用于无线通信的系统和移动装置 |
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| 申请号 | CN201290000521.1 | 申请日 | 2012-03-16 | 公开(公告)号 | CN204104140U | 公开(公告)日 | 2015-01-14 |
| 申请人 | 艾利佛公司; | 发明人 | 托马斯·A·唐纳森; | ||||
| 摘要 | 用于无线通信的系统和移动装置。提供了其中零 信号 或者降低的性能的方向能够被选择性引入的天线，并且监视通信链路到无线通信装置的性能。通过使选择性降低的天线的灵敏性与通信链路性能的降低相关，可以估计无线通信装置的方向，本实用新型的 实施例 可以被用于许多应用，诸如 移动电话 、PDA和膝上型电脑。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于无线通信的系统，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 用于无线通信的系统和移动装置[0001] 相关申请的交叉引用 [0002] 这个申请要求2011年3月16日提交的名称为“无线对等源方向跟踪”的第61/453,435号美国临时申请(代理机构案号027673-022700US)的权益，因此其全部公开内容通过引用被结合于此。 技术领域[0003] 该实用新型的实施例针对用于使用并且操作通信装置的系统和设备，并且更具体地，针对无线通信装置的使用和操作，在该无线通信装置中，一个以上的装置可以是可移动的。 背景技术[0004] 在一些实施例中，在无线通信链路的可移动部分可以在有效连接期间改变地点的情形下，可以使用该发明。例如，在其中能够实现蓝牙的头戴式耳机正在与能够实现蓝牙的移动电话通信并且头戴式耳机在通信对话期间正相对于移动电话移动的情形(例如在用户在办公室里四处走动而他们的移动电话被遗留在办公桌上的情形下可能出现)下，可以利用该发明。 [0005] 在一些情形中，可能理想的是，能够确定其中无线对等装置相对于已知对象被定位的近似方向。例如，在移动电话用户已经将他们的头戴式耳机放错地方的情况下，将有益于确定头戴式耳机位于哪个方向(相对于移动电话)，以使得用户能够取回头戴式耳机。作为另一个实例，其中头戴式耳机涉及在多个装置的领域中与另一个装置的配对操作，它可以更有效地允许用户在期望的对等装置的方向上指出他们的头戴式耳机，以便促进用户期望与其进行配对操作的装置的识别。作为另一个实例，不同用户彼此挑战以进行任务的游戏或者活动可以包含允许用户挑战在他们附近的可能不被他们所知的游戏者的能力。在这个情形下，将有助于通过指出其他用户被定位的方向来促进用户找到另一个用户。这些实例以及其他使用情况表示一些应用，在这些应用中，从另一个装置确定无线对等装置的近似相对方向的能力将是有益的。 [0006] 存在多个用于测向操作的常规方法。例如，每个便携式装置可以配备有指南针、GPS接收器以及到服务器的连接，并且它们可以与服务器共享它们的当前位置和方向。然后， 可以从服务器上的信息确定相对方向。但是，这个方法具有多个严重的缺陷。这些缺陷包含指南针和GPS接收器的额外的费用、对GPS系统以及可靠的网络连接的存在的依赖、额外的电力消耗、以及确定期望信息的潜在过度的等待时间。 [0007] 至少理论上可行的另一个常规方法涉及使用射频波束形成器或者可控天线，该可控天线使得天线性能对于特定方向能够最佳化。天线波束被转动，以便通过检测最强的接收信号的方向来确定对等的方向。但是，这个技术也具有许多限制。对于许多应用，它典型地是昂贵的、相对大的、并且消耗过量的电力。此外，当没有被用于测向时，天线方向图典型地是非常无效的，除非它可以被连续地对准对等装置，这通常难以达到。 [0008] 结果，理想的是，具有发现无线通信装置相对于另一个装置的相对方向的设备，这种设备克服了常规方法的一个以上的缺点。