[發明專利]提高藍牙定位基站到達角計算精度和穩定性的方法及系統

在審

• 申請號: 202111022586.8
• 申請日: 2021-09-01
• 公開（公告）號: CN113709666A
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發明（設計）人: 盧昊;勵翔東;楊李杰;許桐愷;鄧慶文;胡塘;徐志偉
• 申請（專利權）人: 之江實驗室
• 主分類號: H04W4/02
• 分類號: H04W4/02;H04W4/80;H04W64/00;H01Q21/00;H01Q1/24
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 邱啟旺

1.一種提高藍牙定位基站到達角計算精度和穩定性的方法，其特征在于，所述藍牙定位基站設有一個參考天線和l個以參考天線為圓心排布的陣列天線構成的均勻圓形陣列。該方法包括以下步驟：

(1)均勻圓形陣列以分時復用的方式逆時針或順時針旋轉切換陣列天線接收藍牙信標發送的數據包，提取數據包中的IQ采樣數據，并使用二維空間譜多信號分類算法計算得到信標的空間方位角和俯仰角。

(2)選取均勻圓形陣列中4個陣列天線與位于圓心的參考天線進行組合，形成互相垂直的兩組3天線均勻線形天線陣列，兩組均勻線形天線陣列以分時復用的方式分別按照從一端到另一端的方向切換接收藍牙信標發送的數據包，提取數據包中的IQ采樣數據，并使用一維空間譜多信號分類算法計算得到信標在兩個線形陣列天線上的平面方位角，并將兩個角度其進行組合，得到信標的空間方位角。

(3)判斷步驟(1)與步驟(2)得到的空間方位角的絕對差值是否大于圓形陣列天線設計時的角度誤差范圍，若是，則舍棄該數據包；反之，則保留該數據包并使用步驟(1)的計算結果作為信標的到達角。

2.根據權利要求1所述提高藍牙定位基站到達角計算精度和穩定性的方法，其特征在于，所述參考天線和陣列天線均采用雙極化微帶天線且天線的兩種極化方向互為垂直。

3.根據權利要求1所述提高藍牙定位基站到達角計算精度和穩定性的方法，其特征在于，所述步驟(1)和步驟(2)中，分別使用兩種極化方向接收藍牙信標發送的數據包，提取數據包中的IQ采樣數據，并選取兩組IQ采樣數據中信噪比較高的一組計算分別獲得空間方位角和俯仰角、或空間方位角。

4.根據權利要求1所述提高藍牙定位基站到達角計算精度和穩定性的方法，其特征在于，所述步驟(1)中，所述均勻圓形天線陣列的半徑應不大于：

其中，f為藍牙信號的工作頻率，c為電磁波在空氣中的傳輸速度。

5.一種基于權利要求1-4任一項所述方法的藍牙定位基站到達角計算系統，其特征在于，所述藍牙定位基站設有一個參考天線和l個以參考天線為圓心排布的陣列天線構成的均勻圓形陣列，該系統包括：

均勻圓形陣列控制模塊，用于控制均勻圓形陣列以分時復用的方式逆時針或順時針旋轉切換陣列天線接收藍牙信標發送的數據包，提取數據包中的IQ采樣數據，并使用二維空間譜多信號分類算法計算得到信標的空間方位角和俯仰角。

均勻線形天線陣列控制模塊，用于選取均勻圓形陣列中4個陣列天線與位于圓心的參考天線進行組合，形成互相垂直的兩組3天線均勻線形天線陣列，兩組均勻線形天線陣列以分時復用的方式分別按照從一端到另一端的方向切換接收藍牙信標發送的數據包，提取數據包中的IQ采樣數據，并使用一維空間譜多信號分類算法計算得到信標在兩個線形陣列天線上的平面方位角，并將兩個角度其進行組合，得到信標的空間方位角。

判斷模塊，用于判斷均勻圓形天線陣列與均勻線形天線陣列得到的空間方位角的絕對差值是否大于圓形陣列天線設計時的角度誤差范圍，若是，則舍棄該數據包；反之，則保留該數據包并使用均勻圓形天線陣列的計算結果作為信標的到達角。