CN102625232A - 在装置定位中可用的附加数据 - Google Patents

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Abstract

一种用于在无线通信信号内提供定位信息的***。一种装置可以确定是否在分组中提供可用于定位的信息。如果确定将在分组中提供可用于定位的信息，则分组中的头部信息可以配置成指示分组包括定位信息。然后可以在分组中包括定位信息，然后可以发送分组。当分组为通报分组时，可以在通报信道上发送分组。扫描装置然后可以接收分组并且可以基于分组中的头部信息来确定分组是否包括定位信息。如果确定分组包括定位信息，则可以基于头部信息来配置扫描装置中的定位，并且可以在扫描装置中基于分组中的定位信息来执行定位。

Description

在装置定位中可用的附加数据
技术领域
本发明涉及无线通信并且具体地涉及在通信信号中提供可用于执行定位操作的信息。
背景技术
希望装置服务于多个角色正在驱使设计者向新兴设备中并入越来越多功能。具有无线功能的装置并非仅限于音频信息比如在电话操作期间的传统传送，而是也可以传送用于支持多个应用的视频和其它类型的信息。例如，各种应用可以在如下层面上提供，该层面依赖于下层无线交互获得支持。这样的应用的明显例子包括允许用户与其他用户或者资源直接通信的诸如电子邮件、消息接发服务、因特网浏览器等程序。也有可以提供如下服务的应用类别，这些服务未与用户与其他用户或者资源的通信直接有关而是仍然依赖于下层无线信息交换。与定位有关的服务涵盖增长的如下应用部分，这些应用向用户提供依赖于无线交互获得执行的诸如测绘、路线确定、跟踪等位置服务。
与定位有关的服务可以包括已知的与用户有关的应用(比如可以在下层无线应用用来确定当前装置位置、方向、定向等之时为用户显示的可视位置或者路线表示)。然而，诸如用户/物体跟踪、位置专属社交网络和商务消息接发、增强型可视识别等其它使用现在正在变得可用，这使得用于确定装置位置的能力成为将在移动装置中提供的期望特征。可以使用多种可用技术来实施定位。例如，设备可以并入用于从卫星接收用于制定绝对(固定)坐标位置的信号的全球定位***(GPS)接收器。尽管地面技术(例如基于地球的蜂窝信号或者短程无线交互)不够精确，但是也可以依赖于地面技术分辨绝对或者相对(例如，参照信号源)装置位置。
尽管在多种装置中并入定位技术可以是可能的，但是实施方式可能并非总是可行。定位操作可能造成装置资源的紧张，因为位置信息需要被更新的速率可以根据所需分辨率、位置改变速率等变化。具有丰富处理和能量资源的装置可能仍然依赖于对处理和能量消耗进行限制的控制。因此可预见在可能具有更有限资源的装置中实施定位服务将给设计者带来挑战。例如所需应用(比如用户/物体跟踪)可以利用由电池供电的移动装置作为信标、传感器等。这些设备可能具有极为有限的处理和通信能力、可能未拥有用于专用定位硬件和/或软件的尺寸、而可能没有用于支持专用定位操作的功率容量等。
发明内容
本发明的各种例子实施例可以涉及一种用于在无线通信信号内提供定位信息的方法、装置、计算机程序产品、数据结构和***。例如一种装置可以确定是否在分组中提供可用于定位的信息。如果确定将在分组中提供定位信息，则分组中的头部信息可以配置成指示分组包括定位信息。然后可以在分组中包括定位信息，然后可以发送分组。例如，当分组为通报分组时，可以在预定通报信道上发送分组。扫描装置然后可以接收分组并且可以基于分组中的头部信息来确定分组是否包括定位信息。如果确定分组包括定位信息，则可以基于头部信息来配置扫描装置中的定位，并且可以在扫描装置中基于分组中的定位信息来执行定位。
在至少一个例子实施方式中，分组中的头部信息可以配置成指示分组中包括的定位信息的类型(比如离开角度信息、到达角度信息或者离开角度与到达角度信息的组合)。无论指示的类型如何，定位信息都可以(例如在校验和之后)添加到分组并且可以包括可用于在其它装置中执行定位的位序列。可以在头部中配置的进一步信息可以包括位序列的长度和/或位序列的结构。
分组中包含的头部信息可以由接收装置解译。如果头部信息指示在分组中不含定位信息，则接收装置还可以确定信标的源是否支持定位。在这样的实例中，接收装置可以向信标的源请求定位信息。如果确定定位信息包含于信标分组中，则可以基于接收的分组中的头部信息来至少确定用于向分组附接的位序列的长度。
前文发明内容包括本发明的并非旨在于限制的例子实施例。上述实施例仅用来说明可以在本发明的实施方式中利用的所选方面或者步骤。然而，容易清楚与一个例子实施例有关的一个或者多个方面或者步骤可以与其它实施例的一个或者多个方面或者步骤组合以产生仍然在本发明的范围内的新实施例。因此，本领域普通技术人员将理解本发明的各种实施例可以并入来自其它实施例的方面或者可以与其它实施例组合实施。
附图说明
根据与以下附图结合进行的对各种例子实施例的下文描述将进一步理解本发明：
图1A公开了可以在实施本发明的各种实施例时利用的例子装置、***、配置等。
图1B公开了关于可以在实施本发明的各种实施例时利用的例子装置配置的进一步细节。
图2A公开了根据本发明至少一个实施例的到达角度(AoA)定位的例子。
图2B公开了根据本发明至少一个实施例的离开角度(AoD)定位的例子。
图3公开了根据本发明至少一个实施例的通报分组的例子。
图4A公开了根据本发明至少一个实施例的修改的通报分组的第一例子。
图4B公开了关于根据本发明至少一个实施例的在图4A中公开的例子修改的细节。
图4C公开了关于根据本发明至少一个实施例的在图4A中公开的例子修改的附加细节。
图4D公开了根据本发明至少一个实施例的在图4C中公开的例子修改的替代配置。
图5A公开了根据本发明至少一个实施例的AoD定位信息和定位信息处理的例子。
图5B公开了根据本发明至少一个实施例的AoA定位信息和定位信息处理的例子。
