用于使用相位和RSSI差异确定近场定位的方法和设备与流程

本公开一般涉及近场定位，并且更具体地，涉及用于使用相位和接收信号强度指示(RSSI)差异确定近场定位的方法和设备。

背景技术：

近场电磁测距使用发射器(例如，RFID标签、NFC标签、蓝牙等)向接收器发射电磁信号。接收器能够根据接收的信号确定信息，包括与信号相关的数据和嵌入在信号中的数据。信息可用于确定发射器和接收器之间的距离。确定的距离的精确性主要地基于发射器和接收器之间的实际距离。确定与短距离(例如，小于2米)相关联的距离比确定与长距离(例如，大于10米)相关联的距离更不精确。确定发射器和接收器之间的距离，特别是短距离，期望具有更高的精确性。

技术实现要素：

本文公开的实例确定电磁发射器距接收器的距离。本文公开的示例设备包括接收信号强度指示(RSSI)确定器，以确定电场的第一强度和磁场的第二强度，电场和磁场与从发射器发送的电磁信号相关联。此类实例包括RSSI差确定器，以确定第一强度和第二强度之间的差。此类实例包括权重应用器，以基于第一强度和第二强度之间的差确定发射器距离。

附图说明

图1是一个示例发射器和一个示例接收器之间的通信的示例图。

图2是图1的一种示例距离确定器的示例框图。

图3是代表示例机器可读指令的流程图，其中该指令可以被执行以实现图2的示例距离确定器以确定图1的示例发射器距离。

图4是示出由图1和图2的示例距离确定器使用以确定示例发射器距离的电场和磁场的示例RSSI值的曲线图。

图5是示出由图1和图2的示例距离确定器使用以确定示例发射器距离的电场和磁场的示例相位角的曲线图。

图6是示出电场RSSI、磁场RSSI、RSSI差和相位差的示例误差平均值比较和示例误差方差比较的曲线图。

图7是被构建成执行图3的示例机器可读指令以控制图1和图2的示例距离确定器的处理器平台的框图。

具体实施方式

发射器和接收器经由电磁(例如，无线电)信号(例如，波)无线地传送数据(例如，指令、信号、音频、视频、图像等)。电磁信号产生电场和磁场。可分析电场和磁场的特性以确定接收器距发射器多远(例如，电磁定位)。精确地确定发射器和接收器之间的距离具有各种各样的优点。例如，精确地确定发射器距离可为移动电话用户创建定制的体验。例如，如果接收器确定蜂窝电话(例如，发射器)非常靠近放置在特定商店中的接收器，则接收器可以向蜂窝电话发送广告或优惠券。另外，例如，当包括发射器的钥匙接近后备箱时，准确的定位可以指示与汽车中的接收器通信的装置解锁汽车的后备箱。

用于确定接收器和发射器之间的距离的常规技术包括确定与电磁信号相关联的电场和磁场之间的相位角差。在这种常规技术中，与接收器相关联的天线从发射器接收电磁信号。对于较长的距离(例如，大于2米(m))，两个相位角之间的差准确地与发射器和接收器之间的距离相关。然而，在较短的距离(例如，小于2米(m))处，与相位角相关联的差和发射器和接收器之间的距离之间的相关性变得不太精确。因此，在短距离处，电场和磁场的相位角之间的差不是发射器和接收器之间的距离的良好指示器。

本文所公开的实例包括基于电场的接收信号强度指示(RSSI)值(例如，以分贝/毫瓦(dBm)计算)、磁场的RSSI值、电场和磁场之间的RSSI差，以及与接收的电磁信号相关联的电场和磁场之间的相位角差，确定接收器和发射器之间的距离。电场和/或磁场的RSSI和相位角特性是麦克斯韦方程的结果，如下所示：

其中，k为波数(例如，与频率相关联)，并且r为接收器和发射器之间的距离。在这些等式中，RSSI_相同是指与接收电磁信号的天线类型相关联的场类型相关的RSSI值。例如，如果与接收器相关的天线为电场天线，那么RSSI_相同值与电场相关联，并且RSSI_不同与磁场相关联。替代地，如果与接收器相关的天线为磁场天线，那么电场的RSSI值为RSSI_不同，并且磁场的RSSI值为RSSI_相同。

本文公开的实例计算接收的电磁信号的电RSSI值和磁RSSI值之间的RSSI差。RSSI差可通过RSSI_相同值减去RSSI_不同值计算。例如，其中a_相同和a_不同是RSSI_相同和RSSI_不同的缩放项。缩放项特定于电场和/或磁场的信号路径和链路特性。另外，a_偏移可用于调整缩放项以匹配特定模式(例如，以优化硬件实施)。可以类似的方式计算相位角差。例如其中φ_偏移为特定于电场和/或磁场的信号路径和/或链路特性的校准因子。

