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判断是否存在 多普勒效应的方法和系统

阅读：522发布：2020-05-17

专利汇可以提供判断是否存在多普勒效应的方法和系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且公开了判断是否存在多普勒效应的方法和系统，该方法包括：获得接收第一信号的第一移动设备节点和发送第一信号的第二移动设备节点的各自的惯性传感器数据，其中所述第一信号具有一发送频率；利用所述各自的惯性传感器数据来判断第一移动设备节点和第二移动设备节点之间是否存在多普勒效应。，下面是判断是否存在多普勒效应的方法和系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种判断是否存在多普勒效应的方法，包括：
获得接收第一信号的第一移动设备节点和发送第一信号的第二移动设备节点的各自的惯性传感器数据，其中所述第一信号具有一发送频率；
利用所述各自的惯性传感器数据来判断第一移动设备节点和第二移动设备节点之间是否存在多普勒效应，
其中，所述利用所述各自的惯性传感器数据来判断第一移动设备节点和第二移动设备节点之间是否存在多普勒效应的步骤包括：
利用所述第一移动设备节点和所述第二移动设备节点的各自的惯性传感器数据，来将所述第一移动设备节点的移动速度投影到该第二移动设备节点的移动方向的直线上；
如果该第一移动设备节点的投影的移动方向与该第二移动设备节点的移动方向一致，则判断不存在多普勒效应；
如果该第一移动设备节点的投影的移动方向与该第二移动设备节点的移动方向相反，则判断存在多普勒效应；
通过所述第二移动设备节点在一段时间内发送的多个第一信号和传播速率比第一信号快的对应的多个第二信号的发送时刻和在第一移动设备节点的接收时刻，利用到达时间差算法来估算在该段时间内该第一移动设备节点与第二移动设备节点之间的距离的变化，其中，所述多个第一信号的每个和对应的第二信号的发送时刻相同；
如果该距离的变化是增加，则判断该多普勒效应为相离的多普勒效应；
如果该距离的变化是减小，则判断该多普勒效应为相近的多普勒效应。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
如果判断存在多普勒效应，则基于多普勒效应原理来校正第一信号的接收频率，其中，所述第一信号的发送频率用来编码一信息，且第一信号的校正后的接收频率用来解码该信息。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括：
如果判断存在多普勒效应，则基于多普勒效应原理，校正基于到达时间差(TDOA)算法而测量的第一移动设备节点和第二移动设备节点之间的距离。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，如果判断存在多普勒效应，则校正基于到达时间差(TDOA)算法而测量的第一移动设备节点和第二移动设备节点之间的距离的步骤包括：
由所述第一移动设备节点接收从所述第二移动设备节点同时发送的第一信号和传播速率比第一信号快的第二信号，其中所述第一信号和第二信号都携带所述第二移动设备节点的标识符，其中，在所述第一信号中，通过不同的发送频率来编码所述标识符的不同位；
其中，如果判断存在多普勒效应，则校正基于到达时间差(TDOA)算法而测量的第一移动设备节点和第二移动设备节点之间的距离的步骤包括：
如果判断存在多普勒效应，则基于多普勒效应的原理来补偿所述第一信号的接收频率；
通过补偿后的第一信号的接收频率来解码第一信号中携带的所述标识符；
解码第二信号中携带的标识符；
判断该第一信号和该第二信号中携带的标识符是否匹配；
如果判断该第一信号和该第二信号中携带的标识符匹配，通过第一信号的接收时刻和第二信号的接收时刻以及第一信号和第二信号的各自的传播速度，来计算第一移动设备节点和第二移动设备节点之间的距离，其中，基于多普勒效应的原理来补偿所述第一信号的接收时刻。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，通过补偿后的第一信号的接收频率来解码第一信号中携带的所述标识符的步骤还包括：
扩大所述第一信号的频率解码的容限带宽，以解码得到多个标识符解码结果；
比较扩大频率解码的容限带宽后解码得到多个标识符与接收的第二信号中解码的标识符：
如果所述解码得到的多个标识符中存在与第二信号中解码的标识符相匹配的标识符，则判断该第一信号和该第二信号中携带的标识符匹配；
如果第一信号中解码得到的多个标识符都与第二信号中解码的标识符不匹配，则使得该第二移动设备节点重新发送携带用第一信号的发送频率编码的标识符的第一信号。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，如果第一信号中解码得到的多个标识符都与第二信号中解码的标识符不匹配，则使得该第二移动设备节点重新发送携带用第一信号的发送频率编码的标识符的第一信号的步骤包括：
计算不匹配的标识符的差异的绝对值之和以及不匹配的位的差异之间的差的绝对值；
如果不匹配的标识符的差异的绝对值之和小于或等于NID且不匹配的位的差异之间的差的绝对值小于或等于1，则在tw＝0之后使得该第二移动设备节点重新发送携带用第一信号的发送频率编码的标识符的第一信号；
如果不匹配的标识符的差异的绝对值之和小于或等于NID且不匹配的位的差异之间的差的绝对值大于1，则在等待时延之后使得该第二移动设备节点重新发
送携带用第一信号的发送频率编码的标识符的第一信号；
如果不匹配的标识符的差异的绝对值之和大于NID且不匹配的位的差异之间的差的绝对值小于或等于1，则在等待时延之后使得该第二移动设备
节点重新发送携带用第一信号的发送频率编码的标识符的第一信号；
如果不匹配的标识符的差异的绝对值之和大于NID且不匹配的位的差异之间的差的绝对值大于1，则在等待时延之后使得该第二
移动设备节点重新发送携带用第一信号的发送频率编码的标识符的第一信号，其中，tw是等待时延；fi是声音信号接收频率；fj是标识符中不匹配的位的差异之间的差的绝对值最大的声音信号接收频率；Npulses是针对每一编码频率的声音信号的脉冲个数；
NID是标识符中的位的个数。
7.根据权利要求3所述的方法，其中，如果判断存在多普勒效应，则基于多普勒效应原理，校正基于到达时间差(TDOA)算法而测量的第一移动设备节点和第二移动设备节点之间的距离的步骤还包括：
如果将第K声音信号从第一移动设备节点的发送时刻TK作为发送时刻计时点且以该第K声音信号在第二移动设备节点处的接收中间时刻tK作为接收计时点，则校正第K声音信号从第一移动设备节点传播到第二移动设备节点的传播时间为
其中，fi是发送的第i声音信号的频率，i是小于K的正整数，fK是第K声音信号的发送频率，fK’是第K声音信号的接收频率，且K是正整数，npulses是针对每一编码频率的声音脉冲信号从发送时刻开始发送完的脉冲数，Npulses是针对每一编码频率的声音脉冲信号的脉冲个数，其中0<＝npulses<＝Npulses，当npulses＝0时，发送时刻为第K声音信号从第一移动设备节点的发送开始时刻；当npulses＝Npulses时，发送时刻为第K声音信号从第一移动设备节点的发送完成时刻；当08.根据权利要求3所述的方法，还包括：
利用所述第一移动设备节点和所述第二移动设备节点的各自的惯性传感器数据，得到所述第二移动设备节点与所述第一移动设备节点之间的方位角；
基于所述方位角和所述测量的距离，来定位所述第一移动设备节点。
9.一种判断是否存在多普勒效应的系统，包括：
获得装置，被配置为获得接收第一信号的第一移动设备节点和发送第一信号的第二移动设备节点的各自的惯性传感器数据，其中所述第一信号具有一发送频率；
判断装置，被配置为利用所述各自的惯性传感器数据来判断第一移动设备节点和第二移动设备节点之间是否存在多普勒效应，
其中，所述判断装置被配置为：
利用所述第一移动设备节点和所述第二移动设备节点的各自的惯性传感器数据，来将所述第一移动设备节点的移动速度投影到该第二移动设备节点的移动方向的直线上；
如果该第一移动设备节点的投影的移动方向与该第二移动设备节点的移动方向一致，则判断不存在多普勒效应；
如果该第一移动设备节点的投影的移动方向与该第二移动设备节点的移动方向相反，则判断存在多普勒效应；
通过所述第二移动设备节点在一段时间内发送的多个第一信号和传播速率比第一信号快的对应的多个第二信号的发送时刻和在第一移动设备节点的接收时刻，利用到达时间差算法来估算在该段时间内该第一移动设备节点与第二移动设备节点之间的距离的变化，其中，所述多个第一信号的每个和对应的第二信号的发送时刻相同；
如果该距离的变化是增加，则判断该多普勒效应为相离的多普勒效应；
如果该距离的变化是减小，则判断该多普勒效应为相近的多普勒效应。

说明书全文

判断是否存在多普勒效应的方法和系统

技术领域

[0001] 本申请涉及无线通信领域，且更具体地，涉及判断是否存在多普勒效应的方法和系统。

背景技术

[0002] 在会展行业中，存在尤其是需要现场面对面沟通的场景，例如行业供销会、贸易洽谈会、技术论坛等，在这些场景中，多数访客的目的是在现场找到兴趣匹配的人并进行面对面的沟通，甚至达成某种商业合作。但是面对众多的生面孔，不知道“谁是兴趣匹配的人”，即使知道兴趣匹配的人有哪些，仍然不知道“这些兴趣匹配的人在哪儿”，因此，现场沟通的命中率和效率很低。

[0003] 传统的技术可以利用两种传播速度不同的信号从发送到接收的传播时间，能够通过到达时间差(Time Difference of Arrival，TDOA)算法来计算发送端节点和接收端节点之间的距离。但是，在很多节点同时发送和接收的情况下，很可能接收到来自其他发送端的信号从而干扰来自特定发送端的信号。另外，在发送信号的同时，发送端节点和接收端节点都可能处于移动的过程中，因此，可能在发送端节点和接收端节点之间存在多普勒效应，而影响接收端节点接收到的信号的频率和/或时刻，从而计算出并不准确的距离。

[0004] 需要一种能够准确地判断出多普勒效应、从而可选地消除来自其他发送端的信号的干扰以及可选地计算更准确的距离的技术。发明内容

[0005] 根据本发明的一个方面，提供一种判断是否存在多普勒效应的方法，包括：获得接收第一信号的第一移动设备节点和发送第一信号的第二移动设备节点的各自的惯性传感器数据，其中所述第一信号具有一发送频率；利用所述各自的惯性传感器数据来判断第一移动设备节点和第二移动设备节点之间是否存在多普勒效应。

[0006] 根据本发明的另一方面，提供一种判断是否存在多普勒效应的系统，包括：获得装置，被配置为获得接收第一信号的第一移动设备节点和发送第一信号的第二移动设备节点的各自的惯性传感器数据，其中所述第一信号具有一发送频率；判断装置，被配置为利用所述各自的惯性传感器数据来判断第一移动设备节点和第二移动设备节点之间是否存在多普勒效应。附图说明