这种系统、装置或者方法与常规方法相比，可以提供降低的成本、减小的尺寸、降低的电力消耗、降低的复杂性、改进的天线性能或者减少的等待时间中的一个以上的优点。 [0009] 期望的是用于确定对等装置相对于另一个装置所位于的近似方向的系统、设备和方法，当与常规方法相比时，这种系统、设备或者方法可以具有较低的成本、较小的尺寸、降低的电力消耗、较低的计算复杂性、减少的部件数量、改进的天线性能、或者较低的等待时间中的一个以上的益处。该发明的实施例个别地或者共同地提供了这些和其他益处。实用新型内容 [0010] 在这个专利中使用的术语“发明”、“该发明”、“这个发明”和“本发明”打算广泛地涉及这个专利的所有主题以及以下的专利权利要求书。含有这些术语的声明应该被理解为不限制此处描述的主题或者限制以下专利权利要求书的含义或者范围。通过以下的权利要求书，而不是通过这个发明内容，限定被这个专利所覆盖的该发明的实施例。这个发明内容是该发明的各种方面的高级的概述，并且介绍了以下在具体实施方式部分中进一步地描述的一些概念。这个发明内容既不打算标识要求的主题的关键的或者主要的特征，也不打算被单独使用以确定要求的主题的范围。应该参考这个专利的全部说明书、任何或者所有的附图以及每个权利要求来理解该主题。 [0011] 本发明的实施例针对用于使用并且操作通信装置的系统、设备和方法，并且更具体地，针对无线通信装置的使用和操作，在该无线通信装置中，一个以上的包含的装置可以是可移动的。在一些实施例中，本发明可以在无线通信链路的可移动部分可以在有效连接期间改变位置的情形下被使用。例如，该发明可以在其中能够实现蓝牙的头戴式耳机正在与能够实现蓝牙的移动电话通信，并且头戴式耳机在通信对话期间相对于移动电话正在移动的 情形下被利用。 [0012] 在一些实施例中，天线或者天线系统被设置有选择性地将零信号或者降低的性能(例如，灵敏性)的方向引入到与该天线相关联的辐射图中的能力，并且到无线通信装置的通信链路(即，在通信网络上的连接)的性能被监视。通过使一个以上的选择性引入的天线的性能的降低与相应的通信链路质量/性能的降低(例如，如通过适合的参数被测量的)相关，无线通信装置的方向可以被估计。这个信息可以被用于推断装置的相对位置或者位置，以更加有效的方式帮助进行配对操作。本发明的实施例可以被用于许多应用和装置，诸如移动电话、PDA、膝上型计算机、以及其他类型的计算或者通信装置。 [0013] 在一个实施例中，该发明针对一种系统，其中该系统包含： [0014] 具有关联的辐射图的天线； [0015] 用于在期望的方向上选择性地将零信号或者其他灵敏性的降低引入到所述辐射图中的设备； [0016] 用于监视与所述天线相关联的第一装置和第二装置之间的无线通信链路的性能的设备，所述第一装置和所述第二装置使用所述无线通信链路彼此通信；和 [0017] 用于使所述无线通信链路的性能的降低与被选择地引入的零信号或者灵敏性的降低相关，从而提供所述第二装置相对于所述第一装置的方向的估计的设备。 [0018] 在另一个实施例中，该发明针对一种确定第二装置相对于第一装置的方向的方法，其中该方法包含： [0019] 操作所述第一装置，以便使用具有辐射图的天线来接收信号； [0020] 在期望的方向上选择性地将零信号或者其他形式的降低的灵敏性引入到所述辐射图中； [0021] 监视所述第一装置和所述第二装置之间的无线通信链路的性能，所述第一装置和所述第二装置使用所述无线通信链路彼此通信；和 [0022] 使所述无线通信链路的性能的降低与被选择性引入的零信号或者其他形式的降低的灵敏性相关，从而提供所述第二装置相对于所述第一装置的方向的估计。 [0023] 在又一个实施例中，该发明针对可操作为使用无线通信技术与第二装置通信的移动装置，包括： [0024] 天线，所述天线具有关联的辐射图，用于接收使用所述无线通信技术被提供到所述移动装置的信号； [0025] 接收器，所述接收器被耦接到所述天线，用于检测接收到的信号； [0026] 天线配置模块，用于选择性地改变所述天线的所述关联的辐射图的方面，以造成所述 天线的所述性能的降低； [0027] 通信链路监视模块，用于监视在所述第二装置和所述移动装置之间交换的信号的信号特性；和 [0028] 相关性模块，用于确定所述信号特性的变化和所述天线的所述辐射图的被选择性改变的方面之间的相关性，从而提供所述第二装置相对于所述移动装置的方向的估计。 [0029] 依据本发明的详细描述和包括的图的回顾，本发明的其他的目的和优点对于本技术领域中的普通技术人员而言将是显而易见的。 附图说明[0030] 以下参考下图详细描述本发明的说明性的实施例： [0031] 图1是图解示范性的无线通信系统的图，该示范性的无线通信系统包含便携式用户装置以及对等装置，并且可以被用于实现该发明的实施例； [0032] 图2是图解可以被用于实现该发明的实施例的无线通信装置的示范性的部件的图； [0033] 图3是图解可以被用于实现该发明的实施例的示范性的天线系统的图； [0034] 图4是图解当没有另外的导体(即，元件302、303、304和305)被连接到接地面时，用于图3中描绘的天线系统的实例辐射图的图； [0035] 图5A是图解当另外的导体302被连接到接地面时，用于图3中描绘的天线系统的实例辐射图的图； [0036] 图5B是图解当另外的导体303被连接到接地面时，用于图3中描绘的天线系统的实例辐射图的图； [0037] 图5C是图解当另外的导体304被连接到接地面时，用于图3中描绘的天线系统的实例辐射图的图； [0038] 图5D是图解当另外的导体305被连接到接地面时，用于图3中描绘的天线系统的实例辐射图的图； [0039] 图6是图解可以对于图5A到5D中描绘的天线方向图中的每个零信号被看到的信号损失的图； [0040] 图7A是图解可以在实现本发明的实施例时被方向估计元件和天线系统所使用的一组示范性的时钟信号的图；和 [0041] 图7B是图解作为时间函数的用于两个无线通信装置的接收到的信号功率的图。 具体实施方式[0042] 这里利用满足法定要求的特殊性描述了本发明的实施例的主题，但是这个描述不必定打算限制权利要求书的范围。要求的主题可以以其他方式被具体化，可以包含不同的元件或者步骤，并且可以结合其他现有的或者将来的技术被使用。除了当个别步骤或者元件布置被明确地描述时，这个描述将不会被解释为在各种步骤或者元件之中或者之间隐含任何特定的顺序或者布置。 [0043] 在一些实施例中，该发明可以包含一个以上的以下元件：通信装置，该通信装置包含天线系统(例如，全向天线系统)，该天线系统能够以许可在天线方向图中选择性引入零信号或者降低的性能(例如，灵敏性)的方向的方式被操作；可操作为监视通信装置和无线通信对等装置之间的通信链路的性能(如由指定参数的评估或者测量确定的)的元件；和可操作为使通信链路的性能降低与引入的零信号或者降低的性能的方向相关，以便提供通信对等相对于通信装置的方向的估计的元件。 [0044] 在一些实施例中，该发明可以包含一个以上的以下操作或者处理：有选择性地降低天线系统在特定方向上的性能(例如，通过在天线方向图的范围中引入零信号或者性能降低)；和使通信链路的性能降低与天线系统的性能降低相关，以便提供通信对等相对于通信装置的方向的估计，该通信装置包含天线系统。 [0045] 现在将参考附图描述该发明的一个以上的实例实施例。 [0046] 图1是图解示范性的无线通信系统100的图，该示范性的无线通信系统100包含便携式用户装置102以及对等装置104，并且可以被用于实现该发明的实施例。如图所示，对等装置104(例如，能够实现蓝牙的移动电话)可操作为与便携式用户装置102(例如，蓝牙头戴式耳机)通信。这两个部件或者元件可以通过建立通信链路106(表示起作用以许可在两个装置之间交换表示数据或者信息的信号的连接、传送信道或者其他形式的关系)彼此通信。在一个实例方案或者使用情况中，假定用户已经将他们的便携式用户装置(例如，蓝牙头戴式耳机)102放错地方，并且希望定位它。在这种情形下，他们可以使用结合了该发明的元件的移动电话、无线通信装置、或者对等装置104的其他形式，以在这个处理中协助他们。