基于报文拆分的定位的制作方法

本发明的实施例涉及数据接收器。进一步的实施例涉及具有数据发射器和至少一个数据接收器的通信系统。一些实施例涉及基于报文拆分的定位。
背景技术：
：de102009060592b4描述了一种使用跳频方法(例如，来自ieee802.15.4)测量两个节点之间的距离的方法。在这种情况下，两个节点a和b以相同距离δf改变它们的本地振荡器(lo)频率。两个节点在不同频率上向彼此发送数据分组(理想地是正弦音/波)，然后在内部确定相对于载波相位的第一值。然后，将两个频率切换δf，并分别确定第二值。距离由两个相位值的差确定。如果传输的时间距离相等，则quarz容差在计算中相互抵消。为了减少多径传播，在整个频带中执行若干测量，并且通过ifft计算信道脉冲响应以便确定第一接收信号。de102011082098描述了报文拆分。这里，报文被拆分成几个子分组。这种子分组称为跳。几个信息符号在跳中传输。跳在所谓的跳频方法中以一个频率发送或者拆分在几个频率上发送。在各跳之间，存在不发生传输的暂停。另见[g.kilian，h.petkov，r.psiuk，h.lieske，f.beer，j.robert，和a.heuberger，“improvedcoverageforlow-powertelemetrysystemsusingtelegramsplitting”，2013年欧洲智能对象、系统和技术会议(smartsystech)，2013年]。此外，消息的重传是已知的。在aloha方法或slottedaloha方法中，消息在随机时间点从传感器节点向基站发送。结果，与网络中的若干参与方发生冲突。为了降低冲突概率，可以重复传输消息。消息的这种重复传输也可以在不同的频率上进行(跳频)。技术实现要素：本发明的目的是提供一种构思，能够在遥测系统中实现多个传感器节点的更准确和/或稳健的定位。该目的通过独立权利要求来实现。可以在从属权利要求中找到有利的实施方式。实施例提供了一种数据接收器，其具有用于接收子数据分组的单元，用于确定相位差的单元和用于确定距离差的单元。用于接收子数据分组的单元被配置为从数据发射器接收至少两个子数据分组，并且组合所述至少子数据分组以获得数据分组，该数据分组是由数据发射器拆分成至少两个子数据分组进行发送的，其中，所述至少两个子数据分组中的每一个都比所述数据分组短；其中，所述用于接收子数据分组的单元被配置为在至少两个不同的载波频率上接收所述至少两个子数据分组。用于确定相位差的单元被配置为确定由所述至少两个不同的载波频率和路径延迟引起的所述至少两个子数据分组之间的相位差。用于确定数据接收器和数据发射器之间的距离差的单元被配置为基于所确定的至少两个子数据分组之间的相位差来确定所述距离差。另外的实施例提供了一种具有数据发射器和数据接收器的通信系统。数据发射器包括：用于生成子数据分组的单元，被配置为将数据分组拆分为至少两个子数据分组，其中，所述至少两个子数据分组中的每一个都短于所述数据分组；以及用于发送子数据分组的单元，被配置为在至少两个不同的载波频率上发送至少两个子数据分组。数据接收器包括：用于接收子数据分组的单元，用于确定相位差的单元和用于确定距离差的单元。用于接收子数据分组的单元被配置为从数据发射器接收至少两个子数据分组，并且组合所述至少子数据分组以获得数据分组，该数据分组是由数据发射器拆分成至少两个子数据分组进行发送的，其中，所述至少两个子数据分组中的每一个都比所述数据分组短；其中，所述用于接收子数据分组的单元被配置为在至少两个不同的载波频率上接收所述至少两个子数据分组。用于确定相位差的单元被配置为确定由所述至少两个不同的载波频率和路径延迟引起的所述至少两个子数据分组之间的相位差。用于确定数据接收器和数据发射器之间的距离差的单元被配置为基于所确定的至少两个子数据分组之间的相位差来确定所述距离差。另外的实施例提供了一种用于确定数据发射器和数据接收器之间的距离差的方法。该方法包括以下步骤：利用数据接收器在至少两个不同的载波频率上接收由数据发射器发送的至少两个子数据分组。此外，所述方法包括以下步骤：组合所述至少两个子数据分组以获得数据分组，该数据分组是由数据发射器拆分成至少两个子数据分组进行发送的，其中，所述至少两个子数据分组中的每一个都比数据分组短。