[0007] 图1示出了应用本技术的一个示例的无线环境。

[0008] 图2示出了根据本发明的一个实施例的判断是否存在多普勒效应的方法的流程图。

[0009] 图3示出了根据本发明的一个实施例的判断是否存在多普勒效应的系统的方框图。

[0010] 图4示出了根据本发明的一个具体实施例的移动设备节点的示例硬件结构框图。

[0011] 图5示出了根据本发明的一个具体实施例的定位移动设备节点的方法的示例流程图。

[0012] 图6示出了根据本发明的一个具体实施例的建立无线网络的过程的示例流程图。

[0013] 图7示出了根据本发明的一个具体实施例的ID的编码和解码以及基于到达时间差(TDOA)算法来测量距离的组件的示例方框图。

[0014] 图8示出了根据本发明的一个具体实施例的利用声音信号的频率来编码和解码节点ID的过程的示例流程图。

[0015] 图9示出了根据本发明的一个具体实施例的利用声音信号的不同频率来编码和解码节点ID的每个位的示例密码本。

[0016] 图10示出了根据本发明的一个具体实施例的基于到达时间差(TDOA)算法来测量距离的过程的示例流程图。

[0017] 图11示出了根据本发明的一个具体实施例的根据多普勒效应原理来补偿接收的声音频率的过程的示例流程图。

[0018] 图12示出了根据本发明的一个具体实施例的多普勒效应的类型的实际场景示例图。

[0019] 图13示出了根据本发明的一个具体实施例的判断多普勒效应的类型的过程的示例流程图。

[0020] 图14示出了根据本发明的一个具体实施例的判断多普勒效应的类型的原理的示意图。

[0021] 图15示出了根据本发明的一个具体实施例的通过扩大频率解码容限来进行节点ID解码的过程的示例流程图。

[0022] 图16具体示出了如图15所示的冲突处理的具体过程的示例流程图。

[0023] 图17示出了根据本发明的一个具体实施例的校正信号的接收时刻(从而校正信号的传播时间)的原理的示意图。

[0024] 图18示出了根据本发明的一个具体实施例的利用测量的距离和惯性传感器数据中的方位角来定位移动设备节点的实际场景示例图。

[0025] 图19示出了根据本发明的一个具体实施例的利用惯性传感器数据来跟踪移动设备节点的位置的实际场景示例图。

[0026] 图20示出了根据本发明的一个具体实施例的移动设备节点位置的跟踪和纠正的过程的示例流程图。

具体实施方式

[0027] 现在将详细参照本发明的具体实施例，在附图中例示了本发明的例子。尽管将结合具体实施例描述本发明，但将理解，不是想要将本发明限于所述的实施例。相反，想要覆盖由所附权利要求限定的在本发明的精神和范围内包括的变更、修改和等价物。应注意，这里描述的方法步骤都可以由任何功能块或功能布置来实现，且任何功能块或功能布置可被实现为物理实体或逻辑实体、或者两者的组合。

[0028] 为了使本领域技术人员更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

[0029] 图1示出了应用本技术的一个示例的无线环境。

[0030] 如图1所示，应用本技术的一个示例的无线环境包括包含了若干移动设备节点100的现场无线网络120、和协调器140。根据本发明的各个实施例的技术可以被应用于这些移动设备节点100中来分别进行处理、也可以被应用于协调器140中来集中进行处理。

[0031] 图2示出了根据本发明的一个实施例的判断是否存在多普勒效应的方法的流程图。

[0032] 如图2所示的判断是否存在多普勒效应的方法200包括：步骤S201，获得接收第一信号的第一移动设备节点和发送第一信号的第二移动设备节点的各自的惯性传感器数据，其中所述第一信号具有一发送频率；步骤S202，利用所述各自的惯性传感器数据来判断第一移动设备节点和第二移动设备节点之间是否存在多普勒效应。

[0033] 本领域技术人员知道，移动设备的惯性传感器是一种能够检测和测量加速度、倾斜、冲击、振动、旋转和多自由度运动的传感器，其可以包括：例如加速度计(或加速度传感计)和角速度传感器(或陀螺仪)以及它们的单、双、三轴组合惯性测量单元(Inertial measurement unit，IMU)，包括磁传感器的姿态参考系统(Attitude and heading reference system，AHRS)等等。如此，移动设备的惯性传感器的惯性数据可以包括移动设备自身的加速度(在很短的时间内，可以用加速度来估算速度)、角速度、姿态、方位角等。而通过这种惯性数据，可以得知各个移动设备节点的加速度、速度、角速度、姿态、方位角等信息，从而能够推测两个移动设备节点之间是否是同向移动还是反向移动、以及甚至是相近的反向移动还是相离的反向移动。

[0034] 如此，利用各个移动设备节点的惯性传感器的惯性数据，能够准确地判断第一移动设备节点和第二移动设备节点之间是否存在多普勒效应。

[0035] 在一个实施例中，步骤S202可以包括：利用所述第一移动设备节点和所述第二移动设备节点的各自的惯性传感器数据，来将所述第一移动设备节点的移动速度投影到该第二移动设备节点的移动方向的直线上；如果该第一移动设备节点的投影的移动方向与该第二移动设备节点的移动方向一致，则判断不存在多普勒效应；如果该第一移动设备节点的投影的移动方向与该第二移动设备节点的移动方向相反，则判断存在多普勒效应。

[0036] 在此，由于在该第一移动设备节点的投影的移动方向与该第二移动设备节点的移动方向一致的情况下，说明两个节点的移动方向基本一致，则虽然速度可能不同，但在实际应用中，可能是人手持这移动设备节点，因此两个人的速度差异不会太大，但是简化地认为两个节点的移动方向和速度基本相同，因此简化地判断不存在多普勒效应。当然这仅是一个示例，实际上，也可以更具体地根据两个节点的各自的速度大小和精确的移动方向来进一步精确判断是否存在多普勒效应，在此不详述。

[0037] 如果要判断是存在相近的多普勒效应还是相离的多普勒效应，则步骤S202还可以包括如下步骤：通过所述第二移动设备节点在一段时间内发送的多个第一信号和传播速率比第一信号快的对应的多个第二信号的发送时刻和在第一移动设备节点的接收时刻，利用到达时间差(TDOA)算法来估算在该段时间内该第一移动设备节点与第二移动设备节点之间的距离的变化，其中，所述多个第一信号的每个和对应的第二信号的发送时刻相同；如果该距离的变化是增加，则判断该多普勒效应为相离的多普勒效应；如果该距离的变化是减小，则判断该多普勒效应为相近的多普勒效应。

[0038] 如此，在一段时间内发送一连串的第一信号和第二信号，其中一个第一信号和对应的一个第二信号是同时发送的，然后再发送另一个第一信号和其对应的一个第二信号，以此类推，如此，可以通过每组对应的第一信号和第二信号的发送时刻和接收时刻来利用到达时间差(TDOA)算法来估算发送每组信号时两个移动设备节点之间的距离，从而根据估算的发送多组这样的信号时两个移动设备节点之间的距离的变化，能够判断增加的距离可以导致两个移动设备节点正在相远离(即相离的多普勒效应)，且判断减小的距离可以导致两个移动设备节点正在相靠近(即相近的多普勒效应)。

[0039] 如此，可以通过移动设备节点的惯性传感器数据来得到是否存在多普勒效应以及甚至多普勒效应的类型。

[0040] 在判断出是否存在多普勒效应以及甚至多普勒效应的类型之后，可以将其应用于很多应用场景。如下将举例几种应用场景。

[0041] 例如，在一个实施例中，该方法200可以包括：如果判断存在多普勒效应，则基于多普勒效应原理来校正第一信号的接收频率。由于多普勒效应会导致信号的接收频率发生改变，因此如果得知了是否存在多普勒效应以及甚至多普勒效应的类型，可以校正第一信号的接收频率以得到更准确的接收频率。在一个实施例中，所述第一信号的发送频率可以用来编码一信息，且第一信号的校正后的接收频率可以用来解码该信息。在该情况下，不同的发送频率用来编码不同的信息(例如8Hz表示信息1，4Hz表示信息0)，从而如果在接收端接收到准确的接收频率(例如8Hz)，则可以准确地解码该信息(即解码该信息为1)。然而，由于多普勒效应的存在，可能导致接收到的信号频率变大或变小(例如由于相离的多普勒效应而导致接收频率为4Hz)，从而解码出错误的信息(例如解码出信息0)。如此，如果通过上述方式校正第一信号的接收频率以得到更准确的接收频率，则能够得到更准确的解码结果。

[0042] 在另一实施例中，判断出是否存在多普勒效应以及甚至多普勒效应的类型还可以应用于另一应用场景，即如果判断存在多普勒效应，则可以基于多普勒效应原理，校正基于到达时间差(TDOA)算法而测量的第一移动设备节点和第二移动设备节点之间的距离。在此，由于多普勒效应可能导致发送的信号从发送到接收的路程变长或变短，从而导致信号的接收时刻是不准确的，因此利用多普勒效应原理，可以校正这样的不准确的接收时刻，以得到更准确的传播时间，从而在基于到达时间差(TDOA)算法而测量两个节点之间的距离时能够计算得到更准确的距离。

[0043] 如果在如背景技术部分所述的存在多个发送端和接收端的情况下，可能出现接收到的信号不是来自于要测量的距离所涉及的发送端的情况。对于该情况，可以通过如下步骤来克服：由所述第一移动设备节点接收从所述第二移动设备节点同时发送的第一信号和传播速率比第一信号快的第二信号，其中所述第一信号和第二信号都携带所述第二移动设备节点的标识符，其中，在所述第一信号中，通过不同的发送频率来编码所述标识符的不同位；如果如上所述地判断存在多普勒效应，则基于多普勒效应的原理来补偿所述第一信号的接收频率；通过补偿后的第一信号的接收频率来解码第一信号中携带的所述标识符；解码第二信号中携带的标识符；判断该第一信号和该第二信号中携带的标识符是否匹配。

[0044] 如果判断该第一信号和该第二信号中携带的标识符匹配，通过第一信号的接收时刻和第二信号的接收时刻以及第一信号和第二信号的各自的传播速度，来计算第一移动设备节点和第二移动设备节点之间的距离，其中，基于多普勒效应的原理来补偿所述第一信号的接收时刻，从而补偿第一信号的传播时间。在此，由于多普勒效应可能导致发送的信号从发送到接收的路程变长或变短，从而导致信号的接收时刻是不准确的，因此利用多普勒效应原理，可以补偿这样的不准确的接收时刻，从而补偿传播时间，从而在基于到达时间差(TDOA)算法而测量两个节点之间的距离时能够计算得到更准确的距离。

