CN114007187B - 信源方向判断方法、装置、***、设备及可读存储介质 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及定向技术领域，具体而言，涉及一种信源方向判断方法、装置、***、设备及可读存储介质。该信元方向判断方法包括，接收第一信号，所述第一信号包括第一阵元所接收的信源发出的信源信号；接收第二信号，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，得到所述信源方向；本申请通过由于采用了单T/R通道进行信号接收的方式，降低了硬件成本和***复杂度；同时，由于采用蓝牙标准协议进行定位，信源适用性广，可适配目前通用的蓝牙4.2芯片以及蓝牙5.0、5.1芯片，普遍适用于手机、智能硬件等终端。

Description

信源方向判断方法、装置、***、设备及可读存储介质
技术领域
本申请涉及定向技术领域，具体而言，涉及一种信源方向判断方法、装置、***、设备及可读存储介质。
背景技术
由于多方面的原因，现有的基于天线阵列的单通道信源方向判断***一般精度较低。因此，如何提高信源放线判断的准确性和精度，成为本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
本申请的目的在于提供一种信源方向判断方法、装置、***、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方向判断方法，该方法包括：
接收第一信号，所述第一信号包括第一阵元所接收的信源发出的信源信号；
接收第二信号，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，得到所述信源方向；
其中，所述信源信号包括预设的数据序列。
可选的，所述接收第二信号之后，还包括：
依次接收其余天线阵元所接收到的所述信源信号，所述其余天线阵元包括除所述第一阵元和所述第二阵元之外的预设的接收所述信源信号的天线阵元，所述其余天线阵元中，包括至少一个天线阵元。
可选的，所述依次接收其余天线阵元所接收到的所述信源信号之后，还包括：
依次接收下一轮中所述预设的接收所述信源信号的天线阵元中，每个所述天线阵元所接收到的信源信号。
可选的，所述接收第一信号之前，包括：
配置参考天线，所述配置参考天线具体包括：从接收所述信源信号的天线阵元中的选择一个天线阵元配置为所述参考天线；
将所述接收所述信源信号的天线阵元中，未被配置为参考天线的天线配置为非参考天线。
可选的，所述参考天线接收所述信源信号的时长大于所述非参考天线接收所述信源信号的时长；每个所述非参考天线接收所述信源信号的时长相等。
可选的，所述接收第一信号之前，还包括：
生成天线阵元切换命令；所述天线阵元切换命令包括接通天线阵元的顺序和每个所述天线阵元的接通时间；
根据所述天线阵元切换命令控制天线阵元切换装置进行天线阵元切换。
可选的，所述生成天线阵元切换命令，包括：
根据所述定位数据的长度和拟接收所述定位数据的所述天线阵元的数量，生成所述天线阵元切换命令。
可选的，所述接收第一信号之后，还包括：
识别所述信源信号的定位帧；
识别所述定位帧中的所述预设的数据序列，当识别到所述预设的数据序列的时刻开始计时；
在所述第一阵元的接通时长与预设的天线阵元切换命令中所述第一阵元的接通时长相等时，执行切换。
可选的，所述接收第二信号之后，还包括：
在所述第二阵元开始接收所述信源信号的时刻开始计时；
在所述第二阵元的接通时长与预设的天线阵元切换命令中所述第二阵元的接通时长相等时，执行切换。
可选的，所述根据所述第一信号和所述第二信号，计算得到所述信源方向，包括：
根据所述参考天线接收到的所述信源信号，得到所述信源信号的频差参数；
根据所述频差参数和相邻的两个所述天线阵元分别接收到的所述信源信号的实际相位，得到所述信源方向；所述相邻的两个所述天线阵元，为先后接收所述信源信号的两个所述天线阵元。
可选的，所述根据所述频差参数和相邻的两个所述天线阵元分别接收到的所述信源信号的实际相位，得到所述信源方向，还包括：
根据所述频差参数和相邻的两个所述天线阵元接收所述信源信号的时间间隔，得到第一相位差；
根据相邻的两个所述天线阵元分别接收到的所述信源信号的实际相位，得到第二相位差；
根据所述第二相位差和所述第一相位差，得到第三相位差；
根据所述第三相位差，得到所述信源方向。
可选的，所述根据所述第一信号和所述第二信号，计算得到所述信源方向，还包括：
分别截取所述第一信号的中间数据和所述第二信号的中间数据作为有效数据进行计算，所述中间数据为不受天线切换影响的数据段。
可选的，所述预设的数据序列包括连续为0的数据序列和/或连续为1的数据序列。
可选的，所述信源信号包括周期性重复的连续为0的数据序列和/或周期性重复的连续为1的数据序列。
可选的，所述第一阵元和所述第二阵元的间距小于或等于波长的二分之一，所述波长为所述信源信号在空气中的波长。
可选的，所述第一阵元接收所述信源信号的时长为芯片采样周期的整数倍；所述第二阵元接收所述信源信号的时长为芯片采样周期的整数倍。
第二方面，本申请实施例提供了一种信源方向判断装置，该装置包括：
第一接收模块，用于接收第一信号，所述第一信号包括第一阵元所接收的信源发出的信源信号；
