CN110392387B - 无线信号的角度测量方法和设备 - Google Patents

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Abstract

提供了一种无线信号的角度测量方法及装置。其中，该方法包括：无线设备用天线阵列接收信号，所述信号包括经由多条路径传输的待识别设备发送的无线信号；获取经由所述多条路径中的每条路径传输的所述无线信号的入射角度和能量；所述无线设备基于所述天线阵列的天线方向图调整所述每条路径传输的所述无线信号的能量，其中，所述天线方向图为角度值到所述天线阵列的增益的函数；基于调整后的所述每条路径传输的所述无线信号的能量，确定所述多条路径中的候选路径是否为直射径。实施本申请实施例可以通过利用天线接收增益补偿的方式解决直射径判决错误的问题，进而提升入射角度判决的准确性。

Description

无线信号的角度测量方法和设备
技术领域
本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种无线信号的角度测量方法和设备。
背景技术
无线局域网(wireless local area network，WLAN)可提供定位能力。
WLAN定位***可以确定无线信号的到达角度(angle of arrival，AOA)。待识别设备发送的无线信号可能经由多条路径到达WLAN设备。沿不同路径到达WLAN设备的无线信号的内容相同，因此是同一无线信号的副本。WLAN设备接收到的信号是经由多条路径先后到达该WLAN设备的该无线信号的叠加。经由不同路径到达WLAN设备的无线信号的AOA不同。由于视线(line of sight，LOS)路径(即直射路径)的无线信号的AOA是待识别设备的正确的角度，故测量AoA的WLAN设备(如接入点(access point，AP))需要确定待识别设备(如终端)与WLAN设备间的LOS路径，和其对应的入射角度。
发明内容
本申请提供了一种无线信号的角度测量方法及无线设备，能够提升直射径以及其对应的入射角度判决的准确性。
第一方面，提供了一种无线信号的角度测量方法，包括：无线设备接收信号，所述信号包括经由多条路径传输的待识别设备发送的无线信号；
获取经由所述多条路径中的每条路径传输的所述无线信号的入射角度和能量；
所述无线设备将每条路径传输的无线信号的能量去除天线方向图中对应入射角度下的天线接收增益，得到调整后的每条路径传输的所述无线信号的能量，其中，所述天线方向图为角度值到所述天线阵列的增益的函数；
基于调整后的所述每条路径传输的所述无线信号的能量，确定所述多条路径中的候选路径是否为直射径。
由于接收天线在不同角度下具有不同的接收增益，这种不规则的接收增益会导致接收到的信号的能量存在一定的波动，例如当直射径和反射径的入射角度不同，可能会存在直射径的天线接收增益小于反射径的天线接收增益，导致接收到的沿反射径传播的无线信号的能量与沿直射径传播的无线信号的能量差距不明显，从而导致不能正确的将直射径准确识别出来。本实施例通过利用天线阵列的天线方向图对每条路径传输的无线信号的能量进行调整，提高了直射径以及其对应的入射角度判决的准确性。
在一种可选的实现方式中，当条件满足时，无线设备确定所述多条路径中的候选路径为直射径，所述条件包括：经由所述候选路径传输的所述无线信号的能量在所述信号的总能量中的占比大于阈值。
经过对每条路径传输的无线信号的能量进行调整后，如果存在直射径，沿直射径传播的无线信号总是沿所有路径传输的无线信号中的最强的无线信号。但是沿所有路径传输的无线信号中最强的无线信号经由的路径不一定是直射径，因为即使没有直射径，在所有的非直射径中也一定有一条沿非直射径传输的无线信号是最强的。如果没有直射径，沿各个非直射径传输的无线信号中不会有某一条路径的无线信号的强度具有绝对优势。因此，用沿单条路径传播的无线信号的能量在总能量中的占比为依据，提高了直射径判决的准确性。
在一种可选的实现方式中，该条件还包括：经由所述候选路径传输的所述无线信号的能量在所述信号的总能量中的占比持续大于阈值。
持续跟踪满足上述条件的路径的能量占比，待识别终端即使处于移动过程中，也可以保证直射径判决的准确性。
在一种可选的实现方式中，候选路径为所述多条路径中传输先到达的所述无线信号的路径。
由于直射径一定短于任意非直射径，所以经由直射径传输的无线信号一定早于经由非直射径传输的无线信号到达无线设备。因此，无线设备仅检查先到达的路径中的候选路径是否满足上述条件，可以不必检查后到达的无线信号的能量是否满足上述条件，以缩短直射径识别过程。