[0045] 在如上所述利用多普勒效应原理来补偿了第一信号的接收频率之后，如果解码了补偿后的第一信号的接收频率来得到第一信号中携带的标识符后，仍然判断该第一信号和该第二信号中携带的标识符不匹配，则可以采用如下步骤来进一步解码第一信号中携带的所述标识符：扩大所述第一信号的频率解码的容限带宽，以解码得到多个标识符解码结果；比较扩大频率解码的容限带宽后解码得到多个标识符与接收的第二信号中解码的标识符：
如果所述解码得到的多个标识符中存在与第二信号中解码的标识符相匹配的标识符，则判断判断该第一信号和该第二信号中携带的标识符匹配；如果第一信号中解码得到的多个标识符都与第二信号中解码的标识符不匹配，则使得该第二移动设备节点重新发送携带用第一信号的发送频率编码的标识符的第一信号。

[0046] 如此可以通过扩大第一信号的频率解码的容限带宽，来得到多种解码结果，例如，原本在补偿了第一信号的接收频率之后，解码得到的标识符为12，而第二信号中携带的标识符为13，则这是不匹配的，此时，扩大第一信号的频率解码的容限带宽，使得解码得到的第一信号中的携带的标识符为11、12、13，则此时可以得到一个匹配的标识符、即13，则可以判断该第一信号和该第二信号中携带的标识符匹配。看上去这种方案是不准确的，但是因为存在多普勒效应以及可能的其他干扰，因此不能确定如前所述基于多普勒效应补偿后的接收频率一定是最准确的，因此，适当扩大第一信号的频率解码的容限带宽，能够更大限度地得到可能是正确的解码的标识符，如此，可以最大限度地得到匹配的标识符，从而确定接收到的第一信号和第二信号是来自于同一个发送端，从而才能进行后续的TDOA算法来测距。

[0047] 然而，如果第一信号中解码得到的多个标识符都与第二信号中解码的标识符不匹配，则可以使得该第二移动设备节点重新发送携带用第一信号的发送频率编码的标识符的第一信号。因为此时可能认为在扩大了第一信号的频率解码的容限带宽之后仍然得不到匹配的标识符，这说明该接收的第一信号是完全错误的，如此，在一个实施例中，可以通过如下步骤来确定大致经过多长时间来重新发送第一信号以便能够接收到正确的第一信号：计算不匹配的标识符的差异的绝对值之和以及不匹配的位的差异之间的差的绝对值；如果不匹配的标识符的差异的绝对值之和小于或等于NID且不匹配的位的差异之间的差的绝对值小于或等于1，则在tw＝0之后使得该第二移动设备节点重新发送携带用第一信号的发送频率编码的标识符的第一信号；如果不匹配的标识符的差异的绝对值之和小于或等于NID且不匹配的位的差异之间的差的绝对值大于1，则在等待时延之后使得该第二移动设备节点重新发送携带用第一信号的发送频率编码的标识符的第一信号；如果不匹配的标识符的差异的绝对值之和大于NID且不匹配的位的差异之间的差的绝对值小于或等于1，则在等待时延之后使得该第二移动设备节点重新发送
携带用第一信号的发送频率编码的标识符的第一信号；如果不匹配的标识符的差异的绝对值之和大于NID且不匹配的位的差异之间的差的绝对值大于1，则在等待时延
之后使得该第二移动设备节点重新发送携
带用第一信号的发送频率编码的标识符的第一信号，其中，tw是等待时延；fi是声音信号接收频率；fj是标识符中不匹配的位的差异之间的差的绝对值最大的声音信号接收频率；
Npulses是针对每一编码频率的声音信号的脉冲个数；NID是标识符中的位的个数。

[0048] 当然，上述判断条件和等待时延长短的设置都是示例的，实际上上述判断条件和等待时延长短的设置的原理都是通过第一信号的解码的标识符与第二信号的解码的标识符之间不匹配的位的分布和趋势情况，来推测这种不匹配的标识符是趋势接近真实信号而含有少量噪声、还是趋势接近真实信号但含有大量噪声、还是趋势不接近真实信号而含有少量噪声、还是趋势不接近真实信号，含有大量噪声(四种情况可分别对应于上述四种等待时延)，从而根据这四种情况的特点来设计其他判断条件和等待时间。

[0049] 在一个实施例中，第一信号可以是声音信号，第二信号可以是无线电信号。可见，声音信号的速度比无线电信号的速度慢，而无线电信号由于速度很快，因此在发送和接收端处的时刻误差和解码误差较小，因此可以将无线电信号的发送时刻作为TDOA的发送时刻的基准，同时，也可以将无线电信号的解码得到的标识符作为基准的标识符来与声音信号解码得到的标识符进行匹配。

[0050] 在一个实施例中，该方法200还可以包括：利用所述第一移动设备节点和所述第二移动设备节点的各自的惯性传感器数据，得到所述第二移动设备节点与所述第一移动设备节点之间的方位角；基于所述方位角和所述测量的距离，来定位所述第一移动设备节点。也就是说，在以上述方式得到较为准确的测量的距离之后，可以通过该测量的距离和惯性传感器数据中的方位角信息，来定位第一移动设备节点。

[0051] 在一个实施例中，该方法200还可以包括：获得第三移动设备节点和第四移动设备节点的各自的惯性传感器数据；利用所述第一移动设备节点和所述第三移动设备节点的各自的惯性传感器数据，基于到达时间差(TDOA)算法来测量第一移动设备节点和第三移动设备节点之间的距离；利用所述第一移动设备节点和所述第四移动设备节点的各自的惯性传感器数据，基于到达时间差(TDOA)算法来测量第一移动设备节点和第四移动设备节点之间的距离；基于所述第一移动设备节点和所述第二、第三、第四移动设备节点之间的所述三个距离，定位所述第一移动设备节点。也就是说，可以利用上述方式来测量得到与所述第一移动设备节点相关的较为准确的三个距离，从而利用三边定位法或其他利用三个距离的定位方法，来定位所述第一移动设备节点。

[0052] 在一个实施例中，如果判断存在多普勒效应，则基于多普勒效应原理，校正基于到达时间差(TDOA)算法而测量的第一移动设备节点和第二移动设备节点之间的距离的步骤还可以包括：如果将具有频率f1的第一声音信号从第一移动设备节点的发送开始时刻T1作为发送时刻计时点且以该具有频率f1’的第一声音信号在第二移动设备节点处的接收开始时刻t1作为接收计时点，则校正第一声音信号从第一移动设备节点传播到第二移动设备节点的传播时间为ΔT＝t1-T1＝t1-T0＝t1-0＝t1其中，假设T1＝T0＝0；如果将具有频率f1的第一声音信号从第一移动设备节点的发送中间时刻T1作为发送时刻计时点且以该具有频率f1’的第一声音信号在第二移动设备节点处的接收中间时刻t1作为接收计时点，则校正第一声音信号从第一移动设备节点传播到第二移动设备节点的传播时间为如果将具有频率f1的第一声音信号从第一移动设备节点的发送完成时刻T1(发送完Npulses个脉冲的波的时刻)作为发送时刻计时点且以该具有频率f1’的第一声音信号在第二移动设备节点处的接收完成时刻t1作为接收计时点，则校正第一声音信号从第一移动设备节点传播到第二移动设备节点的传播时间为如果将第二声音信号从第一移动设备节点
的发送开始时刻T2作为发送时刻计时点且以该第二声音信号在第二移动设备节点处的接收开始时刻t2作为接收计时点，则校正第二声音信号从第一移动设备节点传播到第二移动设备节点的传播时间为
其中，f1是第一声音信号的发送频率，f1’是第一声音信号的接收频率，以此类
推；以此类推，如果将第二声音信号从第一移动设备节点的发送中间时刻T2作为发送时刻计时点且以该第二声音信号在第二移动设备节点处的接收中间时刻t2作为接收计时点，则校正第二声音信号从第一移动设备节点传播到第二移动设备节点的传播时间为如果将第二声音信号从第一移动设备节点的发送
中间时刻T2作为完成时刻计时点且以该第二声音信号在第二移动设备节点处的接收完成时刻t2作为接收计时点，则校正第二声音信号从第一移动设备节点传播到第二移动设备节点的传播时间为
f2是第一声音信号的发送频率，f2’是第一声
音信号的接收频率，以此类推。

[0053] 综上，可以将这种传播时间的校正概括为如下：

[0054] 如果将第K声音信号从第一移动设备节点的发送时刻TK作为发送时刻计时点且以该第K声音信号在第二移动设备节点处的接收中间时刻tK作为接收计时点，则校正该第K声音信号从第一移动设备节点传播到第二移动设备节点的传播时间为其中，fi是发送的第i声音信号的频率，i是
小于K的正整数，fK是第K声音信号的发送频率，fK’是第K声音信号的接收频率，且K是正整数，npulses是针对每一编码频率的声音脉冲信号从发送时刻开始发送完的脉冲数，Npulses是针对每一编码频率的声音脉冲信号的脉冲个数，在该例子中，例如8，其中0<＝npulses<＝Npulses，当npulses＝0时，发送时刻为第K声音信号从第一移动设备节点的发送开始时刻；当npulses＝Npulses时，发送时刻为第K声音信号从第一移动设备节点的发送完成时刻；当0

[0055] 从而，经过上述通过多普勒效应对传播时间的校正，可以更准确地计算第一和第二移动设备节点之间的距离。

[0056] 在一个实施例中，该方法200还可以包括：在定位所述第一移动设备节点之后，利用所述第一移动设备节点的惯性传感器数据，来跟踪所述第一移动设备节点的位置。如此，利用惯性传感器数据，例如加速度(以及从而得到的速度)、角速度、姿态等等信息，可以得知该第一移动设备节点目前的走势，从而估计其在下一段时间内可能位于什么位置，从而来跟踪该第一移动设备节点的位置。当然，在跟踪了一段时间之后，可能跟踪的位置与实际的位置会产生偏差，则此时可以重新经过上述的距离测量、定位的步骤来重新刷新当前的准确位置。

[0057] 如此，利用各个移动设备节点的惯性传感器的惯性数据，能够准确地判断两个移动设备节点之间是否存在多普勒效应，从而能够进一步利用多普勒效应原理来进行多种应用，例如补偿(或校正)接收信号的接收频率、补偿(或校正)信号从发送到接收的传播时间，从而获得更准确的解码结果、标识符匹配结果、距离测量结果等。上述实施例还可以适当扩大接收频率的解码容限带宽，来得到尽可能匹配的解码结果，并还可以通过分析不匹配的位的分布趋势情况，来进一步设计判断条件和对应的等待时间来重发信号，以便下一次能够接收到更不受干扰、更准确的信号。

[0058] 图3示出了根据本发明的一个实施例的判断是否存在多普勒效应的系统300的方框图。

[0059] 图3所示的判断是否存在多普勒效应的系统300包括：获得装置301，被配置为获得接收第一信号的第一移动设备节点和发送第一信号的第二移动设备节点的各自的惯性传感器数据，其中所述第一信号具有一发送频率；判断装置302，被配置为利用所述各自的惯性传感器数据来判断第一移动设备节点和第二移动设备节点之间是否存在多普勒效应。

