CN113824514B - 信源定向方法、系统、装置、终端设备及可读存储介质 - Google Patents

信源定向方法、系统、装置、终端设备及可读存储介质 Download PDF

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CN113824514B CN202110699155.9A CN202110699155A CN113824514B CN 113824514 B CN113824514 B CN 113824514B CN 202110699155 A CN202110699155 A CN 202110699155A CN 113824514 B CN113824514 B CN 113824514B
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Abstract

本发明涉及定向技术领域，具体而言，涉及一种信源定向方法、系统、装置、终端设备及可读存储介质。信源定向方法包括：获取第一信号，第一信号包括第一阵元所接收的信源发出的信源信号；获取第二信号，第二信号包括第二阵元所接收的信源信号；根据第一信号和第二信号，得到信源信号的第一判决值，根据第一判决值得到信源的第一方向。本发明通过将天线阵列中接收信源信号的天线阵元的切换，从而将天线阵元的切换和判决结果联系起来，使用判决结果判断来波方向。从而不需要联合多路IQ采集来进行定位，也就不需要采集IQ的芯片，使用普通蓝牙芯片即可工作，可以有效降低定向设备的成本和故障率，并且可以提高定向的效率。

Description

信源定向方法、系统、装置、终端设备及可读存储介质
技术领域
本发明涉及定向技术领域，具体而言，涉及一种信源定向方法、系统、装置、终端设备及可读存储介质。
背景技术
现有的射频定向设备，一般需要使用多天线联合多路IQ采集来定位，并使用特殊的设备和频段。因此成本和故障率都较高，且定向效率低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种信源定向方法、系统、装置、终端设备及可读存储介质，以改善上述问题。
为了实现上述目的，本申请实施例提供了如下技术方案：
第一方面，本申请实施例提供了一种信源定向方法，所述方法包括：
获取第一信号，所述第一信号包括第一阵元所接收的所述信源发出的信源信号；
获取第二信号，所述第二信号包括第二阵元所接收的所述信源信号；
根据所述第一信号和所述第二信号，得到所述信源信号的第一判决值，根据所述第一判决值得到所述信源的第一方向。
可选的，所述方法还包括：
获取第三信号，所述第三信号包括所述第一阵元所接收的所述信源信号；
获取第四信号，所述第四信号包括另一个第二阵元所接收的所述信源信号；
根据所述第三信号和所述第四信号，得到所述信源信号的第二判决值，根据所述第二判决值得到所述信源的第二方向；
根据所述第一方向和所述第二方向，得到所述信源的第三方向。
可选的，所述方法还包括：
获取第五信号，所述第五信号包括第三阵元所接收的所述信源信号；
根据所述第二信号和所述第五信号，得到所述信源信号的第三判决值，根据所述第三判决值得到所述信源的第四方向；
根据所述第一方向和所述第四方向，得到所述信源的第五方向。
可选的，所述获取第二信号之前，还包括：
当接收到所述第一信号的标志位的第一时间长度后，将接收所述信源信号的阵元由所述第一阵元切换至所述第二阵元；所述第一时间长度等于所述标志位到定向bit流起始位置的时间和一个码元的持续时间之和。
可选的，所述信源信号包括全0的数据bit流或全1的数据bit流。
第二方面，本申请实施例提供了一种信源定向系统，所述系统包括第一获取模块、第二获取模块和第一计算模块。
第一获取模块，用于获取第一信号，所述第一信号包括第一阵元所接收的所述信源发出的信源信号；
第二获取模块，用于获取第二信号，所述第二信号包括第二阵元所接收的所述信源信号；
第一计算模块，用于根据所述第一信号和所述第二信号，得到所述信源信号的第一判决值，根据所述第一判决值确定所述信源的第一方向。
可选的，所述系统还包括第三获取模块，第四获取模块、第二计算模块和第三计算模块。
第三获取模块，用于获取第三信号，所述第三信号包括所述第一阵元所接收的所述信源信号；
第四获取模块，用于获取第四信号，所述第四信号包括另一个第二阵元所接收的所述信源信号；
第二计算模块，用于根据所述第三信号和所述第四信号，得到所述信源信号的第二判决值，根据所述第二判决值确定所述信源的第二方向；
第三计算模块，用于根据所述第一方向和所述第二方向，确定所述信源的第三方向。
可选的，所述系统还包括第五获取模块、第四计算模块和第五计算模块。
第五获取模块，用于获取第五信号，所述第五信号包括第三阵元所接收的所述信源信号；
第四计算模块，用于根据所述第二信号和所述第五信号，得到所述信源信号的第三判决值，根据所述第三判决值得到所述信源的第四方向；
第五计算模块，用于根据所述第一方向和所述第四方向，得到所述信源的第五方向。
可选的，所述系统还包括切换模块。
切换模块，用于当接收到所述第一信号的标志位的第一时间长度后，将接收所述信源信号的阵元由所述第一阵元切换至所述第二阵元；所述第一时间长度等于所述标志位到定向bit流起始位置的时间和一个码元的持续时间之和。
可选的，所述信源信号包括全0的数据bit流或全1的数据bit流。
第三方面，本申请实施例提供了一种信源定向装置，所述信源定向装置包括天线阵列和可编程逻辑器件。所述天线阵列包括第一阵元和第二阵元；所述可编程逻辑器件用于执行上述信源定向方法的步骤。
可选的，所述第二阵元包括至少两个，所述第一阵元与每个所述第二阵元的间距均相等。
可选的，所述信源定向装置还包括天线切换模块，所述天线切换模块根据所述可编程逻辑器件发出的控制信号切换接收所述信源发出的信源信号的天线阵元。
可选的，所述第一阵元通过第一微带线与接收芯片电连接，所述第二阵元通过第二微带线与接收芯片电连接，所述第一微带线与所述第二微带线的长度差满足以下公式：
Figure GDA0003822597910000041
公式(1)中，Δw为所述第一微带线与所述第二微带线的长度差，n为整数，
Figure GDA0003822597910000042
为所述天线阵列所接收到的所述信源发出的信元信号在所述第一微带线中和所述第二微带线中的波长。
可选的，所述第一阵元与所述第二阵元之间的间距满足以下公式：
Figure GDA0003822597910000043
公式(2)中，d为所述第一阵元与所述第二阵元之间的间距，λ为所述信源发出的信元信号在空气中的波长。
第四方面，本申请实施例提供了一种信源定向终端设备，包括第一存储器、第一处理器以及存储在所述第一存储器中并可在所述第一处理器上运行的计算机程序，所述第一处理器执行所述计算机程序时实现上述信源定向方法的步骤。
第五方面，本申请实施例提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述信源定向方法的步骤。
第六方面，本申请实施例提供了一种信源信号发送方法，所述包括：
生成信源信号；
将所述信源信号发送，所述信源信号用于依次被第一阵元和第二阵元接收，所述第一阵元接收的所述信源信号，用于与所述第二阵元接收的所述信源信号结合，得到所述信源信号的第一判决值，所述第一判决值用于判断所述信源信号的第一发送方向。
可选的，所述第二阵元接收所述信源信号之后，还包括：
所述信源信号依次被所述第一阵元和另一个第二阵元接收，所述第一阵元接收的所述信源信号，用于与所述另一个第二阵元接收的所述信源信号结合，得到所述信源信号的第二判决值，所述第二判决值用于判断所述信源信号的第二发送方向，所述第二发送方向用于与所述第一发送方向结合，得到所述信源信号的第三发送方向。
可选的所述第二阵元接收所述信源信号之后，还包括：