此外，该方法还包括以下步骤：确定数据接收器处的所述至少两个子数据分组之间的相位差，该相位差由所述至少两个不同的载波频率和路径延迟引起。此外，该方法还包括以下步骤：基于所确定的所述至少两个子数据分组之间的相位差来确定数据接收器和数据发射器之间的距离差。附图说明参考附图更详细地描述了本发明的实施例，其中：图1示出了根据实施例的具有数据发射器和数据接收器的系统的示意性电路框图；图2以示意图示出了使用报文拆分方法在数据分组的传输期间传输信道的占用情况；图3示出了根据实施例的具有一个数据发射器和两个数据接收器的通信系统的示意图；图4a以示意图示出了包括线性频率增加的信号；图4b以示意图示出了包括阶梯式频率增加的信号；图5以示意图示出了根据实施例的具有在时间上分布其跳频的信号；图6以示意图示出了根据实施例的不同载波频率上的多个子数据分组的分布，使得不同载波频率的部分与用于传输的频带的频率边缘相邻；图7以示意图示出了根据实施例的传感器节点的位置，两个基站110的位置以及由模糊相位差测量产生的三个双曲线组；图8示出了根据实施例的具有若干传感器节点和两个基站的通信系统的示意图；图9示出了根据实施例的数据分组以及将其划分为在时间和在频率上分布的多个子数据分组的示意图；以及图10示出了根据实施例的用于确定数据发射器和数据接收器之间的距离差的方法的流程图。在随后的本发明实施例的描述中，相同元件或具有相同效果的元件在附图中用相同的附图标记表示，使得它们的描述是可互换的。具体实施方式图1示出了根据实施例的具有数据发射器100和数据接收器110的通信系统180的示意性框图。数据发射器100包括：用于生成子数据分组142_1至142_n的单元，该单元被配置为将数据分组拆分为至少两个子数据分组142_1至142_n(n≥2)，其中该至少两个子数据分组142_1至142_n中的每一个都比数据分组短；以及包括用于发送子数据分组的单元(传输单元)102，该单元被配置为在至少两个不同的载波频率上将所述至少两个子数据分组142_1至142_n发送至数据接收器110。数据接收器110包括用于接收子数据分组的单元(接收单元)116，用于确定相位差的单元117和用于确定距离差的单元118。用于接收子数据分组的单元116被配置为从数据发射器100接收所述至少两个子数据分组142_1至142_n，并且组合所述至少两个子数据分组142_1至142_n以便获得数据分组，该数据分组是由数据发射器100拆分成所述至少两个子数据分组142_1至142_n进行发送的，其中所述至少两个子数据分组142_1至142_n中的每一个都短于所述数据分组，其中用于接收子数据分组的单元116被配置为在至少两个不同的载波频率上接收所述至少两个子数据分组142_1至142_n。用于确定相位差的单元117被配置为确定所述至少两个子数据分组142_1至142_n之间的相位差，所述相位差由所述至少两个不同的载波频率和路径延迟引起。用于确定数据接收器110和数据发射器100之间的距离差的单元118被配置为基于所确定的所述至少两个子数据分组142_1至142_n之间的相位差来确定距离差。如图1中示例性示出的，数据发射器100可以包括传输单元102，传输单元102被配置为发送多个子数据分组142_1至142_n。例如，传输单元102可以是传输模块或发射器。用于生成子数据分组的单元101可以在发送模块或发射器中实现。传输单元102可以连接到数据发射器100的天线104。数据发射器100可以可选地包括接收单元(或接收模块或接收器)106，接收单元被配置为接收数据(例如，数据分组或多个子数据分组)。接收单元106可以连接到天线104或数据发射器100的另一(单独的)天线。数据发射器100还可以包括组合的发送/接收单元(收发器)。数据接收器110可以包括被配置为接收数据120的接收单元116。例如，接收单元116可以是接收模块或接收器。用于确定相位差的单元117和/或用于确定距离差的单元118也可以在接收模块或接收器中实现。接收单元116可以连接到数据接收器110的天线114。