第二接收模块，用于接收第二信号，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，得到所述信源方向；
其中，所述信源信号包括预设的数据序列。
可选的，所述信源方向判断装置，还包括：
第三接收模块，用于依次接收其余天线阵元所接收到的所述信源信号，所述其余天线阵元包括除所述第一阵元和所述第二阵元之外的预设的接收所述信源信号的天线阵元，所述其余天线阵元中，包括至少一个天线阵元。
可选的，所述信源方向判断装置，还包括：
第四接收模块，用于依次接收下一轮中所述预设的接收所述信源信号的天线阵元中，每个所述天线阵元所接收到的信源信号。
可选的，所述信源方向判断装置，还包括：
第一配置模块，用于配置参考天线，所述配置参考天线具体包括：从接收所述信源信号的天线阵元中的选择一个天线阵元配置为所述参考天线；
第二配置模块，用于将所述接收所述信源信号的天线阵元中，未被配置为参考天线的天线配置为非参考天线。
可选的，所述参考天线接收所述信源信号的时长大于所述非参考天线接收所述信源信号的时长；每个所述非参考天线接收所述信源信号的时长相等。
可选的，所述信源方向判断装置，还包括：
生成模块，用于生成天线阵元切换命令；所述天线阵元切换命令包括接通天线阵元的顺序和每个所述天线阵元的接通时间；
第一切换模块，用于根据所述天线阵元切换命令控制天线阵元切换装置进行天线阵元切换。
可选的，所述生成模块，包括：
生成单元，用于根据所述定位数据的长度和拟接收所述定位数据的所述天线阵元的数量，生成所述天线阵元切换命令。
可选的，所述信源方向判断装置，还包括：
第一识别模块，用于识别所述信源信号的定位帧；
第二识别模块，用于识别所述定位帧中的所述预设的数据序列，当识别到所述预设的数据序列的时刻开始计时；
第二切换模块，用于在所述第一阵元的接通时长与预设的天线阵元切换命令中所述第一阵元的接通时长相等时，执行切换。
可选的，所述信源方向判断装置，还包括：
第一计时模块，用于在所述第二阵元开始接收所述信源信号的时刻开始计时；
第三切换模块，用于在所述第二阵元的接通时长与预设的天线阵元切换命令中所述第二阵元的接通时长相等时，执行切换。
可选的，所述第一计算模块，包括：
第一计算单元，用于根据所述参考天线接收到的所述信源信号，得到所述信源信号的频差参数；
第二计算单元，用于根据所述频差参数和相邻的两个所述天线阵元分别接收到的所述信源信号的实际相位，得到所述信源方向；所述相邻的两个所述天线阵元，为先后接收所述信源信号的两个所述天线阵元。
可选的，所述第二计算单元，包括：
第一子计算单元，用于根据所述频差参数和相邻的两个所述天线阵元接收所述信源信号的时间间隔，得到第一相位差；
第二子计算单元，用于根据相邻的两个所述天线阵元分别接收到的所述信源信号的实际相位，得到第二相位差；
第三子计算单元，用于根据所述第二相位差和所述第一相位差，得到第三相位差；
第四子计算单元，用于根据所述第三相位差，得到所述信源方向。
可选的，所述第一计算模块，还包括：
第三计算单元，用于分别截取所述第一信号的中间数据和所述第二信号的中间数据作为有效数据进行计算，所述中间数据为不受天线切换影响的数据段。
可选的，所述预设的数据序列包括连续为0的数据序列和/或连续为1的数据序列。
可选的，所述信源信号包括周期性重复的连续为0的数据序列和/或周期性重复的连续为1的数据序列。
可选的，所述第一阵元和所述第二阵元的间距小于或等于波长的二分之一，所述波长为所述信源信号在空气中的波长。
可选的，所述第一阵元接收所述信源信号的时长为芯片采样周期的整数倍；所述第二阵元接收所述信源信号的时长为芯片采样周期的整数倍。
第三方面，本申请实施例提供了一种信源方向判断***，该***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上述信源方向判断方法的步骤。
可选的，所述***还包括：
天线阵元切换装置，所述天线阵元切换装置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，所述天线阵列还包括：
其余天线阵元，所述其余天线阵元包括除所述第一阵元和所述第二阵元之外的预设的接收所述信源信号的天线阵元，所述其余天线阵元中，包括至少一个天线阵元。
可选的，所述第一阵元和所述第二阵元的间距小于或等于波长的二分之一，所述波长为所述信源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方向判断设备，该设备包括：
第一存储器，用于存储计算机程序；
第一处理器，用于执行所述计算机程序时实现上述信源方向判断方法的步骤。
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方向判断方法的步骤。
第六方面，本申请实施例提供了一种信源信号发送方法，该方法包括：
生成信源信号，所述信源信号包括预设的数据序列；
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，所述信源信号被所述第一阵元接收后，得到第一信号，所述信源信号被所述第二阵元接收后，得到第二信号，所述第一信号和所述第二信号，用于计算信源的方向。