所述信源信号被第三阵元接收，所述第三阵元接收的所述信源信号，用于与所述第二阵元接收的所述信源信号结合，得到所述信源信号的第三判决值，所述第三判决值用于判断所述信源信号的第四发送方向，所述第四发送方向用于与所述第一发送方向结合，得到所述信源信号的第五发送方向。
可选的，所述信源信号的包括用于触发阵元切换的标志位，所述阵元切换包括：
当接收到所述标志位的第一时间长度后，将接收所述信源信号的阵元由当前阵元切换到另一个阵元，所述第一时间长度等于所述标志位到定向bit流起始位置的时间和一个码元的持续时间之和。
可选的，所述信源信号包括全0的数据bit流或全1的数据bit流。
第七方面，本申请实施例提供了一种信源信号发送装置，包括信源信号生成模块和信源信号发送模块。
信源信号生成模块，用于生成信源信号；
信源信号发送模块，用于将所述信源信号发送，所述信源信号用于依次被第一阵元和第二阵元接收，所述第一阵元接收的所述信源信号，用于与所述第二阵元接收的所述信源信号结合，得到所述信源信号的第一判决值，所述第一判决值用于判断所述信源信号的第一发送方向。
可选的，所述信源信号包括全0的数据bit流或全1的数据bit流。
第八方面，本申请实施例提供了一种信源信号发送终端设备，包括第二存储器、第二处理器以及存储在所述第二存储器中并可在所述第二处理器上运行的计算机程序，所述第二处理器执行所述计算机程序时实现上述信源信号发送方法的步骤。
第九方面，本申请实施例提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述信源信号发送方法的步骤。
本发明的有益效果为：
本发明通过将天线阵列中接收信源信号的天线阵元的切换，从而将天线阵元的切换和判决结果联系起来，使用判决结果判断来波方向。从而不需要联合多路IQ采集来进行定位，也就不需要采集IQ的芯片，使用普通蓝牙芯片即可工作，可以有效降低定向设备的成本和故障率，并且可以提高定向的效率。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明实施例中提供的一种信源定向装置结构示意图；
图2是本发明实施例中所述经过GFSK调制后的信号的波形图；
图3是本发明实施例中所述的数据发送和接收的处理流程示意图；
图4是本发明实施例中所述的bit信源与采样相位之间的关系示意图；
图5是本发明实施例中所述的天线阵元切换与相位的关系示意图；
图6是本发明实施例中所述的天线阵元间距与微带线长度关系示意图；
图7是本发明实施例中所述的单位圆上
Figure GDA0003822597910000081
的判决范围示意图；
图8是本发明实施例中所述的Δp与
Figure GDA0003822597910000082
的关系示意图；
图9是本发明一个实施例提供的信元定向方法的方法流程图；
图10是本发明另一实施例提供的信元定向方法的方法流程图；
图11是本发明实施例中所述的天线阵列的布局示意图；
图12是本发明另一实施例提供的信元定向方法的方法流程图；
图13是本发明一个实施例提供的信源定向系统结构框图；
图14是本发明另一个实施例提供的信源定向系统结构框图；
图15是本发明另一个实施例提供的信源定向系统结构框图；
图16是本发明一个实施例提供的信源定向终端设备结构框图和本发明另一个实施例提供的信源信号发送终端设备结构框图；
图17是本发明一个实施例提供的信源信号发送方法的方法流程图；
图18是本发明一个实施例提供的信源信号发送装置结构框图；
图19是本发明一个实施例提供的信源信号发送终端设备结构框图。
图中标记：110、信号发送装置；120、信号接收装置；121、可编程逻辑器件；122、开关控制线；123、天线阵列；124、信号接收芯片；125、射频开关阵列。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号或字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
实施例
现有的射频定向设备，一般需要使用多天线联合多路IQ采集来定位，并使用特殊的设备和频段。本发明实施例中所提供的技术方案，能够有效解决该问题。
请参考图1，其示出了本发明各个实施例所涉及的一种实施环境的结构示意图。该实施环境包括：信号发送装置110和信号接收装置120。
信号发送装置110可以是具有普通的蓝牙发送功能的电子设备，需要支持蓝牙BLE4.2及以上的协议即可。该信号发送装置110可以是定制的标签，也可以是具有蓝牙功能的智能手机等设备。
信号接收装置120，可以包括可编程逻辑器件121、开关控制线122、天线阵列123、信号接收芯片124、和射频开关阵列125。
可编程逻辑器件121的输入端与信号接收芯片124电连接，可编程逻辑器件121的输出端通过开关控制线122与射频开关阵列125电连接，可编程逻辑器件121可以是CPLD(Complex Programming logic device)，CPLD是高密度、高速度和低功耗的可编程逻辑器件。
信号接收芯片124的输入端与射频开关阵列125电连接，输出端与可编程逻辑器件121电连接，信号接收芯片124可以是蓝牙接收芯片。
天线阵列123包含至少两个天线阵元，每个天线阵元均通过独立的微带线与射频开关阵列125电连接。
射频开关阵列125的输出端与信号接收芯片124电连接，射频开关阵列125的输入端与天线阵列123电连接。在接收到可编程逻辑器件121的控制命令后，射频开关阵列125根据该控制命令，接通或断开天线阵列123中其中一个天线阵元的输入微带线，当射频开关阵列125接通输入微带线的天线阵元，才能将其所接收到的信源信号传输给可编程逻辑器件121。
信号发送装置110和信号接收装置120可以工作在蓝牙的广播频段上，蓝牙的广播频段包含三个，分别是37,38,39通道，其工作频率分别为：2.402GHz，2.426GHz，2.480GHz.在广播信道中，蓝牙协议使用GFSK调制方式，调制系数0.45至0.55之间。
蓝牙的广播信道的调制中，0.5的调制系数的GFSK信号，发送1时信号为载波频率加上250KHz，发送0时，信号为载波频率减去250KHz。蓝牙BLE广播信道的波特率为1M/s,所以每个信元的持续时长为1us，其波形图如图2所示。
如图3所示，在蓝牙的广播信道上，数据发送时有一个白化过程，接收解调后有一个去白化过程。
信号发送装置110发送信号，信号接收装置120接收信号。信号发送装置110通过构造特殊的bit流，可以使得白化后的数据bit流变成全1或者全0，为了讲述方便，这里以全1为例。同时，由于信道白化过程和去白化是固定的且可逆的，通过分析处理信号接收装置120接收到的数据bit流，可以反向推断出解调后得到的数据bit流。
信号接收装置120接收到信号发送装置110发送的帧头后，由信号接收芯片124立即生成一个信号脉冲给可编程逻辑器件121，可编程逻辑器件121通过硬件逻辑生成天线阵元切换控制信号，来控制射频开关阵列对天线阵元的切换。
信号由天线阵列123接收，交由可编程逻辑器件121内部的解调器解调，然后去白化，信号接收芯片124的用户可以读取得到一帧数据bit流。由于天线阵元切换的原因，该数据一般与发送的数据bit流不同，算法通过比较这个不同点，便可以得到信号发送装置110相对于信号接收装置120的方位。
算法通过比较这个不同点，得到信号发送装置110相对于信号接收装置120的方位的原理如下：
为了描述方便，设定发送的数据为白化后bit流为全1。信号接收装置120收到数据后，经过去白化的反向操作，可以获得解调后，去白化前的数据。
蓝牙广播信道的解调后判决是通过bit开始和结束时的相位差来判断的。则蓝牙广播信号的复数表示方式为：
Figure GDA0003822597910000111
其中i为虚数单位，S为复数信号，