使用电场和磁场之间的RSSI差确定接收器和发射器之间的距离是有利的，因为RSSI差不依赖于发射功率。电磁信号的发射功率可以未知或随时间改变。例如，发射功率可能受物理环境(例如，改变信号的障碍物)、接收器和/或发射器的功率水平、接收器天线和/或发射器天线的类型、其它电磁信号的接近度、天气等影响。在此类实例中，可以改变电RSSI值和磁RSSI值，但是电RSSI值和磁RSSI值之间的差保持相同。利用RSSI差允许使用较不复杂并且更便宜的接收器，其不需要附加的硬件和/或软件来考虑发射功率的变化。此外，在确定短发射器距离时，RSSI差比常规相位角差更精确且准确。

本文公开的实例基于存储在存储器中的估计的距离确定接收器和发射器之间的发射器距离。估计的距离基于电场RSSI值、磁场RSSI值、电场和磁场之间的RSSI差以及电场和磁场之间的相位角差的特性。本文公开的实例对估计的距离的每个应用一组权重以确定发射器距离。例如，基于麦克斯韦方程和/或测量的样品，本文公开的实例可以确定接收的电磁信号的估计距离为0.3m(基于电RSSI值)、1.0m(基于磁RSSI值)、0.9m(基于差RSSI值)和0.2m(基于相位角差)。在此类实例中，权重应用器基于估计的差确定一组权重。例如，该组权重可以为0.1、0.1、07、0.1。在此类实例中，发射器距离为0.8m(例如，(0.3m)(0.1)+(0.1m)(1)+(0.7m)(0.9)+(0.2m)(0.1)＝0.8m)。

一种示例设备包括接收信号强度指示(RSSI)确定器以确定电场的第一强度和磁场的第二强度，电场和磁场与从发射器发送的电磁信号相关联。在此类实例中，RSSI差确定器确定第一强度和第二强度之间的差。在此类实例中，权重应用器基于第一强度和第二强度之间的差确定发射器距离。

图1的图示包括示例发射器100、示例发射器天线102、示例电场104、示例磁场106、示例接收器108、示例接收器天线110、示例距离确定器112和示例发射器距离114。

示例发射器100是通过产生频率交流电流(AC)产生电磁信号(例如，包括示例电场104和示例磁场106)的电气装置。电磁信号可以包括被发射到其它装置的数据(例如，指令、代码、音频、视频、图像等)。在一些实例中，发射器100可以包括电源(例如，电池、插座等)以为发射器100提供电力。在此类实例中，发射器100可以始终发射电磁信号或可以仅基于一些控制(例如，基于定时器、控制信号、按钮等)发射电磁信号。另选地，示例发射器100可以包括天线(例如，诸如示例发射器天线102和/或附加天线)或线圈，以从由外部装置(例如，示例接收器109和/或附加装置)产生的外部电磁信号接收电力。在此类实例中，线圈和/或天线由外部电磁信号激励，其中外部电磁信号为示例发射器100提供电力。示例性图示的示例发射器100为产生13.56兆赫(MHz)无线电波(例如，电磁信号)的RFID发射器。另选地，示例发射器100可以为NFC发射器、移动装置、计算装置、便携式装置、蓝牙装置和/或能够产生任何频率上的电磁信号的任何其它装置。

示例发射器100包括示例发射器天线102。示例发射器天线102为输出由示例发射器100产生的电磁信号的导体。由示例发射器100产生的AC电流激励示例天线102以发射设定频率的电磁信号。示例发射器天线102可以为电天线、磁性天线、线性天线、环形天线、孔径天线、阵列天线和/或任何其它类型的天线。示例发射器天线102可以包封在发射器100内或可以外部附接到发射器100。在一些实例中，示例发射器天线102的尺寸确定发射的电磁信号的频率和/或波长。在示出的示例中，发射器天线102辐射示例电场104和示例磁场106。在一些实例中，发射器天线102还可以接收电磁信号。在此类实例，发射器天线102可以从外部装置接收数据和/或为示例发射器100供电。

示例接收器108为从示例发射器100的示例发射器天线102接收电磁信号的电气装置。如果电磁信号包括数据，那么示例接收器108根据电磁信号确定数据。在一些实例中，接收器108还可以发射附加电磁信号。在此类实例中，接收器108可以将附加电磁信号发射到示例发射器100以发送数据到示例发射器100和/或为示例发射器100提供电力。示例发射器100可以为RFID读出器、NFC读出器、移动装置、计算装置、便携式装置、蓝牙装置和/或能够接收电磁信号的任何其它装置。

示例接收器108包括接收器天线110。示例接收器天线110截取由发射器天线102发射的电磁信号。示例发射器天线102可以为电天线、磁性天线、线性天线、环形天线、孔径天线、阵列天线和/或任何其它类型的天线。截取的电磁信号被转换成AC以从电磁信号中提取期望的信息。在一些实例中，示例接收器天线110被构建成仅接收一个频率上的电磁信号。在一些实例中，示例接收器天线110被构建成接收各种频率上的电磁信号。示例接收器天线110可以包封在示例接收器108内或可以外部附接到接收器108。在一些实例中，接收器天线110还将电磁信号发射到示例发射器100。在一些实例中，接收器天线110包括两种天线(例如，一种接收电场104而一种接收磁场106)。