在一种可选的实现方式中，在所述无线设备接收信号之后，所述无线设备将所述信号与第一训练序列进行匹配，以得到接收多个第二训练序列的时间点，其中，所述信号包括第二训练序列，所述信号包括经由所述多条路径传输的多个所述第二训练序列的叠加，所述第一训练序列为所述无线设备存储的信息，所述第一训练序列与所述第二训练序列的值相同。
第二训练序列为待识别终端发送的无线信号中的一类长训练字段(longtraining field，LTF)。在无线设备和待识别设备通信前，无线设备存储了第一训练序列，待识别设备存储了第二训练序列，第一训练序列与第二训练序列的值相同，且无线信号中的训练序列是唯一的。无线设备利用训练序列的良好自相关性，可以确定接收每一条路径传输的无线信号的时间点，并可以将最早接收的无线信号的路径确定为候选直射路径，简化了后续处理过程，降低了计算复杂度。
在一种可选的实现方式中，无线设备将信号与第一训练序列进行相关运算，以获取多个脉冲信号，无线设备将多个脉冲信号的峰值的出现时间，作为接收多个第二训练序列的所述时间点。
无线设备利用训练序列的良好自相关性，获得多条路径中第一LTF到达无线设备的时间在时间域上的分布情况，从而可以确定最早接收的无线信号的路径为候选直射径。
第二方面，提供了一种无线设备，该无线设备具有实现上述方法实际中无线设备行为的功能。该功能可以通过硬件实现，也可以通过硬件执行相应的软件实现。该硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块。
第三方面，提供了一种无线设备，该设备可以包括：天线阵列和处理器，
天线用于接收信号，该信号包括经由多条路径传输的待识别设备发送的无线信号。
处理器用于根据天线阵列接收的信号，获取经由多条路径中的每条路径传输的无线信号的入射角度和能量，并将每条路径传输的无线信号的能量去除天线方向图中对应入射角度下的天线接收增益，得到调整后的每条路径传输的所述无线信号的能量，其中，天线方向图为角度值到天线阵列的增益的函数，基于调整后的每条路径传输的无线信号的能量，确定多条路径中的候选路径是否为直射径。
该无线设备还可以包括存储器，该存储器用于与处理器耦合连接，保存该无线设备必要的程序指令和数据。
第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述程序指令当被处理器执行时，使所述处理器执行本申请第一方面的任一种可选的实现方式提供的无线信号的角度测量方法。
附图说明
图1为本发明实施例提供的多径信号的传播示意图；
图2为本发明实施例提供的信号接收示意图；
图3为本发明实施例提供的多径信号的采样叠加示意图；
图4为本发明实施例提供的天线在不同角度下的接收增益示意图；
图5为本发明实施例提供的一种调整无线信号接收能量的示意图；
图6为本发明实施例提供的一种无线信号的角度测量方法的流程示意图；
图7为本发明实施例提供的一种多传播径在时间和空间上的分布坐标图；
图8为本发明实施例提供的一种角度-能量分布函数示意图；
图9为本发明实施例提供的一种通信场景示意图；
图10为本发明实施例提供的一种基于到达角定位的原理示意图；
图11为本发明实施例提供的一种无线设备的结构示意图。
图12为本发明实施例提供的另一种无线设备的结构示意图。
具体实施方式
首先结合图1-图4介绍本发明实施例涉及的相关技术知识。
基于AOA定位***，通常需要多个AP得到终端报文的到达角度，然后定位服务器利用AP得到的到达角度信息进行终端定位。但在无线环境中，多径效应是影响角度估计的最大的问题，由于反射体的存在，发射机和接收机之间存在多条电磁信号传播路径，参见图1，是本发明实施例提供的一种多径信号的传播示意图。如图1所示，终端所发送的上行报文经过直射和反射到达AP。
信号经过直射和反射到达接收端时，接收信号可以表示为多个传播路径提供的多个信号副本的叠加，参见图2，是本发明实施例提供的一种信号接收示意图。如图2所示，信号L(t)在经过无线环境后，到达接收端时各个路径的信号到达时间点均不一样，由于每个副本有各自的传播时延，接收信号的数学表达式可以表示为r(t)＝∑ihiL(t-ti)，其中ti表示第i传播径的时延，hi表示第i传播径对于信号的复增益。
由于多径间传播时延具有随机性，两条不同路径的信号到达接收端的时间相近，同时接收机采样间隔存在一定的分辨率，而且不同路径到达接收端的时间差远小于接收机的采样间隔，因此导致在采样信号中既包括直射信号和反射信号。参见图3，是本发明实施例提供的一种多径信号的采样叠加示意图。如图3所示，在采样时，采样信号中包含两条路径的信号，因此在时间维度上是无法区分出不同路径上的入射信号，需要通过AOA算法在空间维度上将不同路径到达的入射信号区分出来。