可选的，所述信源信号还用于被其余天线阵元接收，所述其余天线阵元包括除所述第一阵元和所述第二阵元之外的预设的接收所述信源信号的天线阵元，所述其余天线阵元中，包括至少一个天线阵元。
可选的，所述第二阵元接收所述信源信号的时长和每个所述其余天线阵元接收所述信源信号的时长相等。
可选的，所述信源信号还用于依次被下一轮中所述预设的接收所述信源信号的天线阵元中，每个所述天线阵元所接收。
可选的，所述定位数据包括连续为0的数据序列和/或者全部为1的数据序列。
可选的，所述信源信号包括重复的连续为0的数据序列和/或周期性重复的连续为1的数据序列。
可选的，所述第一阵元和所述第二阵元的间距小于或等于波长的二分之一，所述波长为所述信源信号在空气中的波长。
可选的，所述第一阵元接收所述信源信号的时长为芯片采样周期的整数倍；所述第二阵元接收所述信源信号的时长为芯片采样周期的整数倍。
第七方面，本申请实施例提供了一种信源信号发送装置，该装置包括：
信源信号生成模块，用于生成信源信号，所述信源信号包括预设的数据序列；
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，所述信源信号被所述第一阵元接收后，得到第一信号，所述信源信号被所述第二阵元接收后，得到第二信号，所述第一信号和所述第二信号，用于计算信源的方向。
可选的，所述信源信号还用于被其余天线阵元接收，所述其余天线阵元包括除所述第一阵元和所述第二阵元之外的预设的接收所述信源信号的天线阵元，所述其余天线阵元中，包括至少一个天线阵元。
可选的，所述第二阵元接收所述信源信号的时长和每个所述其余天线阵元接收所述信源信号的时长相等。
可选的，所述信源信号还用于依次被下一轮中所述预设的接收所述信源信号的天线阵元中，每个所述天线阵元所接收。
可选的，所述定位数据包括连续为0的数据序列和/或者全部为1的数据序列。
可选的，所述信源信号包括周期性重复的连续为0的数据序列和/或周期性重复的连续为1的数据序列。
可选的，所述第一阵元和所述第二阵元的间距小于或等于波长的二分之一，所述波长为所述信源信号在空气中的波长。
可选的，所述第一阵元接收所述信源信号的时长为芯片采样周期的整数倍；所述第二阵元接收所述信源信号的时长为芯片采样周期的整数倍。
第八方面，本申请实施例提供了一种信源信号发送设备，该设备包括：
第二存储器，用于存储计算机程序；
第二处理器，用于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。
本申请的有益效果为：
本申请通过由于采用了单T/R通道进行信号接收的方式，降低了硬件成本和***复杂度；同时，由于采用蓝牙标准协议进行定位，信源适用性广，可适配目前通用的蓝牙4.2芯片以及蓝牙5.0、5.1芯片，普遍适用于手机、智能硬件等终端。
本申请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，或者通过实施本申请实施例了解。本申请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申请实施例的技术方案，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申请的某些实施例，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是本申请实施例中提供的信源方向判断方法流程图；
图2是本申请实施例中提供的信源方向判断装置结构框图；
图3是本申请实施例中提供的信源方向判断***结构框图；
图4是本申请实施例中提供的信源方向判断设备结构框图；
图5是本申请实施例中提供的信源信号发送方法流程图；
图6是本申请实施例中提供的信源信号发送装置结构框图；
图7是本申请实施例中提供的信源信号发送设备结构框图；
图8是本申请实施例中所述的接收信源信号的天线阵列的结构示意图；
图9是本申请实施例中所述的可以实现本申请中的信元方向判断方法的天线阵列示意图。
图中标记：310、天线阵列；320、可编程逻辑器件；330、天线阵元切换装置330。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请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申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
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，在本申请的描述中，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
如图1所示，其示出了本实施例中提供的一种信源方向判断方法的流程图，该信源方向判断方法包括步骤S110、步骤S120和步骤S130。
步骤S110.接收第一信号，第一信号包括第一阵元所接收的信源发出的信源信号；
其中，第一信号是接收天线中的第一个接收到信源信号的天线阵元所接收到的信元信号。信源信号中包括预设的数据序列。信源信号中包括定位帧，信源发射端按照一定频率发射定位帧，定位帧可基于蓝牙4.2协议中的广播帧，也可以自定义协议。这一方法可以应用在任何通信协议和频段的无线通信过程中，不限于蓝牙协议，也不限于2.4GHz频段。