示例接收器108包括距离确定器112。距离确定器112确定示例发射器距离114(例如，发射器100和接收器108之间的距离)。距离确定器112基于接收器天线110接收的电场104和磁场106计算各种量度(例如，包括与相位角和RSSI值相关的量度)。在一些实例中，量度基于各种因素产生权重以确定并报告发射器100和距离确定器112之间的示例发射器距离114，如在图2中进一步描述。

在操作中，示例发射器100产生电磁信号。如先前所述，每当被提供电力和/或基于控制信号，示例发射器100可以产生电磁信号。在一些实例中，控制信号可以通过示例接收器108发射到示例发射器100。示例发射器天线102发射电磁信号，产生示例电场104和示例磁场106通过示例发射器距离114。示例电场104和示例磁场106由示例接收器108通过示例接收天线110接收。示例距离确定器112确定并报告示例发射器100和示例接收器108之间的发射器距离114。

图2是本文公开的图1的距离确定器112的示例实施的框图，该确定器确定示例发射器102和示例接收器108之间的示例发射器距离114。虽然图1的示例距离确定器112结合示例发射器100和示例接收器108描述，但是可以利用示例距离确定器112根据产生和/或接收电磁信号的任何装置确定距离。

示例距离确定器112包括示例电场信号201、示例电磁接收器202、示例磁场信号203、示例相位确定器204、示例相位差确定器206、示例RSSI确定器208、示例RSSI差确定器210、示例波长确定器212、示例RSSI差相对距离(difference-to-distance)存储装置214、示例相位差相对距离存储装置216、示例电RSSI相对距离存储装置218、示例磁RSSI相对距离存储装置220、示例权重应用器222和示例报告器224。

当电磁信号(例如，波)由示例接收器天线110接收时，电磁信号被发射到示例电磁接收器202。电磁接收器202可以通过有线或无线连接接收电磁信号。示例电磁接收器202将电磁信号分解成示例电场信号201和示例磁场信号203。与电场信号201和磁场信号203相关的数据用于基于与电场信号201和/或磁场信号203相关联的相位角和/或RSSI值来确定示例发射器100和示例接收器108之间的发射器距离114。

示例相位确定器204确定示例电场信号201和示例磁场信号203的相位角。在大发射器距离114(例如，大于1.5米)处，示例电场信号201和示例磁场信号203的相位角同步。随着发射器距离114缩短，示例电场信号201和示例磁场信号203的相位角开始偏离。在小发射器距离114(例如，小于1.5米)处，电场信号201和磁场信号203的相位角偏差90度，如在图5中进一步描述。

示例相位差确定器206计算与电场信号201相关联的相位角和与磁场信号203相关联的相位角之间的差。在一些实例中，相位差确定器206通过确定的磁场信号203的相位角减去确定的电场信号201的相位角计算相位角差。在一些实例中，相位差确定器206通过用确定的电场108的相位角减去确定的磁场信号203的相位角计算相位角差。可以使用硬件、软件和/或固件来实施差的计算。

示例RSSI确定器208确定示例电场信号201和示例磁场信号203的RSSI值(例如，以dBm为单位)。在小发射器距离114(例如，小于2米)处。在大发射器距离114(例如，大于2米)处，示例电场信号201和示例磁场信号203的RSSI值相似。随着发射器距离114缩短(例如，到小于2米)，示例电场信号201和示例磁场信号203的RSSI值开始以线性速率偏离，如在图6中进一步描述。

示例RSSI差确定器210计算与电场信号201相关联的RSSI值和与磁场信号203相关联的RSSI值之间的差。在一些实例中，RSSI差确定器210通过用确定的磁场信号203的RSSI值减去确定的电场信号201的RSSI值计算RSSI值差。在一些实例中，RSSI差确定器210通过用确定的电场108的RSSI值减去确定的磁场信号203的RSSI值计算RSSI值差。可以使用硬件、软件和/或固件来实施差的计算。

示例性波长确定器212确定接收的电场信号201和/或接收的磁场信号203的波长(例如，波长＝光速/频率)。电场信号201和磁场信号203具有相同的波长；然而，可以存在其中电场信号201和/或磁场信号203的波长可能难以确定的情况。在一些实例中，波长确定器212确定电场信号201和磁场信号203两者的波长以验证波长相同。在一些实例中，如果已发生错误，波长确定器212确定电场信号201或磁场信号203中的一个的波长并计算另一个场的波长。在一些实例中，波长可以包括在来自电磁信号的数据中。在此类实例中，波长确定器212基于数据确定波长。在一些实例中，示例接收器108被构建成仅接收一个波长上的电磁信号。在此类实例中，波长确定器212可以不需要确定波长(例如，因为仅一个波长能够被接收)。在一些实例中，除波长之外和/或代替波长，波长确定器212可以确定电场信号201和/或磁场信号203的频率。