[0060] 如此，利用各个移动设备节点的惯性传感器的惯性数据，能够准确地判断第一移动设备节点和第二移动设备节点之间是否存在多普勒效应。

[0061] 在一个实施例中，判断装置302可以被配置为：利用所述第一移动设备节点和所述第二移动设备节点的各自的惯性传感器数据，来将所述第一移动设备节点的移动速度投影到该第二移动设备节点的移动方向的直线上；如果该第一移动设备节点的投影的移动方向与该第二移动设备节点的移动方向一致，则判断不存在多普勒效应；如果该第一移动设备节点的投影的移动方向与该第二移动设备节点的移动方向相反，则判断存在多普勒效应。

[0062] 如果要判断是存在相近的多普勒效应还是相离的多普勒效应，则判断装置302还可以被配置为：通过所述第二移动设备节点在一段时间内发送的多个第一信号和传播速率比第一信号快的对应的多个第二信号的发送时刻和在第一移动设备节点的接收时刻，利用到达时间差(TDOA)算法来估算在该段时间内该第一移动设备节点与第二移动设备节点之间的距离的变化，其中，所述多个第一信号的每个和对应的第二信号的发送时刻相同；如果该距离的变化是增加，则判断该多普勒效应为相离的多普勒效应；如果该距离的变化是减小，则判断该多普勒效应为相近的多普勒效应。

[0063] 如此，可以通过移动设备节点的惯性传感器数据来得到是否存在多普勒效应以及甚至多普勒效应的类型。

[0064] 在判断出是否存在多普勒效应以及甚至多普勒效应的类型之后，可以将其应用于很多应用场景。如下将举例几种应用场景。

[0065] 例如，在一个实施例中，该写300可以包括：如果判断存在多普勒效应，则基于多普勒效应原理来校正第一信号的接收频率的装置。由于多普勒效应会导致信号的接收频率发生改变，因此如果得知了是否存在多普勒效应以及甚至多普勒效应的类型，可以校正第一信号的接收频率以得到更准确的接收频率。在一个实施例中，所述第一信号的发送频率可以用来编码一信息，且第一信号的校正后的接收频率可以用来解码该信息。如此，如果通过上述方式校正第一信号的接收频率以得到更准确的接收频率，则能够得到更准确的解码结果。

[0066] 在另一实施例中，判断出是否存在多普勒效应以及甚至多普勒效应的类型还可以应用于另一应用场景，即如果判断存在多普勒效应，则该系统300还可以包括：基于多普勒效应原理，校正基于到达时间差(TDOA)算法而测量的第一移动设备节点和第二移动设备节点之间的距离的装置。在此，由于多普勒效应可能导致发送的信号从发送到接收的路程变长或变短，从而导致信号的接收时刻是不准确的，因此利用多普勒效应原理，可以校正这样的不准确的接收时刻，以得到更准确的传播时间，从而在基于到达时间差(TDOA)算法而测量两个节点之间的距离时能够计算得到更准确的距离。

[0067] 如果在如背景技术部分所述的存在多个发送端和接收端的情况下，可能出现接收到的信号不是来自于要测量的距离所涉及的发送端的情况。对于该情况，该系统300还可以包括：由所述第一移动设备节点接收从所述第二移动设备节点同时发送的第一信号和传播速率比第一信号快的第二信号的装置，其中所述第一信号和第二信号都携带所述第二移动设备节点的标识符，其中，在所述第一信号中，通过不同的发送频率来编码所述标识符的不同位；如果如上所述地判断存在多普勒效应，则基于多普勒效应的原理来补偿所述第一信号的接收频率的装置；通过补偿后的第一信号的接收频率来解码第一信号中携带的所述标识符的装置；解码第二信号中携带的标识符；判断该第一信号和该第二信号中携带的标识符是否匹配的装置。

[0068] 如果判断该第一信号和该第二信号中携带的标识符匹配，通过第一信号的接收时刻和第二信号的接收时刻以及第一信号和第二信号的各自的传播速度，来计算第一移动设备节点和第二移动设备节点之间的距离，其中，基于多普勒效应的原理来补偿所述第一信号的接收时刻，从而补偿第一信号的传播时间。在此，由于多普勒效应可能导致发送的信号从发送到接收的路程变长或变短，从而导致信号的接收时刻是不准确的，因此利用多普勒效应原理，可以补偿这样的不准确的接收时刻，从而在基于到达时间差(TDOA)算法而测量两个节点之间的距离时能够计算得到更准确的距离。

[0069] 在如上所述利用多普勒效应原理来补偿了第一信号的接收频率之后，如果解码了补偿后的第一信号的接收频率来得到第一信号中携带的标识符后，仍然判断该第一信号和该第二信号中携带的标识符不匹配，则该系统300还可以进一步解码第一信号中携带的所述标识符的装置，其被配置为：扩大所述第一信号的频率解码的容限带宽，以解码得到多个标识符解码结果；比较扩大频率解码的容限带宽后解码得到多个标识符与接收的第二信号中解码的标识符：如果所述解码得到的多个标识符中存在与第二信号中解码的标识符相匹配的标识符，则判断判断该第一信号和该第二信号中携带的标识符匹配；如果第一信号中解码得到的多个标识符都与第二信号中解码的标识符不匹配，则使得该第二移动设备节点重新发送携带用第一信号的发送频率编码的标识符的第一信号。

[0070] 如此可以通过扩大第一信号的频率解码的容限带宽，来得到多种解码结果。因为存在多普勒效应以及可能的其他干扰，因此不能确定如前所述基于多普勒效应补偿后的接收频率一定是最准确的，因此，适当扩大第一信号的频率解码的容限带宽，能够更大限度地得到可能是正确的解码的标识符，如此，可以最大限度地得到匹配的标识符，从而确定接收到的第一信号和第二信号是来自于同一个发送端，从而才能进行后续的TDOA算法来测距。

[0071] 然而，如果第一信号中解码得到的多个标识符都与第二信号中解码的标识符不匹配，则该系统300还可以包括使得该第二移动设备节点重新发送携带用第一信号的发送频率编码的标识符的第一信号的装置。因为此时可能认为在扩大了第一信号的频率解码的容限带宽之后仍然得不到匹配的标识符，这说明该接收的第一信号是完全错误的，如此，在一个实施例中，使得该第二移动设备节点重新发送携带用第一信号的发送频率编码的标识符的第一信号的装置可以被配置为通过如下来确定大致经过多长时间来重新发送第一信号以便能够接收到正确的第一信号：计算不匹配的标识符的差异的绝对值之和以及不匹配的位的差异之间的差的绝对值；如果不匹配的标识符的差异的绝对值之和小于或等于NID且不匹配的位的差异之间的差的绝对值小于或等于1，则在tw＝0之后使得该第二移动设备节点重新发送携带用第一信号的发送频率编码的标识符的第一信号；如果不匹配的标识符的差异的绝对值之和小于或等于NID且不匹配的位的差异之间的差的绝对值大于1，则在等待时延之后使得该第二移动设备节点重新发送携带用第一信号的发送频率编码的标识符的第一信号；如果不匹配的标识符的差异的绝对值之和大于NID且不匹配的位的差异之间的差的绝对值小于或等于1，则在等待时延之后
使得该第二移动设备节点重新发送携带用第一信号的发送频率编码的标识符的第一信号；
如果不匹配的标识符的差异的绝对值之和大于NID且不匹配的位的差异之间的差的绝对值大于1，则在等待时延之后使得该第二移动
设备节点重新发送携带用第一信号的发送频率编码的标识符的第一信号，其中，tw是等待时延；fi是声音信号接收频率；fj是标识符中不匹配的位的差异之间的差的绝对值最大的声音信号接收频率；Npulses是针对每一编码频率的声音信号的脉冲个数；NID是标识符中的位的个数。

[0072] 在一个实施例中，第一信号可以是声音信号，第二信号可以是无线电信号。可见，声音信号的速度比无线电信号的速度慢，而无线电信号由于速度很快，因此在发送和接收端处的时刻误差和解码误差较小，因此可以将无线电信号的发送时刻作为TDOA的发送时刻的基准，同时，也可以将无线电信号的解码得到的标识符作为基准的标识符来与声音信号解码得到的标识符进行匹配。

[0073] 在一个实施例中，该系统300还可以包括：利用所述第一移动设备节点和所述第二移动设备节点的各自的惯性传感器数据，得到所述第二移动设备节点与所述第一移动设备节点之间的方位角的装置；基于所述方位角和所述测量的距离，来定位所述第一移动设备节点的装置。也就是说，在以上述方式得到较为准确的测量的距离之后，可以通过该测量的距离和惯性传感器数据中的方位角信息，来定位第一移动设备节点。

[0074] 在一个实施例中，该系统300还可以包括：获得第三移动设备节点和第四移动设备节点的各自的惯性传感器数据的装置；利用所述第一移动设备节点和所述第三移动设备节点的各自的惯性传感器数据，基于到达时间差(TDOA)算法来测量第一移动设备节点和第三移动设备节点之间的距离的装置；利用所述第一移动设备节点和所述第四移动设备节点的各自的惯性传感器数据，基于到达时间差(TDOA)算法来测量第一移动设备节点和第四移动设备节点之间的距离的装置；基于所述第一移动设备节点和所述第二、第三、第四移动设备节点之间的所述三个距离，定位所述第一移动设备节点的装置。也就是说，可以利用上述方式来测量得到与所述第一移动设备节点相关的较为准确的三个距离，从而利用三边定位法或其他利用三个距离的定位方法，来定位所述第一移动设备节点。

[0075] 在一个实施例中，如果判断存在多普勒效应，则基于多普勒效应原理，校正基于到达时间差(TDOA)算法而测量的第一移动设备节点和第二移动设备节点之间的距离的装置还被配置为：如果将具有频率f1的第一声音信号从第一移动设备节点的发送开始时刻T1作为发送时刻计时点且以该具有频率f1’的第一声音信号在第二移动设备节点处的接收开始时刻t1作为接收计时点，则校正第一声音信号从第一移动设备节点传播到第二移动设备节点的传播时间为ΔT＝t1-T1＝t1-T0＝t1-0＝t1其中，假设T1＝T0＝0；如果将具有频率f1的第一声音信号从第一移动设备节点的发送中间时刻T1作为发送时刻计时点且以该具有频率f1’的第一声音信号在第二移动设备节点处的接收中间时刻t1作为接收计时点，则校正第一声音信号从第一移动设备节点传播到第二移动设备节点的传播时间为如果将具有频率f1的第一声音信号从第一移动设备节点的发送完成时刻T1(发送完Npulses个脉冲的波的时刻)作为发送时刻计时点且以该具有频率f1’的第一声音信号在第二移动设备节点处的接收完成时刻t1作为接收计时点，则校正第一声音信号从第一移动设备节点传播到第二移动设备节点的传播时间为如果将第二声音信号从第一移动设备节点
的发送开始时刻T2作为发送时刻计时点且以该第二声音信号在第二移动设备节点处的接收开始时刻t2作为接收计时点，则校正第二声音信号从第一移动设备节点传播到第二移动设备节点的传播时间为
其中，f1是第一声音信号的发送频率，f1’是第一声音信号的接收频率，以此类推；以此类推，如果将第二声音信号从第一移动设备节点的发送中间时刻T2作为发送时刻计时点且以该第二声音信号在第二移动设备节点处的接收中间时刻t2作为接收计时点，则校正第二声音信号从第一移动设备节点传播到第二移动设备节点的传播时间为
如果将第二声音信号从第一移动设备节点的发送中间时刻T2作为
完成时刻计时点且以该第二声音信号在第二移动设备节点处的接收完成时刻t2作为接收计时点，则校正第二声音信号从第一移动设备节点传播到第二移动设备节点的传播时间为f2是第一声音信号的发送频率，f2’是第一
声音信号的接收频率，以此类推。