Figure GDA0003822597910000112
为初始相位，A为信号幅度，fb为调制频率。当发送1时，fb＝250kHz，当发送0时，fb＝-250kHz。
如图4所示，可编程逻辑器件121通过第一个采样相位和第二个采样相位，可以检测出发送的bit是0还是1，bit信源与采样相位之间的关系如图4所示，在图4中，第一个采样相位为
Figure GDA0003822597910000113
第二个采样相位为
Figure GDA0003822597910000121
本实施例中，可编程逻辑器件121可以使用不具备IQ值输出功能的芯片，可以使用仅有0、1判决值的蓝牙芯片实现。
当发送1时，相位差为：
Figure GDA0003822597910000122
Figure GDA0003822597910000123
同样的道理，当发送0时，相位差为：
Figure GDA0003822597910000124
也就是说，相位差的不同，对应信元bit的不同。当信号发送装置110发送全1的信元bit流时，相邻的采样相位差应该均为
Figure GDA0003822597910000125
此时，做如下过程设计，在信元中间切换天线阵元，使得两次采样的信号使用不同的天线阵元进行接收，同时设计使得两个天线阵元本身的相位延迟相差
Figure GDA0003822597910000126
天线阵元切换与相位的关系如图5所示。
假设标签信号到达天线1的路径长度为p，标签到达天线2之间的路径为p+Δp，这个路径差Δp与天线构型和标签相对于基站的方位有关。如图6所示，Δp＝d·sinβ。
图6中，天线1到达信号接收芯片124的微带线长度为w，天线2到达信号接收芯片124的微带线长度为w+Δw，这个长度差可以通过微带线设计来控制。则有，信号发送装置110端信号为：
Figure GDA0003822597910000127
而采样相位的值为：其中λ为信号在空气中的波长,
Figure GDA0003822597910000131
为信号在微带线中的波长。这两个波长均可以根据信号频率,空气介电常数,微带线构型,PCB板材介电常数计算得到：
Figure GDA0003822597910000132
Figure GDA0003822597910000133
则,可编程逻辑器件内部判决器获得的相位差为:
Figure GDA0003822597910000134
通过设计微带线,使
Figure GDA0003822597910000135
n为整则有：
Figure GDA0003822597910000136
同样的道理，当发送0时，微带线的长度差
Figure GDA0003822597910000137
由于相位是以2π为周期的,因此,2π可以去掉,因此有：
Figure GDA0003822597910000138
由图6可知,可编程逻辑器件121是通过
Figure GDA0003822597910000139
的更接近
Figure GDA00038225979100001310
还是
Figure GDA00038225979100001311
来判决收到的bit信元是1还是0。由此，在单位圆上可以画出
Figure GDA00038225979100001312
的判决范围，如图7所示。
通过微带天线的长度,可以让天线1和天线2之间的距离小于
Figure GDA0003822597910000141
则Δp的取值范围为:
Figure GDA0003822597910000142
画出Δp与
Figure GDA0003822597910000143
的关系图，如图8所示。由图8，可以得到以下表格中的内容：
Figure GDA0003822597910000144
所以仅仅通过接收到的信元本身是1还是0，便可以判断得到信号是从相邻两个天线阵元连线的法线的左侧入射还是右侧入射。
如图9所示，其示出了本发明一个实施例提供的信元定向方法的流程图，该信元定向方法包括步骤S210、步骤S220和步骤S230。
步骤S210.获取第一信号。第一信号可以是天线阵列123中第一个与射频开关阵列125电连接的天线阵元所接收的信源发出的信源信号。
步骤S220.获取第二信号。第二信号可以是另一个与射频开关阵列125电连接的天线阵元所接收的信源信号。
步骤S230.根据第一信号和第二信号，得到信源信号的第一判决值，根据第一判决值得到信源的第一方向。
可编程逻辑器件121根据第一信号和第二信号，判决得到接收到的信源是0还是1，根据判决值，就可以得到信源信号的发射方向位于第一阵元和第二阵元连线的法线的左侧还是右侧。
蓝牙4.2是设计来传数据的，默认执行白化，从而发出的数据是频率变化的，无法直接用于定向。通过构造全0的数据bit流或全1的数据bit流，可以使信号的频率在一个定向周期内保持一致。通过判决出来的0或者1，以及在微带线和天线阵列结构的设计，来反推信源信号入射方向，从而实现定向，使得使用蓝牙4.2的电子产品也能被定向。
由于本实施例中的可编程逻辑器件121只需要输出0或1的判决值，根据判决值就可以判断信源的方向，因此可编程逻辑器件121就可以不需要给出第一信号和第二信号具体的相位，或者第一信号与第二信号的相位差，因此，可编程逻辑器件121可以使用蓝牙4.2及以下的蓝牙芯片来实现。使信源方向的判断更加简洁，提高信源方向判断的效率。
目前蓝牙4.2协议的蓝牙芯片，内部只能判断相位差是更接近
Figure GDA0003822597910000151
还是更接近
Figure GDA0003822597910000152
来输出0/1，并不能清晰的输出具体相位差的值，原因是蓝牙4.2芯片只是做传输数据用，也就是传输0、1值使用，并不提供定向功能，所以不输出具体的相位或相位差值，而定向通常会用到相位或相位差来解算方向。
而支持蓝牙5.1及以上版本协议的芯片，可支持定向功能(也就是在传输数据这个基础功能之上，又提供了定向功能)，所以支持蓝牙5.1的芯片会清晰的计算相位/相位差值并输出。
虽然蓝牙协议更新到5.1版本了，现在市面上很多电子产品(例如手机)里的蓝牙芯片还是4.2版本的，还没有升级5.1版本的芯片，也就是说，只有蓝牙4.2芯片的手机是无法根据蓝牙5.1协议发送信号，所以即使定向基站里使用了5.1协议的芯片，老手机也无法和定向基站基于蓝牙5.1来通信解码，从而基站无法直接得到相位/相位差值来定向。
因此，使用蓝牙4.2及以下的蓝牙芯片，可以极大的降低设备成本，增加使用本方法来进行信源方向设备的兼容性。
综上所述，本发明实施例提供的信源定向方法，仅仅通过接收信源信号的天线阵元的切换，即可实现信源方向的判断，天线阵列的所有天线阵元共用一个接收通道。从而不需要联合多路IQ采集来进行定位，也就不需要采集IQ的芯片，仅仅使用普通蓝牙芯片即可工作，可以有效降低定向设备的成本和故障率，并且可以提高定向的效率。同时，本发明由于使用蓝牙频段，许可较为容易。
如图10所示，其示出了本发明一个实施例提供的信元定向方法的流程图，该信元定向方法包括步骤S310、步骤S320、步骤S330、步骤S340、步骤S350、步骤S360和步骤S370。
步骤S310.获取第一信号。在接收信源信号之前，射频开关阵列125先与第一阵元电连接，第一阵元先开始接收信源信号，信源信号可以是全0的数据bit流或者全1的数据bit流。信源信号的每一个bit信元中，均有一个标志位，比如说，这个标志位可以是bit信元的帧头。当第一阵元识别到第一信号的标志位时开始切换准备工作，并且在对应的bit流时间后开始切换，该对应bit流时间可以是标志位到定向bit流起始位置的时间与一个码元时间之和。
步骤S320.获取第二信号。当识别到第一信号中的标志位的对应bit流时间后，可编程逻辑器件121生成一个切换控制命令，并将该控制命令发送给射频开关阵列125，射频开关阵列125接收到该控制命令后，将第一阵元断开，将第二阵元电连接，将第二阵元中接收的信源信号传输至可编程逻辑器件121。