示例RSSI差相对距离存储装置214包括具有对应距离的RSSI差值的RSSI查找表(LUT)。如前所述，电场信号201和磁场信号203之间的RSSI差对应于示例发射器距离114。RSSI LUT基于麦克斯韦方程和/或设定距离处的先前测试的RSSI差值使各种RSSI差值与各种位置相关联。例如，RSSI差LUT可以包括使10dBm的RSSI差与10厘米(cm)的距离，4dBm的RSSI差与1米的距离等相关的数据。在一些实例中，RSSI差相对距离存储装置214包括针对各种波长和/或频率的各种查找表(LUT)。例如，RSSI差相对距离存储装置214可以包括13.56MHz信号的RSSI差LUT、2.4-2.5千兆赫(GHz)信号的RSSI差LUT等。

示例相位差相对距离存储装置216包括具有对应距离的相位角差的相位角LUT。如前所述，电场信号201和磁场信号203之间的相位角差对应于示例发射器距离114。相位角差LUT基于麦克斯韦方程和/或设定距离处的先前测试的相位角差使各种相位角差与各种位置相关联。例如，相位角差LUT可以包括使80度的相位角差与2m的距离，20度的相位角差与5米的距离等相关的数据。在一些实例中，相位差相对距离存储装置216包括针对各种波长和/或频率的各种LUT。例如，相位差相对距离存储装置216可以包括13.56MHz信号的相位角差LUT、2.4-2.5Ghz信号的相位角差LUT等。

示例电RSSI相对距离存储装置218包括具有对应距离的电RSSI值的电RSSI LUT。如前所述，电RSSI值对应于示例发射器距离114。电RSSI LUT基于麦克斯韦方程和/或设定距离处的先前测试的电RSSI值使各种电RSSI值与各种位置相关联。例如，电RSSI LUT可以包括使3dBm的电RSSI与10cm的距离，-17dBm的电RSSI与1米的距离等相关的数据。在一些实例中，电RSSI相对距离存储装置218包括针对各种波长和/或频率的各种LUT。例如，电RSSI差相对距离存储装置218可以包括13.56MHz信号的电RSSI LUT、2.4-2.5GHz信号的电RSSI LUT等。

示例磁RSSI相对距离存储装置220包括具有对应距离的磁RSSI值的磁RSSI LUT。如前所述，磁RSSI值对应于示例发射器距离114。磁RSSI LUT基于麦克斯韦方程和/或设定距离处的先前测试的磁RSSI值使各种磁RSSI值与各种位置相关联。例如，磁RSSI LUT可以包括使-8dBm的磁RSSI与10cm的距离，-21dBm的磁RSSI与1米的距离等相关的数据。在一些实例中，磁RSSI相对距离存储装置220包括针对各种波长和/或频率的各种LUT。例如，磁RSSI相对距离存储装置220可以包括13.56MHz信号的磁RSSI LUT、2.4-2.5GHz信号的磁RSSI LUT等。

示例权重应用器222接收来自示例RSSI确定器208的电场信号201和磁场信号203的RSSI值、来自示例相位差确定器210的相位角差以及来自示例RSSI差确定器212的RSSI差。另外，示例权重应用器可以接收包括接收的电磁信号的发射功率、用户和/或制造设置和/或接收的电磁信号的确定的波长和/或频率的附加信息。示例权重应用器222对RSSI差、电RSSI值、磁RSSI值和相位差中的每一个应用一组权重以确定距离，如下所示：

距离＝a₁(D_ΔRSSI)+a₂(D_Δ相位)+a₃(D_{电_RSSI})+a₄(D_{磁_RSSI})，其中a₁至a₄是权重，D_ΔRSSI是与基于接收的信号的波长的接收的RSSI差相关联的存储的距离估计，D_Δ相位是与基于接收的信号的波长的接收的相位角差相关联的存储的距离估计，D_{电_RSSI}是与基于接收的信号的波长的接收的电RSSI值相关联的存储的距离估计，以及D_{磁_RSSI}是与基于接收的信号的波长和/或频率的接收的磁RSSI值相关联的存储的距离估计。