注意，在随后的描述中，移动电话或者无线通信装置的某些标准功能或者操作能力可以被假定，并且因此可以不被详细描述或者图解。这种标准功能或者操作能力例如可以包含显示屏、能够执行一组指令的微处理器或者其他的电子计算或者处理元件、电池或者其他的电源、操作系统、接收来自用户的输入并且在显示屏上提供诸如音调或者显示的输出的用户界面或者其他的软件应用等等。 [0047] 注意，虽然在这个实例使用情况或者使用方案中，对等装置104是能够实现蓝牙的移动电话，但是在该发明的实施例中也可以使用其他类型的对等装置。例如，对等装置104 可以是个人计算机(桌上型电脑、膝上型电脑或者平板电脑)、除了移动电话以外的无线电话、台式电话、能够无线通信的通用装置等等。类似地，虽然在这个实例使用情况或者使用方案中，个人用户装置102是能够实现蓝牙的头戴式耳机，但是在该发明的实施例中可以使用其他类型的个人用户装置。例如，个人用户装置102可以是个人计算机(桌上型电脑、膝上型电脑或者平板电脑)、除了移动电话以外的无线电话、台式电话等等。 [0048] 图2是图解可以被用于实现该发明的实施例的无线通信装置200的示范性的部件的图。一般而言，无线通信装置200可以是能够与另一个装置无线通信的任何适合的装置。在一些实施例中，无线通信装置200可以是与便携式用户装置进行通信的对等装置；在其他实施例中，无线通信装置200可以是与对等装置进行通信的便携式用户装置。 [0049] 无线通信装置200可以包含天线系统202、无线通信元件204(可以操作为进行一些或者所有的发射器、接收器等等的功能)、减少选择元件206、信号质量确定元件208、方向估计元件210以及中央处理单元212。无线通信装置200还可以包含在无线通信装置中是典型标准的另外的部件，诸如在图中未显示的数据存储装置、高速缓冲存储器等等。 [0050] 天线系统202操作为为了来自无线通信装置200的发射，而将无线通信元件204提供的电无线电信号214转换(或者另外变换)成电磁波216，并且为了对无线通信元件204的提供，而将传递到无线通信装置200的电磁波216转换(或者另外变换)成电无线电信号214。天线系统202可进一步操作为从减少选择元件206接收方向选择信号218，减少选择元件206的功能和操作将被更详细地描述。 [0051] 减少选择元件206可操作为选择或者确定对于天线系统202的操作或者配置的某些变化，其中这种变化具有在一个以上的方向上选择性地减少天线系统的效率(例如，天线性能的灵敏性或者另一个测量)的效果。因而，减少选择元件206起作用，以改变天线系统202的配置以及因此的它的关联的辐射图。减少选择元件206的操作的结果是利用造成天线系统202的操作的变化的那个信号(在一些实施例中)生成方向选择信号218。对于天线系统202的操作的变化可能造成与天线系统202相关联的天线方向图(与作为系统的一部分的天线的方向性和灵敏性有关)在某个方向或者某些方向上变得更加灵敏或者更加不灵敏。这典型地通过使得天线方向图的一个以上的“波瓣”增加或者减少来完成。减少选择元件206还可以操作为向方向估计元件210提供方向处理信号220，从而促进用于提供装置所位于的方向的估计的一个以上的操作或者处理。减少选择元件206可以利用这种操作为使得减少选择元件206激活或者去激活的信号(在一些实施例中)，从中央处理单元212接收测向启用/禁用信号222作为输入。 [0052] 无线通信元件204操作为在无线通信装置200和另一个无线通信装置(例如，如果图 2中描绘的部件在诸如移动电话的个人用户装置中被实现并且“对等”装置是头戴式耳机，那么是对等装置)之间能够实现信号和数据的接收和发射。例如，无线通信元件204可以经由天线系统202与另一个无线通信装置实现通信，并且可以与中央处理单元212交换信号和/或数据(如由图中标记"信号/数据224"的元件所指示的)。 [0053] 无线通信元件204还可以与信号质量确定元件208交换信号和/或数据(如由图中标记“信号/数据226”的元件所指示的)。