可选地，数据接收器110可以包括配置成发送数据(例如，数据分组或多个子数据分组)的传输单元(或发送模块或发射器)112。发送单元112可以连接到天线114或数据接收器110的另一(单独的)天线。数据接收器110还可以包括组合的发送/接收单元(收发器)。在实施例中，数据发射器100可以是传感器节点，而数据接收器110可以是基站。通常，通信系统180包括至少一个数据接收器110(基站)和多个数据发射器(传感器节点，例如加热计)。显然，数据发射器100也可以是基站，而数据接收器110是传感器节点。此外，数据发射器100和数据接收器110可以是传感器节点。另外，数据发射器100和数据接收器110也可以是基站。数据发射器100和数据接收器110可以被配置为通过使用报文拆分方法分别发送和接收数据120。这里，报文或数据分组被拆分成多个子数据分组(或部分数据分组或部分分组)142_1至142_n，并且子数据分组142_1至142_n由数据发射器100根据调频模式140在时间上分布和/或在频率上分布地发送至数据接收器110，其中数据接收器110结合(或组合)子数据分组以获得数据分组。每个子数据分组142_1至142_n仅包含数据分组的一部分。数据分组还可以被信道编码，使得并非需要所有子数据分组142_1至142_n用于数据分组的无差错解码，而仅仅是子数据分组142_1至142_n的一部分。如前所述，可以根据时间和/或频率跳变模式来执行多个子数据分组142的时间分布。跳时模式可以指示传输子数据分组142_1至142_n的传输时间序列或传输时间间隔。例如，可以在第一传输时间(或在第一传输时隙中)传输第一子数据分组142_1，以及可以在第二传输时间(或在第二传输时隙)传输第二子数据分组142_2，其中，第一传输时间和第二传输时间不同。跳时模式可以定义(或指定或指示)第一传输时间和第二传输时间。或者，跳时模式可以指示第一传输时间以及第一传输时间与第二传输时间之间的时间间隔。显然，跳时模式也可以仅指示第一时间和第二传输时间之间的时间间隔。在子数据分组142_1至142_n之间可以存在不传输任何内容的传输暂停。子数据分组142_1至142_n也可以在时间上重叠(相交)。跳频模式可以指示传输子数据分组142_1至142_n的传输频率序列或传输跳频。例如，可以以第一传输频率(或在第一频道中)传输第一子数据分组142_1，以及可以以第二传输频率(或在第二频道中)传输第二子数据分组142_2，第一传输频率和第二传输频率不同。跳频模式可以定义(或指定或指示)第一传输频率和第二传输频率。或者，跳频模式可以指示第一传输频率以及第一传输频率与第二传输频率之间的频率间隔(传输跳频)。显然，跳频模式也可以仅指示第一传输频率和第二传输频率之间的频率间隔(传输跳频)。显然，多个子数据分组142_1至142_n也可以由数据发射器100在时间和频率上分布地发送至数据接收器110。可以根据跳时/跳频模式来执行多个数据分组142_1至142_n在时间和频率上的分布。跳时/跳频模式可以是跳时模式和跳频模式的组合，即，利用其传输子数据分组142_1至142_n的传输时间序列或传输时间间隔，其中传输频率(或传输跳频)与传输时间(或传输时间间隔)相关联。图2以示意图示出了使用报文拆分方法在数据分组的传输期间的传输信道的占用情况。纵坐标描述频率，横坐标描述时间。如在图2中可以看到的，数据分组可以被分布到多个子数据分组142_1到142_n，并且可以由数据发射器100根据跳时/跳频模式在时间(例如，在不同的时隙中)和频率(例如，在不同的频道中)上分布地发送至数据接收器110。如在图2中可以进一步看到的，可以将同步序列(或导频序列)分布给多个子数据分组142_1至142_n，使得多个子数据分组142_1至142_n每一个都包括部分同步序列(或部分导频序列)144_1至144_n。图3示出了根据实施例的具有数据发射器100和两个数据接收器110_1和110_2的通信系统180的示意图。