示例权重应用器222基于估计的距离(例如，存储在示例RSSI差相对距离存储装置214、示例相位差相对距离存储装置216、示例性电RSSI相对距离存储装置218和示例磁RSSI相对距离存储装置220)确定示例发射器114距离，其中该估计的距离与接收的RSSI差、接收的电RSSI值、接收的磁RSSI值和接收的相位角差相关联。在一些实例中，发射器距离114的确定进一步基于接收的电磁信号的波长和/或频率。基于距离估计，权重应用器222确定发射器距离114是否小于阈值距离。例如，如果阈值距离为2米，那么权重应用器222基于与从存储装置214至220接收的电磁信号相关联的数据获得估计的距离，以确定接收的信号是否小于2米。如果所有距离估计低于2米或大部分距离估计低于2米，那么示例权重应用器222应用与短距离相关联的第一组权重。如果所有距离估计高于2米或大部分距离估计高于2米，那么示例权重应用器222应用与较长距离相关联的第二组权重。在一些实例中，权重应用器222确定相位差距离估计和RSSI差距离估计之间的差是否大于阈值量(例如，64％)。在此类实例中，如果两个距离估计之间的差大于阈值量，那么应用第一组权重，并且如果两个距离之间的距离小于阈值量，那么应用第二组权重。可以基于用户和/或制造设置预置和/或调节阈值距离、第一组权重和第二组权重。

示例报告器224报告确定的权重和/或确定的发射器114。在一些实例中，报告器224基于发射器距离114产生信号(例如，控制信号)。在此类实例中，报告器224可以向附加装置发射包括权重和/或确定的发射器距离114的数据。在一些实例中，报告器224可以向处理器(例如，连接到示例接收器108和/或示例发射器100和/或与其通信)发射确定的发射器114距离。处理器可以基于确定的发射器距离114执行操作。例如，如果示例发射器100为蜂窝电话并且示例接收器108位于车辆的方向盘附近，那么报告器224可以向蜂窝电话发射信号：蜂窝电话在方向盘的30厘米内。在此类实例中，蜂窝电话可以禁用(例如，锁定)该蜂窝电话。信号的发射可以经由有线或无线连接。

虽然实施图1的示例距离确定器112的示例方式在图2中示出，但是图2中所示的元件、过程和/或装置可以组合、划分、重新布置、省略、消除和/或以任何其它方式实施。另外，示例电磁接收器202、示例相位确定器204、示例相位差确定器206、示例RSSI确定208、示例RSSI差确定器210、示例波长确定器212、示例RSSI差相对距离存储装置214、示例相位差相对距离存储装置216、示例电RSSI相对距离存储装置218、示例磁RSSI相对距离存储装置220、示例权重应用器222、示例报告器224和/或更一般地图2的示例距离确定器112可以通过硬件、机器可读指令、软件、固件和/或硬件、机器可读指令、软件和/或固件的任何组合来实施。因此，例如，示例电磁接收器202、示例相位确定器204、示例相位差确定器206、示例RSSI确定208、示例RSSI差确定器210、示例波长确定器212、示例RSSI差相对距离存储装置214、示例相位差相对距离存储装置216、示例电RSSI相对距离存储装置218、示例磁RSSI相对距离存储装置220、示例权重应用器222、示例报告器224和/或更一般地图2的示例距离确定器112中的任一个可以通过(一个或更多个)模拟和/或数字电路、(一个或更多个)逻辑电路、(一个或更多个)可编程处理器、(一个或更多个)专用集成电路(ASIC)、(一个或更多个)可编程逻辑器件(PLD)和/或(一个或更多个)现场可编程逻辑器件(FPLD)来实施。当阅读本专利要求保护的设备或系统中的任一个仅覆盖软件和/或固件实施时，示例电磁接收器202、示例相位确定器204、示例相位差确定器206、示例RSSI确定208、示例RSSI差确定器210、示例波长确定器212、示例RSSI差相对距离存储装置214、示例相位差相对距离存储装置216、示例电RSSI相对距离存储装置218、示例磁RSSI相对距离存储装置220、示例权重应用器222、示例报告器224和/或更一般地图2的示例距离确定器112中的至少一个在此明确地限定为包括诸如存储软件和//或固件的存储器、数字多功能盘(DVD)、高密度磁盘(CD)、蓝光光盘等有形计算机可读存储装置或存储盘。再者，图2的示例距离确定器112包括除了图3所示的那些之外的元件、过程和/或装置或包括代替图3所示的那些的元件、过程和/或装置，和/或可以包括示出的元件、过程和装置中的任一个或全部中的多于一个。

代表用于实施图2的示例距离确定器112的示例机器可读指令的流程图在图3中示出。在实例中，机器可读指令包括用于由处理器(诸如在下面结合图7讨论的示例处理器平台1000中所示的处理器712)执行的程序。程序可以实现为存储在有形计算机可读存储介质诸如CD-ROM、软盘、硬盘驱动器、数字多功能盘(DVD)、蓝光光盘或与处理器712相关联的存储器上的机器可读指令，但是整个程序和/或其部分可以另选地由除处理器712之外的装置执行和/或实现为固件或专用硬件。另外，尽管参考图3中示出的流程图描述了示例性程序，但是可以替代地使用实施图2的示例距离确定器112的许多其它方法。例如，可以改变块的执行顺序，和/或可以改变、消除或组合所描述的块中的一些。