在AOA定位***中，对于AP来说，只有沿直射径传播的无线信号的到达角才是有意义的，反射径的到达角没有任何意义，而且只会带来干扰，所以AOA定位***的一个关键问题就是正确的计算出直射信号的到达角。由于无线信号在传输中经过反射后衰减较大，导致在到达AP时，直射径的能量比反射径的能量大，所以根据接收信号的能量大小来挑选直射径是一种有效的方法。然而AP的接收天线在不同角度下接收无线信号具有不同的接收增益，如图4所示，是一种天线在不同角度下接收无线信号所对应的接收增益示意图，在不同的接收角度下，天线的接收增益不同。天线这种不规则的接收增益导致到达信号的幅值存在一定的波动，沿直射径传播的无线信号和沿反射径传播的无线信号的入射角度不同，因此可能会导致沿直射径传播的无线信号的天线接收增益小于沿反射径传播的无线信号的天线接收增益，不能正确的将直射径识别出来，如图5所示，在调整前，直射径的入射角度是120度。测量得到的沿直射径传播的无线信号的能量的值是-78分贝毫瓦(dBm)，天线阵列在120度的天线接收增益是-10分贝(dB)。反射径的入射角度是180度。测量得到的沿反射经传播的无线信号的能量的值是-80dBm。天线阵列在180度的天线接收增益是-4dB。根据天线接收增益可以反推出，沿直射径传播的无线信号的实际能量值是-68dBm，而沿反射径传播的无线信号的实际能量值是-76dBm。可以看出，在调整前，沿直射径传播的无线信号的能量和沿反射经传播的无线信号的能量差别不够大，AP不能准确识别出直射径，而在调整后，沿直射径传播的无线信号的能量和沿反射经传播的无线信号的能量差别变大，AP能够正确识别出直射径。
接下来结合图6介绍本发明实施例提供的无线信号的角度测量方法。
图6为本发明实施例提供的一种无线信号的角度测量方法的流程示意图。如图6所示，该方法至少包括以下步骤：
S101：无线设备用天线阵列接收信号，所述信号包括经由多条路径传输的待识别设备发送的无线信号。
具体地，该无线设备可以包括终端和网络设备。本申请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。例如，本申请所涉及到的网络设备可以是WLAN的接入点AP。无线信号可以是WLAN信号。
待识别终端发送无线信号，该无线信号可能通过直射路径、反射路径或散射路径等多条路径传输至AP的天线阵列。其中，每条路径的无线信号都是待识别终端发送的无线信号的一个副本。也就是说，AP的天线阵列接收到的信号包括直射路径的无线信号和/或非直射路径的无线信号。其中，多条路径指2条或更多路径。
在一种可能的实现中，AP可以通过聚类的方法，区分传输无线信号的多条路径。
具体地，AP可以收集多个样本数据，并利用聚类方式判断并确定待识别终端的直射路径。如图7所示，每个样本的数据用坐标图中的一个点表示。每个样本是AP接收到的来自一个路径的无线信号。坐标图的横轴表示接收各样本的时间t，纵轴表示该样本的AOA。待识别终端发送多个无线信号，每个无线信号经由多个路径到达AP，并被AP接收。由于待识别终端的移动有连续性，各个路径的角度变化也有连续性。因此AP将坐标图中的点聚类。聚类后，AP得到传输无线信号的多个路径。坐标图中的每一种形状的点的聚类表示一个路径，如P1、P2、P3、P4和P5。坐标图中的各路径可能是直射路径或非直射路径。其中，非直射路径指直射路径以外的路径，如反射、散射或折射的路径等。AP可以依据各个路径的聚类中点的弥散程度(相当于坐标图图中各个圈的大小)，识别AP的直射路径。然而，当待识别终端快速运动时，即使待识别终端与AP间存在直射路径，该直射路径的聚类中点的弥散程度也大，从而导致无法识别直射路径。
可见，聚类的方法是通过先区分出传输无线信号的多条路径，再根据聚类中点的弥散程度确定直射路径。由于聚类的方法不能准确识别直射路径，但可以准确区分出多条路径，因此，AP可以利用聚类的方法区分传输无线信号的多条路径。
在采用聚类的方法区分传输无线信号的多条路径时，AP可以通过配置多根天线(如3-4根天线)提高聚类的准确度，这样估计的AOA较准确，从而能够更好的对直射路径进行识别，减少了AP不能分辨两条或多条路径而把这两条或多条路径识别成一条路径，造成路径上无线信号的能量叠加的可能。
在一种可能的实现中，AP将信号与第一训练序列进行匹配,以得到接收多个第二训练序列的时间点，其中，所述信号包括第二训练序列，所述信号包括经由所述多条路径传输的多个所述第二训练序列的叠加，所述第一训练序列为AP存储的序列，第一训练序列与所述第二训练序列的值相同。
