角估计方法及设备，用于实现在不增加射频电路数量的情况下采用多天线以保证对到达角的估计精度。
第一方面，本申请提供了一种到达角估计方法，包括：
第一设备在第一时间间隔中，用该第一设备中的参考天线和第一天线组中每个天线采集来自第二设备的第一信号，其中，第一天线组包括N个天线，N为大于等于1的整数；并在第二时间间隔中，用该参考天线和第一设备中的第二天线组中每个天线采集来自第二设备的第二信号，其中，第二天线组包括M个天线，M为大于等于1的整数。
第一设备估计第一信道状态信息(channel state information，CSI)，该第一CSI为第一信号的CSI，第一CSI包括N+1个向量，分别对应所述N个天线和所述参考天线；第一设备估计第二CSI，该第二CSI为第二信号的CSI，第二CSI包括M+1个向量，分别对应所述M个天线和所述参考天线。
第一设备根据第一CSI中与参考天线对应的向量和第二CSI中与参考天线对应的向量，确定第一信号与第二信号之间的相位差向量。
第一设备用该相位差向量补偿第二CSI中与M个天线对应的M个向量中的每个向量，并根据第一CSI以及第二CSI中经过补偿的M个向量，估计第二设备发送的信号的到达角，或者，第一设备用该相位差向量补偿所述第一CSI中与N个天线对应的N个向量中的每个向量，并根据第二CSI以及第一CSI中经过补偿的N个向量，估计第二设备发送的信号的到达角。
上述方法可以应用于天线数量大于射频电路数量的设备中，以令射频电路在不同时段采集不同天线接收到的信号。在上述方法中，第一设备根据第一CSI中与参考天线对应的向量和第二CSI中与参考天线对应的向量确定出第一信号与第二信号之间的相位差向量，该相位差是由于对第二设备发送的信号的采样时间偏移以及射频前端处理时延差异产生的。第一设备根据上述相位差向量，对第二CSI(或第一CSI)中除与参考天线对应的向量之外的向量进行补偿，相当于获取到根据参考天线、第一天线组和第二天线组在同一时段中接收到的信号获得的CSI，然后根据该CSI估计第二设备发送的信号的到达角。由于估计第二设备的到达角时，利用了参考天线、第一天线组和第二天线接收到的信号，有助于提高到达角的估计精度，且无需增加射频电路的数量。
在一种可能的实现方式中，第一设备在确定参考天线采集的第一信号与第二信号之间的相位差向量时，可以计算第一CSI中与参考天线对应的向量和第二CSI中与参考天线对应的向量的差；根据所述差中的多个元素对应的频点对所述差中的多个元素进行拟合，确定相位差向量中每个频点位置上的相位差值。
由于拟合运算有助于降低噪声干扰，使得上述实现方式有助于进一步提高到达角的估计精度。
在一种可能的实现方式中，所述第一设备接收所述第二设备发送的第一消息，并向所述第二设备发送第二消息，所述第二消息为对所述第一消息的响应；所述第一设备接收所述第二设备发送的第三消息，所述第一消息或所述第三消息中包括所述第二网络设备发送所述第一消息的时间，所述第三消息中包括所述第二网络设备接收所述第二消息的时间；第一网络设备根据所述第二设备发送所述第一消息的时间、所述第一设备接收所述第一消息的时间、所述第一设备发送所述第二消息的时间、所述第二设备接收所述第二消息的时间，估计所述第一设备与所述第二设备之间的距离；然后根据估计的距离以及到达角，定位第二设备。
在传统的基于到达角定位的方法中，通常是根据多个已知位置的AP将对同一终端发送的信号的到达角发送给服务器，由服务器定位终端。而上述方法中，第一设备可以根据第一消息、第二消息的传输时间估计第一设备与第二设备之间的距离，再结合估计出的第二设备发送的信号的到达角，即可实现对第二设备的定位，不必根据多个设备估计的到达角进行定位。
第二方面，本申请提供了一种到达角估计设备，该设备可以包括接收单元和处理单元，进一步的，还可以包括发送单元，用于实现如第一方面中任一项所述方法。
第三方面，本申请提供了一种到达角估计设备，该设备可以包括收发器和处理器，用于实现如第一方面中任一项所述方法。
第四方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行如第一方面中任一项所述方法。
附图说明
图1为本申请实施例提供的AP的结构示意图之一；
图2为本申请实施例提供的到达角估计方法流程示意图；
图3为本申请实施例提供的向量补偿前和补偿后的示意图；
图4为本申请实施例提供的线阵天线估计到达角示意图；
图5为本申请实施例提供的第二消息的帧结构示意图；
图6为本申请实施例提供的测距流程示意图；
图7为本申请实施例提供的多径传输示意图；