信号质量确定元件208可以在无线通信装置200的内部或者外部。信号质量确定元件208可操作为估计提供给其他无线通信装置(例如，对等装置)的信号的强度，如将更详细地描述的。信号质量确定元件208典型地具有由无线通信元件204提供的一个以上的信号和/或数据作为输入，其中这种信号/数据典型地包含一个以上的射频信号或者已解调信号，并且提供信号质量信号228作为输出。信号质量信号228是近似地随着从其他无线通信装置接收到的信号的强度而变化的信号(例如，信号质量信号228可以对应于接收自装置200以外的装置的接收到的信号强度、信噪比、误码率等等)，如将更详细地描述的。 [0054] 方向估计元件210可操作为估计其他无线通信装置(例如，对等装置)所位于的方向。方向估计元件210可以具有方向处理信号220和信号质量信号228作为输入。方向估计元件210操作为提供方向信号230作为输出，那个信号被中央处理单元212处理，以提供其他无线通信装置被定位的方向的估计。 [0055] 现在将描述该发明的实施例的示范性的操作的描述；在以下描述中，图2的无线通信元件204实现蓝牙无线联网协议。 [0056] 图3是图解可以被用于实现该发明的实施例的示范性的天线系统300的图。天线系统300可以被实现为无线通信装置的一部分，诸如对等装置或者个人用户装置。在一些实施例中，天线系统300包含接地面310，直电线301(在要被设定为坐标系的起点的位置)被电连接到接地面310，该直电线301具有等于射频系统的频率的四分之一波长的长度。电线301(或者另一个适合的导电体)被定向成实质上垂直于接地面310。对于蓝牙无线通信系统，电线301是近似30mm长。迄今为止参考图3描述的这种天线系统被称为单极天线系统。 [0057] 单极可以通过沿着它的长度到图2的无线通信元件某处(例如，从接地面起的近似四分之一的长度)的连接被驱动。除了单极天线系统(包括接地面和适当长度的导体)之外，该发明的实施例包含另外数量(图3中描绘的实施例中显示的四个)的四分之一波长的长直电线或者其他适合的导电体(图中被标记的元件302、303、304和305)元件302、303、304和305中的每个元件实质上垂直于接地面310，并且实质上沿着接地面等距离地围绕 自起点起近似四分之一波长半径的圆被布置。元件302、303、304和305中的每个元件的基部通过开关元件312的操作被电连接到接地面310，开关元件312例如是FET晶体管。 这允许每个传导元件(302、303、304和305)取决于开关312是否正在导通而被接地或者被保留为不电连接。 [0058] 图4是图解当没有另外的导体(即，元件302、303、304和305)被连接到接地面时，用于图3中描绘的天线系统的实例辐射图的图。例如，每个开关312可以处于使它们的相应的导体保留不连接到接地面310(即，没有晶体管正在导通)的位置。如图4所示，在这种情形下，天线辐射图(以及等效地，天线灵敏性)大致地统一或者实质上相对于围绕z轴的方向恒定。这种天线方向图可以被称为“全向的”(即，天线围绕一个轴均匀地辐射功率)。 [0059] 图5A、5B、5C和5D图解当连接一个另外的导体的开关被设定为导电时，用于图3的天线系统的天线辐射图的图。图5A是图解当另外的导体302被连接到接地面时，用于图3中描绘的天线系统的实例辐射图的图。图5B是图解当另外的导体303被连接到接地面时，用于图3中描绘的天线系统的实例辐射图的图。图5C是图解当另外的导体304被连接到接地面时，用于图3中描绘的天线系统的实例辐射图的图。图5D是图解当另外的导体305被连接到接地面时，用于图3中描绘的天线系统的实例辐射图的图。如图所示，当开关将一个另外的导体连接到接地面(例如，晶体管被设定为导通)时，天线的辐射图(以及等效地，灵敏性)在被连接到接地面的导体的方向上被减少。 [0060] 图6是图解可以对于图5A到5D中描绘的天线方向图中的每个零信号被看到的信号损失的图。