步骤S330.根据第一信号和第二信号，得到信源信号的第一判决值，根据第一判决值得到信源的第一方向。可编程逻辑器件根据第一信号和第二信号，判决得到信源信号的第一方向。
步骤S340.获取第三信号，第三信号包括第一阵元所接收的信源信号；当识别到第二信号中的标志位的对应bit流时间后，可编程逻辑器件121生成一个切换控制命令，并将该控制命令发送给射频开关阵列125，射频开关阵列125接收到该控制命令后，将第二阵元断开，将第一阵元电连接，将第一阵元中接收的信源信号传输至可编程逻辑器件121。将接收信源信号的天线阵元由第二阵元切换至第一阵元，继续由第一阵元接收信源信号，就得到了第三信号。
步骤S350.获取第四信号，第四信号包括另一个第二阵元所接收的信源信号；当识别到第三信号中的标志位的对应bit流时间后，可编程逻辑器件121生成一个切换控制命令，并将该控制命令发送给射频开关阵列125，射频开关阵列125接收到该控制命令后，将第一阵元断开，将另一个第二阵元电连接，将该第二阵元中接收的信源信号传输至可编程逻辑器件121。将接收信源信号的天线阵元由第一阵元切换至另一个第二阵元，由另一个第二阵元接收信源信号，就得到了第四信号。
步骤S360.根据第三信号和第四信号，得到信源信号的第二判决值，根据第二判决值得到信源的第二方向；由此，就得到了第一方向和第二方向两个方向。
步骤S370.根据第一方向和第二方向，得到信源的第三方向。根据第一方向和第二方向，可以得到更加精确的信源信号的发送方向。
蓝牙4.2是设计来传数据的，默认执行白化，从而发出的数据是频率变化的，无法直接用于定向。本实施例中通过构造特殊的bit流(即全0的数据bit流或全1的数据bit流)，可以使信号的频率在一个定向周期内保持一致。通过判决出来的0或者1，以及在微带线和天线阵列结构的设计，来反推信源信号入射方向，从而实现定向，使得使用蓝牙4.2的电子产品也能被定向。
由于本实施例中的可编程逻辑器件121只需要输出0或1的判决值，根据判决值就可以判断信源的方向，因此可编程逻辑器件121就可以不需要给出第一信号和第二信号具体的相位，或者第一信号与第二信号的相位差，因此，可编程逻辑器件121可以使用蓝牙4.2及以下的蓝牙芯片来实现。使信源方向的判断更加简洁，提高信源方向判断的效率。
目前蓝牙4.2协议的蓝牙芯片，内部只能判断相位差是更接近
Figure GDA0003822597910000181
还是更接近
Figure GDA0003822597910000182
来输出0/1，并不能清晰的输出具体相位差的值，原因是蓝牙4.2芯片只是做传输数据用，也就是传输0、1值使用，并不提供定向功能，所以不输出具体的相位或相位差值，而定向通常会用到相位或相位差来解算方向。
而支持蓝牙5.1及以上版本协议的芯片，可支持定向功能(也就是在传输数据这个基础功能之上，又提供了定向功能)，所以支持蓝牙5.1的芯片会清晰的计算相位/相位差值并输出。
虽然蓝牙协议更新到5.1版本了，现在市面上很多电子产品(例如手机)里的蓝牙芯片还是4.2版本的，还没有升级5.1版本的芯片，也就是说，只有蓝牙4.2芯片的手机是无法根据蓝牙5.1协议发送信号，所以即使定向基站里使用了5.1协议的芯片，老手机也无法和定向基站基于蓝牙5.1来通信解码，从而基站无法直接得到相位/相位差值来定向。
因此，使用蓝牙4.2及以下的蓝牙芯片，可以极大的降低设备成本，增加使用本方法来进行信源方向设备的兼容性。
综上所述，本发明实施例提供的信源定向方法，仅仅通过接收信源信号的天线阵元的切换，即可实现信源方向的判断，从而不需要联合多路IQ采集来进行定位，也就不需要采集IQ的芯片，仅仅使用普通蓝牙芯片即可工作，可以有效降低定向设备的成本和故障率，并且可以提高定向的效率。
在本实施例中，天线阵列122中有1个第一阵元和至少两个第二阵元，且每个第二阵元与第一阵元的间距都相等。如图11所示，天线阵列122中有1个第一阵元，即图11中的0号天线，有8个第二阵元，8个第二阵元分别为1号天线、2号天线、3号天线、4号天线、5号天线、6号天线、7号天线和8号天线，8个第二阵元环绕设置在第一阵元的周围，且相邻两个第二阵元之间的间距均相等。
接收信源信号时，可以先由0号天线接收信源信号，记为第一信号，再由1号天线接收信源信号，记为第二信号，由第一信号和第二信号，得到第一方向；
依次由0号天线接收信源信号，记为第三信号，由2号天线接收信源信号，记为第四信号，根据第三信号和第四信号，得到第二方向；
此时，可以根据第一方向和第二方向，得到第三方向，第三方向相对于第一方向和第二方向，就更加准确。
同时，也可以继续循环上述步骤，获得多个方向，然后将多个方向进行综合判断，第二阵元中的天线越多，最后识别到的方向越准确。
可选的，在本实施例中，第一阵元通过第一微带线与接收芯片121电连接，第二阵元通过第二微带线与接收芯片121电连接，第一微带线与第二微带线的长度差满足以下公式：
Figure GDA0003822597910000191
公式(1)中，Δw为第一微带线与第二微带线的长度差，n为整数，
Figure GDA0003822597910000192
为天线阵列所接收到的信源发出的信元信号在第一微带线中和第二微带线中的波长。
Δw的最优选择为
Figure GDA0003822597910000201
不过在实际应用的过程中，可以允许有25％的误差。信源信号中是全0的数据bit流时，
Figure GDA0003822597910000202
信源信号中是全1的数据bit流时，
Figure GDA0003822597910000203
第一阵元与第二阵元之间的间距满足以下公式：
Figure GDA0003822597910000204
公式(2)中，d为第一阵元与第二阵元之间的间距，λ为信源发出的信元信号在空气中的波长。优选为
Figure GDA0003822597910000205
实际产品允许有一定误差，通常在
Figure GDA0003822597910000206
此范围内都可行，当然越接近波长的二分之一越好。
如图11同中，箭头的方向为信源信号的入射方向，可以得到：
0号天线和1号天线组队：可以得到信源信号从1侧入射；
0号天线和2号天线组队：可以得到信源信号从2侧入射；
0号天线和3号天线组队：可以得到信源信号从3侧入射；
0号天线和4号天线组队：可以得到信源信号从4侧入射；
0号天线和5号天线组队：可以得到信源信号从0侧入射；
0号天线和6号天线组队：可以得到信源信号从0侧入射；
0号天线和7号天线组队：可以得到信源信号从0侧入射；
0号天线和8号天线组队：可以得到信源信号从0侧入射；
则反过来，通过判断各个天线从哪侧入射，就可以判断出信号入射方向为2号天线和3号天线之间。
本实施例中，通过在信源信号的发送端发送带有特殊bit流(即全0的数据bit流或全1的数据bit流)的信源信号，在信源信号的接收端通过构造特殊的硬件结构(即第一微带线与第二微带线的长度差和第一阵元与第二阵元之间的间距)，使得从不同的方向过来信号，接受端的判决结果不同，根据判决结果判断信号过来的方向。
如图12所示，其示出了本发明一个实施例提供的信元定向方法的流程图，该信元定向方法包括步骤S410、步骤S420、步骤S430、步骤S440、步骤S450和步骤S460。
步骤S410.获取第一信号。在接收信源信号之前，射频开关阵列125先与第一阵元电连接，第一阵元先开始接收信源信号，信源信号可以是全0的数据bit流或者全1的数据bit流。信源信号的每一个bit信元中，均有一个标志位，比如说，这个标志位可以是bit信元的帧头。当第一阵元识别到第一信号的标志位时开始切换准备工作，并且在对应的bit流时间后开始切换，该对应bit流时间可以是标志位到定向bit流起始位置的时间与一个码元时间之和。