定位帧字段包括前导码字段，地址字段，用户数据单元字段和校验字段，其中，用户数据单元字段又可包含：发射端信息字段，校验字段和定位数据字段。
其中，定位数据为任意已知的数据序列，可以是使得数据经过白化随机加噪以后连续为0的数据序列和/或连续为1的预调制序列，也可以是周期性重复的连续为0的数据序列和/或周期性重复的连续为1的数据序列，也可以是任意内容的数据序列。“已知”代表对于合作式定位场景，信号接收与解算端已知定位数据字段的所有数据内容。
步骤S120.接收第二信号，第二信号包括第二阵元所接收的信源信号；
其中，第二信号是下一个接收到信源信号的天线阵元所接收到的信元信号。当第一阵元接收信源信号后，切换至第二阵元继续接收该信元信号。
步骤S130.根据第一信号和第二信号，得到信源方向。
由于已知信源信号中的定位数据字段的所有数据内容，可以通过信号传播理论第一信号或第二信号在任意时刻的信号相位，与该天线实际接收到的信号相位相比，可以计算出初始相位差和相位差变化斜率，这样就可以解算出时钟频差参数，解决相位漂移问题，也可以根据初始相位差，得到该天线在任意时刻的实际信号相位。因此可以将其他天线的信号采样结果与对应时刻的参考阵元实际信号相位做差，进而计算信源方向。
信源方向计算方法可依照传统阵列信号处理中的MUSIC、ESPRIT、信号子空间方法等多种信源方向计算算法，解算信源个数、信源方向角、极化参数等各项参数，获得信源方向计算结果后输出。
本实施例中的信元方向计算方法，由于采用了单T/R通道进行信号接收的方式，降低了硬件成本和***复杂度；同时，由于采用蓝牙标准协议进行定位，信源适用性广，可适配目前通用的蓝牙4.2芯片以及蓝牙5.0、5.1芯片，普遍适用于手机、智能硬件等终端，兼容性强。
可选的，为了提高信源方向判断的准确性，在步骤S120与步骤S130之间，还可以包括步骤S121。
步骤S121.依次接收其余天线阵元所接收到的信源信号，其余天线阵元包括除第一阵元和第二阵元之外的预设的接收信源信号的天线阵元，其余天线阵元中，包括至少一个天线阵元。
如图8所示，其示出了接收信源信号的天线阵列310的结构示意图，假设接收信源信号的天线阵元中，馈点0最先接收到信源信号，则当馈点0接收信源信号后，切换至馈点1接收信源信号，然后依次切换，比如，可以按照0-1-2-3-…-11的顺序进行天线阵元的切换。
可选的，步骤S121与步骤S130之间，还可以包括步骤S122。
步骤S122.依次接收下一轮中预设的接收信源信号的天线阵元中，每个天线阵元所接收到的信源信号。
为了进一步提高信源方向判断的准确性，天线阵列310中所有的天线阵元都已经接收了一遍信源信号后，可以进行多轮天线切换接收。通过多轮天线切换接收信源信号，可以提高信源方向判断的精度。
可选的，步骤S110之前，还可以包括步骤S101和步骤S102。
步骤S101.配置参考天线，配置参考天线具体包括：从接收信源信号的天线阵元中的选择一个天线阵元配置为参考天线；
在天线切换的循环中，确定一个参考天线，其余的天线均为非参考天线，如图8中，若馈点0为参考天线，则其余的馈点均为费参考天线。
步骤S102.将接收信源信号的天线阵元中，未被配置为参考天线的天线配置为非参考天线。
确定参考天线后，使参考天线接收信源信号的时长大于非参考天线接收信源信号的时长；每个非参考天线接收信源信号的时长相等。参考天线接收信源信号的时间长一点有利于估计时钟，推荐是参考天线接收信源信号的时长为费参考天线接收信源信号的时长的3倍以上，可以4倍，若2倍，则性能会差一点。
可选的，步骤S110之前，还可以包括步骤S103和步骤S104。
步骤S103.生成天线阵元切换命令；天线阵元切换命令包括接通天线阵元的顺序和每个天线阵元的接通时间；
为了使每个天线阵元都有序按照预定的时间接收信源信号，在接收信源信号之前，需要确定好由天线阵列中的哪几个天线阵元接收信源信号，以及每个天线阵元接收信源信号的时长。
步骤S104.根据天线阵元切换命令控制天线阵元切换装置进行天线阵元切换。
执行切换时，可编程逻辑器件320按一定规律输出数字信号；射频开关根据数字信号激活天线阵列中的不同馈点，使得同一时刻只有一个阵元被接通；此时射频接收单元可以采集到对应天线馈点的模拟信号数据；模拟信号通过A/D采集处理储存单元转化为IQ数字信号；利用微控制器控制射频开关快速轮巡切换各个天线馈点，就可以采集到不同时刻各个天线阵元接收到的信号数据。
可选的，步骤S103，还可以包括步骤S1031。
步骤S1031.根据定位数据的长度和拟接收定位数据的天线阵元的数量，生成天线阵元切换命令。
为了使每个天线阵元接收信源信号的时长都是芯片采样周期的整数倍，需要根据定位数据的长度和接收信源信号的天线阵元的数量生成天线切换命令。
如图8所示，射频接收单元的信号采样时间间隔为500ns，信源为2.4G蓝牙BLE1M广播模式，每bit数据传输时间为1us，定位数据长度为16byte，数据传输时间为128us，以馈点0为参考天线，其他天线阵元切换时间间隔设置为3us，参考天线阵元切换时间间隔设置为9us，每个定位帧可以完整轮巡3个天线切换周期。
可选的，在步骤S110和步骤S120之间，还可以包括步骤S1101、步骤S1102和步骤S1103。