图5C公开了根据本发明至少一个实施例的组合的定位信息的例子。
图6公开了根据本发明至少一个实施例的用于室内导航的方向发现的例子应用。
图7公开了根据本发明至少一个实施例的从信标分组发送器的角度来看的例子通信过程的流程图。
图8公开了根据本发明至少一个实施例的从信标分组接收器的角度来看的例子通信过程的流程图。
具体实施方式
尽管下文已经在多个例子实施例方面描述本发明，但是可以对其进行各种改变而未脱离如在所附权利要求中描述的本发明精神实质和范围。
I.本发明实施例可以实施于其中的例子***
在图1A中公开了可用于实施本发明各种实施例的***的例子。该***包括例如根据特定应用的要求可以在配置中包括的或者从配置中省略的单元、因此并非旨在于以任何方式限制本发明。
计算设备100可以例如是膝上型计算机。在102-108处公开了代表基本例子部件的单元(包括计算设备100中的功能单元)。处理器102可以包括配置成执行指令的一个或者多个设备。在至少一个场景中，处理器102执行程序代码(例如存储于存储器中的计算机可执行指令组)可以使计算设备100执行如下过程，这些过程例如包括可以产生数据、事件或者其它输出活动的方法步骤。处理器102可以是专用(例如单片)微处理器设备或者可以是诸如ASIC、门阵列、多芯片模块(MCM)等复合设备的部分。
处理器102可以经由有线或者无线总线电耦合到计算设备100中的其它功能部件。例如，处理器102可以访问存储器104以便获得用于在处理期间使用的存储信息(例如程序代码、数据等)。存储器104可以一般包括在静态或者动态模式中操作的可拆卸或者嵌入式存储器。另外，存储器104可以包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)和诸如闪存、EPROM等可改写存储器。代码可以包括任何包括计算机可执行指令的解译或者编译计算机语言。代码和/或数据可以用来创建诸如操作***、通信实用程序、用户界面、更专门化程序模块等软件模块。
一个或者多个接口106也可以耦合到计算设备100中的各种部件。这些接口可以允许装置内的通信(例如软件或者协议接口)、装置到装置的通信(例如有线或者无线通信接口)和甚至装置到用户的通信(例如用户接口)。这些接口允许计算设备100内的组件、其他设备和用户与计算设备100交互。另外，接口106可以传达机器可读数据(比如在计算机可读介质上具体化的电子、磁或者光学信号)或者可以将用户的动作转译成计算设备100可以理解的活动(例如在键盘上键入、向蜂窝手机的接收器说话、触摸触屏设备上的按钮等)。接口106还可以允许处理器102和/或存储器104与其它模块108交互。例如，其它模块108可以包括一个或者多个支持计算设备100提供的更专门化功能的部件。
计算设备100可以经由如图1A中进一步示出的各种网络来与其它装置交互。例如，集线器110可以向设备(比如计算机114和服务器116)提供有线和/或无线支持。集线器110还可以耦合到路由器112，该路由器允许局域网(LAN)上的设备与广域网(WAN(比如因特网120))上的设备交互。在这样的场景中，另一路由器130可以向路由器112发送信息和从路由器112接收信息，从而每个LAN上的设备可以通信。另外，在这一例子配置中描绘的所有部件并非都是实施本发明所必需的。例如，在由路由器130服务的LAN中无需附加集线器，因为这一功能可以由路由器支持。
另外，与远程设备的交互可以由短程和远程无线通信140的各种提供商支持。这些提供商可以例如使用远程基于地面的蜂窝***和卫星通信和/或短程无线接入点以便提供与因特网120的无线连接。例如，个人数字助理(PDA)142和蜂窝手机144可以经由由无线通信140的提供商提供的因特网连接来与计算设备100通信。可以在设备(比如膝上型计算机146)中以配置成允许短程和/或远程无线通信的硬件和/或软件资源的形式包括相似功能。另外，任何或者所有公开的装置可以参加直接交互(比如在膝上型146与具有无线功能的装置148之间示出的短程无线交互)。作为例子的具有无线功能的装置148可以范围从更复杂独立的具有无线功能的设备到用于支持装置(比如膝上型计算机146)中的功能的***设备。
现在关于图1B讨论关于结合图1A中的计算设备100公开的例子接口部件106的更多细节。如先前阐述的那样，接口106可以包括用于向计算装置100传达数据的(例如如在150标识的)接口和例如包括用户接口172的其它类型的接口170。在150公开了有代表性的一组装置级接口。例如，多无线电控制器152可以管理远程无线接口154(例如蜂窝语音和数据网络)、短程无线接口156(例如蓝牙和WLAN网络)、近邻无线接口158(例如用于如下交互，在这些交互中，电子、磁、电磁和光学信息扫描仪解译机器可读数据)、有线接口160(例如以太网)等。图1B中所示例子接口仅为了这里的说明而已经加以呈现、因此并非旨在于使本发明的各种实施例限于利用任何特定接口。本发明的实施例也可以利用图1B中未具体标识的接口。
多无线电控制器152可以管理接口154-160中的一些或者所有接口的操作。例如，多无线电控制器152可以通过分配其中允许每个接口操作的具体时间段来防止可能相互干扰的接口在相同时间操作。另外，多无线电控制器152可以能够处理环境信息(比如操作环境中的感测到的干扰)以选择对于干扰将更有弹性的接口。这些多无线电控制场景并非意味着涵盖可能控制功能的穷尽列举而是仅被给出作为多无线电控制器152如何可以与图1B中的接口154-160交互的例子。
II.装置定位例子
可以全部或者部分通过使用比如前文结合图1A-1B描述的硬件接口和/或软件应用的组合来支持装置中的定位。例如，全球定位***(GPS)接收器可以并入于装置中并且可以与前述装置资源集成用于接收可以用来导出与装置位置对应的坐标的信号。然而，集成GPS接收器可能未提供用于所有情形的理想解决方案。在装置中实施专用GPS接收器可能需要装置中的用于接收器芯片组的空间以及用于操作接收器的处理/能量资源。可能在资源也有限的更小装置中不存在的空间是奢侈的。另外，GPS信号可能不可靠或者在一些情形中甚至不可用(例如如果装置在比如建筑物这样的结构内)，因而可能需要实施其它定位模式。