图8为本申请实施例提供的AP的结构示意图之二；
图9为本申请实施例提供的到达角估计设备的结构示意图之一；
图10为本申请实施例提供的到达角估计设备的结构示意图之二。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。
随着智能终端的发展，更多的应用可以根据终端的位置信息为用户提供个性化、差异化的服务，例如广告推送、周边服务发现、导航等等。而终端的定位精度，则影响这些服务的用户体验。
基于AOA的定位方法是常见的终端定位方法。在应用该方法对终端定位时，接收天线的数量越多，越利于提高终端到达角的估计精度，从而有助于提高终端的定位精度。然而，若为每个天线配备一个射频电路，将增加硬件电路设计的复杂度以及成本等。
因此，本申请实施例提供了一种到达角估计方法，用于在不增加射频电路数量的情况下利用数量较多的天线实现到达角的估计。
本申请实施例提供的到达角方法可以应用于无线局域网(wireless local areanetwork，WLAN)中，或者，也可以适用于长期演进(long term evolution，LTE)系统、第5代移动通信(the 5th generation，5G)系统或其他无线通信系统中。
该方法可以用于第一设备对第二设备发送信号的到达角进行估计，进而对第二设备定位。例如，AP对终端定位，终端对AP定位，基站对终端定位，终端对基站定位，终端对终端定位等场景中。本申请实施例所涉及到的终端可以包括各种具有无线功能的手持设备、车载设备、可穿戴设备(wearable device)、计算设备等等。
应当理解，本申请实施例中涉及的“第一”、“第二”等词汇，仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。例如，第一时间间隔和第二时间间隔用于区分不同的时间段，但并不表示两个时间间隔的先后顺序。又例如，第一天线组和第二天线组用于区分两组天线，并不表示两组天线的重要性有所不同。
下面以WLAN中AP对终端定位的场景为例，对本申请实施例提供的到达角估计方法进行详细说明。
为了满足终端定位精度的需求，该AP中包括数量较多的天线，如图1所示。具体的，该AP可包括参考天线、第一天线组和第二天线组。该AP还可以包括更多的天线组。其中，第一天线组包括N个天线，第二天线组包括M个天线，M和N均为大于等于1的整数。该AP中的射频电路的数量少于该AP的天线的总数，大于等于任意一个天线组的天线数加一。即，在某一时刻，通过射频电路仅用该AP的一些天线采集信号。
其中，第一天线组、第二天线组可以各自构成一个天线阵列，或者共同构成一个天线阵列。
参见图2，为本申请实施例提供的到达角估计方法的流程示意图，如图所示，该方法可以包括以下步骤：
步骤201、AP在第一时间间隔中，用参考天线和第一天线组中的每个天线采集来自终端的第一信号。
步骤202、AP在第二时间间隔中，用参考天线和第二天线组中的每个天线采集来自终端的第二信号。
由于利用AP中数量较少的射频电路获取数量较多的天线采集的信号，因此，AP无法同时用所有天线采集信号，故通过类似分时复用的方法，实现参考天线、第一天线组、第二天线组的信号采集。
终端向AP发送的信号，在时域上连续。该时域连续的信号在不同时间上其相位、幅度等信息有所不同，故将该连续信号在第一时间间隔中传输到AP的部分称为第一信号，在第二时间间隔中传输到AP的部分称为第二信号。
步骤203、AP估计第一信号的第一CSI。该第一CSI包括N+1个向量，分别对应第一天线组中的N个天线以及参考天线。
例如，若第一天线组包括3个天线，那么第一CSI中可以包括4个向量，分别为CSI_1(1)、CSI_1(2)、CSI_1(3)以及CSI_1(4)，其中，CSI_1(1)、CSI_1(2)、CSI_1(3)分别对应第一天线组中的3个天线，CSI_1(4)对应参考天线。
步骤204、AP估计第二信号的第二CSI。该第二CSI包括M+1个向量，分别对应第二天线组中的M个天线以及参考天线。
例如，若第二天线组包括4个天线，那么第二CSI中可以包括5个向量，分别为CSI_2(1)、CSI_2(2)、CSI_2(3)、CSI_2(4)以及CSI_2(5)，其中，CSI_2(1)、CSI_2(2)、CSI_2(3)、CSI_2(4)分别对应第二天线组中的4个天线，CSI_2(5)对应参考天线。