具体地，图6显示了图5A到5D中的每个图中图解的天线辐射图的横截面，其中图6中的0度对应于图5A到5D中图解的正的Z轴。在这个实施例中，天线系统对于来源于灵敏性降低的方向的信号的灵敏性是近似10dB，低于来源于相反方向(以及来源于其他方向)。 [0061] 因此，在该发明的这个实施例中，天线系统的性能可以通过使得适当的开关将另外的导体连接到接地面，来在一个方向上被近似地降低10dB。在开关是晶体管的情况下，这可以通过将适当的电压施加到晶体管门来实现。因而，在该发明的这个实施例中，天线系统包含实质上全向的天线，该实质上全向的天线可以在选定的一个方向或者多个方向上被选择性地降低灵敏性(即，降低信号检测能力)。 [0062] 在该发明的一个实施例中，当图2的测向启用/禁用信号被设定为使测向能力禁用时，减少选择元件206操作为不选择减少天线方向图灵敏性的方向，并且因而所有的开关/晶体管可以处于非导通状态。在这个情形下，天线可以正常地操作，即，进行操作以生成天线 辐射图，该天线辐射图在围绕z轴的全方向上大致恒定，如图4中图解的。 [0063] 现在将参考图7A和图7B说明系统在测向启用/禁用信号222被设定为启用导体元件302、303、304或者305中的一个以上的导体元件时的操作。图7A是图解可以在实现本发明的实施例时被方向估计元件和天线系统所使用的一组示范性的时钟信号的图。图7B是图解作为时间函数的用于两个无线通信装置的接收到的信号功率的图。 [0064] 图7A显示了处于一些额定频率，例如100Hz的主时钟信号702。该图还显示了方向选择信号(例如，图2的元件218)，该方向选择信号根据该发明的一个实施例，由4个子信号组成，一个用于与每个另外的导体/电线相对应的每个开关/晶体管(在图中标记“开关/晶体管1706”、“开关/晶体管2708”、“开关/晶体管3710”和“开关/晶体管4712”)。每个方向选择子信号在主时钟的每四个周期中被启用一次，并且只有一个方向选择子信号在任何时间被启用。因而，天线方向图的灵敏性被选择性减少的方向在主时钟信号的一个周期期间变化。图的降低的灵敏性的方向循环或者排序经过与作为天线系统的一部分的另外的导体/电线的位置相对应的每个方向(同时启用测向功能，对应于图2的测向启用/禁用信号222)。在一些实施例中，主时钟信号可以通过开关/晶体管的数目被划分以生成全旋转时钟704，全旋转时钟704是其期间等于要旋转经过全周期的灵敏性降低所花费的时间的时钟。 [0065] 在一些实施例中，子信号706、708、710和712中的一个以上的子信号被提供到天线系统202作为方向选择信号218，并且一个以上的子信号被提供到方向估计元件210作为方向处理信号220。在天线系统中，每个子信号可以被施加到开关(可以以晶体管的形式被实现)，并且起控制开关的作用，因此它操作为使导体与接地面连接以及断开，从而改变天线方向图。在方向估计元件中，子信号可以被用于相对于含有天线系统的装置接近对等无线通信装置的方向。这可以通过确定与在那个方向上的导体被连接到接地面时造成最大的信号强度减少的方向相对应的方向来完成。 [0066] 在一些实施例中，子信号706、708、710和712中的一个以上的子信号被提供到天线系统202作为方向选择信号218，并且主时钟信号702和全旋转时钟信号704中的至少一个被提供到方向估计元件210作为方向处理信号220。在天线系统中，每个子信号可以被施加到开关(可以以晶体管的形式被实现)，并且起控制开关的作用，因此它操作为使导体与接地面连接以及断开，从而改变天线方向图。在方向估计元件中，主时钟信号和/或全旋转时钟信号可以被用于在基于上面描述的原理的处理中接近无线通信装置的方向(即，通过使信号强度的减少与在时钟信号中的某个点被接地的导体的方向相关)。 [0067] 用于期望估计出的相对方向被确定的无线通信装置的两个可能的位置(例如，对等装 置A和B)看作该发明的实施例的使用的实例：一个沿着X轴在一定的距离内，以及第二个沿着Y轴在一定的距离内，每个装置以近似恒定(尽管不一定相同)的发射功率来发射。 [0068] 图7B是图解作为时间函数的用于两个无线通信装置的接收到的信号功率的图。如图所示，对于每个无线通信装置，看到接收到的信号功率的减少，但是在不同的时钟周期偏移。如图7B所示，信号A具有大致出现在开关1被启用的同时的信号强度的减少，而信号B具有大致出现在开关2被启用的同时的信号强度的减少。开关1启用在一个特定方向上的导体，而开关2启用被定向成离那个方向近似90度(在这个实施例中)的导体。因而，可以推断信号A来自于与被开关1启用/禁用的导体在近似相同的方向上的装置，以及信号B来自于与被开关2启用/禁用的导体在近似相同的方向上的装置。因此，基于该发明的原理以及下层概念，信号源(例如，蓝牙头戴式耳机)相对于每个对等装置的近似方向可以基于减少的接收到的信号功率而被确定。 [0069] 在一些实施例或者使用情况中，可以通过识别最靠近从对等装置接收到的信号功率的减少的中心的时钟周期(或者其他的形式的控制信号)，以及使那个时钟周期与通过那个时钟周期而变成待用(例如，接地)的天线元件的方向相关，确定无线通信装置(例如对等装置)相对于含有该发明的实施例的装置的近似相对方向。在一个实现中，可以在每个子信号被选择性地启用的时间期间，测量平均的接收到的信号强度。然后，与最低的信号强度相对应(或者显示出离它的基准值的最大的减少量)的子信号指示无线通信装置相对于含有该发明的装置的方向。因而，无线通信装置的近似相对方向被推断为当经由相应的开关(其操作被子信号控制)被激活时导致从无线通信装置接收到的最低的信号功率的导体/电线的方向。 [0070] 在具有相对低的计算复杂度的益处的同时，这个实施例可以产生对于相对方向的最佳的子近似值。这是因为天线灵敏性图案不是完全凹的，并且方向确定的精确度受到使用的导体/电线的数目的限制。例如，在使用四个另外的导体/电线的地方，达到45度的最大精确度。但是，可以通过增加另外的导体/电线的数目来增加最大精确度，从而提供关于发射装置所处于的方向的角度弧的增加的分辨率。 [0071] 在该发明的一些实施例中，可以通过估计与最低的接收到的信号功率相对应的主时钟(或者全旋转时钟)的相位，来确定无线通信装置(例如，对等装置)的近似方向。例如，接收到的信号强度可以跨越多个(例如，两个或者三个以上)的连续的子信号被平滑。然后，可以确定被平滑的信号中的最低的信号强度。然后，被平滑的信号中的最低的信号强度的位置指示无线通信装置的方向。在一个实施例中，这个位置可以被表示为主时钟(或者全旋转时钟)的相位角。例如，在导体1的近似方向上的对等装置将在那个导体被启用 (即，被接地)时，显示最大的信号强度的损耗。但是，近似地在导体1和导体2之间的方向上的对等装置将在这两个导体被启用时显示信号强度减少。如果如图7B中被绘制，将看到这个信号强度的损耗对应于延伸以覆盖由信号A和信号B两者显示的损耗的较浅的最小值。这倾斜的中心，即，最小值，将对应于导体A和导体B之间的位置，或者对应于主时钟上的与大于任何一个的导体信号的相位的45度的相移相等的一点。 [0072] 注意，虽然比一些实施例具有相对较高的计算复杂性，但是因为可能的方向的数目(或者角度范围)不局限于使用的导体/电线的数目，所以这个实施例产生了发射装置的方向的更加精确和准确的近似值。 [0073] 在该发明的一些实施例中，无线通信装置(例如，对等装置)的近似方向可以通过确定使接收到的信号强度和方向选择信号之间的相关性最大化的主时钟信号(或者全旋转时钟信号)的相位角来被确定。例如，接收到的信号强度可以跨越多个(例如，两个或者三个以上)的连续的子信号被平滑。可以在全旋转时钟信号的多个相位角确定全旋转时钟信号和经平滑的接收到的信号强度之间的相关性，其中全旋转时钟信号的每个相位角对应于唯一的方向。然后，可以从多个相位角确定导致全旋转时钟信号和经平滑的接收到的信号强度之间的最大相关性的全旋转时钟信号的相位角。具有最大相关性的全旋转时钟信号的相位角指示无线通信装置的近似方向。 [0074] 虽然比一些实施例具有相对较高的计算复杂性，但是因为近似方向的数目不局限于使用的导体/电线的数目，并且因为影响强度的其他的因素(诸如环境噪音、定时抖动等等)可以在处理信号时被考虑到，所以这个实施例导致了发射装置的方向的更加精确和准确的近似值。 [0075] 在该发明的一些实施例中，可以使用与装置的通信链路的性能的其他指标确定无线通信装置的相对方向(即，可以使用除了接收到的信号强度或者那个强度的变化以外的性能指标来确定该方向)。例如，考虑无线通信元件能够使用蓝牙协议通信的情形。蓝牙标准允许蓝牙无线电的用户借助于规范中限定的HCI命令“读取链路质量”以频繁的时间间隔测量链路质量。虽然链路质量测量技术和值是依赖于实现的，但是链路质量参数需要随着链路质量而单调地增加。同样，链路质量通常随着接收器信号强度而近似单调地变化(即，较强的信号给予较好的链路质量)。因而，用于给定的对等装置的链路质量测量将随着接收器灵敏性的变化而单调地变化。 [0076] 在一些实施例中，可以通过估计最靠近最低的链路质量测量的中心的时钟周期，来确定蓝牙通信装置(例如，便携式蓝牙头戴式耳机)的近似方向。在一些实施例中，可以通过估计与最低的链路质量测量相对应的主时钟信号(或者全旋转时钟信号)的相位角，来 确定蓝牙通信装置的近似方向。在一些实施例中，可以通过确定使链路质量测量和主时钟信号(或者全旋转时钟信号)之间的相关性最大化的主时钟信号(或者全旋转时钟信号)的相位角，来确定蓝牙通信装置的近似方向。 [0077] 应当理解，存在有大量的天线或者各种类型的天线系统，包含单极、偶极、八木、贴片、PIFA等等(各自具有一个以上的天线元件)，而且有可以在实现该发明的实施例时使用的引入接收器灵敏性的方向性具体的减少的许多方法。例如，对于使用偶极天线的情况，可以通过使用被接地的偶极而不是单极导体，引入灵敏性的方向性具体的减少(如以上实施例中的)，其他元件是相似的。在贴片天线的情况下，贴片的角可以被设计成借助于晶体管被连接到主要的贴片或者与主要的贴片断开。在这种实施例中，对于正常的操作，所有的角将被连接到主要的贴片，给予“完全的”正常的贴片天线。依次断开各个角，通过关闭有关的连接的晶体管，将降低断开方向上的灵敏性。 [0078] 此处描述的系统、设备、装置和方法具有广泛的应用；例如，在移动电话用户已经将他们的头戴式耳机放错地方的情况下，该发明的实施例可以被用于确定头戴式耳机位于哪个方向，以协助用户取回该头戴式耳机。作为另一个实例，在头戴式耳机的用户希望与多个装置的领域中的另一个装置配对的地方，该发明的实施例可以被用于许可用户在期望的对等装置的方向上指出他们的装置，以便促进对等装置的选择。作为另一个实例，不同的用户彼此挑战以进行任务的游戏或者竞赛可以被播放，其中这种游戏被设计成允许用户挑战在他们附近的可能不被他们所知的其他的游戏者。在这个情形下，该发明的实施例可能被用于通过指出另一个用户被定位的方向来协助该用户找到彼此。本发明还可以与社交网络或者其他形式的群识别的特征一起被使用，以使得群的成员能够为了协调运动、进行任务等等而识别其他成员。 [0079] 虽然某些示范性的实施例已经被具体描述并且显示在附图中，但是将理解，这种实施例仅仅是说明性，而并不意欲限制该广泛的发明，而且这个发明不被限制于显示和描述的具体布置和构造，因为本技术领域中的那些普通技术人员可以想到各种其他变形。 [0080] 附图中描绘的或者以上描述的部件的不同布置，以及未显示或者描述的部件和步骤是可能的。类似地，一些特征和子组合是有用的，并且可以被采用，而不管其他的特征和子组合。该发明的实施例已经为了说明性的而非限制的目的被描述，并且替换实施例将对这个专利的读者变得显而易见。因此，本发明不局限于以上描述的或者附图中描绘的实施例，并且可以在没有脱离以下权利要求书的范围的情况下，做出各种实施例和修改。 [0081] 如此处使用的，除非具体相反地指示，“一”、“一个”或者“该”是用来意指“至少一个”。 |
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