图2A和2B公开了可以在装置中实施的电子方向发现的两个例子。为了这些图中的说明，假设装置200和202中的一个或者两个装置有些“简单”，因为装置可以拥有有限空间、处理和/或功率资源、因此可以使用低功率消耗/容量的无线通信介质(比如蓝牙低能量(蓝牙LE))来通信。蓝牙LE并入许多与标准蓝牙相同的方面、但是包括轻量级的如下链路层，该链路层能够提供超低功率空闲模式的操作、简单设备发现和以最低可能成本的利用高级功率节省和安全加密连接的可靠点到多点数据传送。尽管将使用蓝牙LE来描述本发明的各种实施例，但是使用这一通信机制并非只在于限制本发明。恰好相反，可设想可以使用替代无线介质来实施本发明的各种实施例。
图2A公开了其中装置200可以估计从装置202接收的通信信号的到达角度(AoA)的例子场景。在这一估计的过程中，可以在驻留于装置200中的天线阵列中的每个天线处测量用于信号的各种幅度和相位样本。可以通过循环RF开关遍历阵列中的每个天线来记录幅度和相位测量。接收装置200然后可以使用记录的样本和与天线阵列有关的参数来估计用于信号的AoA。天线阵列参数可以涉及天线阵列内的天线组成、配置和布局并且可以例如作为装置制造过程的部分而设置于设备中。如图2A中进一步阐述的那样，装置200必须能够在启动AoA估计之前确定信号可用于执行该过程。信号的可用性可以依赖于装置200知道将测量什么信号内容(至少包括将测量的信号内容的长度并且可能甚至包括信号内容中包含的位图案)。在蓝牙LE4如它当前存在的既定容量限制下用于传达这一信号信息的能力可能有些限制。
图2B公开了针对从装置204发送的信号执行离开角度(AoD)估计的装置200的例子。在这样的配置中，装置202可以发送AoD“增强型”分组并且可以在发送分组期间执行天线切换。装置200可以扫描寻找AoD增强型分组并且可以在接收这些分组期间执行幅度和相位采样。装置200然后可以将幅度和相位样本与天线阵列参数信息一起用来估计来自装置204的分组的AoD。根据本发明的至少一个实施例，可以比如经由与因特网的无线链路从远程资源获得一些与装置204中的天线阵列的物理配置有关的固定参数。同样，尽管图2B中提供的定位解决方案在可能未包含其自有专用位置硬件和/或软件的装置中允许定向估计，但是装置200必须在启动AoD估计之前了解装置204发送的信号中的分组为AoD增强型分组。蓝牙LE以它的当前形式未提供用于向装置200传送这一信息的高效媒介。
为了传达正在发送可用于方向发现的信息，正在用于方向发现的通报和/或数据分组必须包含可以配置成指示这一用途的信息。然而，如果现有蓝牙LE分组结构内的字段(例如，蓝牙LE通报分组的服务字段)用于方向发现，则分组可能由在接收器的循环冗余校验器(CRC)解译为错误。这可能部分归因于天线切换过程引起的可能使正常分组接收混乱的延迟。另外，蓝牙LE中运用的“数据白化”(例如在传输前用数据白化字加扰分组的头部和净荷以便随机化、因此区分数据与高度冗余的图案并且使分组中的DC偏置最小)还可能妨碍将预定位序列用于定位，因为位序列将由白化算法加扰而变得不可识别。先前提出可以在将分组用于定位时通过未执行CRC来避免CRC失败问题，因为用于方向发现的信号无需数据解码和纠错。然而，采纳这一方式可能造成与一般数据接收和纠正有关的若干其它问题。例如，由于将未用CRC校验发送装置的地址，所以存在将发送不可靠数据的可能性。
III.修改成包括定位信息的分组
根据本发明的至少一个实施例，可以向通信***的标准分组结构中引入定位信息。例如，可以向其中未施行CRC校验或者时间跟踪的标准分组结构中添加与方向发现有关的字段。在一些实例中，可以比如在标准蓝牙LE分组的CRC位之后向分组的末尾中添加未受到CRC和时间校验的分节作为扩展而未影响标准通信本身。通过在分组的末尾附接定位信息(下文也称为尾部位)，任何接收设备仍然可以将分组如它们为正常通报或者数据分组一样处理。然而如果接收器能够并且由它的宿主层指示，则它可以在正常数据结构过程之后使用相同分组执行定位(例如方向发现)处理。这一方式简化发现方向的接收器的实施方式并且可以实现在相同分组中发送数据。本发明的各种实施例也使两个装置能够同时有助于在连接状态(例如配对)或者未连接状态(例如公共广播)中相互定位。
在图3中公开了例子蓝牙LE通报分组300。尽管为了图3中的说明而已经利用通报分组，但是根据本发明的各种实施例，也可以修改在无线链路已经连接的两个或者更多装置之间发送的简单数据分组以包括定位信息。针对分组300也标识最低有效位(LSB)和最高有效位(MSB)。分组300可以包括跟随有32位同步字的8位前导。协议数据单元(PDU)可以跟随同步字，并且24位的CRC最后可以完成分组300。在常见使用中，接收信号强度指示符(RSSI)感测可以起初由寻求在信道(例如通报信道)上发送的设备执行以保证信道可用。如果在RSSI感测之后装置认为信道可用，则装置然后可以发送通报分组300、继而为如下监听时段，装置可以在该监听时段期间监听对通报分组300的答复。蓝牙LE当前指定TX→RX切换时间未超过150μs。如果典型收发器具有约1μs的TX→RX切换时间，至少100μs仍然可用于定位信息(例如向分组的末尾添加的尾部位序列)的发送和基于定位信息的装置定位。
在上述既定TX→RX切换时间限制下，关于足够时间是否在这一时段期间可用于并入定位功能而未破坏指定的性能要求出现问题。可以使用以下公式来计算方向估计所需要的时间：天线数目*(每个天线的样本数目*1/采样_频率+天线切换时段)。因此对四个天线定位所需要的时间在1MHz带宽结果为(例如蓝牙LE中当前所用)50ns和130MHz采样频率既定时将最起码为近似2.3μs。在实践中，更高采样数目提高性能，因此方向估计所需要的时间在获得每个天线的多个样本时约为10μs，这仍然比根据当前蓝牙LE规范可用的时间少得多。