[0076] 综上，可以将这种传播时间的校正概括为如下：

[0077] 如果将第K声音信号从第一移动设备节点的发送时刻TK作为发送时刻计时点且以该第K声音信号在第二移动设备节点处的接收中间时刻tK作为接收计时点，则校正第K声音信号从第一移动设备节点传播到第二移动设备节点的传播时间为其中，fi是发送的第i声音信号的频率，i是小于
K的正整数，fK是第K声音信号的发送频率，fK’是第K声音信号的接收频率，且K是正整数，npulses是针对每一编码频率的声音脉冲信号从发送时刻开始发送完的脉冲数，Npulses是针对每一编码频率的声音脉冲信号的脉冲个数，在该例子中，例如8，其中0<＝npulses<＝Npulses，当npulses＝0时，发送时刻为第K声音信号从第一移动设备节点的发送开始时刻；当npulses＝Npulses时，发送时刻为第K声音信号从第一移动设备节点的发送完成时刻；当0

[0078] 在一个实施例中，该方系统300还可以包括：在定位所述第一移动设备节点之后，利用所述第一移动设备节点的惯性传感器数据，来跟踪所述第一移动设备节点的位置的装置。如此，利用惯性传感器数据，例如加速度(以及从而得到的速度)、角速度、姿态等等信息，可以得知该第一移动设备节点目前的走势，从而估计其在下一段时间内可能位于什么位置，从而来跟踪该第一移动设备节点的位置。当然，在跟踪了一段时间之后，可能跟踪的位置与实际的位置会产生偏差，则此时可以重新经过上述的距离测量、定位的步骤来重新刷新当前的准确位置。

[0079] 如此，如此，利用各个移动设备节点的惯性传感器的惯性数据，能够准确地判断两个移动设备节点之间是否存在多普勒效应，从而能够进一步利用多普勒效应原理来进行多种应用，例如补偿(或校正)接收信号的接收频率、补偿(或校正)信号从发送到接收的传播时间，从而获得更准确的解码结果、标识符匹配结果、距离测量结果等。上述实施例还可以适当扩大接收频率的解码容限带宽，来得到尽可能匹配的解码结果，并还可以通过分析不匹配的位的分布趋势情况，来进一步设计判断条件和对应的等待时间来重发信号，以便下一次能够接收到更不受干扰、更准确的信号。

[0080] 以下将在一个具体的实施例中详细描述本发明的各个实施例的原理和实施细节，以便本领域技术人员能够更直观和清楚地了解本发明的思想，并以此为基础构思本公开中未公开的与本发明的思想一致的其他实施例。

[0081] 在以下实施例中，作为示例而非限制地，第一信号被设置为声音信号，第二信号被设置为无线电信号，且应用场景被设置为在展览会等场合中定位感兴趣的人的场景。以下实施例可能将本发明能够实现的多种功能和特征具体化到一个应用场景中，但是这不是限制，可知本发明的各个实施例还能够被应用于其他场景，且通过下述公开的多种功能和特征中的一部分来实现。

[0082] 图4示出了根据本发明的一个具体实施例的移动设备节点的示例硬件结构框图。

[0083] 图4所示的示例硬件结构框图包括：处理单元U1，被配置为控制节点行为；无线组网单元U2，被配置为建立无线网络，其中，所发送的无线信号作为TDOA距离测量方法中的一种信号；声音信号处理单元U3，其中所发送的声音信号作为TDOA距离测量方法中的另一种信号；计时器U4，被配置为记录下各个信号的接收或到达时刻以完成TDOA距离测量算法；惯性传感单元U5，被配置为收集惯性传感器数据，以实现多普勒效应判断以辅助信号频率校正、接收时刻(或传播时间)校正和/或定位过程；存储单元U6，被配置为存储用于各种过程的数据：例如，节点标识符(Identifier，ID)，惯性传感器数据和信号到达(接收)时刻等；供电单元U7，被配置为提供电源。

[0084] 当然上述硬件结构仅是示例而非限制。

[0085] 注意，无线组网单元U2用来建立无线网络的无线网络信号和用于TDOA距离测量的无线信号可以是同一种信号或者不同的信号。在移动设备的实际应用中，通常可以使用电磁波信号，如Wi-Fi(无线保真)信号，蓝牙信号或者蓝牙低功耗(Bluetooth low energy，BLE)信号等。声音信号处理单元U3所发送和接收的声音信号可以是听觉范围内的。当然，对于其他的典型应用，这一声音信号也可以是超声波信号或者其他比听觉范围频率更低的声音信号。

[0086] 图5示出了根据本发明的一个具体实施例的定位移动设备节点的方法的示例流程图。

[0087] 如图5所示，定位移动设备节点的方法可以包括：1)建立本地无线网络的过程(S1)；2)实现TDOA距离测量的过程(S2)；3)定位节点位置的过程(S3)；4)跟踪节点位置的过程(S4)；5)纠正节点位置的过程(S5)。

[0088] 对于S1过程，无线网络拓扑结构可以是例如主从节点的星型拓扑，无线网络中主从节点的个数是变化的。基于网络的拓扑结构，每一个主节点都可以同一时间去定位它对应的从节点，另外，定位过程也可以不局限于某一时序，这样增加了定位效率。通常，这一无线网络可以采用蓝牙或者低功耗蓝牙(BLE)网络。

[0089] 对于S2过程，TDOA距离测量可以通过两种速度不同的信号来实现。通常，可以使用电磁波信号和声音信号这两种信号。对于移动设备或智能手机，可以使用的一种信号可以是例如Wi-Fi信号，蓝牙信号或者BLE信号等的无线信号，另一种信号可以是基于麦克风和扬声器的声音信号。

[0090] 对于S3-S5过程，是基于惯性传感器数据的定位、跟踪和纠正。对于移动设备和智能手机，由于惯性传感器数据的精度是不同的，定位精度可能取决于不同移动设备的不同惯性传感器。以下还将详细描述利用惯性传感器数据的定位、跟踪和纠正的具体示例原理和步骤。

[0091] 图6示出了根据本发明的一个具体实施例的建立无线网络的过程的示例流程图。

[0092] 图6所示的建立无线网络的过程可以采用公知的方式。

[0093] 例如，图6的过程可以包括：1)在整个无线网络初期，所有节点都是从节点，广播自己的ID，并且扫描其它节点的标识符ID，该ID可以包含节点的特性和兴趣的信息(S11)；2)当一个节点基于扫描到的包含节点的特性和兴趣信息的ID，产生了定位需求时(例如，它发现该ID中的兴趣与其相一致，因此它想要找到发出该ID的那个节点的位置)，它的角色可以切换成主节点，而被感兴趣的节点角色可以依然是从节点(S12)；3)当一个从节点没有与其他主节点连接时，可以由主节点发起建立连接，如果连接失败，则主节点的角色可以重新切换回从节点(S13)，并重复执行S11和S12过程；4)如果从节点同意连接，则主从节点可以建立连接(S14)；5)在建立连接之后，主节点可以开启惯性传感器数据交换机制(S15)，以便与从节点交换双方的惯性传感器数据，这一机制在S2-S5中都可以采用。

[0094] 在此，节点的兴趣可以应用于在线查找感兴趣的人的这一使用场景的。在实际应用中，节点的兴趣信息可以由节点ID代表(例如用不同的节点ID表示不同的兴趣信息)，或者也可以由与节点ID相关的其他特征值代表(例如，用不同的特征值来表示不同的兴趣信息，而该特征值与对应的节点ID相关)。当然，该例子中的设置兴趣信息仅是为了应用于找到感兴趣的人或者找到兴趣相似的人的场景的，但是本发明的实施例的判断多普勒效应、距离测量、节点定位、节点位置跟踪、节点位置纠正等的实施方式也可以应用于不考虑兴趣信息的其他场景。

[0095] 当然，上述主从节点的设置和连接发起的步骤仅是示例而非必须，仅是为了更方便地说明发起者和被动接收者之间的关系，或者为了区分不同节点而已。实际上，也可以使用公知的其他无线网络建立的方式来建立包括移动设备节点的无线网络。

[0096] 图7示出了根据本发明的一个具体实施例的ID的编码和解码以及基于到达时间差(TDOA)算法来测量距离的组件的示例方框图。

[0097] 图7所示的ID的编码和解码以及基于到达时间差(TDOA)算法来测量距离的组件可以包括：1)声音信号的频率编码和解码组件(S21)，其中，编码和解码的声音信号内容与节点ID相关；2)提高结果精度的时延补偿组件(S22)；3)基于S22，通过信号到达(接收)时刻计算距离组件(S23)；4)多普勒效应补偿组件(S24)，被配置为减少来自多普勒效应导致的声音信号频率解码的S21实现过程和/或通过信号到达时刻计算距离的S23实现过程中的误差；5)ID匹配组件(S25)，其基于S21来判断接收到的信号是否是正确的TDOA距离测量方法的信号(例如，是否来自想要测距的正确的发送端)；6)冲突解决组件(S26)，其基于S25来处理其中ID仍然不匹配的冲突情况，以进一步提高TDOA距离测量精度。

[0098] 当然，图7所示的组件包括了在该定位感兴趣节点的场景中可能需要的优选的组件来实现最佳的精度和效果，当然在实际场景中，也可能仅需要其中的一个或几个组件来实现尚可或所需的精度和效果，因此，这所有的组件并非都是必须的。