步骤S420.获取第二信号。当识别到第一信号中的标志位的对应bit流时间后，可编程逻辑器件121生成一个切换控制命令，并将该控制命令发送给射频开关阵列125，射频开关阵列125接收到该控制命令后，将第一阵元断开，将第二阵元电连接，将第二阵元中接收的信源信号传输至可编程逻辑器件121。
步骤S430.根据第一信号和第二信号，得到信源信号的第一判决值，根据第一判决值得到信源的第一方向。可编程逻辑器件根据第一信号和第二信号，判决得到信源信号的第一方向。
步骤S440.获取第五信号，第五信号包括第三阵元所接收的信源信号；当识别到第二信号中的标志位的对应bit流时间后，可编程逻辑器件121生成一个切换控制命令，并将该控制命令发送给射频开关阵列125，射频开关阵列125接收到该控制命令后，将第二阵元断开，将第三阵元电连接，将第三阵元中接收的信源信号传输至可编程逻辑器件121。
步骤S450.根据第二信号和第五信号，得到信源信号的第三判决值，根据第三判决值得到信源的第四方向；可编程逻辑器件根据第二信号和第五信号，判决得到信源信号的第四方向。
步骤S460.根据第一方向和第四方向，得到信源的第五方向。根据第一方向和第四方向，就可以得到更加精确的信源信号的发送方向，即第五方向。
本实施例中，天线阵列123中至少包括三个天线阵元，每两个相邻的天线阵元之间的间距相等。
可选的，在本实施例中，第一阵元通过第一微带线与接收芯片121电连接，第二阵元通过第二微带线与接收芯片121电连接，第三阵元通过第三微带线与接收芯片121电连接，第一微带线与第二微带线的长度差，以及第二微带线与第三微带线的长度差，均满足以下公式：
Figure GDA0003822597910000221
公式(1)中，Δw为第一微带线与第二微带线的长度差，以及以及第二微带线与第三微带线的长度差，n为整数，
Figure GDA0003822597910000222
为天线阵列所接收到的信源发出的信元信号在第一微带线中、第二微带线中和第三微带线中的波长。
Δw的最优选择为
Figure GDA0003822597910000223
不过在实际应用的过程中，可以允许有25％的误差。信源信号中是全0的数据bit流时，
Figure GDA0003822597910000224
信源信号中是全1的数据bit流时，
Figure GDA0003822597910000225
第一阵元与第二阵元之间的间距，第二阵元与第三阵元之间的间距，均满足以下公式：
Figure GDA0003822597910000231
公式(2)中，d为第一阵元与第二阵元之间的间距，以及第二阵元与第三阵元之间的间距，λ为信源发出的信元信号在空气中的波长。优选为
Figure GDA0003822597910000232
实际产品允许有一定误差，通常在
Figure GDA0003822597910000233
此范围内都可行，当然越接近波长的二分之一越好。
本实施例中，天线阵列123中仅示出了第一阵元、第二阵元和第三阵元三个天线阵元，在该原理下，天线阵列123中可以不仅仅局限在3个或3个以下的天线阵元，可以根据不同的精度需求增加天线阵列123中的天线阵元，然后重复步骤S450至步骤S460，重复的次数越多，得到的信源信号的发送方向就越准确。
本实施例中，通过在信源信号的发送端发送带有特殊bit流(即全0的数据bit流或全1的数据bit流)的信源信号，在信源信号的接收端通过构造特殊的硬件结构(即微带线之间的长度差和阵元之间的间距)，使得从不同的方向过来信号，接受端的判决结果不同，根据判决结果判断信号过来的方向。
蓝牙4.2是设计来传数据的，默认执行白化，从而发出的数据是频率变化的，无法直接用于定向。本实施例中通过构造特殊的bit流(即全0的数据bit流或全1的数据bit流)，可以使信号的频率在一个定向周期内保持一致。通过判决出来的0或者1，以及在微带线和天线阵列结构的设计，来反推信源信号入射方向，从而实现定向，使得使用蓝牙4.2的电子产品也能被定向。
由于本实施例中的可编程逻辑器件121只需要输出0或1的判决值，根据判决值就可以判断信源的方向，因此可编程逻辑器件121就可以不需要给出第一信号和第二信号具体的相位，或者第一信号与第二信号的相位差，因此，可编程逻辑器件121可以使用蓝牙4.2及以下的蓝牙芯片来实现。使信源方向的判断更加简洁，提高信源方向判断的效率。
目前蓝牙4.2协议的蓝牙芯片，内部只能判断相位差是更接近
Figure GDA0003822597910000241
还是更接近
Figure GDA0003822597910000242
来输出0/1，并不能清晰的输出具体相位差的值，原因是蓝牙4.2芯片只是做传输数据用，也就是传输0、1值使用，并不提供定向功能，所以不输出具体的相位或相位差值，而定向通常会用到相位或相位差来解算方向。
而支持蓝牙5.1及以上版本协议的芯片，可支持定向功能(也就是在传输数据这个基础功能之上，又提供了定向功能)，所以支持蓝牙5.1的芯片会清晰的计算相位/相位差值并输出。
虽然蓝牙协议更新到5.1版本了，现在市面上很多电子产品(例如手机)里的蓝牙芯片还是4.2版本的，还没有升级5.1版本的芯片，也就是说，只有蓝牙4.2芯片的手机是无法根据蓝牙5.1协议发送信号，所以即使定向基站里使用了5.1协议的芯片，老手机也无法和定向基站基于蓝牙5.1来通信解码，从而基站无法直接得到相位/相位差值来定向。
因此，使用蓝牙4.2及以下的蓝牙芯片，可以极大的降低设备成本，增加使用本方法来进行信源方向设备的兼容性。
综上所述，本发明实施例提供的信源定向方法，仅仅通过接收信源信号的天线阵元的切换，即可实现信源方向的判断，从而不需要联合多路IQ采集来进行定位，也就不需要采集IQ的芯片，仅仅使用普通蓝牙芯片即可工作，可以有效降低定向设备的成本、故障率和兼容性，并且可以提高定向的效率。
如图13所示，其示出了本发明一个实施例提供的信元定向系统结构框图，该信元定向系统包括第一获取模块510、第二获取模块520和第一计算模块530。
第一获取模块510，用于获取第一信号，第一信号包括第一阵元所接收的信源发出的信源信号；
第二获取模块520，用于获取第二信号，第二信号包括第二阵元所接收的信源信号；
第一计算模块530，用于根据第一信号和第二信号，得到信源信号的第一判决值，根据第一判决值确定信源的第一方向。
如图14所示，其示出了本发明一个实施例提供的信元定向系统结构框图，该信元定向系统包括第一获取模块610、第二获取模块620、第一计算模块630、第三获取模块640、第四获取模块650、第二计算模块660和第三计算模块670。
第一获取模块610，用于获取第一信号，第一信号包括第一阵元所接收的信源发出的信源信号；
第二获取模块620，用于获取第二信号，第二信号包括第二阵元所接收的信源信号；
第一计算模块630，用于根据第一信号和第二信号，得到信源信号的第一判决值，根据第一判决值确定信源的第一方向。
第三获取模块640，用于获取第三信号，第三信号包括第一阵元所接收的信源信号；
第四获取模块650，用于获取第四信号，第四信号包括另一个第二阵元所接收的信源信号；
第二计算模块660，用于根据第三信号和第四信号，得到信源信号的第二判决值，根据第二判决值得到信源的第二方向；
第三计算模块670，用于根据第一方向和第二方向，得到信源的第三方向。
可选的，该信源定向装置，还包括切换模块680。
切换模块680，用于当接收到第一信号的标志位的第一时间长度后，将接收信源信号的阵元由第一阵元切换至第二阵元；第一时间长度等于标志位到定向bit流起始位置的时间和一个码元的持续时间之和。
可选的，信源信号包括全0的数据bit流或全1的数据bit流。
如图15所示，其示出了本发明一个实施例提供的信元定向系统结构框图，该信元定向系统包括第一获取模块710、第二获取模块720、第一计算模块730、第五获取模块740、第四计算模块750和第五计算模块760。