CSI可以表示在不同频点上每个天线接收到的信号的相位、幅度信息。AP可以根据估计出的CSI，进一步估计终端的到达角。CSI包括与采集信号的天线对应的向量，每个向量中包含多个元素，每个元素可以表示接收信号与该元素对应的频点上的相位。而每个向量中包含的元素数量，可以根据协议，在不同的场景下选择不同的数值。
本申请实施例对上述步骤201至步骤204的顺序并不限定，AP可以在获取到第一信号和第二信号之后再估计第一CSI和第二CSI，也可以在获取到第一信号后立即估计第一CSI，在获取到第二信号后立即估计第二CSI，即，将步骤201和203合并，将步骤202和步骤204合并。
步骤205、AP根据第一CSI中与参考天线对应的向量和第二CSI中与参考天线对应的向量，确定第一信号与第二信号之间的相位差向量。
如前所述，第一信号与第二信号为终端发送的信号在不同时间段内传输到该AP的信号，由于接收信号时的采样起始时间和前端处理时延都有所不同，接收到的信号的相位也有所不同。而参考天线既在第一时间间隔中采集了第一信号，第一CSI中与参考天线对应的向量能够反映第一信号到达参考天线的相位；参考天线还在第二时间间隔中采集了第二信号，第二CSI中与参考天线对应的向量能够反映第二信号达到参考天线的相位。因此，利用第一CSI和第二CSI中与参考天线对应的向量，能够确定第一信号与第二信号之间相位差向量。
例如，若第一CSI中与参考天线对应的向量为CSI_1(4)＝[a1·ejα1,a2·ejα2,…,ak·ejαk]，则其对应的相位向量为[α1,α2,…,αk]；第二CSI中与参考天线对应的向量为CSI_2(5)＝[b1·ejβ1,b2·ejβ2,…,bk·ejβk]，则其对应的相位向量为[β1,β2,…,βk]；其中k为频点的序号，那么可以将上述两个相位向量之间的差向量作为第一信号与第二信号之间的相位差向量，即[α1-β1,α2-β2,…,αk-βk]。
然而，由于信号在收发、路径传输过程中，可能受到一些噪声干扰。为了降低噪声干扰的影响，在一种可能的实现方式中，AP可以在计算出上述两个向量的差值向量之后，对该差值向量中包含的多个元素进行拟合，并确定相位差向量中每个频点位置上的相位差值。
由于相邻频点间的频率差固定，通常来说，各个频点位置上的相位差值呈线性，因此，可以对该差向量中各元素进行线性拟合，得到相位的线性偏移函数，再根据线性偏移函数确定相位差向量中每个频点位置上的相位差。例如，可以利用一次多项式y＝px+q进行拟合，在求解一次多项式系数时，可以通过最小二乘法等算法求解，本申请实施例对此不做限制。在确定出线性偏移函数y＝px+q之后，再根据该函数确定出每个频点位置上的相位差值，从而得到相位差向量。
步骤206、AP用相位差向量补偿第二CSI中与第二天线组中M个天线对应的M个向量中的每个向量。由于第一时间间隔和第二时间间隔的先后顺序可以互换，用相位差向量补偿第二CSI可以是补偿先采集的信号对应的CSI，也可以是补偿后采集的信号对应的CSI。
例如，若步骤205中确定出的相位差向量为θ＝[θ1,θ2,…,θk]，而第二CSI中与第二天线组中M个天线对应的M个向量分别为CSI_2(1)＝[c1,c2,…,ck]、CSI_2(2)＝[d1,d2,…,dk]、…、CSI_2(M)＝[e1,e2,…,ek]。那么经过补偿后的M个向量可以为
Figure BDA0001775324790000051
Figure BDA0001775324790000052
Figure BDA0001775324790000053
如图3所示，补偿前，两条折线分别根据第一天线组中的一个天线对应的向量和第二天线组中的一个天线对应的向量绘制而成，在对第二天线组中天线对应向量进行补偿后，根据补偿后的向量绘制而成的折线则如图3所示。
AP在对第二CSI中的M个向量进行补偿后，相当于获取到根据参考天线、第一天线组和第二天线组在第一时间间隔中接收到的信号获得的CSI，进而，AP可以根据第一CSI以及第二CSI中经过补偿的M个向量估计终端发送的信号的到达角。
步骤207、AP根据第一CSI以及第二CSI中经过补偿的M个向量，估计终端发送的信号的到达角。
以线阵天线为例，如图4所示，每个天线接收到的信号的来波方向可认为是相互平行的，那么可以认为信号传输到A点(即天线1的位置)、B点、C点时的相位相同。由于每个天线对应的CSI能够反映该天线接收到信号的相位，即信号传输到天线2的位置时信号的相位、传输到天线3的位置时信号的相位是已知；此外，天线1与天线2之间的距离d1以及天线2与天线3之间的距离d2也是已知的，因此，AP可以根据信号的波长估计出到达角φ1。进一步地，若第一天线组和第二天线组构成一个二维天线阵列，AP估计出的到达角可以包括不同平面的角度，即可以得到信号在三维空间中的方向。