具体地，第二训练序列是WLAN无线信号中的长训练字段(long training field，LTF)，“第二”并非序号，而是对信号中的训练序列的命名，以区别于AP存储的，用来匹配信号的训练序列，所有待识别终端发送的无线信号中的训练序列都是第二训练序列。“第一”并非序号，而是对AP存储的训练序列的命名，以区别于信号中的训练序列。
具体地，AP将采集到的无线信号经过下变频,模数转换后变成数字信号。对每个天线的数字信号，与AP中存储的第一训练序列进行相关运算，获取相应脉冲信号。其中，待识别终端发送的第二训练序列与AP存储的第一训练序列是相同的训练序列，具有相同的数据信息。AP依据脉冲信号的特性，分离叠加的多个第二训练序列，获得每个第二训练序列在时间域上的分布。
由于训练序列在时域上具有良好的自相关特性，用训练序列识别接收无线信号的时间，可以区分接收时间接近的无线信号，即在时间域上有很高的分辨率。AP根据多个第二训练序列的时间点在时间域上的分布，获取多条路径在时间域上的分布，从而区分出传输无线信号的多条路径。
在一种可能的实现中，AP根据接收到的信号的无线帧的前导序列，提取所述无线信号的信道状态信息(channel state information，CSI)，根据得到的CSI，对接收到的信号进行空间谱估计，利用AOA算法得到空间谱函数，该空间谱函数是接收到的信号在不同时刻下的幅值与入射角度的函数。
值得说明的是，AOA算法并不是唯一的，AOA算法可以是波束形成方法、最大熵方法、最小方差无畸变响应方法、多重信号分类方法或特征子空间类方法等算法，本申请对具体采用何种AOA算法不做限制。
S102：获取经由所述多条路径中的每条路径传输的所述无线信号的入射角度和能量。
具体地，该无线设备可以通过利用聚类的方法区分出多条路径后获取每条路径传输的无线信号的入射角度和能量，也可以通过序列匹配的方法区分出多条路径后获取每条路径传输的无线信号的入射角度和能量，或者是通过CSI和AOA算法获取每条路径传输的无线信号的入射角度和能量。
参见图8，是一种角度-能量分布函数示意图，在一些角度下幅值具有峰值，表示在这个角度下有无线信号到达，且该角度就是无线信号的入射角度，如图8所示，在角度为0度、20度和40度时，幅值都具有峰值，且对应为-20dBm、-30dBm和-40dBm，说明无线信号到达AP时，其入射角度是0度时，无线信号的幅值是-20dBm，其入射角度是20度时，无线信号的幅值是-30dBm，其入射角度是40度时，无线信号的幅值是-40dBm。
S103：所述无线设备将每条路径传输的无线信号的能量去除天线方向图中对应入射角度下的天线接收增益，得到调整后的每条路径传输的无线信号的能量，其中，所述天线方向图为角度值到所述天线阵列的增益的函数。
具体的，而由图4可知，AP的接收天线阵列在不同角度下具有不同的接收增益，因此在得到每条路径传输的无线信号的入射角度和能量之后，找到在各个入射角度下的天线接收增益，对于每一个入射角度来说，利用与入射角度对应的天线接收增益调整在该入射角度对应传输下的无线信号能量，得到调整后的每条路径传输的无线信号的能量。这里的调整具体是指每条路径传输的无线信号的能量除以(原始数值，如0dBm的原始数值为1毫瓦)/减去(对数形式)对应的天线接收增益。例如，如图5所示，直射径的入射角度是120度，沿其传播的无线信号的能量是-78dBm，而天线阵列在120度的接收增益是-10dB，所以沿直射径传播的无线信号的实际能量值是-78dBm-(-10dB)，为-68dBm，同理，反射径的入射角度是180度，沿其传播的无线信号的能量是-80dBm，而天线阵列在180度的接收增益是-4dB，所以沿反射径传播的无线信号的实际能量值是-80dBm-(-4dB)，为-76dBm。
其中天线方向图可以预先存储在AP中，天线方向图可以通过对AP中的接收天线在微波暗室中测量校准得到，由于微波暗室是一个人为制造的，具有较为纯净的电磁环境的特殊空间，可以有效排除外界电磁干扰。
在一种可能的实现中，若天线方向图没有预先存储在AP中，而是存储在其它设备或服务器中，这些设备或服务器可能存储有多个AP的天线方向图，当某个AP需要利用天线方向图以进行对无线信号能量做调整，该AP需要从所述其它设备或服务器中获取对应的天线方向图。
具体地，该AP首先与其它设备或服务器建立数据连接以用于天线方向图信息的传输，该AP可以向其它设备或服务器发送一个指示标识，其它设备或服务器根据所述指示标识查找到与该AP对应的天线方向图信息，并将所述天线方向图信息发送给该AP。
