【技術實現步驟摘要】
本披露一般涉及飛行時間tof估算。更具體地，本披露涉及一種基于rf信號的tof估計方法及相關產品。
技術介紹
1、tof(timeofflight，飛行時間)表示信號通過信道從發射端傳播到接收端所需的時間。在wi-fi感知應用中，tof技術的應用越來越廣泛。例如，在智能家居系統中，tof可以用于識別房間內的人數和位置，以自動調節家居設備，提升居住體驗和能源效率，在機器人導航和無人機飛行中，tof可以用于檢測與障礙物的距離，以避免障礙物碰撞，提高行駛可靠性。
2、tof一般可以通過csi信號(channelstateinformation，信道狀態信息)信號測量。進一步，csi信號可以通過廣泛使用的如wi-fi網絡接口卡(networkinterfacecard，nic)等rf(radiofrequencysignal，射頻信號)設備獲取，wi-fi網絡接口卡可以是intel5300、atheros9580等。理論上，在環境中只有單條傳播路徑的情況下，對csi信號進行逆快速傅里葉變換(inversefastfouriertransform，ifft)即可找出該csi信號通過該單條傳播路徑到達接收端的時延即tof。
3、然而，在真實世界的室內環境中，信號從發射端發出后，會經過不同的傳播路徑到達接收端。參見圖4，圖4是真實場景下信號反射的多徑效應示意圖。如圖4所示，發送端發射的信號中，除了經由例如用戶等目標反射到接收端的信號外，還有一些信號是通過直射路徑傳播或經由例如墻壁等靜態物體反射到達接收端，該種傳播路徑長
4、為了從多條傳播路徑中找到目標路徑引入的時延tof。一種方法是擴大發送信號的帶寬。具體來說，更大的帶寬可以增強區分多條路徑tof的能力。例如，可以將2.4g和5g頻段內的多個信道組合，從而達到近1gbps的帶寬，以獲得分米級的分辨能力。然而，該方法與現有wi-fi協議不兼容，并且需要對硬件和軟件進行改動，并且wi-fi協議規定了帶寬資源范圍，對可用帶寬大小產生限制，無法適用于wi-fi設備。而另一種方法是通過利用多個參數維度區分多條傳播路徑，包括tof、aoa(angleofarrival，信號到達角)、dfs(dynamicfrequencyselection，多普勒頻移)和aod(angleofdeparture，信號離開角)，以提高多徑區分能力。當信號帶寬的限制導致tof分辨能力較低時，如果經由不同路徑傳播到達的信號以較大的入射角差異到達接收端，則可以通過aoa維度加以區分。然而，由于許多wi-fi設備的極化方向和安裝位置未設計為滿足計算aoa的要求，導致難以在wi-fi設備上獲得精確的aoa信息，因此該方法同樣不適用于wi-fi設備。
5、有鑒于此，亟需提供一種基于rf信號的tof估計方法及相關產品，以便能夠應用于例如wi-fi設備等具有帶寬限制的rf設備，提高tof應用的廣泛性。
技術實現思路
1、為了至少解決如上所提到的一個或多個技術問題，本披露在多個方面中提出了一種基于rf信號的tof估計方法及相關產品。
2、在第一方面中，本披露提供一種基于rf信號的tof估計方法，其可以包括：獲取rf接收設備采集到的多組不同子載波的rf信號，從所述rf信號中解析得到多組不同子載波的csi信號；將每組所述csi信號在時間點上的csi讀數進行差分，獲得每組所述csi信號對應的時域差分向量；從多組所述時域差分向量中選取參考時域差分向量，確定其他時域差分向量與所述參考時域差分向量之間的相位差；基于所述相位差，確定所述其他時域差分向量的第一指標值；基于所述其他時域差分向量和所述參考時域差分向量，確定所述其他時域差分向量的第二指標值；根據所述第一指標值和所述第二指標值，從所述其他時域差分向量中選取同時滿足第一指標閾值和第二指標閾值且載波連續的時域差分向量子集；根據所述時域差分向量子集，確定目標路徑的tof。
3、在一些實施例中，所述第一指標值表示為：
4、
5、其中，r(δf,δθ(δf))表示第一指標值，δf表示不同子載波的其他時域差分向量與參考時域差分向量的頻率間隔，σδf表示δf的標準差，δθ(δf)表示其他時域差分向量與參考時域差分向量之間的相位差，cov(δf,δθ(δf))表示δf和δθ(δf)的協方差。
6、在一些實施例中，所述第二指標值表示為：
7、
8、其中，d(f1,f2)表示第二指標值，e(f1,t)表示頻率為f1的參考時域差分向量，表示頻率為f2的其他時域差分向量。
9、在一些實施例中，所述第一指標閾值接近1，所述第二指標閾值接近0。
10、在一些實施例中，所述根據所述時域差分向量子集，確定目標路徑的tof包括：從所述時域差分向量子集中選取參考時域差分向量，確定其他時域差分向量與所述參考時域差分向量之間的相位差；根據所述相位差計算所述時域差分向量子集的斜率；利用所述斜率計算所述目標路徑的tof；其中所述斜率為表示不同子載波的其他時域差分向量與參考時域差分向量之間的相位差均值，表示不同子載波的其他時域差分向量與參考時域差分向量的頻率間隔均值，所述tof為