步骤S1101.识别信源信号的定位帧；由于定位帧中包括已知的定位数据，故需要首先识别出定位帧。
步骤S1102.识别定位帧中的预设的数据序列，当识别到预设的数据序列的时刻开始计时；
当识别到定位帧后才开始计时进行天线切换，没有识别到定位帧时，不进行切换计时，缩短轮巡的周期。
步骤S1103.在第一阵元的接通时长与预设的天线阵元切换命令中第一阵元的接通时长相等时，执行切换。
可选的，步骤S120之后，还可以包括步骤S123和步骤S124。
步骤S123.在第二阵元开始接收信源信号的时刻开始计时；
步骤S124.在第二阵元的接通时长与预设的天线阵元切换命令中第二阵元的接通时长相等时，执行切换。
可选的，步骤S130，还可以包括步骤S131和步骤S132。
步骤S131.根据参考天线接收到的信源信号，得到信源信号的频差参数；
步骤S132.根据频差参数和相邻的两个天线阵元分别接收到的信源信号的实际相位，得到信源方向；相邻的两个天线阵元，为先后接收信源信号的两个天线阵元。
可选的，步骤S132，还可以包括步骤S1321、步骤S1322、步骤S1323和步骤S1324。
步骤S1321.根据频差参数和相邻的两个天线阵元接收信源信号的时间间隔，得到第一相位差；
步骤S1322.根据相邻的两个天线阵元分别接收到的信源信号的实际相位，得到第二相位差；
步骤S1323.根据第二相位差和第一相位差，得到第三相位差；
步骤S1324.根据第三相位差，得到信源方向。
可选的，步骤S130，还可以包括步骤S133。
步骤S133.分别截取第一信号的中间数据和第二信号的中间数据作为有效数据进行计算，中间数据为不受天线切换影响的数据段。
步骤S133为数字信号预处理过程，可以是在接收机终端进行，也可以将经由有线或无线数字传输链路上传至服务器进行。
因为天线切换周期的长度只与采样间隔和天线切换时刻造成的相位畸变有关，由于射频开关切换时会导致信号幅值和相位出现畸变，因此只截取每次切换中间的几个采样点作为有效数据上传。可以缩短天线切换周期，提高效率，增强定位结果的鲁棒性。
如图2所示，其示出了本申请实施例中提供的一种信源方向判断装置的结构框图，该装置包括第一接收模块210、第二接收模块220和第一计算模块230。
第一接收模块210，用于接收第一信号，第一信号包括第一阵元所接收的信源发出的信源信号；
第二接收模块220，用于接收第二信号，第二信号包括第二阵元所接收的信源信号；
第一计算模块230，用于根据第一信号和第二信号，得到信源方向；
其中，信源信号包括预设的数据序列。
可选的，信源方向判断装置，还可以包括第三接收模块240。
第三接收模块240，用于依次接收其余天线阵元所接收到的信源信号，其余天线阵元包括除第一阵元和第二阵元之外的预设的接收信源信号的天线阵元，其余天线阵元中，包括至少一个天线阵元。
可选的，信源方向判断装置，还可以包括第四接收模块250。
第四接收模块250，用于依次接收下一轮中预设的接收信源信号的天线阵元中，每个天线阵元所接收到的信源信号。
可选的，信源方向判断装置，还可以包括第一配置模块260和第二配置模块270。
第一配置模块260，用于配置参考天线，配置参考天线具体包括：从接收信源信号的天线阵元中的选择一个天线阵元配置为参考天线；
第二配置模块270，用于将接收信源信号的天线阵元中，未被配置为参考天线的天线配置为非参考天线。
可选的，参考天线接收信源信号的时长大于非参考天线接收信源信号的时长；每个非参考天线接收信源信号的时长相等。
可选的，信源方向判断装置，还可以包括生成模块280和第一切换模块290。
生成模块280，用于生成天线阵元切换命令；天线阵元切换命令包括接通天线阵元的顺序和每个天线阵元的接通时间；
第一切换模块290，用于根据天线阵元切换命令控制天线阵元切换装置进行天线阵元切换。
可选的，生成模块280，还可以包括生成单元281。
生成单元281，用于根据定位数据的长度和拟接收定位数据的天线阵元的数量，生成天线阵元切换命令。
可选的，信源方向判断装置，还可以包括第一识别模块2100、第二识别模块2110和第二切换模块2120。
第一识别模块2100，用于识别信源信号的定位帧；
第二识别模块2110，用于识别定位帧中的预设的数据序列，当识别到预设的数据序列的时刻开始计时；
第二切换模块2120，用于在第一阵元的接通时长与预设的天线阵元切换命令中第一阵元的接通时长相等时，执行切换。
可选的，信源方向判断装置，还可以包括第一计时模块2130和第三切换模块2140。
第一计时模块2130，用于在第二阵元开始接收信源信号的时刻开始计时；
第三切换模块2140，用于在第二阵元的接通时长与预设的天线阵元切换命令中第二阵元的接通时长相等时，执行切换。
可选的，第一计算模块230，还可以包括第一计算单元231、第二计算单元232、第三计算单元233、第四计算单元234和第五计算单元235。
第一计算单元231，用于根据参考天线接收到的信源信号，得到信源信号的频差参数；
第二计算单元232，用于根据频差参数和相邻的两个天线阵元分别接收到的信源信号的实际相位，得到信源方向；相邻的两个天线阵元，为先后接收信源信号的两个天线阵元。
可选的，第二计算单元232，还可以包括第一子计算单元2321、第二子计算单元2322、第三子计算单元2323和第四子计算单元2324。
