具体实施方式

下文阐述的详细描述意图作为对本发明技术的各种配置的描述，且并非意图表示可实践本发明技术的唯一配置。附图并入本文中且构成详细描述的一部分，所述详细描述包含提供对本发明技术的透彻理解的具体细节。然而，本发明技术不限于本文中阐述的具体细节且可在没有一或多个具体细节的情况下实践。在一些情况下，以框图形式展示结构及组件以避免混淆本发明技术的概念。

本发明技术涉及使用双核蓝牙(BT)接收器的到达角(AoA)检测。本发明技术的装置具有两个天线并且使用两个BT核心来计算从具备BT能力的装置接收到的包的AoA。每个BT核心连接到天线，并且BT链路通过具备BT能力的装置建立，就像通常使用单个天线一样。本发明技术利用最大比合并(MRC)来计算在由两个BT核心接收到的两个输入信号之间的量值及相位差。基于两个天线的定向，可通过使用两个天线上接收到的信号之间的相位差来估计来自具备BT能力的装置的信号的AoA。

在一些方面中，所公开的AoA检测特征可通过使用片外天线开关来实施，所述片外天线开关在一个BT核心上的两个天线之间切换，同时在一个BT核心上连续地接收参考信号。在其它方面中，可通过使用两个天线开关在两个核心上的多个天线之间同时切换以增加样本数目并实现更佳角度估计来实施目标AoA检测特征。

与现有解决方案相比，本发明技术具有多个有利特征。举例来说，所公开的双核接收器不需要任何特殊的分组扩展并且确实需要遵循任何协议。换句话说，所公开的技术不限于任何分组类型并且可与任何低能量速率(例如，2Mbps、1Mbps)、所有远程速率、BT基本数据速率，BT增强数据速率，或其它自定义支持的分组类型一起使用。本发明技术的特征可用于涉及寻找其它BT装置的应用中。举例来说，可通过在手持式通信装置(例如，智能手机、平板计算机或智能手表)上运行应用程序来找到例如包含BT发射器的汽车钥匙的钥匙。应用程序可指向钥匙的方向并帮助找到钥匙。

图1是说明其中可使用本发明技术的AoA检测装置的家庭环境100的实例的示意图。家庭环境100包含多个消费者电子装置及家用电器，例如，手持式通信装置102(例如，智能手机、智能手表、平板计算机或膝上型计算机)、电视机(TV)104(例如，智能TV)、计算机106(例如，台式计算机)、膝上型计算机108、炉灶110、冰箱112、洗衣机114、干燥器116及灯118。消费者电子装置及家用电器具备BT能力，例如，具备低能耗BT(BLE)能力。

手持式通信装置102(下文称为“装置102”)包含本发明技术的AoA检测装置，例如，AoA检测芯片105。装置102还包含在装置上运行的多个应用程序。每个应用程序与家庭环境100的消费者电子装置及家用电器中的一个相关联。举例来说，用于TV 104、计算机106、膝上型计算机108、炉灶110、冰箱112、洗衣机114、干燥器116和/或灯118中的每一个的特定遥控应用程序。装置102包含两个或多于两个(射频)RF天线及耦合到RF天线中的两个的两个BT核心。第一BT核心耦合到第一RF天线及用于基于第一RF信号生成第一信号。第二BT核心耦合到第二RF天线及基于第二RF信号生成第二信号。处理电路测量第一信号与第二信号之间的相位差及基于相位差确定AoA。在一些实施方案中，第一信号及第二信号是通过使用LO电路所提供的LO信号生成的中间频率(IF)信号。在一或多个实施方案中，第一信号及第二信号是通过使用LO信号生成的直流(DC)信号。

在一些实施方案中，AoA检测芯片105可包含处理器电路，所述处理器电路可测量第一信号与第二信号之间的相位差及基于测量到的相位差确定AoA。在一或多个实施方案中，AoA检测芯片105可将第一信号与第二信号之间的测量到的相位差传递到主机处理器，例如，可基于测量到的相位差计算AoA的手机的或嵌入汽车中的处理器。当装置102的用户将其指向家庭环境100的消费者电子装置及家用电器的设备(例如，TV 104)时，AoA检测芯片105确定所指向的设备是TV 104并激活与TV 104相关联的应用程序，这将需要对TV 104进行远程控制。