如前所述，步骤206中也可以用相位差向量补偿第一CSI中与第一天线组中的N个天线对应的N个向量，相应的，在上述步骤207中，AP则根据第二CSI以及第一CSI中经过补偿的N个向量，估计终端发送的信号的到达角。
在一种可能的实现方式中，AP在估计出终端发送信号的到达角后，可以将估计出的到达角发送给服务器。服务器根据至少两个AP估计出的到达角，对终端定位。
在另一种可能的实现方式中，AP也可以自行对终端定位。AP可以接收终端发送的第一消息，并在接收到第一消息后向终端发送第二消息，作为对第一消息的响应，然后，AP可以接收到终端发送的第三消息。其中，第一消息或第三消息中包括终端发送第一消息的时间，第三消息中包括终端接收第二消息的时间。AP可以根据终端发送第一消息的时间、AP接收第一消息的时间、AP发送第二消息的时间以及终端接收第二消息的时间，估计AP与终端之间的距离。
举例说明，终端发送的第三消息的帧结构，可以如图5所示，包括种类(category)字段、公共行动(public action)字段、对话令牌(dialog token)字段、跟踪对话令牌(follow up dialog token)字段、发送时间(TOD)字段、接收时间(TOA)字段、发送时间误差(TOD error)字段、接收时间误差(TOA error)字段等等。终端发送第一消息的时间和接收第二消息的时间可以携带在TOA和TOD字段中发送给AP。
例如，如图6所示，终端在T1时刻向AP发送了第一消息(图6中的FTM_2(0,0)，AP在T2时刻接收到第一消息，并在T3时刻向终端发送了第二消息(图6中的Ack)，终端在T4时刻接收到第二消息；终端之后向AP发送第三消息(图6中的FTM_3)，该消息中包括T1时刻和T4时刻的指示信息。由此可知，第一消息和第二消息的总传输时间为(T4-T1)-(T3-T2)，那么AP与终端之间的距离为v*[(T4-T1)-(T3-T2)]/2，其中，v表示信号的传播速度。通过上述算法，即使AP与终端的时间不一致，也不影响计算传输时间。当然，若AP与终端的时间一致，也可以根据第一消息的传输时间T2-T1，或第二消息的传输时间T4-T3，估计AP与终端之间的距离。
具体的，上述过程可以是由AP触发的。例如，AP可以向终端发送用于触发测距流程的指示信息(如图6中所示的精细时间测量(fine timing measurement，FTM)请求(request))，终端回复响应信息(ack)，用于指示终端是否同意发起测距流程。若终端同意，则终端向AP发送第一消息。
AP在自行对终端定位时，还可以根据AP的高度、估计出到达角(如前所述，可以包括水平方向的角度和垂直方向上的角度)以及用户手持终端的高度的经验值，对终端定位。
此外，终端发送的信号可以经过多条传输路径达到AP，如图7所示，因此，AP接收到的信号是经由多条路径先后到达该AP的多个信号的叠加。其中，视线(line of sight，LOS)路径上的信号的到达角，为对终端定位时应采用的到达角。因此，AP还可以进一步判断来自同一终端经由不同路径达到AP的多个信号中，哪个为LOS路径上的信号。
在一种可能的实现方式中，AP可以运用已知的传统长训练字段(legacy longtraining field，L-LTF)上的频域序列对接收到的信号进行相关运算，由于报文中传统长训练字段(legacy long training field，L-LTF)具有良好的自相关性，经过相关运算后将得到多个脉冲信号。一般来说，LOS路径上的信号最先到达AP，因此，AP可以将时间最早的脉冲信号对应的信号作为LOS路径上的信号，并对该LOS路径上的信号应用上述到达角估计方法估计到达角，从而实现对终端定位。
在本申请上述实施例中，以AP中包括参考天线和两个天线组为例进行说明，应当理解，AP中还可以包括更多数量的天线组。例如，AP的结构还可以如图8所示，包括工作在5GHz或2.4GHz上的通信芯片、中央处理器(CPU)、闪存(flash)、双倍速率存储器(DDR)、工作在5GHz的射频前端模块、工作在2.4GHz的射频前端模块、天线共用器(diplexer)、转换开关S2、转换开关S3、转换开关S4、参考天线、天线组1、天线组2、天线组3和天线组4。其中，参考天线通过与一个射频前端模块连接，天线组1中的3个天线分别连接转换开关S2、转换开关S3和转换开关S4的通道1，天线组2中的3个天线分别连接转换开关S2、转换开关S3和转换开关S4的通道2，天线组3中的3个天线分别连接转换开关S2、转换开关S3和转换开关S4的通道3，天线组4中的3个天线分别连接转换开关S2、转换开关S3和转换开关S4的通道4。转换开关S1、转换开关S2、转换开关S3、转换开关S4在同一时刻，仅将与其连接的4个天线中的一个与射频前端模块连接，以实现信号采集。应当理解，图8所示的AP结构为对图1所示AP结构细化的一个具体实施例。在实际应用时，AP可以包括比图8所示更多或更少的元件。