第一子计算单元2321，用于根据频差参数和相邻的两个天线阵元接收信源信号的时间间隔，得到第一相位差；
第二子计算单元2322，用于根据相邻的两个天线阵元分别接收到的信源信号的实际相位，得到第二相位差；
第三子计算单元2323，用于根据第二相位差和第一相位差，得到第三相位差；
第四子计算单元2324，用于根据第三相位差，得到信源方向。
可选的，第一计算模块230，还可以包括第三计算单元233。
第三计算单元233，用于分别截取第一信号的中间数据和第二信号的中间数据作为有效数据进行计算，中间数据为不受天线切换影响的数据段。
可选的，预设的数据序列包括连续为0的数据序列和/或连续为1的数据序列。
可选的，信源信号包括周期性重复的连续为0的数据序列和/或周期性重复的连续为1的数据序列。
可选的，第一阵元和第二阵元的间距小于或等于波长的二分之一，波长为信源信号在空气中的波长。
可选的，第一阵元接收信源信号的时长为芯片采样周期的整数倍；第二阵元接收信源信号的时长为芯片采样周期的整数倍。
如图3所示，其示出了本申请实施例提供的一种信源方向判断***的结构框图，该***包括天线阵列310和可编程逻辑器件320。
天线阵列310包括第一阵元和第二阵元；
可编程逻辑器件320用于执行上述信源方向判断方法的步骤。
可选的，该***还包括天线阵元切换装置330；
天线阵元切换装置330根据可编程逻辑器件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。
可选的，天线阵列310还可以包括其余天线阵元。
其余天线阵元包括除第一阵元和第二阵元之外的预设的接收信源信号的天线阵元，其余天线阵元中，包括至少一个天线阵元。
天线阵列310为N个天线阵元分布在二维平面上，N为大于2的整数，如图9所示。在图9中给出了6种可以实现本申请中的信元方向判断方法的天线阵列示意图，但是也可以应用在不同构型、不同阵元数量、不同极化天线的场合，且不仅限于双极化，也可以应用在单极化、三极化、或者多极化的电磁传感器阵列中。
在天线阵列310中，阵元间距不要求相等，但满足相邻阵元间距不大于二分之一波长，波长为信源信号在空气中的波长。且所有阵元的转角已知。选择阵列中的某个阵元作为参考阵元，一般为靠近阵列中心的阵元。
如图4所示，其示出了本申请实施例中提供的一种信源方向判断设备的结构框图，该信源方向判断设备400包括第一处理器401和第一存储器402。该信源方向判断设备400还可以包括第一多媒体组件403，第一输入/输出(I/O)接口404，以及第一通信组件405中的一者或多者。
其中，第一处理器401用于控制信源方向判断设备400的整体操作，以完成上述的信源方向判断方法中的全部或部分步骤。第一存储器402用于存储各种类型的数据以支持在该信源方向判断设备400的操作，这些数据例如可以包括用于在该信源方向判断设备400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402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403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402或通过第一通信组件405发送。音频组件还可以包括至少一个扬声器，用于输出音频信号。第一I/O接口404为第一处理器401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405用于该信源方向判断设备400与其他设备之间进行有线或无线通信。无线通信，例如Wi-F i，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，因此相应的该第一通信组件405可以包括：Wi-Fi模块，蓝牙模块，NFC模块。
在一示例性实施例中，信源方向判断设备400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(DigitalSignal 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方向判断方法。
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方向判断方法的步骤。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402，上述程序命令可由信源方向判断设备400的第一处理器401执行以完成上述的信源方向判断方法。
相应于上面的信源方向判断方法实施例，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方向判断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方向判断方法实施例的信源方向判断方法的步骤。
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5所示，其示出了一种信源信号发送方法的流程图，该方法包括步骤S510和步骤S520。
步骤S510.生成信源信号，信源信号包括预设的数据序列；