在图4A中公开了包括定位信息的通报分组的例子。例子分组400包括在24位CRC字段之后的“尾部位”。尾部位可以包括可用于在装置中执行定位(比如图2A和2B中阐述的例子方向发现过程中的任一过程)的位序列。在图4A中更具体地描述PDU 402包括16位头部和长度根据长度指示来限定的净荷。可以修改分组400中的PDU 402以指示向分组添加的定位信息的各种特性。在修改现有分组结构时，至少参照蓝牙LE，本发明的各种实施例未提出改变分组400中的已经分配的字段。代之以可以分配PDU中的当前保留用于将来使用(RFU)的空间以根据本发明的至少一个实施例操作。
例如，图4B公开了可以被分配用于指示是否已经向分组添加扩展信息(例如尾部位)的RFU空间的例子。PDU 402的在406更具体描述的头部可以包括4位PDU类型(两位先前是RFU而现在被分配用来指示用于分组400的AoA/AoD信息)、1位TxAdd指示符、6位长度指示符和作为RFU的两个剩余位。将两位用于AoA/AoD指示符将允许指示四个情况：00：不存在扩展信息，01：在分组400中存在AoA扩展信息，10：在分组400中存在AoD信息，以及11：在分组400中存在AoA/AoD信息的组合。将附加位用于该指示符将允许指示附加定位信息类型，因此可以基于运用的不同定位算法和/或技术的数目来增加向指示符分配的位数。接收分组(该分组包含在406描述的AoA/AoD指示符)的装置然后可以即时知道分组是否包含定位信息和分组中包含的信息类型。
根据本发明的至少一个实施例，接收装置可以在CRC校验之前确定扩展信息(例如尾部位)是否存在于分组中。因而可以更快启动幅度和相位采样和/或天线切换而无需等待可能若干μs直至CRC校验完成，这可以减少定位过程的总持续时间。然而，以这一方式操作可能出现的一个问题如果分组以CRC校验失败而告终。在分组由于CRC而证明无效的实例中，接收器可以(根据配置)：1)忽略分组并且终止对扩展的处理；或者2)接受分组并且处理扩展、但是向宿主通知CRC在分组内失败。
根据本发明的至少一个实施例，图4C公开了可以在PDU 402中配置的更多如下指示符，这些指示符用于向接收设备通知可以在分组400中包括的定位信息。PDU 402的净荷408包括48位AdvA字段、8位AoA/AoD字段长度和可以根据已经向分组400添加的尾部位可变的通报数据结构。利用这些指示符，接收装置可以不仅了解分组400包含定位信息而且了解定位信息的大小和组成。另外，无论分组400中包括的定位信息的实际大小如何，分组400的总大小不会超过为蓝牙LE指定的最大分组大小。
使包括定位信息的分组的总大小限于为特定无线通信介质(例如蓝牙LE)设置的最大大小根据本如图4D中公开的本发明至少一个实施例可以是可能的。可以如在412所示进一步限定图4C中引入的AoA/AoD字段长度指示符为两个4位字段：AoD_长度和AoA_长度。如果分组配置成仅包括AoD信息(例如AoA/AoD指示符设置成“10”)，则向分组添加的AoD信息的长度可以限于PDU头部中设置的长度(如在图4D中的406所示)+2*AoD_长度，这必须少于或者等于最大分组长度(例如在蓝牙LE的实例中，最大分组长度为37个字节)。类似地，如果分组配置成仅包括AoA信息(例如，AoA/AoD指示符设置成“01”)，则向分组添加的AoA信息的大小可以限于PDU头部中设置的长度+2*AoA_长度。如果分组配置成包括组合的信息(例如AoA/AoD指示符设置成“11”)，则向分组添加的AoA和AoD信息的大小可以限于PDU头部中设置的长度+2*AoA_长度+2*AoD_长度。向分组添加的定位信息因此可以限于某一长度以免超过最大大小。
图5A公开了分组400在被配置用于在AoD方向发现中使用时的内容的例子。起初，分组400中的AoA/AoD指示符可以设置成“10”以向接收装置指示已经向分组400附接AoD信息，并且AoD字段长度可以设置成PDU头部中设置的长度+2*AoD_长度。(例如在CRC之后)向分组400添加的定位信息然后可以如在500阐述的那样包括如在AoD长度字段中限定的AoD定位信息。在410示出的位序列可以包括图5A中所示如下连续波，在该连续波中，从“1”至“k”示出了位数。然后在位数之下示出了可以在发送分组期间在发送器(Tx)出现的天线切换的例子，然后跟随有可以在分组由方向发现器接收时在接收器出现的相位和幅度采样的例子。图5A中公开的信息中的一些或者所有信息可以由接收装置用来估计分组采取的从发送器的离开角度。
在另一例子中，图5B公开了分组400被配置用于AoA方向发现的场景。在这一实例中，AoA/AoD指示符设置成“01”以向接收装置指示分组包含AoA定位信息，并且AoA字段长度可以设置成PDU头部中设置的长度+2*AoA_长度。可以如在502阐述的那样配置向分组附接的定位信息，其中利用分组PDU的头部在AoA长度字段中限定AoA字段的长度。与图5A的例子相似，可以在分组中发送并且可以如图所示发送和感测位的连续波。可以在图5B的例子中提出如与图5A比较的至少一个不同，其中天线切换出现于接收设备(Rx)而不是发送装置，因为天线阵列位于接收器中。针对每位1至N的相位和幅度采样也可以如图5B中所示出现于接收器处。
图5C公开了分组400在它配置成包括用于在AoA和AoD方向发现中使用的定位信息时的另一例子。在这一例子中，AoA/AoD指示符可以配置成“11”以向接收设备指示分组包含AoA和AoD信息二者，并且用于AoA和AoD信息二者的组合字段长度可以设置成PDU头部中设置的长度+2*AoD_长度+2*AoA_长度。然后在504公开了如下例子定位信息，该定位信息在CRC之后在分组中包括AoA和AoD信息二者。在这一实例中，分组也可以包含分别描述AoA和AoD信息二者的长度的长度信息，从而接收设备可以知道何时AoA位序列结束而AoD位序列开始。