通过设置转换开关，实现在时间间隔1中采集参考天线和天线组1中的3个天线接收到的信号，并根据接收到的信号获得CSI_1；在时间间隔2中采集参考天线和天线组2中的3个天线接到的信号，并根据接收到的信号获得CSI_2；在时间间隔3中采集参考天线和天线组3中的3个天线接收到的信号，并根据接收到的信号获得CSI_3；在时间间隔4中采集参考天线和天线组4中的4个天线接收到的信号，并根据接收到的信号获得CSI_4。然后，AP根据CSI_1和CSI_2中与参考天线对应的向量，确定参考天线在时间间隔1和时间间隔2采集到的信号的相位差向量，并用该相位差向量对CSI_2中与天线组2中天线对应的向量进行补偿；根据CSI_1和CSI_3中与参考天线对应的向量，确定参考天线在时间间隔1和时间间隔3采集到的信号的相位差向量，并用该相位差向量对CSI_3中与天线组3中天线对应的向量进行补偿；根据CSI_1和CSI_4中与参考天线对应的向量，确定参考天线在时间间隔1和时间间隔4采集到的信号的相位差向量，并用该相位差向量对CSI_4中与天线组4中天线对应的向量进行补偿。最后，根据CSI_1以及上述经过补偿的向量，估计终端发送的信号的到达角。
对每个转换开关，可以通过芯片中的通用输入/输出(general purpose inputoutput，GPIO)控制切换联通的天线。考虑到终端的移动速度，一般来说，在每250ms中完成对每个天线的信号采集，能够满足一般的终端定位精度需求。那么对于上述包括4个天线组的AP来说，可以设置每80ms切换一次转换开关。当然，上述数值仅为举例，在实际应用中，可以根据不同场景、不同的精度需求设置不同的切换周期，本申请实施例对此不做限制。
上述到达角估计方法可以应用于天线数量大于射频电路数量的设备中，可以通过在硬件电路上增加转换开关，令射频电路在不同时段采集不同天线接收到的信号。在上述方法中，第一设备根据第一CSI中与参考天线对应的向量和第二CSI中与参考天线对应的向量确定出第一信号与第二信号之间的相位差向量，该相位差是由于对第二设备发送的信号的接收时间差异产生的。第一设备根据上述相位差向量，对第二CSI(或第一CSI)中除与参考天线对应的向量之外的向量进行补偿，相当于获取到根据参考天线、第一天线组和第二天线组在同一时段中接收到的信号获得的CSI，然后根据该CSI估计第二设备发送的信号的到达角。由于估计第二设备的到达角时，利用了参考天线、第一天线组和第二天线接收到的信号，有助于提高到达角的估计精度，且无需增加射频电路的数量。
基于相同的技术构思，本申请实施例还提供了一种到达角估计设备，用于实现上述方法实施例。该设备可由无线设备实现。该设备可以如图9所示，包括接收单元901和处理单元902，进一步的，还可以包括发送单元903。
其中，接收单元901，用于在第一时间间隔中，用无线设备的参考天线和无线设备的第一天线组中每个天线采集来自所述第二设备的第一信号，所述第一天线组包括N个天线，N为大于等于1的整数；在第二时间间隔中，用所述参考天线和无线设备的第二天线组中每个天线采集来自所述第二设备的第二信号，所述第二天线组包括M个天线，M为大于等于1的整数；
处理单元902，用于估计第一信道状态信息CSI，所述第一CSI为所述第一信号的CSI，所述第一CSI包括N+1个向量，所述N+1个向量分别对应所述N个天线和所述参考天线；估计第二CSI，所述第二CSI为所述第二信号的CSI，所述第二CSI包括M+1个向量，所述M+1个向量分别对应所述M个天线和所述参考天线；根据所述第一CSI中与参考天线对应的向量和所述第二CSI中与所述参考天线对应的向量，确定所述第一信号与所述第二信号之间的相位差向量；用所述相位差向量补偿所述第二CSI中与所述M个天线对应的M个向量中每个向量，并根据第一CSI以及所述第二CSI中经过补偿的M个向量，估计所述第二设备发送的信号的到达角，或者，用所述相位差向量补偿所述第一CSI中与所述N个天线对应的N个向量中每个向量，并根据第二CSI以及所述第一CSI中经过补偿的N个向量，估计所述第二设备发送的信号的到达角。