第一获取模块710，用于获取第一信号，第一信号包括第一阵元所接收的信源发出的信源信号；
第二获取模块720，用于获取第二信号，第二信号包括第二阵元所接收的信源信号；
第一计算模块730，用于根据第一信号和第二信号，得到信源信号的第一判决值，根据第一判决值确定信源的第一方向。
第五获取模块740，用于获取第五信号，第五信号包括第三阵元所接收的信源信号；
第四计算模块750，用于根据第二信号和第五信号，得到信源信号的第三判决值，根据第三判决值得到信源的第四方向；
第五计算模块760，用于根据第一方向和第四方向，得到信源的第五方向。
可选的，该信源定向装置，还包括切换模块770。
切换模块770，用于当接收到第一信号的标志位的第一时间长度后，将接收信源信号的阵元由第一阵元切换至第二阵元；第一时间长度等于标志位到定向bit流起始位置的时间和一个码元的持续时间之和。
可选的，信源信号包括全0的数据bit流或全1的数据bit流。
如图1所示，其示出了本发明一个实施例提供的信源定向装置结构框图，该信元定向装置包括天线阵列123和可编程逻辑器件121。
天线阵列123，天线阵列包括第一阵元和第二阵元；
可编程逻辑器件121，可编程逻辑器件用于执行上述信源定向方法中的步骤。
可选的，第二阵元包括至少两个，第一阵元与每个第二阵元的间距均相等。
可选的，信源定向装置还可以包括天线切换模块，天线切换模块根据可编程逻辑器件121发出的控制信号切换接收信源发出的信源信号的天线阵元。天线切换模块可以是射频开关阵列125。
可选的，第一阵元通过第一微带线与接收芯片121电连接，第二阵元通过第二微带线与接收芯片121电连接，第一微带线与第二微带线的长度差满足以下公式：
Figure GDA0003822597910000271
公式(1)中，Δw为第一微带线与第二微带线的长度差，n为整数，
Figure GDA0003822597910000272
为天线阵列所接收到的信源发出的信元信号在第一微带线中和第二微带线中的波长。
Δw的最优选择为
Figure GDA0003822597910000281
不过在实际应用的过程中，可以允许有25％的误差。信源信号中是全0的数据bit流时，
Figure GDA0003822597910000282
信源信号中是全1的数据bit流时，
Figure GDA0003822597910000283
可选的，第一阵元与第二阵元之间的间距满足以下公式：
Figure GDA0003822597910000284
公式(2)中，d为第一阵元与第二阵元之间的间距，λ为信源发出的信元信号在空气中的波长。优选为
Figure GDA0003822597910000285
实际产品允许有一定误差，通常在
Figure GDA0003822597910000286
此范围内都可行，当然越接近波长的二分之一越好。
如图16所示，其示出了本发明一个实施例提供的信源定向终端设备结构框图；该信源定向终端设备800包括第一处理器801和第一存储器802。该信源定向终端设备800还可以包括第一多媒体组件803，第一输入/输出(I/O)接口804，以及第一通信组件805中的一者或多者。
其中，第一处理器801用于控制信源定向终端设备800的整体操作，以完成上述的信源定向方法中的全部或部分步骤。第一存储器802用于存储各种类型的数据以支持在该信源定向终端设备800的操作，这些数据例如可以包括用于在该信源定向终端设备800上操作的任何应用程序或方法的命令，以及应用程序相关的数据，例如联系人数据、收发的消息、图片、音频、视频等等。该第一存储器802可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，例如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，简称SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-OnlyMemory，简称EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read-OnlyMemory，简称EPROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，简称PROM)，只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。多媒体组件803可以包括屏幕和音频组件。其中屏幕例如可以是触摸屏，音频组件用于输出和/或输入音频信号。例如，音频组件可以包括一个麦克风，麦克风用于接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在第一存储器802或通过第一通信组件805发送。音频组件还包括至少一个扬声器，用于输出音频信号。第一I/O接口804为第一处理器801和其他接口模块之间提供接口，上述其他接口模块可以是键盘，鼠标，按钮等。这些按钮可以是虚拟按钮或者实体按钮。第一通信组件805用于该信源定向终端设备800与其他设备之间进行有线或无线通信。无线通信，例如Wi-Fi，蓝牙，近场通信(Near Fiel dCommunication，简称NFC)，2G、3G或4G，或它们中的一种或几种的组合，因此相应的该第一通信组件805可以包括：Wi-Fi模块，蓝牙模块，NFC模块。
在一示例性实施例中，信源定向终端设备800可以被一个或多个应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，简称DSP)、数字信号处理设备(Digital Signal ProcessingDevice，简称DSPD)、可编程逻辑器件(Programmable Logic Device，简称PLD)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述的信源定向方法。
在另一示例性实施例中，还提供了一种包括程序命令的计算机可读存储介质，该程序命令被处理器执行时实现上述的信源定向方法的步骤。例如，该计算机可读存储介质可以为上述包括程序命令的第一存储器802，上述程序命令可由信源定向终端设备800的第一处理器801执行以完成上述的信源定向方法。
相应于上面的信源定向方法实施例，本实施例中还提供了一种可读存储介质，下文描述的一种可读存储介质与上文描述的信源定向方法可相互对应参照。
一种可读存储介质，可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述信源定向方法实施例的信源定向方法的步骤。
该可读存储介质具体可以为U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可存储程序代码的可读存储介质。
如图17所示，其示出了本发明一个实施例提供的信源信号发送方法的方法流程图，该方法包括步骤S910和步骤S920。
步骤S910.生成信源信号；信号发送装置110生成待发送的信源信号。
步骤S920.将信源信号发送。信号发送装置110通过射频发送装置将信源信号进行发送。信源信号用于依次被第一阵元和第二阵元接收，第一阵元接收的信源信号，用于与第二阵元接收的信源信号结合，得到信源信号的第一判决值，第一判决值用于判断信源信号的第一发送方向。
本实施例中的信源信号发送之后，被信号接收装置120所接收，信号接收装置120接收该信源信号后，如步骤S210至步骤S230中所提供的方法，对发送出信源信号的信号发送装置110的方位进行定向。
在一示例性实施例中，第二阵元接收信源信号之后，还可以包括：