数据发射器100包括：用于生成子数据分组142_1至142_n的单元，该单元被配置为将数据分组拆分为至少两个子数据分组142_1至142_n(n≥2)，其中该至少两个子数据分组142_1至142_n中的每一个都比数据分组短；以及包括用于发送子数据分组的单元(发送单元)102，该单元被配置为在至少两个不同的载波频率上将所述至少两个子数据分组142_1至142_n发送至数据接收器110。第一数据接收器110_1包括用于接收子数据分组的单元(接收单元)116_1，该单元被配置为接收数据发射器100的所述至少两个子数据分组142_1至142_n，并且组合所述至少两个子数据分组142_1至142_n以便获得数据分组，该数据分组是由数据发射器100拆分成所述至少两个子数据分组142_1至142_n进行发送的，其中所述至少两个子数据分组142_1至142_n中的每一个都短于所述数据分组，其中用于接收子数据分组的单元116_1被配置为在至少两个不同的载波频率上接收所述至少两个子数据分组142_1至142_n。此外，通信系统180包括用于确定相位差的单元117_1，该单元被配置为确定至少两个子数据分组142_1至142_n之间的相位差，该相位差由至少两个不同的载波频率和路径延迟引起。此外，通信系统180包括用于确定数据接收器110和数据发射器100之间的距离差的单元118_1，该单元被配置为基于所确定的至少两个子数据分组142_1至142_n之间的相位差来确定距离差。在实施例中，第一数据接收器110_1可以包括用于确定相位差的单元117_1和/或用于确定距离差的单元118_1。或者，通信系统180可以包括中央处理单元182，该中央处理单元包括用于确定相位差的单元117_1和/或用于确定距离差的单元118_1。第二数据接收器110_2还可以包括用于接收子数据分组的单元116_2，该单元被配置为从数据发射器100接收至少子数据分组142_1至142_n，并且将该至少两个子数据142_1至142_n组合以获得数据分组，该数据分组是由数据发射器100拆分成至少两个子数据分组进行发送的，其中，用于接收子数据分组的单元116_2被配置为在至少两个不同的载波频率上接收所述至少两个子数据分组。用于确定相位差的(例如，第一数据接收器110_1或中央处理单元182的)单元117_1或用于确定相位差的(例如，第二数据接收器110_2的)另一单元117_2可以被配置为确定所述至少两个子数据分组之间的另一相位差，该另一相位差由至少两个不同的载波频率引起。用于确定距离差的(例如，数据接收器110_1或中央处理单元182的)单元118_1或用于确定距离差的(例如，第二数据接收器110_2的)另一单元118_2可以被配置为基于所确定的至少两个子数据分组142_1至142_n之间的另一相位差来确定第二数据接收器110_2和数据发射器100之间的另一距离差。在实施例中，通信系统180可以包括用于确定数据发射器100的位置的单元119，该单元被配置为基于所确定的相位差和所确定的另一相位差来确定数据发射器100的位置。用于确定数据发射器100的位置的单元119可以集成到两个数据接收器110_1和110_2中的一个中，或者可以集成到通信系统180的中央处理单元182中。在下文中，更详细地描述数据发射器100和数据接收器110(或两个数据接收器110_1和110_2)的详细实施例。作为示例，假设具有图1中所示的数据发射器100和数据接收器110的通信系统180是具有同步基站110(优选地通过精度范围为15ns的gps)的lpwa(低功率广域)网络。若干基站110接收传感器节点(数据发射器，例如带有传感器的标签)100的传输信号120，这可以以单向或双向方式实现。传感器节点100可以发送分布在若干频率上的数据120。然而，随后的描述也可以应用于除lpwa网络之外的其他通信系统。此外，随后的描述还可以应用于数据发射器100和数据接收器110的其他实现方式。因此，数据接收器110不限于实现为(同步的)基站，而数据发射器100不限于实现为传感器节点。阶梯式频率扫描代替发送具有线性频率增加的信号，如图4a中作为示例所示，在实施例中，传感器节点100可以被配置为发送具有阶梯式频率增加或突然频率增加的信号(跳频142_1至142_7)，如图4b所示。