可以看出，通过利用天线方向图对AP接收的无线信号的能量进行调整，可以排除天线接收增益这个因素对后续直射信号判决的影响，有利于提升直射径判决的准确性，参见图5，没有经过调整前，沿直射径传播的无线信号的能量和沿反射经传播的无线信号的能量差距不够明显，AP不能准确识别出直射径，而在调整后，沿直射径传播的无线信号的能量和沿反射经传播的无线信号的能量差距变大，AP能够正确识别出直射径。
S104：基于调整后的所述每条路径传输的所述无线信号的能量，确定所述多条路径中的候选路径是否为直射径。
在一种可能的实现中，当条件满足时，AP确定多条路径中的候选路径为直射径，所述条件包括：经由所述候选路径传输的所述无线信号的能量在所述信号的总能量中的占比大于阈值。
具体地，在执行S104之前，AP可以在该多条路径中选择待检查路径。待检查路径为可能包括直射路径的至少一条路径。AP也可以选取所有的路径为待检查路径，AP检查所有路径各自是否满足判决条件，将满足条件的一条待检查路径确定为直射路径，以降低识别直射路径的软件或硬件复杂度。
在一种可能的实现中，AP选取先到达的无线信号的至少一条路径为待检查路径。可以理解的是，若AP与待识别终端间存在直射路径，则传输先到达的无线信号的一条或多条路径中一定包括直射路径，即待检查路径中一定包括直射路径。AP检查待检查路径中各条路径是否满足判决条件，将满足条件的一条待检查路径确定为直射路径，以缩短直射路径识别过程。
如果AP在时间域上分辨率足够高，那么AP可以确定出唯一的一个传输最先(第一)到达的无线信号的路径为待检查路径。AP检查该待检查路径是否满足判决条件，若该待检查路径满足条件，则AP确定该待检查路径为直射路径。也就是说，AP仅检查这一个无线信号的能量是否满足上述条件。可见，上述通过选取传输先到达的无线信号的路径为待检查路径，有效的减少了待检查路径的数量，从而缩短了AP确定直射路径的时间。
当存在一条待检查路径，经由该待检查路径传输的无线信号的能量在信号的总能量中的能量占比大于阈值时，AP确定该待检查路径为直射路径；当经由任意一条待检查路径传输的无线信号的能量在信号的总能量中的占比都小于阈值时，AP确定不存在直射路径。
在一种可能的实现中，判决条件还包括：多条路径中的每一条路径传输的无线信号的能量在信号的总能量中的占比持续大于阈值。
具体地，如图9所示，在待识别终端的位置未变化时，待识别终端与AP1和AP2间的两条虚线路径上都没有遮挡物，此时两条虚线路径分别为AP1与AP2的待检查路径，且分别满足：经由待检查路径传输的无线信号的能量在信号的总能量中的能量占比大于阈值。在待识别终端的位置变化过程中(沿图中虚线方向向上移动)，待识别终端与AP1间没有遮挡物，该虚线路径仍然满足，经由虚线路径传输的无线信号的能量在信号的总能量中的能量占比大于阈值，因此，待识别终端AP1间存在直射路径，待识别终端与AP2间出现遮挡物，无线信号需要通过反射径或散射径到达AP2，待识别终端与AP2间的待检查路径传输的无线信号的能量在信号的总能量中的能量占比小于阈值，因此，待识别终端与AP2间的该待检查路径不存在直射路径。
因此，AP可以通过经由待检查路径传输的无线信号的能量在信号的总能量中的占比是否持续大于阈值的判决方法，对待检查路径进行判决，其中，持续可以指连续的时间，或连续的次数。通过对一条待检查路径的能量占比与阈值进行持续的比较，提高了识别直射路径的准确性。
在一种可能的实现中，AP在确定直射路径和所述直射路径的入射角度之后，AP从物理层数据中提取角度特征，如接收无线信号的时间、到达角度，以及待识别终端的相关信息，如发送无线信号的时间、待识别终端的标识信息。将这些信息上传到服务器并进行分类处理，服务器根据相应终端的媒体访问控制(英文：medium access control，MAC)地址和无线信号的接收时间匹配等信息，如识别要定位的终端，以及是否是在同一时刻接收的无线信号算出的到达角度，将该信息进行融合完成待识别终端的定位。如图10所示，待识别设备到第一AP和第二AP的直射径对应的到达角分别是θ1和θ2，那么两条直射径的交点位置就是待识别设备所在位置。
为了便于更好地实施本发明实施例的上述方案，相应地，下面还提供用于配合实施上述方案的相关装置。
如图11示出的本发明实施例提供的无线设备的结构示意图，无线设备100至少包括：接收单元110和处理单元120，其中，
接收单元110用于接收信号，该信号包括经由多条路径传输的待识别设备发送的无线信号。
处理单元120用于根据天线阵列接收的信号，获取经由多条路径中的每条路径传输的无线信号的入射角度和能量，并将每条路径传输的无线信号的能量去除天线方向图中对应入射角度下的天线接收增益，得到调整后的每条路径传输的所述无线信号的能量，其中，天线方向图为角度值到天线阵列的增益的函数，基于调整后的每条路径传输的无线信号的能量，确定多条路径中的候选路径是否为直射径。