在一种可能的实现方式中，所述处理单元902，在确定所述参考天线采集的第一信号与第二信号之间的相位差向量时，具体用于：计算第一CSI中与参考天线对应的向量和所述第二CSI中与所述参考天线对应的向量的差；根据所述差中的多个元素对应的频点对所述差中的多个元素进行拟合，并确定所述相位差向量中每个频点位置上的相位差值。
在一种可能的实现方式中，所述接收单元901还用于接收所述第二设备发送的第一消息。
该设备还包括发送单元903，用于向所述第二设备发送第二消息，所述第二消息为对所述第一消息的响应。
所述接收单元901还用于：接收所述第二设备发送的第三消息。所述第一消息或所述第三消息中包括所述第二网络设备发送所述第一消息的时间，所述第三消息中包括所述第二网络设备接收所述第二消息的时间。
所述处理单元902还用于：根据所述第二设备发送所述第一消息的时间、该设备接收所述第一消息的时间、该设备发送所述第二消息的时间、所述第二设备接收所述第二消息的时间，估计该设备与所述第二设备之间的距离；根据所述距离和所述到达角，定位所述第二设备。
需要说明的是，以上各个单元的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，例如，接收单元、发送单元可以独立设置，也可以组成一个收发单元。此外，收发单元与处理单元可以集成在一起，也可以独立实现。这些单元可以全部以软件通过处理元件调用的形式实现；也可以全部以硬件的形式实现；还可以部分单元通过软件通过处理元件调用的形式实现，部分单元通过硬件的形式实现。这里所述的处理元件可以是一种集成电路，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤或以上各个单元可以通过处理器元件中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。
以上这些单元可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个应用特定集成电路(ASIC)，或，一个或多个微处理器，或，一个或者多个现场可编程门阵列(FPGA)等。再如，当以上某个单元通过处理元件调度程序的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，例如中央处理器(CPU)或其它可以调用程序的处理器。再如，这些单元可以集成在一起，以片上系统(SOC)的形式实现。
基于相同的技术构思，本申请实施例还提供了一种无线设备，用于实现上述方法实施例。无线设备1000可以如图10所示，包括收发器1001和处理器1002，其中，所述收发器1001包括：参考天线、第一天线组、第二天线组，所述第一天线组包括N个天线，N为大于等于1的整数，所述第二天线组包括M个天线，M为大于等于1的整数。
所述收发器1001，用于在第一时间间隔中，用所述参考天线和所述第一天线组中每个天线采集来自第二设备的第一信号；在第二时间间隔中，用所述参考天线和所述第二天线组中每个天线采集来自所述第二设备的第二信号；
所述处理器1002用于：估计第一信道状态信息CSI，所述第一CSI为所述第一信号的CSI，所述第一CSI包括N+1个向量，所述N+1个向量分别对应所述N个天线和所述参考天线；估计第二CSI，所述第二CSI为所述第二信号的CSI，所述第二CSI包括M+1个向量，所述M+1个向量分别对应所述M个天线和所述参考天线；根据所述第一CSI中与参考天线对应的向量和所述第二CSI中与所述参考天线对应的向量，确定所述第一信号与所述第二信号之间的相位差向量；用所述相位差向量补偿所述第二CSI中与所述M个天线对应的M个向量中每个向量，并根据第一CSI以及所述第二CSI中经过补偿的M个向量，估计所述第二设备发送的信号的到达角，或者，用所述相位差向量补偿所述第一CSI中与所述N个天线对应的N个向量中每个向量，并根据第二CSI以及所述第一CSI中经过补偿的N个向量，估计所述第二设备发送的信号的到达角。
在一种可能的实现方式中，所述处理器1002，在确定所述参考天线采集的第一信号与第二信号之间的相位差向量时，具体用于：计算第一CSI中与参考天线对应的向量和所述第二CSI中与所述参考天线对应的向量的差；根据所述差中的多个元素对应的频点对所述差中的多个元素进行拟合，并确定所述相位差向量中每个频点位置上的相位差值。