如上所述，图3的示例方法可以使用存储在有形计算机可以读存储介质上的编码指令(例如，计算机和/或机器可读指令)来实施，有形计算机可读存储介质诸如硬盘驱动器、闪存、只读存储器(ROM)、高密度盘(CD)、数字多功能盘(DVD)、高速缓冲存储器、随机存取存储器(RAM)和/或其中信息被存储任何持续时间(例如，用于信息的延长时间段、永久、用于短暂情况、用于临时缓冲和/或用于高速缓存)的任何其它存储装置或存储盘。如本文所使用的，术语有形计算机可读存储介质被明确定义为包括任何类型的计算机可读存储装置和/或存储盘，并且排除传播信号并排除传输介质。如本文所使用的，“有形计算机可读存储介质”和“有形机器可读存储介质”可以互换使用。另外或另选地，图3的示例方法可以使用存储在非暂态计算机和/或机器可读介质上的编码指令(例如，计算机和/或机器可读指令)来实施，非暂态计算机和/或机器可读介质诸如硬盘驱动器、闪存、只读存储器、高密度盘、数字多功能盘、高速缓冲存储器、随机存取存储器和/或其中信息被存储任何持续时间(例如，用于信息的延长时间段、永久、用于短暂情况、用于临时缓冲和/或用于高速缓存)的任何其它存储装置或存储盘。如本文所使用的，术语非暂态计算机可读介质被明确定义为包括任何类型的计算机可读存储装置和/或存储盘，并且排除传播信号并排除传输介质。如本文所使用的，当短语“至少”用作权利要求的前序中的过渡术语时，其以与术语“包括”为开放的相同的方式为开放的。

图3是代表可以经执行以确定示例发射器100和示例接收器108之间的示例发射器距离114的示例机器可读指令的一种示例性流程图300。如前所述，发射器距离114的确定基于平衡与磁RSSI值、电RSSI值、RSSI差值和相位角差值相关联的距离估计的一组权重。该组权重通过对基于估计的距离和/或基于接收的电磁信号的其它信息的四个度量进行加权来优化定位。

在块302，电磁接收器202接收电磁信号。电磁接收器202可以通过示例接收器天线110经由有线或无线通信接收电磁信号。电磁接收器202根据接收的电磁信号确定示例电场信号201和示例磁场信号203(块304)。如下所示，分析示例电场信号201和示例磁场信号203以确定RSSI值、RSSI差、波长和相位差。

在块306，示例RSSI确定器208确定示例电场信号201和示例磁场信号203两者的RSSI值。一旦已经计算RSSI值，示例RSSI差确定器210计算与示例电场信号201相关联的RSSI值和与示例磁场信号203相关联的RSSI之间的差(块308)。如先前所述，RSSI差确定器210可以通过用磁RSSI值减去电RSSI值或通过用电RSSI值减去磁RSSI值来计算差。电RSSI值、磁RSSI值和RSSI差被发射到示例权重放大器222用于进一步处理。

在块310，波长确定器212确定示例电场信号201和/或示例磁场信号203的波长和/或频率。在一些实例中，波长确定器308可以通过分析接收的电场信号201和/或示例磁场信号203确定波长和/或频率。另选地，波长可以被编码到电磁信号中。在此类实例中，示例波长确定器212读取数据以确定波长。在一些实例中，示例接收器天线110仅接收来自单个波长(例如，单个范围的波长)的电磁信号。在此类实例中，当接收到电磁信号时，波长确定器212可以不需要或可以总是确定相同的波长。确定的波长被发射到示例权重应用器222用于进一步处理。

在块312，示例相位确定器204确定示例电场信号201的相位角和示例磁场信号203的相位角。一旦已经计算相位角，示例相位差确定器206确定示例电场信号201的相位角和示例磁场信号203的相位角之间的差(块314)。如先前所述，相位差确定器210可以通过磁相位角减去电相位角或通过电相位角减去磁相位角来计算差。相位角差被发射到示例权重放大器222用于进一步处理。

在块316，示例权重应用器222确定示例发射器距离114(例如，发射器100和接收器108之间的距离)是否小于阈值距离。在一些实例中，阈值差基于用户和/或制造偏好预置和/或可调节。在一些实例中，阈值差基于接收的电磁信号的确定的波长和/或频率。示例权重应用器222收集电RSSI值、磁RSSI值、RSSI差和相位角差，并基于示例RSSI差相对距离存储装置214、示例相位差相对距离存储装置216、示例性电RSSI相对距离存储装置218和示例磁RSSI相对距离存储装置220中存储的对应的距离估计近似发射器距离114。在一些实例中，当来自示例性存储装置214至220的所有对应的存储的差接近或超过阈值距离时，权重应用器222确定示例发射器距离114小于阈值距离。例如，如果基于确定的RSSI值、RSSI差和相位角差的存储的距离估计为1.2m、1.7m、1.1m和0.3m，并且阈值差为2m，那么示例权重应用器222确定示例发射器距离114小于阈值距离。在一些实例中，距离估计被求平均。例如，如果存储的距离为1.2m、1.7m、1.1m和0.3m，那么示例权重应用器222将确定1.08m的平均估计(例如，距离估计的平均值)是否小于阈值。在一些实例中，示例权重应用器222基于存储的在阈值距离内的距离估计的数量，确定发射器距离114是否小于阈值差。