在一些方面中，装置102可包含片外天线开关，所述片外天线开关在一个BT核心上的两个天线之间切换，同时在一个BT核心上连续地接收参考信号。在其它方面中，装置102可包含两个天线开关，以在两个核心上的多个天线之间同时切换，从而增加样本数目并实现更佳角度估计。

图2是根据本发明技术的一或多个实施方案的说明用于使用双核BT接收器的AOA检测的系统200的实例的示意图。如图2所示的实例系统200是无线通信装置，例如图1的装置102，并且包含RF天线210(210-1及210-2)、双工器212(212-1及212-2)、BT核心220(220-1及220-2)、基带电路240、存储器250、处理器260，及本地振荡器发生器(LOGEN)270。BT核心220包含发射器222(222-1及222-2)及接收器224(224-1及224-2)并且通过双工器212耦合到RF天线。接收器224可包含可操作以从RF天线210接收RF信号并处理RF信号的合适逻辑电路及/或代码。举例来说，接收器224可操作以放大及/或向下变频接收到的RF信号。在本发明技术的各种实施例中，接收器224可操作以消除接收到的信号中的噪声并且在广泛范围的频率上可为线性的。

基带电路240可包含可操作以执行基带信号的处理的合适逻辑、电路、接口及/或代码。举例来说，基带电路240可分析接收到的信号及生成用于配置无线通信装置的各个组件，例如接收器224的控制及/或反馈信号。基带电路240可操作以根据一或多个无线标准编码、解码、转码、调制、解调、加密、解密、加扰、解扰，胡/或另外处理数据。在一些实施方案中,基带电路240包含处理电路242，例如最大比合并电路(MRC)。

当在装置102的范围内的具备BT能力的装置传输BT包时，第一天线210-1接收第一RF信号及第二天线210-2接收第二RF信号。接收器224-1及224-2可分别基于第一RF信号及第二RF信号生成第一及第二信号。第一及第二信号由处理电路242处理，这可在第一及第二信号之间产生两个量值及最佳相位差。处理电路242可处理两个量值及最佳相位差以确定BT包的AoA，如本文中更详细地说明。所确定AoA随后可用于各种应用中，相对于图1描述其实例，这允许通过将装置102指向装置102上的家庭环境(例如，图1的100)的具备BT能力的设备来激活与所述设备相关联的应用程序。本发明技术的其它应用程序包含下文更详细地描述的测向及位置检测。

存储器250可包含可实现存储各种类型的信息，例如接收到的数据、生成的数据、代码及/或配置信息的合适逻辑、电路及/或代码。举例来说，存储器250可包含RAM、ROM、闪存，及/或磁性存储装置。在本发明技术的各种实施例中，存储于存储器250中的信息可用于配置接收器224及/或基带电路240。

处理器260可包含可能够处理数据及/或控制系统200的操作的合适逻辑、电路及/或代码。就此而言，可使处理器260能够将控制信号提供到系统200的各种其它部分。处理器260还可控制系统200的各种部分之间的数据传递。另外，处理器260可能够实施操作系统或另外执行代码以管理系统200的操作。

本地振荡器发生器(LOGEN)270可包含可操作以生成一或多个频率的一或多个振荡信号的合适逻辑、电路、接口及/或代码。LOGEN 270可操作以生成数字及/或模拟信号。以此方式，LOGEN 270可操作以生成一或多个时钟信号及/或正弦信号。可基于来自例如处理器260及/或基带电路240的一或多个控制信号而确定振荡信号的特性，例如频率及占空比。

图3是根据本发明技术的一或多个实施方案的说明基于输出相位的AoA确定方案300的示意图。在如图3中所示的AoA确定方案300中，通信装置(双BT核，例如，图2的系统200)的第一及第二天线ANT0及ANT1(例如，图2的210-1及210-2)彼此相距某一距离d(等于λ/2)，其中λ是与入射行波前310相关联的RF信号的操作波长。天线ANT0及ANT 1在轴线320上，所述轴线与垂直于入射行波前310的方向的线330成角度θ。角度θ是对应于入射行波前310的AoA并且可基于由ANT0及ANT1接收到的第一及第二信号之间测量到的相位φ来确定，如通过图2的处理电路242确定。相位φ取决于到达ANT0及ANT1的行波的行进距离之间的差，并且可表达为：φ＝d1*k，其中k是定义每单位距离的弧度数的波数并且给出为：k＝2πf/c，其中f是操作频率及c是光速。根据图3，d1＝d cos(θ)且因此φ＝2πfd cos(θ)/c，AoAθ可根据其表达为：θ＝acos(φc/2πfd)。