步骤S520.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，信源信号被第一阵元接收后，得到第一信号，信源信号被第二阵元接收后，得到第二信号，第一信号和第二信号，用于计算信源的方向。
可选的，信源信号还用于被其余天线阵元接收，其余天线阵元包括除第一阵元和第二阵元之外的预设的接收信源信号的天线阵元，其余天线阵元中，包括至少一个天线阵元。
可选的，第二阵元接收信源信号的时长和每个其余天线阵元接收信源信号的时长相等。
可选的，信源信号还用于依次被下一轮中预设的接收信源信号的天线阵元中，每个天线阵元所接收。
可选的，定位数据包括连续为0的数据序列和/或者全部为1的数据序列。
可选的，信源信号包括重复的连续为0的数据序列和/或周期性重复的连续为1的数据序列。
可选的，第一阵元和第二阵元的间距小于或等于波长的二分之一，波长为信源信号在空气中的波长。
可选的，第一阵元接收信源信号的时长为芯片采样周期的整数倍；第二阵元接收信源信号的时长为芯片采样周期的整数倍。
如图6所示，其示出了本申请实施例中提供的一种信源信号发送装置的结构框图，该装置包括信源信号生成模块610和信源信号发送模块620。
信源信号生成模块610，用于生成信源信号，信源信号包括预设的数据序列；
信源信号发送模块620，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，信源信号被第一阵元接收后，得到第一信号，信源信号被第二阵元接收后，得到第二信号，第一信号和第二信号，用于计算信源的方向。
可选的，信源信号还用于被其余天线阵元接收，其余天线阵元包括除第一阵元和第二阵元之外的预设的接收信源信号的天线阵元，其余天线阵元中，包括至少一个天线阵元。
可选的，第二阵元接收信源信号的时长和每个其余天线阵元接收信源信号的时长相等。
可选的，信源信号还用于依次被下一轮中预设的接收信源信号的天线阵元中，每个天线阵元所接收。
可选的，定位数据包括连续为0的数据序列和/或者全部为1的数据序列。
可选的，信源信号包括周期性重复的连续为0的数据序列和/或周期性重复的连续为1的数据序列。
可选的，第一阵元和第二阵元的间距小于或等于波长的二分之一，波长为信源信号在空气中的波长。
可选的，第一阵元接收信源信号的时长为芯片采样周期的整数倍；第二阵元接收信源信号的时长为芯片采样周期的整数倍。
如图7所示，其示出了本申请实施例中提供的一种信源信号发送设备的结构框图，该信源信号发送设备700包括第二处理器701和第二存储器702。该信源信号发送设备700还可以包括第二多媒体组件703，第二输入/输出(I/O)接口704，以及第二通信组件705中的一者或多者。
其中，第二处理器701用于控制信源信号发送设备700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702用于存储各种类型的数据以支持在该信源信号发送设备700的操作，这些数据例如可以包括用于在该信源信号发送设备700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702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703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702或通过第二通信组件705发送。音频组件还可以包括至少一个扬声器，用于输出音频信号。第二I/O接口704为第二处理器701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705用于该信源信号发送设备700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705可以包括：Wi-Fi模块，蓝牙模块，NFC模块。
在一示例性实施例中，信源信号发送设备700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(DigitalSignal 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702，上述程序命令可由信源信号发送设备700的第二处理器701执行以完成上述的信源信号发送方法。
相应于上面的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。
以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种信源方向判断方法，其特征在于，包括：
接收第一信号，所述第一信号包括第一阵元所接收的信源发出的信源信号；
接收第二信号，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，得到所述信源方向；
其中，所述信源信号包括预设的数据序列，从接收信源信号的天线阵元中的选择一个天线阵元配置为参考天线，其余的天线为非参考天线，参考天线接收信源信号的时长大于非参考天线接收信源信号的时长；每个非参考天线接收信源信号的时长相等，同一时刻只有一个天线阵元被接通；