详细地，图4a以示意图示出了具有线性频率增加(频率啁啾或fm啁啾)的信号，而图4b以示意图示出了具有阶梯式频率增加的信号。在图4a和图4b中，纵坐标描述频率，横坐标描述时间。与图4a中所示的具有线性频率增加的信号相比，具有图4b所示的阶梯式频率增加的信号的优点是它可以由许多商业上可获得的遥测芯片来产生。此外，该信号还具有以下优点：可以在阶梯内相干地操作或传输。另外，该信号还具有以下优点：通过使用许多频率，可以检测和/或去除多径传播。报文拆分在实施例中，如图5所示，传感器节点100还可以被配置为在时间和频率上分布具有图4b所示的阶梯式频率增加的信号的阶梯。详细地，图5以示意图示出了频率以突然方式变化的信号。在图5中，纵坐标描述频率，横坐标描述时间。传感器节点100还可以被配置为发送包括多个跳频1421至1426的信号，其中数据发射器100不进行发送的传输暂停存在于跳频142_1至142_6之间。每个跳频142_1至142_6中都可以包括不同的频率，或者可以在不同的频道中发送。例如，为了获得多个跳频142_1至142_6，数据发射器可以改变其载波频率。此外，传感器节点100可以被配置为在多个跳频142_1至142_6中的每一个发送多个子数据分组中的一个。在实施例中，传感器节点100还可以被配置为在不同的载波频率上向数据接收器110发送多个子数据分组。与图4b中所示的具有阶梯式频率增加的信号相反，具有在图5中所示的在时间和频率上分布的跳频的信号的优点是由于时间分集而具有鲁棒性。此外，该信号的优点是，由于传输暂停，可以执行简单的干扰检测。由此，遥测节点的协调传输是不可能的，定位系统变得鲁棒并且还可以在具有高干扰占空比的非协调频带中操作。频带边缘的若干跳在实施例中，传感器节点100还可以被配置为在不同的载波频率上发送多个子数据分组142_1至142_6，其中不同载波频率的至少一部分与用于该传送的频带的频率边缘相邻，如图7所示。图6以示意图示出了不同载波频率上的多个子数据分组142_1至142_6的分布，使得不同载波频率的一部分与用于传送的频带的频率边缘相邻。纵坐标描述频率，横坐标描述时间。与频带的频率边缘相邻的载波频率可以指的是载波频率与相应频率边缘之间的频率距离小于载波频率与频带中心之间的距离的事实。在频带边缘处布置的更多跳(子数据分组)的优点是更高的定位精度。根据cramér-rao界限，频带边缘处的更多信号能量增加了定位精度。均匀分布的能量增加了多径分辨率。子数据分组的选择性能量分布式放置在实施例中，传感器节点可以被配置为发送分布在多个子数据分组上的两个或更多个数据分组，其中该两个或更多个数据分组的子数据分组可以在时间和/或频率上不同地分布，使得其中一个数据分组的子数据分组被布置得更靠近频带边缘，以便提高传感器节点100的定位精度；以及使得另一个数据分组的子数据分组被布置得更靠近频带中心，以便增加多径检测的分辨率。换句话说，根据要求或原则上，发射器可以发送两个或更多个不同分布的报文。频带边缘具有能量的分组用于提高定位精度；分布在频谱中的其他报文用于获得更好的多径分辨率。可以想象以自适应方式(基于当前测量但也基于历史测量)执行该分布，即，当基于考虑到若干分布的子频带来检测具有较少多径的场景时，仅仅或大部分频带边缘在未来的传送中被占用。跳在时间和频率上的不规则分布从理论上已知，样本值的不规则分布部分地允许更好的能量效率和带宽效率。此外，与均匀分布相比，利用线性天线以及利用在相同的总孔径情况下的不规则的天线元件分布可以提高估计精度(更小的平均箭头方块)。类似于天线分布，这里可以考虑时间和/或频率的分布(以改善时间分辨率)。相对于使用线性组天线的方向估计的类比表明，时隙和频率子频带中的不规则分布也使得能够在相同信号能量的情况下进行精度和多径分辨率的折衷。有关于引入采样的人工抖动的研究，例如，[chaabane，m.；biebl，e.m.，“atagcomplexityreductionapproachforcode-basedcooperativerangingsystems，”，positioningnavigationandcommunication(wpnc)，201310thworkshopon，vol.，no.