在一个可能的实施例中，处理单元120，还用于将信号与第一训练序列进行匹配,以得到接收多个第二训练序列的时间点，其中，无线信号包括第二训练序列，所述信号包括经由所述多条路径传输的多个所述第二训练序列的叠加，所述第一训练序列为所述无线设备存储的信息，所述第一训练序列与所述第二训练序列的值相同。
在一个可能的实施例中，处理单元120，还用于将信号与第二训练序列进行相关运算，以获取多个脉冲信号，并将多个脉冲信号的峰值的出现时间，作为接收多个第一训练序列的所述时间点。
在一个可能的实施例中，当条件满足时，处理单元120还用于确定多条路径中的候选路径为直射径，该条件包括：经由该候选路径传输的无线信号的能量在信号的总能量中的占比大于阈值。
在一个可能的实施例中，当条件满足时，处理单元120还用于确定无线信号的直射径和所述直射径对应的入射角度，该条件包括：多条路径中的每一条路径传输的无线信号的能量在信号的总能量中的占比持续大于阈值。
图12是本发明实施例提供的一种无线设备200。该无线设备200至少包括：处理器210和天线阵列220。
处理器210可以是中央处理器(central processing unit，CPU)，或者CPU和硬件芯片的组合。上述硬件芯片可以是专用集成电路(application-specific integratedcircuit，ASIC)，可编程逻辑器件(programmable logic device，PLD)或其组合。上述PLD可以是复杂可编程逻辑器件(complex programmable logic device，CPLD)，现场可编程逻辑门阵列(field-programmable gate array，FPGA)，通用阵列逻辑(generic array logic,GAL)或其任意组合。处理器210用于控制整个网络设备以及信号处理。处理器210可以包括调制解调器211。
调制解调器211用于调制解调WLAN信号。调制解调器211与天线220相连，以接收和发射WLAN信号。
该无线设备还可以包括存储器230，该存储器230可以包括易失性存储器，例如随机存取存储器(RAM)；存储器230也可以包括非易失性存储器，例如只读存储器(ROM)，快闪存储器(flash memory)，硬盘或固态硬盘。存储器230还可以包括上述种类的存储器的组合。存储器230用于存储各种应用，操作***和数据。存储器230可以将存储的数据传输给处理器210。
可以理解的是，存储器230可以集成在处理器210中，也可以独立存在。
天线阵列220，用于接收信号，该信号包括经由多条路径传输的待识别设备发送的无线信号。
处理器210，用于根据天线阵列接收的信号，获取经由多条路径中的每条路径传输的无线信号的入射角度和能量，并将每条路径传输的无线信号的能量去除天线方向图中对应入射角度下的天线接收增益，得到调整后的每条路径传输的所述无线信号的能量其中，天线方向图为角度值到天线阵列的增益的函数，基于调整后的每条路径传输的无线信号的能量，确定多条路径中的候选路径是否为直射径。
处理器210，还用于确定最早接收的无线信号的路径为候选直射路径，最早接收的无线信号对应于时间点中的第一个时间点。
当条件满足时，处理器210还用于确定多条路径中的候选路径为直射路径，该条件包括经由候选路径传输的无线信号的能量在信号的总能量中的占比大于阈值。
由于上述实施例中该无线设备各器件解决问题的实施方式以及有益效果可以参见图6所示的方法实施方式以及有益效果，故在此不复赘述。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件指令可以由相应的软件模块组成，软件模块可以被存放于随机存取存储器、闪存、只读存储器、可擦除可编程只读寄存器(erasableprogrammable read-only memory，EPROM)存储器、电可擦可编程只读存储器(electrically erasable programmable read-only memory，EEPROM)、硬盘、光盘或者本领域熟知的任何其它形式的存储介质中。一种示例性的存储介质耦合至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。当然，处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于用户设备中。
