[发明专利]基于相位的测距

说明书

本公开涉及确定第一收发器与第二收发器之间的载波相移的方法包括：第一收发器生成并发射第一连续波载波信号包；第二收发器接收第一连续波载波信号包；第二收发器基于接收到的第一连续波载波信号包与第二收发器处的本地振荡器载波信号之间的比较来计算第一相位校正；第二收发器生成并发射第二连续波载波信号包；第一收发器接收第二连续波载波信号包；第一收发器基于接收到的第二连续波载波信号包与第一收发器处的本地振荡器信号之间的比较来计算第二相位校正；第一收发器根据第一相位校正和第二相位校正的平均值来计算载波相移，第一收发器的本地振荡器在发射第一连续波载波信号包之后被去激活，并且在接收第二连续波载波信号包之前被重新激活。

技术领域

本公开涉及用于使用相位变化测量来确定无线电收发器之间的距离的方法和设备。

背景技术

确定无线电收发器的位置(被称为定位)实现了使用收发器的位置来提供语境信息的服务。可以例如借助于通过GNSS使用卫星导航信号在世界范围内确定位置。然而，对于具有低功率和/或低成本要求的收发器，这可能是不可用的。这样，就需要使用其它位置感测技术。

可以通过三角测量来确定无线电发射器的位置。在二维平面中，可以通过测量发射器与平面中不同位置处的三个分开的接收器之间的距离来确定发射器的精确位置。这可以例如通过使用检测来自移动电话的无线电信号的多个基站收发器进行三角测量而用于移动电信网络中，从而能够在几千米到数百米的范围内进行位置测量。

在约100m或更小的较小范围下，装置可以配备有例如蓝牙的短程无线技术，以实现高速无线通信和控制。为了在这些范围下实现语境服务，可以使用三角测量来实现确定蓝牙装置相对于其它装置的位置的方法。为此，可以测量收发器对之间的距离以建立装置的位置。

考虑到无线电信号的强度会随距离的平方反比而变化，可以使用接收到的信号的强度来测量距离。然而，这取决于对信号的初始强度的了解，并且受到信号所穿过的介质的极大影响。因此，此类测量本质上是不可靠的。

用于确定位置的替代技术是测量信号的到达角度，所述到达角度随后可以用于三角测量。然而，这需要多个天线能够测量在不同位置处接收到的信号之间的相位差。

另一替代技术是测量信号的飞行时间。然而，对于短距离，这一技术所需的精度非常高。为了测量达到0.5m的精度，需要1.6ns的分辨率，这可能会超出小型低功率收发器的能力范围。

可以使用基于相位的测量通过估计由信号传播引起的相位旋转来测量距离。对于低功率收发器，这是更实际的选择，因为所述低功率收发器仅需要在不同频率下生成连续波(CW)信号。然而，问题在于需要产生所需的CW信号，这需要使用具有锁相回路(PLL)的本地振荡器(LO)。对于低功率装置，此类CW信号的生成可能会对消耗的功率有明显影响，且因此对电池寿命有明显影响。

发明内容

根据第一方面，提供了一种确定第一收发器与第二收发器之间的载波相移的方法，每一收发器包括用于生成载波信号的本地振荡器，所述方法包括：

所述第一收发器生成并发射第一连续波载波信号包；

所述第二收发器接收所述第一连续波载波信号包；

所述第二收发器基于接收到的第一连续波载波信号包与所述第二收发器处的本地振荡器载波信号之间的比较来计算第一相位校正；

所述第二收发器生成并发射第二连续波载波信号包；

所述第一收发器接收所述第二连续波载波信号包；

所述第一收发器基于接收到的第二连续波载波信号包与所述第一收发器处的本地振荡器信号之间的比较来计算第二相位校正；以及

所述第一收发器根据所述第一相位校正和所述第二相位校正的平均值来计算所述载波相移，