图4是说明其中可使用本发明技术的AoA检测装置的汽车环境400的实例的示意图。汽车环境400包含安装在汽车402的四个拐角上的四个信标装置410(410-1、410-2、410-3及410-4)，及处理单元405。信标装置410具备BT能力，并且响应于从手持式通信装置接收到BT包，能够与处理单元405一起检测具备BT能力的装置，例如汽车402外部的手持式通信装置(例如，智能手机)的位置。信标装置410中的每一者包含可分别接收第一及第二RF信号的两个天线424(424-1及424-2)，及印刷电路(PC)板422内的双核BT芯片。双核BT芯片可基于第一及第二RF信号生成第一及第二信号。如下文更详细地论述，处理单元405(例如，MRC)可确定手持式通信装置的位置。

图5是根据本发明技术的一或多个实施方案的说明AoA检测装置的汽车应用500的实例的示意图。汽车应用500涉及上文所论述的图4的汽车环境400。当用户装置502处于信标装置410的BT范围内时，信标装置410(410-1、410-2、410-3及410-4)能够从用户装置502(例如，手持式通信装置，例如智能手机)接收BT包。对于每个信标装置410，以不同角度看到用户装置502，并且由所述信标装置410接收到的BT包具有不同AoA(例如，α1、α2、α3或α4)。如相对于图3所描述，由图4的处理单元405基于在图4的天线424(例如，424-1及424-2)处接收到的RF信号的相位差来确定与每个信标装置410相关联的AoA。α1、α2、α3及α4的实例值分别可为15°、5°、355°及350°。处理单元405还具有关于信标装置410的位置的信息，并且可基于信标装置410的已知位置及其对应AoA(α1、α2、α3或α4)的值而使用三角测量计算找到手持式通信装置的位置。

图6是根据本发明技术的一或多个实施方案的说明AoA检测装置的位置检测应用600的实例的示意图。位置检测应用程序600与室内环境602，例如，购物中心、企业建筑物、体育机场等相关。多个信标装置610(例如，610-1、610-2、610-3、610-4)安装在室内环境602中的各个位置上，并且能够从具有室内环境602内的未知位置的装置605(例如，手持式通信装置，例如，智能手机、智能手表或平板计算机)接收BT信号。信标装置610类似于信标装置410，并且每一者包含耦合到双BT核心的两个天线，如上文所论述。信标装置610中的每一者可检测从装置605接收到的BT包的对应AoA。

装置605可请求信标装置610将其对应AoA传输到装置605。装置605中与室内环境602相关联的软件应用程序知晓信标装置610的位置。装置605可使用信标装置610的已知位置及其对应AoA，以使用三角测量计算确定其在室内环境602内的位置。装置605可将其位置显示在显示器，例如室内环境602的显示器上。信标装置的数目不限于图6所示的数目(四个)，并且取决于室内环境602的尺寸可多达数百个信标装置。这允许用户能够在机场或购物中心中，例如在机场或购物中心中提供的附近显示器上找到其位置。

图7是说明用于使用具有多个天线的单核BT接收器的AOA检测的系统700的实例的示意图。系统700基于BLE测向标准实施，并且包含跟踪器702及目标装置704。跟踪器702包含单个BT核心(BT收发器)710、RF开关720，及多个天线730(例如，730-1、730-2、730-3及730-4)，并且目标装置704包含BT收发器740及天线750。每个天线在不同时间从目标装置704接收BT包。一旦多个天线730之间的距离已知，每个BT包的接收时间就与上文相对于图3所描述的相位相关。RF开关可将天线730中的每一者耦合到BT核心710。BT核心710可基于在个别天线处接收到的信号之间计算出的相位差来计算目标装置704的位置。