在一种可能的实现方式中，所述收发器1001还用于：接收所述第二设备发送的第一消息，并向所述第二设备发送第二消息，所述第二消息为对所述第一消息的响应；接收所述第二设备发送的第三消息，所述第一消息或所述第三消息中包括所述第二网络设备发送所述第一消息的时间，第三消息中包括所述第二网络设备接收所述第二消息的时间。
所述处理器1002还用于：根据所述第二设备发送所述第一消息的时间、所述第一设备接收所述第一消息的时间、所述第一设备发送所述第二消息的时间、所述第二设备接收所述第二消息的时间，估计所述第一设备与所述第二设备之间的距离；根据所述距离和所述到达角，定位所述第二设备。
处理器1002可以是通用CPU，微处理器，ASIC，或一个或多个用于控制本申请方案程序执行的集成电路。
在具体实现中，作为一种实施例，处理器1002可以包括一个或多个CPU。
在具体实现中，作为一种实施例，该设备可以包括多个处理器。这些处理器中的每一个可以是一个单核处理器，也可以是一个多核处理器。这里的处理器可以指一个或多个设备、电路、和/或用于处理数据(例如计算机程序指令)的处理核。
基于相同的技术构思，本申请提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行上述方法实施例中的信号收发方法。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机指令的计算机可读存储介质(包括但不限于磁盘存储器、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
以上实施例中，对本申请的目的、技术方法和有益效果进行了详细说明。应理解，以上所述仅为本申请的具体实施方式而已，本申请的保护范围并不限定于此。凡在本申请的技术方案的基础上所做出的任何修改和变型，均应包括在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种到达角估计方法，其特征在于，包括：
第一设备在第一时间间隔中，用所述第一设备的参考天线和所述第一设备的第一天线组中每个天线采集来自第二设备的第一信号，所述第一天线组包括N个天线，N为大于等于1的整数；
所述第一设备在第二时间间隔中，用所述参考天线和所述第一设备的第二天线组中每个天线采集来自所述第二设备的第二信号，所述第二天线组包括M个天线，M为大于等于1的整数；
所述第一设备估计第一信道状态信息CSI，所述第一CSI为所述第一信号的CSI，所述第一CSI包括N+1个向量，所述N+1个向量分别对应所述N个天线和所述参考天线；
所述第一设备估计第二CSI，所述第二CSI为所述第二信号的CSI，所述第二CSI包括M+1个向量，所述M+1个向量分别对应所述M个天线和所述参考天线；
所述第一设备根据所述第一CSI中与所述参考天线对应的向量和所述第二CSI中与所述参考天线对应的向量，确定所述第一信号与所述第二信号之间的相位差向量；
所述第一设备用所述相位差向量补偿所述第二CSI中与所述M个天线对应的M个向量中每个向量，并根据第一CSI以及所述第二CSI中经过补偿的M个向量，估计所述第二设备发送的信号的到达角。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述参考天线采集的第一信号与第二信号之间的相位差向量，包括：
所述第一设备计算第一CSI中与参考天线对应的向量和所述第二CSI中与所述参考天线对应的向量的差；
所述第一设备根据所述差中的多个元素对应的频点对所述差中的多个元素进行拟合，并确定所述相位差向量中每个频点位置上的相位差值。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，还包括：
所述第一设备接收所述第二设备发送的第一消息，并向所述第二设备发送第二消息，所述第二消息为对所述第一消息的响应；
所述第一设备接收所述第二设备发送的第三消息，所述第一消息或第三消息中包括所述第二网络设备发送所述第一消息的时间，所述第三消息中包括所述第二网络设备接收所述第二消息的时间；
所述第一设备根据所述第二设备发送所述第一消息的时间、所述第一设备接收所述第一消息的时间、所述第一设备发送所述第二消息的时间、所述第二设备接收所述第二消息的时间，估计所述第一设备与所述第二设备之间的距离；
所述第一设备根据所述距离和所述到达角，定位所述第二设备。
4.一种到达角估计设备，其特征在于，包括：