IV.例子使用场景
根据本发明的至少一个实施例，可以修改通报分组或者简单数据分组以包括可由接收设备用于执行定位(例如，与接收的信号有关的方向发现)的定位信息。通报分组在通报装置与其它装置之间建立正式连接之前“通报”装置的存在和可用性。因此，可以有可能让通报设备向其它装置提供定位信息而无需使其它装置正式参加网络连接。这样的交互可以出现的一个实例是在装置(例如接入点或者AP)公共可用时。在公共使用中，“信标”信号可以向每个分组附接定位信息(例如尾部位)、然后可以继续广播这些分组。信标然后可以在不可连接模式中操作并且可以向其它设备提供定位信息。
广播信标信号的装置也可以在仅已知设备接收定位信息的模式中操作。在“专用”操作中，信标仅在受信任设备已经请求定位信息之后才可以向发送的分组添加尾部位。在公共和专用场景中，信标可以(例如使用服务字段)向发送的分组添加如下指示符，这些指示符指示在分组中有定位信息。也可以通过发送尾部位的整个位图案或者通过使用其它限定预定义位图案的指示符位来在分组中指示尾部位的位图案。用于尾部位结构的一个重要特性在于位序列需要不同于标准分组的前导和同步图案以避免将尾部位解译为新分组的开始。
接收不含定位信息的通报分组的装置可以使用标准连接设立请求或者具体定位请求来向接收的分组的源请求定位信息(例如尾部位)。例如，如果AoA/AoD指示符字段配置成“00”(意味着分组不含任何定位信息)，则接收装置可以尝试向接收的分组的源请求定位信息。定位请求在不可连接公共信标的情况下(例如，如果信息未已经由除了理解为不可用之外的不可连接公共信标提供)并非必需。一旦接收确定为包含定位信息的分组，就可以在装置中启动定位。
在蓝牙LE装置的例子中，通信通常始于如下状态，设备在该状态中通过发送通报分组在专用通报信道上通报自己。在这一例子的背景中，信标设备可以是资源有限的更小设备(例如传感器、腕佩戴计算机等)、因此可能未支持传统的蓝芽功能。这样的设备可以是更强大的方向发现器的目标。根据本发明的至少一个实施例，信标设备可以从无发送活跃的空闲状态启动操作。定期地或者根据无线电收发器的设置或者来自宿主层的命令，信标设备可以进入如下通报状态，它在该状态中可以首先进行RSSI测量以检查通报信道是否未占用。如果RSSI测量结果指示信道闲置，则信标设备可以发送通报分组并且监听来自其它设备的连接设立请求。连接设立请求是蓝牙LE的现有功能，并且根据本发明的至少一个实施例，现有监听时段也可以用于接收定位请求。如果在响应时段期间接收定位请求(例如方向发现器设备可以在连接设立请求分组或者专用定位请求分组中发送定位请求)，则信标设备可以进入与请求设备的网络连接或者它可以停留于通报状态。在两种情况下，假如允许发送信息(例如信标设备在公共模式中操作或者如果在专用模式中，则方向发现器为信标设备所知)，则可以发送包括定位信息的分组。
根据本发明的至少一个实施例，信标设备可以根据支持的应用而不同地操作。例如，如果信标设备总是在公共模式中操作，则信标设备可以在发送之前向所有通报分组添加定位信息(例如尾部位)。这一类型的操作可以出现以例如为比如图6中公开的室内导航应用提供定位信息。在这一例子中，多个信标装置600和602可以作为可以在无障碍和不挡道的地方(比如在结构(例如建筑物内的房间)中的天花板表面上)装配的不可连接公共模式发送器来工作。每个信标设备可以拥有可以用来广播可以由装置200接收的定位信息(例如AoD分组)的可能在阵列中配置的多个天线。装置200然后可以使用接收的分组来执行定位以便分辨可以向用户呈现的用于装置200的位置(例如作为建筑物中的位置)。根据本发明的至少一个实施例，另一实现可以包括通过除了蓝牙LE之外的有线或者无线连接向多个或者所有可用信标设备同时请求定位信息。在这样的实例中，装置可以针对比无线通信介质(比如蓝牙LE)的有线发送范围更大的区域请求定位服务。在另一场景中，如果在定位期间在需要连接状态以接收定位信息时失去连接或者在通报状态中超过预定义时间段而未接收来自对等设备的新请求，则信标设备可以停止发送定位信息并且可以返回到空闲或者标准通报状态。除了设备标识和简单定位请求功能之外，定位请求分组也可以包含附加信息(比如可以在装置之间增加安全性和隐私性的跳频序列、可以提高定位准确性以及功率消耗的定位分组周期以及将用于待发送定位信息的所请求的位图案)。
从事务的接收段来看，方向发现器的操作也可以始于空闲状态。在这一例子中，起始状态也可以是蓝牙LE***的通报状态。然而一旦方向发现器的无线电模块从它的宿主/处理器接收用于开始方向发现的命令，则方向发现器设备可以进入扫描状态以开始扫描寻找活跃信标设备。取而代之，方向发现器设备可能已经了解信标设备并且可以试着直接设立连接。如果在预定义扫描时段期间未接收通报分组，则方向发现器设备可以退出扫描状态并且返回到起始状态或者可以重复扫描过程持续预定义时间段(根据配置)。然而，如果在扫描期间方向发现器设备从(例如如方向发现器装置中的应用或者配置所限定的)所需信标设备接收通报分组，则它可以例如基于信标是公共信标还是专用信标来进入特定方向发现状态。
公共信标可以根据上文描述的通报过程定期地通报自己。然而，在信标设备不可连接的实例中，没有必要允许来自其它设备的连接设立。根据本发明的至少一个实施例，公共信标可以默认向所有通报分组添加定位尾部位。如上文所言，这一类型的操作可以对于室内导航应用而言可行。信标设备可以发送包含如下信息的通报分组，该信息指示在分组中存在配置信息。这样，方向发现器设备可以在通报分组结束之前知道定位是可能的。如果不可连接信标未支持定位，则方向发现器设备可以返回到扫描状态。然而，如果允许定位，则方向发现器设备可以基于通报分组中配置的参数来设置DF接收器的参数。取而代之，方向发现器设备可以具体尾部位图案的请求。此后只要方向发现器设备中的定位资源请求定位，方向发现器设备就可以启动定位。可以基于(例如在方向发现器已经估计AoD或者AoA之后)来自定位资源的命令或者在某一时间段(方向发现器设备中的计数器在该时间段期间计数至零)之后停止定位。此后，方向发现器设备可以返回到空闲状态或者通报状态。