[0099] 图8示出了根据本发明的一个具体实施例的利用声音信号的频率来编码和解码节点ID的过程的示例流程图。

[0100] 图8所示的利用声音信号的频率来编码和解码节点ID的过程可以包括：1)主节点发送携带ID的无线信号(S211)，同时从节点接收来自主节点的携带主节点ID信息的无线信号(S212)；2)主节点发送携带利用频率编码的节点ID的声音信号(S213)，同时从节点接收来自主节点的携带利用频率编码的节点ID的声音信号(S214)；3)主节点可以优选地按照发送顺序来记录惯性传感器数据(S215)，同时从节点可以优选地按照接收顺序来记录接收到的声音信号频率和惯性传感器数据(S216)；4)主从节点相互交换惯性传感器数据(S217)；5)从节点利用接收到的声音信号频率和惯性传感器数据，解码声音信号，并进行多普勒效应补偿(S24)；6)在多普勒效应补偿了声音信号频率以解码声音信号之后，还可以进行无线信号中携带的解码的ID和声音信号中携带的解码的ID的ID匹配(S25)；以及7)如果仍然没有匹配的ID，则可以进行重发ID的冲突解决过程(S26)。这些过程在后面还将详细描述。

[0101] 对于S125和S126过程，主从节点可以在发送和接收声音信号的时刻记录其自己的惯性传感器数据，当然也可以在其他时刻记录该数据。在所有信号发送完毕后，主从节点可以交换它们的惯性传感器数据：in(n＝1,2,…,n)和in′(n＝1,2,…,n)，其中n代表编码的声音信号中的数据个数(因为要发送几个数据位，就需要发送几次声音信号，同时在发送每个声音信号的时刻记录自己的惯性传感器数据，因此就得到了几个惯性传感器数据)。

[0102] 注意，节点ID可能仅有1位，但是节点ID也可能有多于1位，在该情况下，可以使用不同的声音信号频率来编码每个位，以此来在接收端通过判断不同的声音信号频率来解码每个位，从而得到整个节点ID。当然，还可以通过不同的声音信号频率来构思其他编码和解码形式，例如，一个声音信号频率可以对应于一个具有多于1位的节点ID也是可能的，例如频率1Hz对应于11，频率2Hz对应于12，频率3Hz对应于13，频率4Hz对应于21，等等。

[0103] 在此，在该例子中，利用声音信号的频率来编码了节点ID的信息，当然，本发明不限于此，实际上，也可以利用声音信号的频率来编码其他信息。

[0104] 图9示出了根据本发明的一个具体实施例的利用声音信号的不同频率来编码和解码节点ID的每个位的示例密码本。

[0105] 在图9所示的密码本中，声音信号的每一种频率代表一个特定的数据(或位)。主节点以一种频率，例如f1，按照预置的脉冲个数，例如8个脉冲，时发送第一组声音脉冲信号。然后以另一种频率，如f2，按照预置的脉冲个数，如8个脉冲，发送第二组声音脉冲信号，以此类推，直到以另一种频率，如fn，按照预置的脉冲个数，如8个脉冲，发送第n个声音信号。
主节点如此重复发送过程，直到发送完所有数据。同时，从节点接收8个脉冲的声音信号并且记录下该声音信号的频率，如此接收完所有的数据为止。声音信号编码的频率带宽可以由麦克风频率带宽决定。对于大多数的手机来说，频率带宽一般是从20Hz到20KHz。密码本中的编码的数据可以是任何形式的，典型地，可以按二进制编码(0,1)，十进制编码(0～9)或者十六进制编码(0～f)。如图9所示，例如，声音信号的频率f1对应于十六进制编码的数据(位)0，频率f2对应于十六进制编码的数据(位)1，频率f3对应于十六进制编码的数据(位)2，……频率f16对应于十六进制编码的数据(位)F。

[0106] 注意，如图9所示，虽然主节点发送声音信号时发送的是频率f1，但是在从节点处接收到的声音信号的接收频率不一定是f1，而是f1’，这是由于可能产生的多普勒效应或其他类型的干扰等等。

[0107] 图10示出了根据本发明的一个具体实施例的基于到达时间差(TDOA)算法来测量距离的过程的示例流程图。

[0108] 图10所示的基于到达时间差(TDOA)算法来测量距离的过程可以包括：1)从节点接收无线信号并记录下无线信号的接收时刻Trw(S221)；2)从节点接收声音信号并且记录下声音信号的接收时刻Trs(S222)；3)从节点根据公式ΔT＝1/f1×Npulses来计算声音信号处理时延tps(S223)，其中f1是第一个声音脉冲信号编码的频率；Npulses是针对每一编码频率，声音脉冲信号的脉冲个数，在该例子中，例如8；4)从节点进行发送时刻的时延补偿，得到声音信号的发送时刻Tts(S224)；5)从节点计算声音信号的传播时间ts(S225)，在该过程中，也可以通过判断多普勒效应从而来补偿声音信号的接收时刻，来计算更准确的传播时间ts(以后还将结合图14详细讨论)；6)从节点根据公式d＝ts×v＝[Trs-(Trw+tps)]×v来计算主从节点之间的距离(S23)，其中d是主节点和从节点之间的距离；v是声音信号传播速度；ts是声音信号的传播时延；Trs是第一组声音脉冲信号到达的时间；Trw是无线信号达到的时间；tps是第一组声音脉冲信号的处理时延。

[0109] 对于S221，由于无线信号的传播速度很快，因此在该例子中为了简化计算而假设Trw＝Ttw，即传播时间为0。

[0110] 对于S222，通常从节点记录了第一组频率编码声音信号的到达时刻。基于此，最终计算出的距离是主节点发送第一组频率编码声音信号时主从节点之间的距离。但是对于真实的实现场景，由于移动设备一直在移动，因此主从节点之间的距离在主节点发送数据给从节点的过程中可能一直在变化。定位误差取决于通过声音信号发送ID的时间延时(如公式tps＝1/f1×Npulses)和声音信号的接收时刻的误差。这一定位误差可以在通过结合图14详细讨论的利用惯性传感器数据判断多普勒效应，并进而校正声音信号的接收时刻(从而校正声音信号的传播时间)的误差来修正。

[0111] 图11示出了根据本发明的一个具体实施例的根据多普勒效应原理来补偿接收的声音频率的过程的示例流程图。

[0112] 图11所示的根据多普勒效应原理来补偿接收的声音频率的过程可以包括：1)从惯性传感器数据中，得到主节点到从节点的方向θms，并将主节点的角加速度投影在这一方向上得到主节点的投影角加速度αmi，同理得到从节点的投影角加速度αsi(S241)；2)根据αmi和αsi之间的关系，将主从节点的运动情形分为以下两个部分：相同运动方向和相反运动方向(S242)；3)如果主节点和从节点的投影角加速度αmi和αsi的方向一致，接收到声音信号的频率代表了声音信号的发送频率，即，根据公式其中，f是声音信号的发送频率；f’是声音信号的接收频率；v是声音信号的传播速度；vm是主节点的速度(声源速度)；vs是从节点的速度(接收端速度)，如此，相同运动方向不需要多普勒效应的补偿；4)如果主节点和从节点的投影角加速度αmi和αsi的方向相反，则判断是相反运动方向，根据θms和αmi之间的关系，进一步将此情形分为两种情况：主从互离和主从互近；5)对于主从互离的情形，根据公式将频率f’补偿到频率fo，其中，fo是声音信号的发送频率；f’是声音信号的接收频率；v是声音信号的传播速度；vm是主节点的速度(声源速度)；v是从节点的速度(接收端速度)(S243)；对于主从互近的情形，根据公式将频率f’补
偿到频率fi，其中fi是声音信号的发送频率；f’是声音信号的接收频率；v是声音信号的传播速度；vm是主节点的速度(声源速度)；vs是从节点的速度(接收端速度)(S244)。

[0113] 图12示出了根据本发明的一个具体实施例的多普勒效应的类型的实际场景示例图。从图12可见，将主节点和从节点的速度都投影到两者的连线方向(即角度是θms)上，得到主节点的投影速度为αmi和从节点的投影速度为αsi。从而，可以根据这两个投影速度的方向来判断是主从互离(即，方向相反)、主从互近(即，方向相反)、从追主(即，方向一致)、主追从(即，方向一致)。具体地，主从互离表示：主节点的投影角角速度与主从节点之间的方向相反，主节点的投影角角速度与从节点的投影角角速度相反；主从互近表示：主节点的投影角角速度与主从节点之间的方向相同，主节点的投影角角速度与从节点的投影角角速度相反；从追主表示：主节点的投影角角速度与主从节点之间的方向相反，主节点的投影角角速度与从节点的投影角角速度相同；主追从表示：主节点的投影角角速度与主从节点之间的方向相同，主节点的投影角角速度与从节点的投影角角速度相同。

[0114] 当然，上述方式仅是利用惯性传感器数据来判断是否存在多普勒效应以及存在何种类型的多普勒效应(例如，主从互离和主从互近)、以及如何根据不同的多普勒效应来补偿接收频率的一种方式。但是，还可以利用其他方式来判断是否存在多普勒效应以及存在何种类型的多普勒效应，如以下通过图12讨论的。

[0115] 图13示出了根据本发明的一个具体实施例的判断多普勒效应的类型的过程的示例流程图。

[0116] 图13所示的判断多普勒效应的类型的过程可以包括：1)收集声音信号、无线信号和惯性传感器数据(S241’)；2)利用惯性传感器数据来将两个节点的移动分为同向移动和反向移动两类，其中，由于惯性传感器数据中包括加速度、角加速度、速度方向等信息，因此可以通过将从节点的移动方向投影到主节点的移动方向上，能够很容易判断两个节点的移动是同向还是反向(S242’)；如果是同向的，则无需补偿而直接解码该声音信号得到标识符ID，来进行与无线信号携带的ID的匹配过程(S243’)；如果反向的，则可以通过在一段时间内发送一系列声音信号和无线信号来利用每对声音信号和无线信号、基于TDOA来计算多个距离，通过多个距离的在该段时间内的历史大小关系来分类相离和相向，例如，如果距离的历史大小变化是增加，则可以判断两个节点是相离地移动的，且如果距离的历史大小变化是减小，则可以判断两个节点是相向地移动的(S244’)；如果判断是相离的多普勒效应，则进行如上图11所述的相离的多普勒效应的接收声音频率补偿，从而对补偿后的接收声音频率进行解码，得到标识符ID(S245’)；接下来，进行该标识符ID与无线信号携带的ID的匹配过程(S246’)；如果判断是相向的多普勒效应，则进行如上图11所述的相向的多普勒效应的接收声音频率补偿，从而对补偿后的接收声音频率进行解码，得到标识符ID(S247’)；接下来，进行该标识符ID与无线信号携带的ID的匹配过程(S248’)。

[0117] 具体地，通过在一段时间内发送一系列声音信号和无线信号来利用每对声音信号和无线信号、基于TDOA来计算多个距离，通过多个距离的在该段时间内的历史大小关系来分类相离和相向的原理可以参考图14来详细描述。