如果示例权重应用器222确定示例距离小于阈值距离，那么权重应用器222应用第一组权重(块318)。如果示例权重应用器222确定示例距离不小于阈值距离，那么示例权重应用器222应用第二组权重(块320)。虽然示例流程300具有两组权重(例如，用于短距离和用于长距离)，但是可以存在多个权重用于多个阈值范围(例如，0至1m、1至5m、5至25m等)。如前所述，在较短距离内，RSSI值可以为距离的较好预测器，而在较长距离处，相位角可以为距离的较好预测器。在此类实例中，第一组权重(例如，用于较短距离)可以对RSSI值进行相比相位角更多的加权。另外，第二组权重(例如，用于较长距离)可以对相位角进行相比RSSI值更多的加权。在一些实例中，第一组权重和第二组权重基于接收的电磁信号的波长和/或频率被预置。在一些实例中，第一组权重和第二组权重基于用户和/或制造设置。

在块322，示例权重应用器222确定是否存在可能影响所述一组权重的、关于示例电场信号201和/或示例磁场信号203的任何附加信息。如果存在附加信息，那么示例权重确定器222相应地调节权重(块324)。例如，如果附近存在金属物体，那么电场信号201和磁场信号203之间可能存在差异(例如，电场信号201信号具有与磁场信号203不同的波长和/或振幅)。在此类实例中，权重应用器222可以降低与电RSSI值相关联的权重，并增加与磁RSSI值106相关联的权重。在一些实例中，权重应用器222可以基于估计的相位差距离和估计的RSSI差距离之间的差的量调节权重。在一些实例中，发射器功率可能未知。因为发射机功率影响电RSSI值和磁RSSI值，所以示例权重应用器222可以减小与电RSSI值和磁RSSI值相关联的权重(例如，减小到0)。

在块326，示例权重应用器222基于所述一组权重确定发射器距离114，并且示例报告器224报告发射器距离114。如先前所述，发射器距离114基于存储的距离和确定的所述一组权重确定(例如，发射器_距离＝a₁(D_ΔRSSI)+a₂(D_Δ相位)+a₃(D_{电_RSSI})+a₄(D_{磁_RSSI}))。在一些实例中，报告器224向附加装置发射包括确定的发射器距离114的信号以用于进一步处理。

图4是基于距离404的RSSI值402的曲线图的一种示例曲线图400。示例曲线图400包括频率为13.56MHz的电磁信号的示例相同RSSI 406、示例不同RSSI 408以及示例差RSSI值410(例如，以dBm为单位)。如前所述，相同RSSI值406和不同RSSI 408值可以与示例电场信号201或示例磁场信号203相关联，这取决于示例接收器天线110为电天线还是磁天线。例如，如果示例接收器天线110为电天线，那么相同RSSI值406与电场信号201相关联，并且不同RSSI值408与磁场信号203相关联。如果示例接收器天线110为磁天线，那么相同RSSI值406将与磁场信号203相关联，并且不同RSSI值408将与电场信号201相关联。

在图4的示例曲线图400中，示例RSSI差410为各种距离404下的相同RSSI值406和不同RSSI值408之间的差。示例距离范围412表示其中RSSI差410具有陡斜坡的较短距离的距离范围。如先前所述，基于RSSI差410的估计的距离在较短距离(例如，小于1.5m)处更精确。在此类较短距离中，与RSSI差410相关联的权重可以比例如与相位角差相关联的权重更强。如在示例曲线图400中所示，随着距离增加，RSSI差410接近零，因为相同RSSI值406和不同RSSI 408值变得同步。

图5的示例曲线图500显示各种距离504处的相位角502，包括频率为13.56MHz的电磁信号的示例电场相位506、示例磁场相位508和示例相位差510。在示例曲线图500中，相位差510通过从电相位506中减去磁相位508确定。另选地，相位差510可以通过从磁相位508减去电相位506确定。

距离范围512表示其中相位差510具有较陡斜坡的距离范围。如先前所述，基于相位角差510的估计的距离在较长距离(例如，大于1.5m)处更精确。在此类较长距离中，与相位角差510相关联的权重可以比例如与RSSI差410相关联的权重更强。

图6包括示出各种距离606的一种示例误差平均值604的电磁定位误差平均值比较曲线图600和示出各种距离610的示例误差方差608的电磁定位误差方差比较曲线图602。如在示例误差平均值比较曲线图600中所示，随着示例发射器距离114增加，与相位差510相关联的平均误差604减小，而与RSSI值406、408和RSSI差410相关联的平均误差604增加。在一些实例中，用于确定何时应用第一组权重和第二组权重的阈值距离可以基于与RSSI差410相关联的平均误差604和与相位角差510相关联的平均误差604何时近似相等。