接收单元，用于在第一时间间隔中，用无线设备的参考天线和所述无线设备的第一天线组中每个天线采集来自另一无线设备的第一信号，所述第一天线组包括N个天线，N为大于等于1的整数；在第二时间间隔中，用所述参考天线和所述无线设备的第二天线组中每个天线采集来自所述另一无线设备的第二信号，所述第二天线组包括M个天线，M为大于等于1的整数；
处理单元，用于估计第一信道状态信息CSI，所述第一CSI为所述第一信号的CSI，所述第一CSI包括N+1个向量，所述N+1个向量分别对应所述N个天线和所述参考天线；估计第二CSI，所述第二CSI为所述第二信号的CSI，所述第二CSI包括M+1个向量，所述M+1个向量分别对应所述M个天线和所述参考天线；根据所述第一CSI中与参考天线对应的向量和所述第二CSI中与所述参考天线对应的向量，确定所述第一信号与所述第二信号之间的相位差向量；用所述相位差向量补偿所述第二CSI中与所述M个天线对应的M个向量中每个向量，并根据第一CSI以及所述第二CSI中经过补偿的M个向量，估计所述另一无线设备发送的信号的到达角。
5.如权利要求4所述的设备，其特征在于，所述处理单元，在确定所述参考天线采集的第一信号与第二信号之间的相位差向量时，具体用于：
计算第一CSI中与参考天线对应的向量和所述第二CSI中与所述参考天线对应的向量的差；
根据所述差中的多个元素对应的频点对所述差中的多个元素进行拟合，并确定所述相位差向量中每个频点位置上的相位差值。
6.如权利要求4或5所述的设备，其特征在于，所述接收单元还用于接收所述另一无线设备发送的第一消息；
所述设备还包括发送单元，用于向所述另一无线设备发送第二消息，所述第二消息为对所述第一消息的响应；
所述接收单元还用于：接收所述另一无线设备发送的第三消息，所述第一消息或所述第三消息中包括所述第二网络设备发送所述第一消息的时间，所述第三消息中包括所述第二网络设备接收所述第二消息的时间；
所述处理单元还用于：根据所述另一无线设备发送所述第一消息的时间、所述接收单元接收所述第一消息的时间、所述发送单元发送所述第二消息的时间、所述另一无线设备接收所述第二消息的时间，估计所述设备与所述另一无线设备之间的距离；根据所述距离和所述到达角，定位所述另一无线设备。
7.一种无线设备，其特征在于，包括：收发器和处理器，其中，所述收发器包括：参考天线、第一天线组、第二天线组，所述第一天线组包括N个天线，N为大于等于1的整数，所述第二天线组包括M个天线，M为大于等于1的整数；
所述收发器，用于在第一时间间隔中，用所述参考天线和所述第一天线组中每个天线采集来自另一无线设备的第一信号；在第二时间间隔中，用所述参考天线和所述第二天线组中每个天线采集来自所述另一无线设备的第二信号；
所述处理器用于：
估计第一信道状态信息CSI，所述第一CSI为所述第一信号的CSI，所述第一CSI包括N+1个向量，所述N+1个向量分别对应所述N个天线和所述参考天线；
估计第二CSI，所述第二CSI为所述第二信号的CSI，所述第二CSI包括M+1个向量，所述M+1个向量分别对应所述M个天线和所述参考天线；
根据所述第一CSI中与参考天线对应的向量和所述第二CSI中与所述参考天线对应的向量，确定所述第一信号与所述第二信号之间的相位差向量；
用所述相位差向量补偿所述第二CSI中与所述M个天线对应的M个向量中每个向量，并根据第一CSI以及所述第二CSI中经过补偿的M个向量，估计所述另一无线设备发送的信号的到达角。
8.如权利要求7所述的设备，其特征在于，所述处理器，在确定所述参考天线采集的第一信号与第二信号之间的相位差向量时，具体用于：
计算第一CSI中与参考天线对应的向量和所述第二CSI中与所述参考天线对应的向量的差；
根据所述差中的多个元素对应的频点对所述差中的多个元素进行拟合，并确定所述相位差向量中每个频点位置上的相位差值。
9.如权利要求7或8所述的设备，其特征在于，所述收发器还用于：接收所述另一无线设备发送的第一消息，并向所述另一无线设备发送第二消息，所述第二消息为对所述第一消息的响应；接收所述另一无线设备发送的第三消息，所述第一消息或所述第三消息中包括所述第二网络设备发送所述第一消息的时间，所述第三消息中包括所述第二网络设备接收所述第二消息的时间；
所述处理器还用于：
根据所述另一无线设备发送所述第一消息的时间、所述收发器接收所述第一消息的时间、所述收发器发送所述第二消息的时间、所述另一无线设备接收所述第二消息的时间，估计所述设备与所述另一无线设备之间的距离；
根据所述距离和所述到达角，定位所述另一无线设备。
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