在扫描之时，可以也有可能让方向发现器从可连接信标设备接收通报分组。在这样的实例中，可以未必默认向通报分组添加定位信息。因此，方向发现器设备可能必须向信标设备请求定位信息，从而信标设备停留于通报状态或者方向发现器设备必须建立与信标设备的连接。在两种情况下，可以通过通报分组或者经由正式连接来协商或者通知定位信息的参数(例如尾部位长度和/或图案)。定位信息请求可以包括如下信息，该信息限定尾部位序列的格式(比如“11111111”或者“11110000”)、连续通报分组的周期、定位所需要的预定义计时器等。基于通报分组中的指示符，方向发现器设备知道信标设备是否能够向将要到来的分组添加尾部位。定位可以在信标设备操作于通报状态时继续或者如果希望更高安全性，则可以通过在信标装置与方向发现器装置之间的正式连接来继续。无论如何从信标设备递送分组，方向发现器设备都可以然后开始定位。可以由于失去连接、基于(例如在定位完成之后)来自方向发现器设备的命令或者在某一时间段(方向发现器设备的计数器在该时间段期间计数至零)之后停止定位。此后，方向发现器设备可以返回到空闲状态或者通报状态。
在一些目标/方向发现器应用中，仅某些方向发现器设备可以允许信标设备的定位(例如信标设备必须“信任”方向发现器设备)。例如，信标设备可以附着到钱包或者另一私人物品仅可以作为这些物品的所有者的目标。在这样的情形中，方向发现器设备可以被迫向信标设备请求包括定位信息的分组，并且信标如果检测到方向发现器设备为受信任设备则才添加定位信息。
在图7中公开了根据本发明至少一个实施例的从发送装置的角度来看的例子通信过程的流程图。该过程可以始于步骤700并且可以继续如下步骤702，在该步骤中可以关于是否可以用不受限制的方式从装置分发定位信息进行确定。例如，如果在室内定位应用中实施装置，则它可以总是在公共不可连接模式中操作以便向在范围内的任何接收装置提供定位信息。在范围的另一端，装置可以附着到私人物品(例如钱包)并且仅可以在受信任(例如已知)方向发现器请求时发送定位信息。如果在步骤702中确定装置可以用不受限制的方式发送定位信息，则在步骤704中可以配置、然后发送包括定位信息的分组。这些分组的配置可以包括在分组中设置如下指示符，这些指示符向接收装置指示分组包含定位信息、分组中的定位信息的类型、分组中的定位信息的长度并且可能指示定位信息的结构(例如位图案)。可以继续在步骤704中发送分组直至在706中出现超时。例如，装置中的应用或者配置可以设置如下时间段，在该时间段期间从装置发送分组。该过程然后可以在步骤708中终止并且可以在步骤700中重启。
如果在步骤702中确定定位信息的发送在装置中不是不受限制，则该过程可以继续如下步骤710，在该步骤中可以发送标准通报分组(例如未包括定位信息)。通报分组的发送可以继续直至在步骤712中在装置响应于标准通报分组而接收定位请求。可以用请求在发送装置与另一装置之间建立正式网络连接的简单响应这一形式或者以具体针对定位信息的请求这一形式接收定位请求。然后可以在步骤714中关于请求定位信息的装置是否被允许接收它进行又一确定。如果确定为请求定位信息的装置不被允许接收定位信息(例如请求装置不为发送装置所知或者所信任)，则在步骤716中可以关于是否超时已经出现或者设备已经变成断开进行确定。如果超时或者断开已经出现，则该过程可以在步骤708中终止并且可以在步骤700中重启。否则，该过程可以返回到如下步骤710，在该步骤中可以再次发送标准通报分组。
如果在步骤714中确定请求装置被允许接收定位信息，则在步骤718中可以配置并且向请求装置发送分组。如上文阐述的那样，这些分组的配置可以包括在分组中设置如下指示符，这些指示符可以向接收装置指示分组包含定位信息、分组中的定位信息的类型、分组中的定位信息的长度并且可能指示定位信息的结构(例如，位图案)。在发送具有定位信息的分组之后，该过程可以返回到如下步骤716，在该步骤中可以再次关于是否超时已经出现或者在装置之间的连接已经中断进行确定。该过程然后可以或者在步骤710中重新开始发送标准通报分组或者可以在步骤708中完成并且在步骤700中重启。
在图8中公开了用于根据本发明至少一个实施例的从接收装置的角度来看的例子过程的另一流程图。该过程可以始于步骤800并且可以继续如下步骤802，在该步骤中，装置可以扫描寻找包括一个或者多个分组的信号(例如信标)。在步骤804中关于是否已经接收信号进行确定。如果尚未接收信号，则可以在步骤806中关于装置是配置用于单次扫描还是连续扫描进行确定。装置的配置可以例如由需要装置位置或者装置中的另一配置的应用设置。如果确定仅已经配置单次扫描，则该过程在步骤808中可以完成并且该过程然后可以在步骤800中重启。否则，如果确定已经配置多次扫描，则该过程然后可以返回到步骤802以便继续扫描寻找信号。
如果在步骤804中确定已经接收包括至少一个分组的信号，则可以在步骤810中关于接收的分组是否包含位置信息进行又一确定。例如可以基于分组中的头部信息进行关于分组是否包含位置信息的确定。例如，可以在分组头部信息中配置如下指示符，这些指示符指示分组是否包含定位信息、定位信息的类型、定位信息的长度并且在一些实例中指示定位信息的结构(例如，位序列)。如果接收的分组不包含定位信息，则在步骤812中可以向信号源(例如信标设备)发送针对连接设立的请求(包括针对定位信息的请求)或者取而代之为针对定位信息的具体请求。然后可以在步骤814中基于接收的对在步骤812中发送的请求的任何响应、如果未接收响应等关于定位信息是否可用进行确定。如果在步骤814中确定定位信息不可用，则该过程可以返回到步骤806以确定是否应当执行进一步扫描。