如在示例误差方差比较曲线图602中所示，随着示例发射器距离114增加，与相位差510相关联的方差误差608减小，而与RSSI值406、408和RSSI差410相关联的方差误差608增加。在一些实例中，用于确定何时应用第一组权重和第二组权重的阈值距离可以基于与RSSI差410相关联的方差误差608和与相位角差510相关联的方差误差距离何时近似相等。

图7是能够执行图3的指令以实现图1和图2的示例距离确定器112的一种示例处理器平台700的框图。处理器平台700能够为，例如服务器、个人计算机、移动装置(例如，蜂窝电话、智能电话、平板电脑，诸如iPad^TM)、个人数字助理(PDA)、因特网设备，或任何其它类型的计算装置。

所示实例的处理器平台700包括处理器712。所示实例的处理器712为硬件。例如，处理器712能够由来自任何期望族或制造商的集成电路、逻辑电路、微处理器或控制器实施。

所示实例的处理器712包括本地存储器713(例如，高速缓冲存储器)。图7的示例处理器712执行图3的指令以实施图2的示例电磁接收器202、示例相位确定器204、示例相位差确定器206、示例RSSI确定208、示例RSSI差确定器210、示例波长确定器212、示例RSSI差相对距离存储装置214、示例相位差相对距离存储装置216、示例电RSSI相对距离存储装置218、示例磁RSSI相对距离存储装置220、示例权重应用器222、示例报告器224，以实施示例距离确定器112。所示实例的处理器712经由总线718与包括易失性存储器714和非易失性存储器716的主存储器通信。易失性存储器714可以由同步动态随机存取存储器(SDRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、RAMBUS动态随机存取存储器(RDRAM)和/或任何其它类型的随机存取存储器装置实施。非易失性存储器716可以通过闪存和/或任何其它期望类型的存储器装置实施。对主存储器714、716的访问受时钟控制器的控制。

所示实例的处理器平台700还包括接口电路720。接口电路720可以由任何类型的接口标准(诸如以太网接口、通用串行总线(USB)和/或PCI express接口)实施。

在示出的实例中，一个或更多个输入装置722连接到接口电路720。(一个或更多个)输入装置722允许用户将数据和命令输入处理器712。(一个或更多个)输入装置能够由例如传感器、麦克风、相机(照片或视频)、键盘、按钮、鼠标、触摸屏、跟踪板、跟踪球、滑鼠(isopoint)和/或语音识别系统实施。

一个或更多个输出装置724也连接到示出的实例的接口电路720。输出装置724能够由例如显示装置(例如，发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)、液晶显示器、阴极射线管显示器(CRT)、触摸屏、触觉输出装置和/或扬声器)实施。因此，示出的实例的接口电路720通常包括图形驱动器卡、图形驱动器芯片或图形驱动器处理器。

示出的实例的接口电路720还包括通信装置，诸如发射器、接收器、收发器、调制解调器和/或网络接口卡，以帮助经由网络726(例如，以太网连接、数字用户线(DSL)、电话线、同轴电缆、蜂窝电话系统等)与外部机器(例如，任何类型的计算装置)交换数据。

所示实例的处理器平台700还包括用于存储软件和/或数据的一个或更多个大容量存储装置728。此类大容量存储装置728的示例包括软盘驱动器、硬盘驱动器、高密度盘驱动器、蓝光光盘驱动器、RAID系统和数字多功能盘(DVD)驱动器。

图3的编码指令732可以存储在大容量存储装置728、易失性存储器714、非易失性存储器716和/或可移除有形计算机可读存储介质(诸如CD或DVD)中。

根据上述内容，应当理解，上述公开的方法、设备和制造的制品基于与发射器产生的电场相关联的RSSI值、与发射器产生的磁场相关联的RSSI值、电RSSI值和磁RSSI值之间的差以及与电场相关联的相位角和与磁场相关联的相位角之间的差来确定发射器距离(例如，接收器和发射器之间的距离)。使用本文公开的实例，总体性能可以在距离误差平均值上提高36％，在距离误差方差上提高28％。另外，因为RSSI差和相位差不受发射功率水平影响，所以能够确定发射器和接收器之间的距离而不需要考虑变化的发射功率的附加电路。

用于确定接收器和发射器之间的距离的常规技术仅包括相位角。此类常规技术在较短距离处失去有效的精确性和准确性。通过使用与电场和磁场相关联的RSSI值相关联的数据以及与电场和磁场相关联的相位角相关联的数据的组合，在长距离和短距离两者处，接收器能够精确地确定发射器和接收器之间的距离。

虽然本文已描述了特定示例方法、设备和制造制品，但是本专利的覆盖范围不限于此。相反，本专利覆盖了完全落入本专利的权利要求的范围内的所有方法、设备和制造制品。