本领域技术人员应该可以意识到，在上述一个或多个示例中，本申请所描述的功能可以用硬件、软件、固件或它们的任意组合来实现。当使用软件实现时，可以将这些功能存储在计算机可读介质中或者作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。
以上所述的具体实施方式，对本申请的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本申请的具体实施方式而已，并不用于限定本申请的保护范围，凡在本申请的技术方案的基础之上，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无线信号的角度测量方法，其特征在于，包括：
无线设备用天线阵列接收信号，所述信号包括经由多条路径传输的待识别设备发送的无线信号；
获取经由所述多条路径中的每条路径传输的所述无线信号的入射角度和能量；
将每条路径传输的无线信号的能量去除天线方向图中对应入射角度下的天线接收增益，得到调整后的每条路径传输的所述无线信号的能量，其中，所述天线方向图为角度值到所述天线阵列的增益的函数；
基于调整后的所述每条路径传输的所述无线信号的能量，确定所述多条路径中的候选路径是否为直射径。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于调整后的所述每条路径传输的所述无线信号的能量，确定所述多条路径中的候选路径是否为直射径，包括：
当条件满足时，所述无线设备确定所述多条路径中的候选路径为直射径，所述条件包括：经由所述候选路径传输的所述无线信号的能量在所述信号的总能量中的占比大于阈值。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述条件还包括：
经由所述候选路径传输的所述无线信号的能量在所述信号的总能量中的占比持续大于阈值。
4.如权利要求1至3任意一项所述的方法，其特征在于，所述候选路径为所述多条路径中传输先到达的所述无线信号的路径。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述无线设备接收信号之后，所述方法还包括：
所述无线设备将所述信号与第一训练序列进行匹配，以得到接收多个第二训练序列的时间点，其中，所述信号包括第二训练序列，所述信号包括经由所述多条路径传输的多个所述第二训练序列的叠加，所述第一训练序列为所述无线设备存储的信息，所述第一训练序列与所述第二训练序列的值相同。
6.一种无线设备，其特征在于，所述设备包括：天线阵列和处理器，其中，
所述天线阵列，用于接收信号，所述信号包括经由多条路径传输的待识别设备发送的无线信号；
所述处理器，用于获取经由所述多条路径中的每条路径传输的所述无线信号的入射角度和能量，将每条路径传输的无线信号的能量去除天线方向图中对应入射角度下的天线接收增益，得到调整后的每条路径传输的所述无线信号的能量，其中，所述天线方向图为角度值到所述天线阵列的增益的函数，基于调整后的所述每条路径传输的所述无线信号的能量，确定所述多条路径中的候选路径是否为直射径。
7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，
当条件满足时，所述处理器，还用于确定所述多条路径中的候选路径为直射径，所述条件包括：经由所述候选路径传输的所述无线信号的能量在所述信号的总能量中的占比大于阈值。
8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述条件还包括：
经由所述候选路径传输的所述无线信号的能量在所述信号的总能量中的占比持续大于阈值。
9.根据权利要求6至8任意一项所述的设备，其特征在于，所述候选路径为所述多条路径中传输先到达的所述无线信号的路径。
10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，在所述无线设备接收信号之后，
所述处理器，还用于将所述信号与第一训练序列进行匹配，以得到接收多个第二训练序列的时间点，其中，所述信号包括第二训练序列，所述信号包括经由所述多条路径传输的多个所述第二训练序列的叠加，所述第一训练序列为所述无线设备存储的信息，所述第一训练序列与所述第二训练序列的值相同。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113891334B (zh) * 2021-09-26 2023-03-14 电子科技大学 一种高速磁悬浮车地通信***的定向基站调试方法