信源信号依次被第一阵元和另一个第二阵元接收，第一阵元接收的信源信号，用于与另一个第二阵元接收的信源信号结合，得到信源信号的第二判决值，第二判决值用于判断信源信号的第二发送方向，第二发送方向用于与第一发送方向结合，得到信源信号的第三发送方向。
可选的，信源信号的包括用于触发阵元切换的标志位，阵元切换包括：
当接收到标志位的第一时间长度后，将接收信源信号的阵元由当前阵元切换到另一个阵元，第一时间长度等于标志位到定向bit流起始位置的时间和一个码元的持续时间之和。
可选的，信源信号包括全0的数据bit流或全1的数据bit流。
本实施例中的信源信号发送之后，被信号接收装置120所接收，信号接收装置120接收该信源信号后，如步骤S310至步骤S370中所提供的方法，对发送出信源信号的信号发送装置110的方位进行定向。
在另一示例性实施例中，第二阵元接收信源信号之后，还包括：
信源信号被第三阵元接收，第三阵元接收的信源信号，用于与第二阵元接收的信源信号结合，得到信源信号的第三判决值，第三判决值用于判断信源信号的第四发送方向，第四发送方向用于与第一发送方向结合，得到信源信号的第五发送方向。
可选的，信源信号的包括用于触发阵元切换的标志位，阵元切换包括：
当接收到标志位的第一时间长度后，将接收信源信号的阵元由当前阵元切换到另一个阵元，第一时间长度等于标志位到定向bit流起始位置的时间和一个码元的持续时间之和。
可选的，信源信号包括全0的数据bit流或全1的数据bit流。
本实施例中的信源信号发送之后，被信号接收装置120所接收，信号接收装置120接收该信源信号后，如步骤S410至步骤S460中所提供的方法，对发送出信源信号的信号发送装置110的方位进行定向。
虽然蓝牙协议更新到5.1版本了，现在市面上很多电子产品(例如手机)里的蓝牙芯片还是4.2版本的，还没有升级5.1版本的芯片，也就是说，只有蓝牙4.2芯片的手机是无法根据蓝牙5.1协议发送信号，所以即使定向基站里使用了5.1协议的芯片，老手机也无法和定向基站基于蓝牙5.1来通信解码，从而基站无法直接得到相位/相位差值来定向。因此，使用蓝牙4.2及以下的蓝牙芯片，可以极大的降低设备成本，增加使用本方法来进行信源方向设备的兼容性。使得即使是无法和定向基站基于蓝牙5.1来通信的老手机或其余的设备，也可以使用本实施例中提供的信元信号发送方法来实现定位信号的发送。
如图18所示，其示出了本发明一个实施例提供的信源信号发送装置结构框图，该装置包括信源信号生成模块1010和信源信号发送模块1020。
信源信号生成模块1010，用于生成信源信号；
信源信号发送模块1020，用于将信源信号发送，信源信号用于依次被第一阵元和第二阵元接收，第一阵元接收的信源信号，用于与第二阵元接收的信源信号结合，得到信源信号的第一判决值，第一判决值用于判断信源信号的第一发送方向。
可选的，信源信号包括全0的数据bit流或全1的数据bit流。
如图19所示，其示出了本发明一个实施例提供的信源信号发送终端设备结构框图；该信源信号发送终端设备1100包括第二处理器1101和第二存储器1102。该信源信号发送终端设备1100还可以包括第二多媒体组件1103，第二输入/输出(I/O)接口1104，以及第二通信组件1105中的一者或多者。
其中，第二处理器1101用于控制信源信号发送终端设备1100的整体操作，以完成上述的信源信号发送方法中的全部或部分步骤。第二存储器1102用于存储各种类型的数据以支持在该信源信号发送终端设备1100的操作，这些数据例如可以包括用于在该信源信号发送终端设备1100上操作的任何应用程序或方法的命令，以及应用程序相关的数据，例如联系人数据、收发的消息、图片、音频、视频等等。该第二存储器1102可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，例如静态随机存取存储器(Static RandomAccess Memory，简称SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(Electrically ErasableProgrammable Read-Only Memory，简称EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(ErasableProgrammable Read-Only Memory，简称EPROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，简称PROM)，只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。多媒体组件1103可以包括屏幕和音频组件。其中屏幕例如可以是触摸屏，音频组件用于输出和/或输入音频信号。例如，音频组件可以包括一个麦克风，麦克风用于接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在第二存储器1102或通过第二通信组件1105发送。音频组件还包括至少一个扬声器，用于输出音频信号。第二I/O接口1104为第二处理器1101和其他接口模块之间提供接口，上述其他接口模块可以是键盘，鼠标，按钮等。这些按钮可以是虚拟按钮或者实体按钮。第二通信组件1105用于该信源信号发送终端设备1100与其他设备之间进行有线或无线通信。无线通信，例如Wi-Fi，蓝牙，近场通信(Near FieldCommunication，简称NFC)，2G、3G或4G，或它们中的一种或几种的组合，因此相应的该第二通信组件1105可以包括：Wi-Fi模块，蓝牙模块，NFC模块。
在一示例性实施例中，信源信号发送终端设备1100可以被一个或多个应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，简称DSP)、数字信号处理设备(Digital Signal ProcessingDevice，简称DSPD)、可编程逻辑器件(Programmable Logic Device，简称PLD)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述的信源信号发送方法。
在另一示例性实施例中，还提供了一种包括程序命令的计算机可读存储介质，该程序命令被处理器执行时实现上述的信源信号发送方法的步骤。例如，该计算机可读存储介质可以为上述包括程序命令的第二存储器1102，上述程序命令可由信源信号发送终端设备1100的第二处理器1101执行以完成上述的信源信号发送方法。
相应于上面的信源信号发送方法实施例，本实施例中还提供了一种可读存储介质，下文描述的一种可读存储介质与上文描述的信源信号发送方法可相互对应参照。
一种可读存储介质，可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述信源信号发送方法实施例的信源信号发送方法的步骤。
该可读存储介质具体可以为U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可存储程序代码的可读存储介质。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (26)

1.一种信源定向方法，其特征在于，所述方法包括：
获取第一信号，所述第一信号包括第一阵元所接收的所述信源发出的信源信号；
获取第二信号，所述第二信号包括第二阵元所接收的所述信源信号；
根据所述第一信号和所述第二信号，得到所述信源信号的第一判决值，根据所述第一判决值得到所述信源的第一方向；
其中，所述第一方向为所述第一阵元和所述第二阵元连线的法线的左侧或右侧。
2.根据权利要求1所述的信源定向方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取第三信号，所述第三信号包括所述第一阵元所接收的所述信源信号；