[0118] 图14示出了根据本发明的一个具体实施例的判断多普勒效应的类型的原理的示意图。

[0119] 如图14所示，发射端节点分别在T1、T2和T3三个时刻发送了三种频率f1、f2、f3的声音信号，分别代表ID数据“1”、“2”、“3”。而在接收端节点可以通过无线信号携带的数据例如1、2、3来记录携带数据1、2、3的三个声音信号分别被接收的时刻t1、t2、t3。通过无线信号携带的ID数据推断出携带该ID的声音信号的发送时间T1、T2和T3；根据T1和t1之差、T2和t2之差、T3和t3之差来计算三个声音信号的三个传播时间，可以由此计算分别在三个时刻的两节点之间的距离值(在这里，假设该时刻指一个频率声音信号发送的时刻)，从而可以得知两节点之间的距离值在这三个时刻之间的历史大小变化。然后，可以如上所述地通过如果距离的历史大小变化是增加，则可以判断两个节点是相离地移动的，且如果距离的历史大小变化是减小，则可以判断两个节点是相向地移动的，来判断两个节点之间的多普勒效应的类型。

[0120] 图15示出了根据本发明的一个具体实施例的通过扩大频率解码容限来进行节点ID解码的过程的示例流程图。

[0121] 如果解码了补偿后的第一信号的接收频率来得到第一信号中携带的标识符后，仍然判断该第一信号和该第二信号中携带的标识符不匹配，则可以采用图15所示的过程来通过扩大频率解码容限来进一步解码第一信号中携带的所述标识符。

[0122] 图15所示的通过扩大频率解码容限来进行节点ID解码的过程包括：1)基于S24的多普勒效应补偿了接收频率之后，还可以将最小容限带宽分为以下三个部分：f’，fo～f’和f’～fi；2)根据三种最小容限带宽，如果接收频率f’代表发送频率，则带宽容限扩大为如果接收频率被补偿为fi，则带宽容限扩大为如果接收频率被补偿为fo，则带宽容限扩大为以增加频率解码
带宽，其中，f’是接收频率；bandwidth是声音编码频率带宽；NID是节点ID中数据的个数(S251)；3)基于扩大后的带宽容限来解码声音信号中携带的ID，从而比较解码出的声音信号中的节点ID和无线信号中的节点ID，判断两者是否匹配(S252)；4)如果匹配，进行时延补偿S22和距离计算(S23)；5)如果不匹配，系统还可以进入冲突解决过程S26(即需要经过一定等待时间之后重新发送声音信号，如下参考图16还将详细描述)。

[0123] 对于S252，匹配的过程意味着：如果补偿过的频率由di表示，在加入了容限带宽后，di-1到di到di+1的频率范围代表了扩大带宽容限后的补偿后的声音信号的频率。如果无线信号中携带的节点ID对应的频率在di-1到di到di+1的范围内，都可以认为声音信号中的ID和无线信号中的ID是匹配的。

[0124] 因为存在多普勒效应以及可能的其他干扰，因此不能确定如前所述基于多普勒效应补偿后的接收频率一定是最准确的，因此，适当扩大第一信号的频率解码的容限带宽，能够更大限度地得到可能是正确的解码的标识符，如此，可以最大限度地得到匹配的标识符，从而确定接收到的声音信号和无线信号是来自于同一个发送端，从而才能进行后续的TDOA算法来测距。

[0125] 图16具体示出了如图15所示的冲突处理的具体过程的示例流程图。

[0126] 图16所示的冲突处理的具体过程可以包括：1)在冲突发生后，根据公式Ds=∑iDi计算无线信号发送的节点ID和声音信号发送的编码节点ID的差的和Ds；根据公式Dσi＝|Di-Di-1|计算无线信号发送的节点ID和声音信号发送的编码节点ID的差的偏差Dσi(S261)；2)将冲突情形根据Ds和Dσi分为四种情况(S262)；3)根据四种冲突情况，根据公式tw＝0、公式公式和公式来设置等待时延tw(S263)；从节点等待时间tw(计算出的等待时延)之后，向主
节点发送再次发送声音信号的请求(S264)。

[0127] 具体地，冲突解决进一步由以下步骤组成(如图16所示)：

[0128] a)在冲突产生后，计算真实节点ID(无线信号携带的内容)与解码出的声音信号ID的差值的和Ds，和真实节点ID与解码出的声音信号ID的差值的偏差Dσi，如公式Ds＝∑iDi和公式Dσi＝|Di-Di-1|，其中Di是解码出的节点ID的某一数据和真实节点ID的某一数据之间的差值，且Di＝|IDwi-IDsi|，其中IDwi是真实节点ID，IDsi是解码出的节点ID；Ds是所有Di的和；Dσi是Di之间的差值的绝对值。Ds代表信号趋势，Dσi代表信号变化情况。

[0129] b)基于Ds和Dσi的值，将冲突情况分为四类：

[0130] b-1)趋势接近真实信号，含有少量噪声：Ds≤NID且Dσi≤1；

[0131] b-2)趋势接近真实信号，含有大量噪声：Ds≤NID且Dσi>1；

[0132] b-3)趋势不接近真实信号，含有少量噪声：Ds>NID且Dσi≤1；

[0133] b-4)趋势不接近真实信号，含有大量噪声：Ds>NID且Dσi>1；

[0134] c)基于这四种冲突情况，计算冲突等待时延tw：

[0135] c-1)趋势接近真实信号，含有少量噪声：

[0136] 等待时间tw＝0；

[0137] c-2)趋势接近真实信号，含有大量噪声：

[0138] 等待时间

[0139] c-3)趋势不接近真实信号，含有少量噪声：

[0140] 等待时间

[0141] c-4)趋势不接近真实信号，含有大量噪声：

[0142] 等待时间

[0143] 其中，tw是冲突等待时延；fi是声音信号接收频率；fj是在Dσi最大时，声音信号的接收频率；Npulses是针对每一编码频率，声音信号的脉冲个数；NID是节点ID中的数据个数，图16中的faverage等于

[0144] d)从节点在等待一定的时间延时tw后，发送重发请求；

[0145] e)主节点接收到重发请求后，再一次发送无线信号和频率编码的声音信号；

[0146] f)当主节点重新发送无线信号和频率编码的声音信号超过三次后，若从节点仍然没能正确解码出正确的频率编码的声音信号，主节点可以将其角色重新变回从节点，继续开始广播和扫描的过程。

[0147] 当然，上述判断条件和等待时延长短的设置都是示例的，实际上上述判断条件和等待时延长短的设置的原理都是通过第一信号的解码的标识符与第二信号的解码的标识符之间不匹配的位的分布和趋势情况，来推测这种不匹配的标识符是趋势接近真实信号而含有少量噪声、还是趋势接近真实信号但含有大量噪声、还是趋势不接近真实信号而含有少量噪声、还是趋势不接近真实信号，含有大量噪声(四种情况可分别对应于上述四种等待时延)，从而根据这四种情况的特点来设计其他判断条件和等待时间。

[0148] 图17示出了根据本发明的一个具体实施例的校正信号的接收时刻(从而校正信号的传播时间)的原理的示意图。

[0149] 如图17所示，在发送端发送声音信号之后，由于发送端和接收到之间的可能的多普勒效应和/或其他可能的干扰，在接收端处接收到的声音信号除了可能具有不正确的频率以外，还可能记录下不准确的接收时刻，从而计算出不准确的传播时间。也就是说，例如，发送端在T1、T2、T3时刻分别发送了具有频率f1的第一组声音信号、具有频率f2的第二组声音信号、具有频率f3的第三组声音信号，而在接收端接收到这些具有频率f1’、f2’、f3’的声音信号的时刻分别被记录为t1、t2、t3，但是由于多普勒效应等，这些声音信号可能传播了更长或更短的距离，因此其传播时间也可能比发送端和接收端都静止的情况更长或更短。因此发送和接收声音信号的时刻的计时点记录方式会影响在多普勒效应情况下的这种传播时间的计算的误差。例如，如果以具有频率f1的声音信号的发送开始时刻作为发送时刻计时点且以具有频率f1’的声音信号的接收开始时刻作为接收计时点，则传播时间被计算为无误差的ΔT＝t1-T1＝t1-T0＝t1-0＝t1其中，假设T1＝T0＝0，而如果以具有频率f1的声音信号的发送中间时刻作为发送时刻计时点且以具有频率f1’的声音信号的接收中间时刻作为接收计时点，则需要进行多普勒效应的补偿，即传播时间被补偿为而如果以具有频率f1的声音信号的发送完成时刻(发送完Npulses
个脉冲的波的时刻)作为发送时刻计时点且以具有频率f1’的声音信号的接收完成时刻作为接收计时点，则需要进行多普勒效应的补偿，即传播时间被补偿为
如果以具有频率f2的声音信号的发送开始时刻作为发送时
刻计时点且以具有频率f2’的声音信号的接收开始时刻作为接收计时点，则需要进行多普勒效应的补偿，即传播时间被补偿为
其中，f1是第一声音信号的发送频率，f1’是第一声音信号的接收频率，以此
类推；以此类推，如果将第二声音信号从第一移动设备节点的发送中间时刻T2作为发送时刻计时点且以该第二声音信号在第二移动设备节点处的接收中间时刻t2作为接收计时点，则校正第二声音信号从第一移动设备节点传播到第二移动设备节点的传播时间为
如果将第二声音信号从第一移动设备节点
的发送中间时刻T2作为完成时刻计时点且以该第二声音信号在第二移动设备节点处的接收完成时刻t2作为接收计时点，则校正第二声音信号从第一移动设备节点传播到第二移动设备节点的传播时间为
f2是第一声音信号的发
送频率，f2’是第一声音信号的接收频率，以此类推。

[0150] 综上，可以将这种传播时间的校正概括为如下：

[0151] 如果将第K声音信号从第一移动设备节点的发送时刻TK作为发送时刻计时点且以该第K声音信号在第二移动设备节点处的接收中间时刻tK作为接收计时点，则校正第K声音信号从第一移动设备节点传播到第二移动设备节点的传播时间为其中，fi是发送的第i声音信号的频率，i是小于
K的正整数，fK是第K声音信号的发送频率，fK’是第K声音信号的接收频率，且K是正整数，npulses是针对每一编码频率的声音脉冲信号从发送时刻开始发送完的脉冲数，Npulses是针对每一编码频率的声音脉冲信号的脉冲个数，在该例子中，例如8，其中0<＝npulses<＝Npulses，当npulses＝0时，发送时刻为第K声音信号从第一移动设备节点的发送开始时刻；当npulses＝Npulses时，发送时刻为第K声音信号从第一移动设备节点的发送完成时刻；当0

[0152] 因此，通过本发明的各个实施例来判断出多普勒效应之后，也可以适当地补偿接收时刻从而补偿所计算的传播时间，从而得到更准确的传播时间，从而更准确地基于TDOS方式来计算距离。