无论在步骤810中是否确定接收的分组包括定位信息，或者取而代之，在步骤814中发送针对连接设立或者定位信息的请求之后，该过程然后可以继续如下步骤816，在该步骤中可以在装置中启动定位。这一过程可以包括基于接收的分组中的信息来配置装置中的定位并且执行定位。定位可以例如包括与对接收的分组的源定位有关的方向发现操作。然后可以在步骤818中关于是否已经确定所需位置(例如是否已经确定朝着信标装置的方向)进行确定。如果已经确定位置，则该过程可以在步骤820中完成并且可以在步骤800中重启。否则，如果在步骤818中尚未确定位置，则在步骤822中可以关于是否超时已经出现或者在信号源与方向发现器装置之间的链路(如果必要)已经切断进行又一确定。如果超时尚未出现并且在设备之间的链路(如果必要)仍然完整，则该过程可以继续如下步骤824，在该步骤中可以向信号源请求包括定位信息的附加分组。该过程然后可以返回到如下步骤816，在该步骤中可以再次尝试定位。如果在步骤822中确定超时已经出现和/或在信号源与方向发现器设备之间的所需连接已经切断，则该过程可以在步骤820中完成并且可以在步骤800中重启。
针对用于AoA定位信息处理的链路层支持的考虑可以包括接收(Rx)和发送(Tx)参数。例如在Rx侧上，接收装置可以从接收的分组中的头部信息检测AoA指示符、然后可以结合AoA定位信息的开始来激活天线开关触发信号。天线开关触发点可以基于可限定的时钟而可配置。幅度和相位采样也可以在接收AoA信息(例如包括采样起始点、采样间隔和捕获的样本的数目)期间可配置。在Tx侧上，可以向分组中的头部信息添加指示符，并且分组可以(例如在CRC校验之后)与非白化AoA扩展一起发送。
针对用于AoD定位信息处理的链路层支持的考虑可以包括接收(Rx)和发送(Tx)参数。例如在Rx侧上，接收装置可以从接收的分组中的头部信息检测AoD指示符。幅度和相位采样可以在接收AoD信息(例如包括采样的起始点(例如可以在标准中限定)、采样间隔(例如可以在标准中限定)和捕获的样本的数目)期间可配置。在Tx侧上，可以向分组中的头部信息添加AoD指示符，并且分组可以(例如在CRC校验之后)与非白化AoD扩展一起发送。可以结合AoD定位信息的发送开始来触发天线开关触发信号。可以在用于适用无线通信介质(例如蓝牙LE)的标准中限定天线开关触发点和切换间隔。
本发明的各种实施例并非仅限于上文公开的例子而可以涵盖其它配置或者实现。
例如，本发明的例子实施例可以涵盖如下装置，这些装置包括：用于在装置中确定是否将在分组中包括可用于定位的信息的装置；用于如果确定将在分组中包括可用于定位的信息则配置分组中的头部信息以指示分组包括可用于定位的信息的装置；用于在分组中包括可用于定位的信息的装置；以及用于经由无线通信从装置发送分组的装置。
此外，本发明的例子实施例可以涵盖如下装置，该装置包括：用于扫描寻找无线信号的装置，无线信号包括至少一个分组；用于如果扫描到无线信号则确定至少一个分组中的头部信息是否指示分组包括可用于定位的信息的装置；以及用于如果确定至少一个分组包括可用于定位的信息则基于头部信息来配置装置中的定位并且在装置中基于定位信息来执行定位的装置。
本发明的至少一个其它例子实施例可以包括如下电子信号，这些电子信号使装置：确定是否将在分组中包括可用于定位的信息；如果确定将在分组中包括可用于定位的信息则配置分组中的头部信息以指示分组包括可用于定位的信息；在分组中包括可用于定位的信息；并且经由无线通信发送分组。
此外，本发明的至少一个其它例子实施例可以包括如下电子信号，这些电子信号使装置：扫描寻找无线信号，无线信号包括至少一个分组；如果扫描到无线信号，则确定至少一个分组中的头部信息是否指示分组包括可用于定位的信息；并且如果确定至少一个分组包括可用于定位的信息，则基于头部信息来配置装置中的定位；并且在装置中基于定位信息来执行定位。
本发明的至少一个其它例子实施方式可以涉及一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括记录于非瞬态计算机可读存储介质上的计算机可执行程序代码，该计算机可执行程序代码包括：配置成使装置确定是否将在分组中包括可用于定位的信息的代码；配置成使装置如果确定将在分组中包括可用于定位的信息则配置分组中的头部信息以指示分组包括可用于定位的信息的代码；配置成使装置在分组中包括可用于定位的信息的代码；以及配置成使装置经由无线通信发送分组的代码。
可以进一步描述上述例子计算机程序产品，其中配置成使装置配置头部信息的代码还包括配置成使装置在头部信息中设置指示符以指示分组包括离开角度信息、到达角度信息或者离开角度与到达角度信息的组合的代码。
可以进一步描述上述例子计算机程序产品，其中配置成使装置在分组中包括可用于定位的信息的代码还包括配置成使装置在校验和之后向分组的末尾附接位序列的代码。在这一配置中，可以更进一步描述例子计算机程序产品，其中配置成使装置配置头部信息的代码还包括配置成使装置在头部信息中包括位序列长度和结构信息中的至少一个的代码。
本发明的至少一个其它例子实施方式可以涉及一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括记录于非瞬态计算机可读存储介质上的计算机可执行程序代码，该计算机可执行程序代码包括：配置成使装置扫描寻找无线信号的代码，无线信号包括至少一个分组；配置成使装置如果扫描到无线信号则确定至少一个分组中的头部信息是否指示分组包括可用于定位的信息的代码；以及配置成使装置如果确定至少一个分组包括可用于定位的信息则基于头部信息来配置定位并且基于定位信息来执行定位的代码。
上述例子计算机程序产品还可以包括配置成使装置如果确定在装置中接收的无线信号未包括可用于定位的信息则向请求定位信息的接收的无线信号的源发送响应的代码。