获取第四信号，所述第四信号包括另一个第二阵元所接收的所述信源信号；
根据所述第三信号和所述第四信号，得到所述信源信号的第二判决值，根据所述第二判决值得到所述信源的第二方向；
根据所述第一方向和所述第二方向，得到所述信源的第三方向。
3.根据权利要求1所述的信源定向方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取第五信号，所述第五信号包括第三阵元所接收的所述信源信号；
根据所述第二信号和所述第五信号，得到所述信源信号的第三判决值，根据所述第三判决值得到所述信源的第四方向；
根据所述第一方向和所述第四方向，得到所述信源的第五方向。
4.根据权利要求1所述的信源定向方法，其特征在于，所述获取第二信号之前，还包括：
当接收到所述第一信号的标志位的第一时间长度后，将接收所述信源信号的阵元由所述第一阵元切换至所述第二阵元；所述第一时间长度等于所述标志位到定向b i t流起始位置的时间和一个码元的持续时间之和。
5.根据权利要求1所述的信源定向方法，其特征在于，所述信源信号包括全0的数据bit流或全1的数据bit流。
6.一种信源定向系统，其特征在于，所述系统包括：
第一获取模块，用于获取第一信号，所述第一信号包括第一阵元所接收的所述信源发出的信源信号；
第二获取模块，用于获取第二信号，所述第二信号包括第二阵元所接收的所述信源信号；
第一计算模块，用于根据所述第一信号和所述第二信号，得到所述信源信号的第一判决值，根据所述第一判决值得到所述信源的第一方向；
其中，所述第一方向为所述第一阵元和所述第二阵元连线的法线的左侧或右侧。
7.根据权利要求6所述的信源定向系统，其特征在于，所述系统还包括：
第三获取模块，用于获取第三信号，所述第三信号包括所述第一阵元所接收的所述信源信号；
第四获取模块，用于获取第四信号，所述第四信号包括另一个第二阵元所接收的所述信源信号；
第二计算模块，用于根据所述第三信号和所述第四信号，得到所述信源信号的第二判决值，根据所述第二判决值得到所述信源的第二方向；
第三计算模块，用于根据所述第一方向和所述第二方向，得到所述信源的第三方向。
8.根据权利要求6所述的信源定向系统，其特征在于，所述系统还包括：
第五获取模块，用于获取第五信号，所述第五信号包括第三阵元所接收的所述信源信号；
第四计算模块，用于根据所述第二信号和所述第五信号，得到所述信源信号的第三判决值，根据所述第三判决值得到所述信源的第四方向；
第五计算模块，用于根据所述第一方向和所述第四方向，得到所述信源的第五方向。
9.根据权利要求6所述的信源定向系统，其特征在于，所述系统还包括：
切换模块，用于当接收到所述第一信号的标志位的第一时间长度后，将接收所述信源信号的阵元由所述第一阵元切换至所述第二阵元；所述第一时间长度等于所述标志位到定向bit流起始位置的时间和一个码元的持续时间之和。
10.根据权利要求6所述的信源定向系统，其特征在于，所述信源信号包括全0的数据bit流或全1的数据bit流。
11.一种信源定向装置，其特征在于，所述信源定向装置包括：
天线阵列，所述天线阵列包括第一阵元和第二阵元；
可编程逻辑器件，所述可编程逻辑器件用于执行权利要求1至4中任意一项所述方法的步骤。
12.根据权利要求11所述的信源定向装置，其特征在于：所述第二阵元包括至少两个，所述第一阵元与每个所述第二阵元的间距均相等。
13.根据权利要求11所述的信源定向装置，其特征在于，所述信源定向装置还包括天线切换模块，所述天线切换模块根据所述可编程逻辑器件发出的控制信号切换接收所述信源发出的信源信号的天线阵元。
14.根据权利要求11所述的信源定向装置，其特征在于，所述第一阵元通过第一微带线与接收芯片电连接，所述第二阵元通过第二微带线与接收芯片电连接，所述第一微带线与所述第二微带线的长度差满足以下公式：
公式(1)中，Δw为所述第一微带线与所述第二微带线的长度差，n为整数，为所述天线阵列所接收到的所述信源发出的信元信号在所述第一微带线中和所述第二微带线中的波长。
15.根据权利要求11所述的信源定向装置，其特征在于：所述第一阵元与所述第二阵元之间的间距满足以下公式：
公式(2)中，d为所述第一阵元与所述第二阵元之间的间距，λ为所述信源发出的信元信号在空气中的波长。
16.一种信源定向终端设备，包括第一存储器、第一处理器以及存储在所述第一存储器中并可在所述第一处理器上运行的计算机程序，其特征在于：所述第一处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5中任意一项所述方法的步骤。
17.一种可读存储介质，其特征在于：所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5中任意一项所述方法的步骤。
18.一种信源信号发送方法，其特征在于，包括：
生成信源信号；
将所述信源信号发送，所述信源信号用于依次被第一阵元和第二阵元接收，所述第一阵元接收的所述信源信号，用于与所述第二阵元接收的所述信源信号结合，得到所述信源信号的第一判决值，所述第一判决值用于判断所述信源信号的第一发送方向；
其中，第一方向为所述第一阵元和所述第二阵元连线的法线的左侧或右侧。
19.根据权利要求18所述的信源信号发送方法，其特征在于：所述第二阵元接收所述信源信号之后，还包括：
所述信源信号依次被所述第一阵元和另一个第二阵元接收，所述第一阵元接收的所述信源信号，用于与所述另一个第二阵元接收的所述信源信号结合，得到所述信源信号的第二判决值，所述第二判决值用于判断所述信源信号的第二发送方向，所述第二发送方向用于与所述第一发送方向结合，得到所述信源信号的第三发送方向。
20.根据权利要求18所述的信源信号发送方法，其特征在于：所述第二阵元接收所述信源信号之后，还包括：
所述信源信号被第三阵元接收，所述第三阵元接收的所述信源信号，用于与所述第二阵元接收的所述信源信号结合，得到所述信源信号的第三判决值，所述第三判决值用于判断所述信源信号的第四发送方向，所述第四发送方向用于与所述第一发送方向结合，得到所述信源信号的第五发送方向。
21.根据权利要求18所述的信源信号发送方法，其特征在于，所述信源信号的包括用于触发阵元切换的标志位，所述阵元切换包括：
当接收到所述标志位的第一时间长度后，将接收所述信源信号的阵元由当前阵元切换到另一个阵元，所述第一时间长度等于所述标志位到定向bit流起始位置的时间和一个码元的持续时间之和。
22.根据权利要求18所述的信源信号发送方法，其特征在于：所述信源信号包括全0的数据bit流或全1的数据bit流。
23.一种信源信号发送装置，其特征在于，包括：
信源信号生成模块，用于生成信源信号；
信源信号发送模块，用于将所述信源信号发送，所述信源信号用于依次被第一阵元和第二阵元接收，所述第一阵元接收的所述信源信号，用于与所述第二阵元接收的所述信源信号结合，得到所述信源信号的第一判决值，所述第一判决值用于判断所述信源信号的第一发送方向；
其中，第一方向为所述第一阵元和所述第二阵元连线的法线的左侧或右侧。
24.根据权利要求23所述的信源信号发送装置，其特征在于：所述信源信号包括全0的数据bit流或全1的数据bit流。
25.一种信源信号发送终端设备，包括第二存储器、第二处理器以及存储在所述第二存储器中并可在所述第二处理器上运行的计算机程序，其特征在于：所述第二处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求18至22中任意一项所述方法的步骤。
26.一种可读存储介质，其特征在于：所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求18至22中任意一项所述方法的步骤。
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