，pp.1，7，2013年3月20-21日]以及[l.schuchman，“dithersignalsandtheireffectonquantizationnoise，”，ieeetrans.communications12，pp.162-165，1964年12月]。这里，例如，也可以使用分组开始的抖动来平滑量化。然而，这使得成果出自压缩式/压缩感测或压缩式/压缩采样的情况下，其使用与参数重建相关的人工抖动。例如，其他相关方面是uwb系统的脉冲位置调制。像[kalverkamp，gerrit；schaffer，bernhard；biebl，erwin，″nonuniformsteppedfrequencyradarschemereducingspectrumoccupancyanddataacquisitiontime，”，microwaveconference(gemic)，2014german，vol.，no.，pp.1，4，2014年3月10-12日]，[kalverkamp，g.；schaffer，b.；biebl，e.，“ofdm-basedrangingapproachforvehicularsafetyapplications，”vehiculartechnologyconference(vtcfall)，2013ieee78th，vol.，no.，pp.1，5，2013年9月2-5日]这类成果表明用于传播时间估计的频谱中不规则信号分布的优点。在实施例中，基站(数据接收器)110可以通过如下所述的已知跳频δf来确定差分相位。发射器100可以在每个跳频k处发送载波或窄带调制信号，其频率为fk以及未知的任意相位对于时间t，以下适用于所述载波：这里，tk可以是第k个跳频间隔的开始时间，tg可以是允许发射器100中(并且在接收器110中利用部分模拟实现)的频率合成以至稳定(环路稳定时间)的保护间隔。在报文拆分方法中，保护间隔tg通常可以大于一跳(子数据分组)的传输持续时间。然后可以通过以下方式得到整体信号：接收器110现在可以基于互中心频率fc，m＝fc(也是所有接收器的)以及接收相位将所有跳频上的的整体信号混合到基带中。在接收器110中，噪声信号m现在可能存在。这里，wm(t)可以是加性噪声，βm＞0可以是路径损耗。从了解(或检测)跳变模式，可以提取各个突发(子数据分组)：在数字基带中，可以补偿剩余的频率偏差，使得仅保留时间上恒定的相位项。或者，可以基于已知的频率偏差直接估计相位。这里，对相量p＝exp(jφ)而非相位φ进行估计(两者基本相同)：距离信息或延迟信息可以基于形成差异或共轭复数乘法来确定：这样，可以消除接收器的相互相位影响利用传播路径，产生相位斜坡，该相位斜坡由任意分布的相位篡改。这些被收集在接收器110中：vm，k对δp12，m的估计的噪声项建模。这些被转发到中央处理单元(载波频率的其他组合也是可能的，但是，它们必须能够归于上述，例如然而，通过与下一个接收器的相量(或相位)形成另一差异，可以消除该相位：这产生了剩余噪声项um，k。从这些相位，例如，可以导出模糊的传播时间差或距离差。用于这里的方法将是频率估计器(用于估计主导延迟)和子空间方法，例如music或esprit。通过添加至少一个另外的(第三)接收器并考虑可能的模糊度，可以例如基于双曲线定位来确定一个或多个可能的2d位置。例如，对于3d位置，至少需要四个接收器。对幅度或附加方向信息的考虑(例如，通过基于接收器110_1和110_”处的天线阵列的测量值的方向估计)也可以支持模糊度的分辨率。通过相量的计算的优点是：通过包裹效应将模糊度或误差的分辨率转移到信号处理链中的后面，使得它仅需要执行一次。然而，与直接相位考虑相比，所需的乘法处理导致噪声增加。距离差的模糊度由最小频率差定义：因此后续表格示例性地列出距离模糊度damb，这取决于最小频率差δfmin：δfmindamb1khz300km10khz30km100khz3km1mhz300m10mhz30m如果移动设备通过接收单元进行扩展并且分布式接收设备通过发送单元进行扩展，则中央处理单元可以位于接收器中的一个或外部服务器中，或者如果适用的话，可以位于移动发射器中。