WO2023159351A1 (zh) * 2022-02-22 2023-08-31 Oppo广东移动通信有限公司 无线通信的方法及设备

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1430367A (zh) * 2001-12-30 2003-07-16 华为技术有限公司 Cdma移动通信***中可视与非可视信道的识别方法
CN1470885A (zh) * 2002-07-23 2004-01-28 华为技术有限公司 一种抑制多径影响的角度估计方法
CN1508561A (zh) * 2002-12-16 2004-06-30 华为技术有限公司 一种获取环境数据的装置及其实现的方法
CN101860385A (zh) * 2010-06-23 2010-10-13 西安交通大学 一种多输入多输出无线通信***的信道建模方法
CN102647785A (zh) * 2012-03-23 2012-08-22 广州市香港科大***研究院 一种在无线信号强度测距技术中区分无线传输多径的方法
CN102664669A (zh) * 2012-04-26 2012-09-12 厦门大学 一种提高室内分布式多输入多输出***信道容量的方法
CN102857310A (zh) * 2012-07-27 2013-01-02 中兴通讯股份有限公司 一种有源天线***无线指标的测试方法及装置
CN104662736A (zh) * 2012-09-18 2015-05-27 艾斯特里克有限公司 用于干扰抑制的天线***
CN104730349A (zh) * 2015-04-15 2015-06-24 成都天衡电科科技有限公司 基于直线运动的天线增益方向图测量方法
CN105814809A (zh) * 2013-12-16 2016-07-27 华为技术有限公司 无线通信***中调整波束宽度的方法和装置
CN107171744A (zh) * 2017-06-30 2017-09-15 北京世纪德辰通信技术有限公司 一种基于三维地图的大功率台站开场测试***及方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10359496B2 (en) * 2015-08-10 2019-07-23 Viasat, Inc. Satellite antenna with sensor for line-of-sight detection

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1430367A (zh) * 2001-12-30 2003-07-16 华为技术有限公司 Cdma移动通信***中可视与非可视信道的识别方法
CN1470885A (zh) * 2002-07-23 2004-01-28 华为技术有限公司 一种抑制多径影响的角度估计方法
CN1508561A (zh) * 2002-12-16 2004-06-30 华为技术有限公司 一种获取环境数据的装置及其实现的方法
CN101860385A (zh) * 2010-06-23 2010-10-13 西安交通大学 一种多输入多输出无线通信***的信道建模方法
CN102647785A (zh) * 2012-03-23 2012-08-22 广州市香港科大***研究院 一种在无线信号强度测距技术中区分无线传输多径的方法
CN102664669A (zh) * 2012-04-26 2012-09-12 厦门大学 一种提高室内分布式多输入多输出***信道容量的方法
CN102857310A (zh) * 2012-07-27 2013-01-02 中兴通讯股份有限公司 一种有源天线***无线指标的测试方法及装置
CN104662736A (zh) * 2012-09-18 2015-05-27 艾斯特里克有限公司 用于干扰抑制的天线***
CN105814809A (zh) * 2013-12-16 2016-07-27 华为技术有限公司 无线通信***中调整波束宽度的方法和装置
CN104730349A (zh) * 2015-04-15 2015-06-24 成都天衡电科科技有限公司 基于直线运动的天线增益方向图测量方法
CN107171744A (zh) * 2017-06-30 2017-09-15 北京世纪德辰通信技术有限公司 一种基于三维地图的大功率台站开场测试***及方法

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