可以进一步描述上述例子计算机程序产品，其中头部信息指示已经向至少一个分组附接位序列并且至少指示用于位序列的长度。
本发明的至少一个其它例子实施方式可以涉及一种装置，该装置包括至少一个处理器和包括可执行指令的至少一个存储器，至少一个存储器和可执行指令配置成与至少一个处理器配合使装置至少执行以下操作：确定是否将在分组中包括可用于定位的信息；如果确定将在分组中包括可用于定位的信息，则配置分组中的头部信息以指示分组包括可用于定位的信息；在分组中包括可用于定位的信息；并且经由无线通信发送分组。
可以进一步描述上述例子装置，其中配置成与至少一个处理器配合使装置配置头部信息的至少一个存储器和可执行指令还包括配置成与至少一个处理器配合使装置在头部信息中设置指示符以指示分组包括离开角度信息、到达角度信息或者离开角度与到达角度信息的组合的至少一个存储器和可执行指令。
可以进一步描述上述例子装置，其中配置成与至少一个处理器配合使装置在分组中包括可用于定位的信息的至少一个存储器和可执行指令还包括配置成与至少一个处理器配合使装置在校验和之后向分组的末尾附接位序列的至少一个存储器和可执行指令。在这一配置中，可以更进一步描述上述例子装置，其中配置成与至少一个处理器配合使装置配置头部信息的至少一个存储器和可执行指令还包括配置成与至少一个处理器配合使装置在头部信息中包括位序列长度和结构信息中的至少一个的至少一个存储器和可执行指令。
本发明的至少一个其它例子实施方式可以涉及一种装置，该装置包括至少一个处理器和包括可执行指令的至少一个存储器，至少一个存储器和可执行指令配置成与至少一个处理器配合使装置执行以下操作：扫描寻找无线信号，无线信号包括至少一个分组；如果扫描到无线信号，则确定至少一个分组中的头部信息是否指示分组包括可用于定位的信息；并且如果确定至少一个分组包括可用于定位的信息，则基于头部信息来配置定位并且基于定位信息来执行定位。
可以进一步描述上述例子装置，其中至少一个存储器和可执行指令配置成与至少一个处理器配合使装置如果确定在装置中接收的无线信号未包括可用于定位的信息则向请求定位信息的接收的无线信号的源发送响应。
可以进一步描述上述例子装置，其中头部信息指示已经向至少一个分组附接位序列并且至少指示用于位序列的长度。
因而本领域技术人员将清楚可以对其进行形式和细节上的各种改变而未脱离本发明的精神实质和范围。本发明的广度和范围不应受任何上文描述的例子实施例限制而是应当仅根据所附权利要求及其等效含义来限定。

Claims (14)

1.一种方法，包括：
在装置中确定是否将在分组中包括可用于定位的信息；
如果确定将在所述分组中包括所述可用于定位的信息，则配置所述分组中的头部信息以指示所述分组包括所述可用于定位的信息；
在所述分组中包括所述可用于定位的信息；以及
经由无线通信从所述装置发送所述分组。
2.根据权利要求1所述的方法，其中配置所述头部信息包括在所述头部信息中设置指示符以指示所述分组包括离开角度信息、到达角度信息或者离开角度信息与到达角度信息的组合。
3.根据权利要求1所述的方法，其中在所述分组中包括所述可用于定位的信息包括在校验和之后向所述分组的末尾附接位序列。
4.根据权利要求3所述的方法，其中配置所述头部信息包括在所述头部信息中包括位序列长度和结构信息中的至少一个。
5.一种方法，包括：
从装置扫描寻找无线信号，所述无线信号包括至少一个分组；
如果扫描到无线信号，则确定所述至少一个分组中的头部信息是否指示所述分组包括可用于定位的信息；以及
如果确定所述至少一个分组包括可用于定位的信息，则基于所述头部信息来配置所述装置中的定位并且在所述装置中基于所述定位信息来执行定位。
6.根据权利要求5所述的方法，其中如果确定在所述装置中接收的所述无线信号未包括可用于定位的信息，则向请求定位信息的所述接收的无线信号的源发送响应。
7.根据权利要求5所述的方法，其中所述头部信息指示已经向所述至少一个分组附接位序列并且至少指示用于所述位序列的长度。
8.一种装置，包括：
至少一个处理器；以及
包括可执行指令的至少一个存储器，所述至少一个存储器和所述可执行指令配置成与所述至少一个处理器配合，使所述装置执行根据权利要求1至7中的任一权利要求所述的方法。
9.一种装置，包括用于执行根据权利要求1至7中的任一权利要求所述的方法的装置。
10.一种计算机程序代码，配置成在由处理器执行时实现根据权利要求1至7中的任一权利要求所述的方法。
11.一种计算机可读存储介质，根据权利要求10所述的计算机程序代码存储于所述计算机可读存储介质中。
12.一种电子信号，用于使装置执行根据权利要求1至7中的任一权利要求所述的方法。
13.一种数据结构，包括：
分组，所述分组包括至少一个头部；
所述至少一个头部包括关于是否已经向所述分组附接可用于定位的信息的指示和与所述附接的信息的长度对应的至少一个字段；以及
在校验和之后向所述分组附接的信息，所述附接的信息包括用于在定位中使用的至少一个位序列。
14.一种***，包括：
第一装置；以及
第二装置；
所述第一装置确定是否将在分组中包括可用于定位的信息；
如果确定将在所述分组中包括所述可用于定位的信息，则所述第一装置还配置所述分组中的头部信息以指示所述分组包括所述可用于定位的信息并且在所述分组中包括所述可用于定位的信息；
所述第一装置还经由无线通信发送所述分组；
所述第二装置扫描寻找无线信号，所述无线信号包括至少一个分组；
如果扫描到来自所述第一装置的无线信号，则所述第二装置还确定所述至少一个分组中的头部信息是否指示所述分组包括可用于定位的信息，并且如果确定所述至少一个分组包括可用于定位的信息，则所述第二装置还基于所述头部信息来配置定位并且基于所述定位信息来执行定位。
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