[0153] 图18示出了根据本发明的一个具体实施例的利用测量的距离和惯性传感器数据中的方位角来定位移动设备节点的实际场景示例图。

[0154] 如图18所示，根据公式d＝ts×v＝[Trs-(Trw+tps)]×v来通过TDOA算法计算出主从节点之间的距离，其中，d是主节点和从节点之间的距离；v是声音信号传播速度；ts是声音信号的传播时延；Trs是第一组声音脉冲信号到达的时间；Trw是无线信号达到的时间；tps是第一组声音脉冲信号的处理时延；2)方位角通过公式θms＝θm-θs，其利用惯性传感器数据得到，其中θms是主从节点之间的方位角；θm是主节点的方向(偏离北极的角度)；θs是从节点的方向(偏离北极的角度)。其中IDm是主节点ID，IDs是从节点ID。

[0155] 对于移动设备的实际应用，主从节点的角色是时刻变化的，基于此的网络拓扑结构也是灵活多变的；基于此，整个无线网络的定位成为可能。基于TDOA距离测量得到的距离值是测量时刻的距离值，其他时刻的距离值可以利用惯性传感器数据来跟踪得到，即S4跟踪节点位置。具体地，由于惯性传感器数据中包括了移动方向、移动速度、加速度等信息，因此可以通过这些速度和方向以及经过的时间来推算节点的运动轨迹，从而推测经过一段时间后的新的节点位置，由此来跟踪节点位置。

[0156] 图19示出了根据本发明的一个具体实施例的利用惯性传感器数据来跟踪移动设备节点的位置的实际场景示例图。

[0157] 节点位置的跟踪是基于惯性传感器数据的，可以进一步由以下步骤组成：

[0158] a)基于惯性数据交换机制，在惯性传感器数据改变后，节点之间距离值如公式所示：

[0159] 其中，d’ms是通过惯性传感器数据跟踪的节点之间的距离；dms是通过TDOA距离测量方法测得的节点之间的距离；θms是在测量距离时节点之间的方位角；θ’ms是在节点位置跟踪过程中，节点之间的方位角；αm是主节点的角加速度(偏离北极的角度)；αs是从节点的角加速度(偏离北极的角度)。

[0160] b)基于惯性数据交换机制，在惯性传感器数据改变后，节点之间的方位角如公式所示：

[0161] 其中，θ’ms是在节点位置跟踪过程中，节点之间的方位角；θms是在测量距离时节点之间的方位角；θ’m是主节点位置跟踪过程中的方向(偏离北极的角度)；θ’s是从节点位置跟踪过程中的方向(偏离北极的角度)；αm是主节点的角加速度(偏离北极的角度)；αs是从节点的角加速度(偏离北极的角度)，其中IDm是主节点ID，IDs是从节点ID。

[0162] 如此，可以通过惯性传感器数据来跟踪移动设备节点的位置。

[0163] 图20示出了根据本发明的一个具体实施例的移动设备节点位置的跟踪和纠正的过程的示例流程图。

[0164] 图20的移动设备节点位置的跟踪和纠正的过程包括：1)如果没有TDOA距离测量的请求，利用跟踪节点位置S4去定位节点的位置；2)如果有TDOA距离测量的请求，实现TDOA距离测量，并纠正S4的距离值和方位角值，补偿来自惯性传感器数据的累计偏移误差。

[0165] 具体地，主从节点的角色变化基于对节点ID的匹配判断，并且最终导致了一次TDOA距离测量的过程；在TDOA距离测量后，计算节点之间距离，此距离值纠正了通过跟踪方法、利用惯性传感器数据更新的距离值，并在纠正的距离值基础上，纠正了通过跟踪方法，利用惯性传感器数据得到的方位角；在纠正了节点位置之后，节点继续通过惯性传感器数据，跟踪节点位置，直到下一次TDOA距离测量的发生。也就是说，仅通过惯性传感器数据来跟踪节点位置可能由于惯性传感器数据的累积误差而导致越来越不准确，因此一定时间后或者以某种情况作为触发来重新进行一次TDOA距离测量，来得到更准确的位置以纠正原来不准确的位置。

[0166] 如此，利用各个移动设备节点的惯性传感器的惯性数据，能够准确地判断两个移动设备节点之间是否存在多普勒效应，从而能够进一步利用多普勒效应原理来进行多种应用，例如补偿(或校正)接收信号的接收频率、补偿(或校正)信号从发送到接收的传播时间，从而获得更准确的解码结果、标识符匹配结果、距离测量结果等。上述实施例还可以适当扩大接收频率的解码容限带宽，来得到尽可能匹配的解码结果，并还可以通过分析不匹配的位的分布趋势情况，来进一步设计判断条件和对应的等待时间来重发信号，以便下一次能够接收到更不受干扰、更准确的信号。

[0167] 如此，已经描述了用于实现本发明的各个实施例的具体细节和具体设置，但是上述描述仅是示例而非限制，上述描述能够让本领域技术人员了解和掌握本发明的发明思想，因此能够基于本公开构思本公开未描述的其他实施例来实现本发明的相同发明思想，这些实施例也应该被包括在本发明中。

[0168] 即，上述的具体实施例仅是例子而非限制，且本领域技术人员可以根据本发明的构思从上述分开描述的各个实施例中合并和组合一些步骤和装置来实现本发明的效果，这种合并和组合而成的实施例也被包括在本发明中，在此不一一描述这种合并和组合。

[0169] 注意，在本公开中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本发明的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本发明为必须采用上述具体的细节来实现。

[0170] 本公开中涉及的器件、装置、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。

[0171] 本公开中的步骤流程图以及以上方法描述仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照给出的顺序进行各个实施例的步骤。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意顺序进行以上实施例中的步骤的顺序。诸如“其后”、“然后”、“接下来”等等的词语不意图限制步骤的顺序；这些词语仅用于引导读者通读这些方法的描述。此外，例如使用冠词“一个”、“一”或者“该”对于单数的要素的任何引用不被解释为将该要素限制为单数。

[0172] 另外，本文中的各个实施例中的步骤和装置并非仅限定于某个实施例中实行，事实上，可以根据本发明的概念来结合本文中的各个实施例中相关的部分步骤和部分装置以构思新的实施例，而这些新的实施例也包括在本发明的范围内。

[0173] 以上所述的方法的各个操作可以通过能够进行相应的功能的任何适当的手段而进行。该手段可以包括各种硬件和/或软件组件和/或模块，包括但不限于电路、专用集成电路(ASIC)或处理器。

[0174] 可以利用被设计用于进行在此所述的功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、ASIC、场可编程门阵列信号(FPGA)或其他可编程逻辑器件(PLD)、离散门或晶体管逻辑、离散的硬件组件或者其任意组合而实现或进行所述的各个例示的逻辑块、模块和电路。通用处理器可以是微处理器，但是作为替换，该处理器可以是任何商业上可获得的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可以实现为计算设备的组合，例如DSP和微处理器的组合，多个微处理器、与DSP核协作的一个或多个微处理器或任何其他这样的配置。

[0175] 结合本公开描述的方法或算法的步骤可以直接嵌入在硬件中、处理器执行的软件模块中或者这两种的组合中。软件模块可以存在于任何形式的有形存储介质中。可以使用的存储介质的一些例子包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、快闪存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬碟、可移动碟、CD-ROM等。存储介质可以耦接到处理器以便该处理器可以从该存储介质读取信息以及向该存储介质写信息。在替换方式中，存储介质可以与处理器是整体的。软件模块可以是单个指令或者许多指令，并且可以分布在几个不同的代码段上、不同的程序之间以及跨过多个存储介质。

[0176] 在此公开的方法包括用于实现所述的方法的一个或多个动作。方法和/或动作可以彼此互换而不脱离权利要求的范围。换句话说，除非指定了动作的具体顺序，否则可以修改具体动作的顺序和/或使用而不脱离权利要求的范围。

[0177] 所述的功能可以按硬件、软件、固件或其任意组合而实现。如果以软件实现，功能可以作为一个或多个指令存储在切实的计算机可读介质上。存储介质可以是可以由计算机访问的任何可用的切实介质。通过例子而不是限制，这样的计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光碟存储、磁碟存储或其他磁存储器件或者可以用于携带或存储指令或数据结构形式的期望的程序代码并且可以由计算机访问的任何其他切实介质。如在此使用的，碟(disk)和盘(disc)包括紧凑盘(CD)、激光盘、光盘、数字通用盘(DVD)、软碟和蓝光盘，其中碟通常磁地再现数据，而盘利用激光光学地再现数据。

[0178] 因此，计算机程序产品可以进行在此给出的操作。例如，这样的计算机程序产品可以是具有有形存储(和/或编码)在其上的指令的计算机可读的有形介质，该指令可由一个或多个处理器执行以进行在此所述的操作。计算机程序产品可以包括包装的材料。

[0179] 软件或指令也可以通过传输介质而传输。例如，可以使用诸如同轴电缆、光纤光缆、双绞线、数字订户线(DSL)或诸如红外、无线电或微波的无线技术的传输介质从网站、服务器或者其他远程源传输软件。

[0180] 此外，用于进行在此所述的方法和技术的模块和/或其他适当的手段可以在适当时由用户终端和/或基站下载和/或其他方式获得。例如，这样的设备可以耦接到服务器以促进用于进行在此所述的方法的手段的传送。或者，在此所述的各种方法可以经由存储部件(例如RAM、ROM、诸如CD或软碟等的物理存储介质)提供，以便用户终端和/或基站可以在耦接到该设备或者向该设备提供存储部件时获得各种方法。此外，可以利用用于将在此所述的方法和技术提供给设备的任何其他适当的技术。

[0181] 其他例子和实现方式在本公开和所附权利要求的范围和精神内。例如，由于软件的本质，以上所述的功能可以使用由处理器、硬件、固件、硬连线或这些的任意的组合执行的软件实现。实现功能的特征也可以物理地位于各个位置，包括被分发以便功能的部分在不同的物理位置处实现。而且，如在此使用的，包括在权利要求中使用的，在以“至少一个”开始的项的列举中使用的“或”指示分离的列举，以便例如“A、B或C的至少一个”的列举意味着A或B或C，或AB或AC或BC，或ABC(即A和B和C)。此外，措辞“示例的”不意味着描述的例子是优选的或者比其他例子更好。

[0182] 可以不脱离由所附权利要求定义的教导的技术而进行对在此所述的技术的各种改变、替换和更改。此外，本公开的权利要求的范围不限于以上所述的处理、机器、制造、事件的组成、手段、方法和动作的具体方面。可以利用与在此所述的相应方面进行基本相同的功能或者实现基本相同的结果的当前存在的或者稍后要开发的处理、机器、制造、事件的组成、手段、方法或动作。因而，所附权利要求包括在其范围内的这样的处理、机器、制造、事件的组成、手段、方法或动作。

[0183] 提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本发明。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本发明的范围。因此，本发明不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。

[0184] 为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本发明的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。

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