其中，根据所述第一信号和所述第二信号，得到所述信源方向，包括：
根据参考天线接收到的信源信号，得到信源信号的频差参数；
根据频差参数和相邻的两个天线阵元接收信源信号的时间间隔，得到第一相位差，相邻的两个天线阵元，为先后接收信源信号的两个天线阵元；
根据相邻的两个天线阵元分别接收到的信源信号的实际相位，得到第二相位差；根据第二相位差和第一相位差，得到第三相位差；根据第三相位差，得到信源方向。
2.根据权利要求1所述的信源方向判断方法，其特征在于，所述接收第二信号之后，还包括：
依次接收其余天线阵元所接收到的所述信源信号，所述其余天线阵元包括除所述第一阵元和所述第二阵元之外的预设的接收所述信源信号的天线阵元，所述其余天线阵元中，包括至少一个天线阵元。
3.一种信源方向判断装置，其特征在于，包括：
第一接收模块，用于接收第一信号，所述第一信号包括第一阵元所接收的信源发出的信源信号；
第二接收模块，用于接收第二信号，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，得到所述信源方向；
其中，所述信源信号包括预设的数据序列，从接收信源信号的天线阵元中的选择一个天线阵元配置为参考天线，其余的天线为非参考天线，参考天线接收信源信号的时长大于非参考天线接收信源信号的时长；每个非参考天线接收信源信号的时长相等，同一时刻只有一个天线阵元被接通；
第一计算模块包括：
根据参考天线接收到的信源信号，得到信源信号的频差参数；
根据频差参数和相邻的两个天线阵元接收信源信号的时间间隔，得到第一相位差，相邻的两个天线阵元，为先后接收信源信号的两个天线阵元；
根据相邻的两个天线阵元分别接收到的信源信号的实际相位，得到第二相位差；根据第二相位差和第一相位差，得到第三相位差；根据第三相位差，得到信源方向。
4.一种信源方向判断***，其特征在于，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2中任意一项所述信源方向判断方法的步骤。
5.一种信源方向判断设备，其特征在于，包括：
第一存储器，用于存储计算机程序；
第一处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至2任一项所述信源方向判断方法的步骤。
6.一种可读存储介质，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2任一项所述信源方向判断方法的步骤。
7.一种信源信号发送方法，其特征在于，包括：
生成信源信号，所述信源信号包括预设的数据序列；
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，所述信源信号被所述第一阵元接收后，得到第一信号，所述信源信号被所述第二阵元接收后，得到第二信号，所述第一信号和所述第二信号，用于计算信源的方向，其中，从接收信源信号的天线阵元中的选择一个天线阵元配置为参考天线，其余的天线为非参考天线，参考天线接收信源信号的时长大于非参考天线接收信源信号的时长；每个非参考天线接收信源信号的时长相等，同一时刻只有一个天线阵元被接通，计算信源的方向包括：根据参考天线接收到的信源信号，得到信源信号的频差参数；根据频差参数和相邻的两个天线阵元接收信源信号的时间间隔，得到第一相位差，相邻的两个天线阵元，为先后接收信源信号的两个天线阵元；根据相邻的两个天线阵元分别接收到的信源信号的实际相位，得到第二相位差；根据第二相位差和第一相位差，得到第三相位差；根据第三相位差，得到信源方向。
8.一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，所述信源信号包括预设的数据序列；
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，所述信源信号被所述第一阵元接收后，得到第一信号，所述信源信号被所述第二阵元接收后，得到第二信号，所述第一信号和所述第二信号，用于计算信源的方向，其中，从接收信源信号的天线阵元中的选择一个天线阵元配置为参考天线，其余的天线为非参考天线，参考天线接收信源信号的时长大于非参考天线接收信源信号的时长；每个非参考天线接收信源信号的时长相等，同一时刻只有一个天线阵元被接通；计算信源的方向包括：根据参考天线接收到的信源信号，得到信源信号的频差参数；根据频差参数和相邻的两个天线阵元接收信源信号的时间间隔，得到第一相位差，相邻的两个天线阵元，为先后接收信源信号的两个天线阵元；根据相邻的两个天线阵元分别接收到的信源信号的实际相位，得到第二相位差；根据第二相位差和第一相位差，得到第三相位差；根据第三相位差，得到信源方向。
9.一种信源信号发送设备，其特征在于，包括：
第二存储器，用于存储计算机程序；
第二处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求7所述信源信号发送方法的步骤。
10.一种可读存储介质，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7所述信源信号发送方法的步骤。
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