11、在一些實施例中，所述從多組所述時域差分向量中選取參考時域差分向量，確定其他時域差分向量與所述參考時域差分向量之間的相位差包括：從多組所述時域差分向量中選取參考時域差分向量；在復平面上將所述其他時域差分向量旋轉不同角度；在所述其他時域差分向量旋轉不同角度后，計算所述其他時域差分向量與所述參考時域差分向量的對應時刻采樣在復平面上的距離之和；將距離之和最小值對應的旋轉角度作為所述其他時域差分向量與所述參考時域差分向量之間的相位差。
12、在一些實施例中，所述從所述時域差分向量子集中選取參考時域差分向量，確定其他時域差分向量與所述參考時域差分向量之間的相位差包括：從所述時域差分向量子集中選取參考時域差分向量；在復平面上將所述時域差分向量子集中的其他時域差分向量旋轉不同角度；在所述其他時域差分向量旋轉不同角度后，計算所述其他時域差分向量與所述參考時域差分向量的對應時刻采樣在復平面上的距離之和；將距離之和最小值對應的旋轉角度作為所述其他時域差分向量與所述參考時域差分向量之間的相位差。
13、在一些實施例中，所述獲取rf接收設備采集到的多組不同子載波的rf信號，從所述rf信號中解析得到多組不同子載波的csi信號本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于RF信號的ToF估計方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一指標值表示為：
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二指標值表示為：
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一指標閾值接近1，所述第二指標閾值接近0。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述時域差分向量子集，確定目標路徑的ToF包括：
6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述從多組所述時域差分向量中選取參考時域差分向量，確定其他時域差分向量與所述參考時域差分向量之間的相位差包括：
7.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述從所述時域差分向量子集中選取參考時域差分向量，確定其他時域差分向量與所述參考時域差分向量之間的相位差包括：
8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲取RF接收設備采集到的多組不同子載波的RF信號，從所述RF信號中解析得到多組不同子載波的CSI信號包括：
9.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述
10.一種RF設備，其特征在于，包括：RF發送設備和RF接收設備；其中所述RF發送設備設置有至少1根天線，用于發送RF信號；所述RF接收設備設置有至少2根天線，用于接收RF信號。
11.根據權利要求11所述的RF設備，其特征在于，所述天線為垂直極化的全向天線。
12.根據權利要求11所述的RF設備，其特征在于，所述天線與地面垂直或平行。
...【技術特征摘要】
1.一種基于rf信號的tof估計方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一指標值表示為：
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二指標值表示為：
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一指標閾值接近1，所述第二指標閾值接近0。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述時域差分向量子集，確定目標路徑的tof包括：
6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述從多組所述時域差分向量中選取參考時域差分向量，確定其他時域差分向量與所述參考時域差分向量之間的相位差包括：
7.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述從所述時域差分向量子集中選取參考時域差分向量，確定其他時域差分...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張大慶，李洋，吳丹，
申請(專利權)人：浙江省北大信息技術高等研究院，
類型：發明
國別省市：
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