[發明專利]一種基于雙向交互的設備間CSI測量相位誤差消除方法

有效

• 申請號: 201810921154.2
• 申請日: 2018-08-13
• 公開（公告）號: CN109004960B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 邵力斌
• 申請（專利權）人: 南京榮飛科技股份有限公司
• 主分類號: H04B7/0413
• 分類號: H04B7/0413;H04B17/391;H04L27/26
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 王一源

本發明公開了一種基于雙向交互的設備間CSI測量相位誤差消除方法，提出了雙向交互方法，配合高精度時鐘，使得能夠獲得雙向的同一時刻的誤差CSI值，通過計算相反的兩個CSI值，來抵消CSI中帶有的雙向設備誤差。本發明通誤差消除的計算量小，方法簡單。消除的誤差是實際應用中影響最大的誤差，是實現ToF測距的關鍵誤差。

技術領域

本發明涉及相位測距技術領域，特別是一種基于雙向交互的設備間CSI測量相位誤差消除方法。

背景技術

CSI信道狀態信息由于能夠刻畫完整的無線信號傳輸模型，逐漸成為了高精度WiFi識別和感知的重要技術。尤其是通過CSI提取出的相位信號，能夠更加精確的描述無線信號的傳輸變化。

然而，在現實環境下，相位信號受到眾多的干擾，例如WiFi模塊的時鐘誤差會導致接受信號時存在相位時延誤差，WiFi信號調制模塊和天線等信號發送裝置會帶有硬件的誤差偏移等等。由于實際環境下存在這些誤差，會導致CSI提取出的相位值幾乎是一個隨機值，不能夠被用于精準感知的場景。

現如今，也有一批相位誤差消除算法，例如基于MUSIC算法的誤差消除方法。然而這些算法僅僅適用于角度估算的領域。并不適用于直接的ToF測量領域。因此，我們針對直接的ToF測量技術，提出了一種基于雙向交互的設備間CSI測量相位誤差消除方法。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提供了一種提高利用相位差測距的相關ToF測量技術的精確度的基于雙向交互的設備間CSI測量相位誤差消除方法。

本發明的目的通過以下技術方案實現。

一種基于雙向交互的設備間CSI測量相位誤差消除方法，步驟包括：

定位基站的發送A定位幀，通過MIMO和OFDM方法調制后經由天線陣列發送，此時由于發送端鎖相環產生相位偏移

調制后的A定位幀在空間中傳播，基站天線陣列發送過程中產生微小頻偏f_A，移動點端天線陣列接受過程中產生微小頻偏f_B，此過程中產生的相位偏移和信號飛行時間τ有關；

調制后的A定位幀被移動點端B捕獲，經移動點端芯片處理得到C5I_AB，此時產生發送端鎖相環頻偏此時解析的相位值包含以下誤差

使用CSI信道模型表示，則有其中CSI_rx表示收到的信道CSI數據，H表示未發生偏移的CSI數據，是產生的偏移；

高精度時鐘確保芯片收到信號的同時發送一幀回去；

移動點端WiFi定位模塊通過MIMO和OFDM方法調制返回幀，經由天線陣列發送，此時由于移動點端端鎖相環產生相位偏移

調制后的返回幀在空間中傳播，移動點端天線發送過程中產生微小頻偏f_B，基站天線在接受過程中產生微小頻偏f_A；

調制后的返回幀被基站A捕獲，經基站芯片處理得到CSI_BA，此時產生的PLL頻偏在上述的發送過程，移動點端將收到的CSI_AB傳輸給基站，

使用CSI信道模型表示，則有

CFO消除算法，原理是通過CSI_AB和CSI_BA的計算消除中間產生的誤差；

根據CSI信道模型，有CSI_ABCSI_BA＝H²能夠消除CFO相位偏移。

進一步的，所述高精度時鐘確保芯片收到信號的同時發送一幀回去，同時將收到的信號CSI_AB由WiFi模塊傳給移動點端B的CSI提取模塊。