[发明专利]射频距离确定

说明书

公开了一种确定射频设备(2)与目标(18)之间的距离的方法，其中射频设备(2)从目标(18)接收射频信号(16)。方法包括：从接收的射频信号(16)确定时域信道响应；确定时域信道响应中最大峰值的幅度；确定时域信道响应中第二较早峰值的幅度；将第二峰值幅度与基于最大峰值幅度的阈值进行比较；如果第二峰值幅度小于阈值，那么将最大峰值识别为最短路径峰值；如果第二峰值幅度小于阈值，那么将第二峰值识别为最短路径峰值；以及基于对应于最短路径峰值的时间计算射频设备(2)与目标(18)之间的距离。

技术领域

本发明涉及用于确定射频设备与目标之间的距离的方法。

背景技术

估计两个通信射频节点之间(例如，两个RF收发器之间，或RF收发器与无源RF反射器之间)的距离通常很有用。例如，估计两个射频设备之间的距离可用于在一个或两个设备上触发基于接近度的动作(例如，如果两个设备变得太近或太远，那么触发警报)。这个距离可以通过分析在两个节点之间传播的射频信号来确定。

使用RF信号进行距离估计的传统方法涉及基于相位的测距技术，其中射频设备发射从目标返回，然后在射频设备处接收回来的无线电信号。目标可以是无源目标，诸如墙壁，或者是有源目标，诸如被布置为接收和重发传入信号的第二设备。RF设备测量发射与接收信号之间相位差φ，这根据下式取决于设备与目标之间的距离d：

其中c是光速，并且f是发射信号的频率。通过发射频率不同的多个信号(例如，通过在一系列载波频率之间顺序跳跃)，可以通过检查作为多个信号的频率的函数的相位差来确定发射器与目标之间的距离：

其中φ_i是频率为f_i的发射信号与返回信号之间的相位差。因此，发射器与目标之间的距离d可以通过绘制相位差与频率的关系并测量梯度来确定这种技术被称为多载波相位差(Multi Carrier Phase Difference，MCPD)测距。

然而，这种方法依赖于接收信号遵循发射器与目标之间最短路径的假设。然而，在实际环境中，RF信号在发射器与目标之间(然后再返回)遵循许多不同的路径(例如，从墙壁、地板和天花板反弹)。虽然信号在这些替代路径上传播的较长距离往往会使它们的强度相对于遵循直接(最短)路径的信号减弱，但它们仍然会导致相位差测量的不确定性，从而降低所确定距离的准确度。此外，沿不同路径传播的信号可能会产生干扰，导致接收信号强度随频率增加和减少(多径效应)，从而进一步降低使用传统MCPD方法进行距离测量的准确度。可能需要另一种方法。

发明内容

从第一方面来看，本发明提供了一种确定射频设备与目标之间距离的方法，方法包括：

射频设备从目标接收射频信号；

从接收的射频信号确定时域信道响应；

确定时域信道响应中最大峰值的幅度；

确定时域信道响应中第二较早峰值的幅度；

将第二峰值幅度与基于最大峰值幅度的阈值进行比较；

如果第二峰值幅度小于阈值，那么将最大峰值识别为最短路径峰值；

如果第二峰值幅度大于阈值，那么将第二峰值识别为最短路径峰值；以及

基于对应于最短路径峰值的时间计算射频设备与目标之间的距离。

因此，本领域技术人员将认识到，即使例如多径干扰效应降低了对应于最短返程路径的峰值的幅度，或者如果由多个反射路径产生的两个或多个峰值结合起来提供比与最短返程路径相关的真实信号更高的能量，也可以准确地确定射频设备与目标之间的距离。因此，申请人认识到，最大峰值可能并不总是正确的，因此根据本发明，如果在时域信道响应中较早出现(即，对应于较短回程路径)的第二较小峰值满足阈值要求，仍可识别为最短路径峰值。