图8是根据本发明技术的一或多个实施方案的说明具有多个天线的单核BT接收器的相位对比时间的曲线图810的图表800。如上文相对于图1所论述，本发明技术还可使用单核及包含多个天线(例如，ANT1、ANT2、ANT3、ANT4及ANT5)的天线阵列实施。举例来说，第一天线ANT1可用作参考并将开关投向天线2。在低IF接收器中，信号的相位以固定速率不断变化。某一软件可确定ANT1的相位并将其随时间外推，以比较ANT2与ANT1的相位。可对阵列中的每个天线执行此操作。如果初始相位斜坡具有任何误差，或者如果频率漂移或某一其它问题导致相位偏离曲线图810所示的估计轨迹，则单核接收器在估计核心之间的相位差时可能会产生误差。

提供先前的描述以使所属领域的技术人员能够实践本文中所描述的各个方面。对这些方面的各种修改对于所属领域的技术人员来说将容易显而易见，并且本文中定义的一般原理可适用于其它方面。因此，权利要求书并不意图限于本文中所示的方面，而是应被赋予与语言权利要求一致的完整范围，其中参考呈单数形式的元件并不意图意味着“一个且仅一个”，除非明确地如此陈述，而是相反地为“一或多个”。除非另外特别地陈述，否则术语“一些”指代一或多个。关于男性的代词(例如，他的)含女性及中性性别(例如，她的及它的)且反之亦然。标题及副标题(如果存在的话)仅为了便利而使用且不会限制本发明。

断言词“经配置以”、“可操作以”及“经编程以”并不暗示主题的任何特定有形或无形修改，而是既定可互换使用。举例来说，经配置以监视及控制操作或组件的处理器还可表示处理器经编程以监视及控制操作，或处理器可操作以监视及控制操作。同样，经配置以执行代码的处理器可被理解为经编程以执行代码或可操作以执行代码的处理器。

例如“方面”的短语不暗示此类方面对于本发明技术必不可少或此类方面适用于本发明技术的全部配置。与方面相关的公开内容可适用于所有配置，或一或多个配置。例如“方面”的短语可指一或多个方面且反之亦然。例如“配置”的短语不暗示此配置对于本发明技术必不可少或此配置适用于本发明技术的所有配置。与配置相关的公开内容可适用于所有配置，或一或多个配置。例如“配置”的短语可指一或多个配置且反之亦然。

词“实例”在本文中用于意味着“充当实例或说明”。本文中描述为“实例”的任何方面或设计未必应被解释为比其它方面或设计优选或有利。

所属领域的技术人员已知或日后将知晓的贯穿本公开而描述的各种方面的元件的所有结构及功能等效物以引用的方式明确地并入本文中，且旨在由权利要求书涵盖。此外，本文公开的任何内容均不希望奉献给公众，无论权利要求书中是否明确地陈述此公开内容。权利要求要素不应依据35U.S.C.§112(f)的条款解释，除非所述要素是明确地使用短语“用于…的方式”来叙述，或者在方法权利要求项的情况下，所述要素使用短语“用于…的步骤”来叙述。此外，就将术语“包含”、“具有”等用于说明书或权利要求书中而言，此类术语意图以类似于术语“包括”的方式为包含性的，如“包括”在用作在权利要求书中的过渡词时所解释的那样。

所属领域的技术人员将了解，本文所述的各种说明性块、模块、元件、组件、方法及算法可实施为电子硬件、计算机软件，或两者的组合。为了说明硬件与软件的此可互换性，上文已大致关于其功能性而描述了各种说明性块、模块、元件、组件、方法及算法。此类功能性是实施为硬件还是软件取决于特定应用及强加于整个系统的设计约束。本领域技术人员可针对每个特定应用以不同方式实施所描述的功能性。在不脱离本发明技术的范围的情况下，各个组件及块都可以不同方式布置(例如，以不同次序布置，或以不同方式分割)。

断言词“经配置以”、“可操作以”及“经编程以”并不暗示主题的任何特定有形或无形修改，而是既定可互换使用。举例来说，经配置以监视及控制操作或组件的处理器还可表示处理器经编程以监视及控制操作，或处理器可操作以监视及控制操作。同样，经配置以执行代码的处理器可被理解为经编程以执行代码或可操作以执行代码的处理器。