如果传输频率f_1至f_2的跳频可以在传感器节点100中相干地发生，则该相位差与传播时间或传感器节点100与基站110之间的距离成比例。由于传输不同时发生，因此，由于在传感器节点100中切换pll时的瞬态过程以及由于在传输不同频率的两个传输信号时的时间偏移导致相位偏移φ0。如果在基站110中不知道该相位偏移，则不能从差分相位计算信号传播时间。如果适用，可以针对每个频率、针对芯片计算相位位置的偏移一次，并且如果适用的话，也可以通过温度来计算相位位置的偏移。例如，通过传感器节点100上的附加sdr芯片执行校准。由于该相位偏移的起源位于传感器节点100中，因此它在所有基站110中均等地发生。这就是为什么可以通过减去不同基站110的相位差来计算该偏移、并且可以在传播时间计算期间对其进行补偿的原因。报文部分在频率中的分布导致可能在其间发生折衷的主要区域。均匀(等距)分布在频谱上的信号导致良好的多径分辨率并且最小化模糊度的发生(信号不是等距但平均均匀，准随机分布在频谱上能够实现甚至更好的分辨率，但是在计算方面更难处理)。集中在频带隙处的信号使得能够更准确地估计强主导路径的延迟(例如，在纯awgn中，完全在频带边缘上的功率分布是最佳的)。然而，原则上，可以使用传输频率的任何分布。图7以示意图示出了传感器节点110(tx)的位置，两个基站110(rx)的位置以及示出三个双曲线组的曲线。这些是由相位差测量相对于距离差的模糊度引起的。具有三种不同的标准波长(5，10，15或相应的载波频率)的信号用于此。图中(或抽象解释中)中的交互允许解决模糊度问题并选择发射器(tx)所在的双曲线(大约发生几次)。x轴和y轴跨越要由通信系统覆盖的空间，发射器tx也位于其中。换句话说，图7示出了基于多频信号的模糊度分辨率。上述过程的要求是相对于基站110的信道采样的开始时间尽可能准确的时间同步，其中所需时间同步的(标准)偏差是基于所需的空间分辨率dres的。后续表列出了空间分辨率dres，其取决于时间同步σδt：dresσδt10cm＜＜0，33ns1m＜＜3，3ns10m＜＜33ns此外，发射器100中的频率生成应该稳定到这样的程度：即可以通过对跳频载波进行平均来计算相位：然而，还可以通过时间上不稳定的振荡器的模型来估计相位。在实施例中，假设发送节点(数据发射器100)中的振荡器在短时间内是准静态的，即在跳频的传输期间是准静态的。反过来，接收器110中的频率生成应该稳定到这样的程度：在所有考虑的跳频上保持因为相位斜坡(在频率上)的计算可能另外被篡改。或者，如果适用的话，也可以进行相变的建模和补偿(us8,363,768)。在实施例中，假设接收器节点(数据接收器)110中的振荡器中期/长期是准静态的。与定位相关的遥测系统概述图8示出了根据实施例的具有若干传感器节点(数据发射器)100和两个基站(数据接收器)110_1和110_2的通信系统180的示意图。如图8所示，两个基站110可以接收由传感器节点100中的一个发送的信号120。两个基站110_1和110_2可以被配置为基于上述接收信号120的相位测量来确定传感器节点100相对于两个基站110_1和110_2的位置。在实施例中，两个基站110_1和110_2可以可选地在时间上同步。在这种情况下，传感器节点100的位置可以进一步或另外基于传播时间测量来确定。换句话说，图8示出了与定位有关的遥测系统的概述。这里描述的遥测波形(＝子数据分组142_1至142_n在时间和/或频率上的分布)支持传感器节点(例如标签)100的抗多径精确角度测量和传播时间测量。传感器节点100将传感器信息传送到基站110_1和110_2和/或可以被定位。如果第一基站(bs1)110_1在时间上不与第二基站(bs2)110_2同步，则可以通过角度测量和三角测量来执行定位。如果第一基站(bs1)110_1在时间上与第二基站(bs2)110_2同步，则可以通过传播时间测量来执行定位(除了角度测量之外)。遥测系统的基础设计在实施例中，例如，数据发射器100可以是传感器节点(sk)。例如，传感器节点可以包括用于能量收集的单元、电池或任何其他电源。传感器节点100将数据传送到数据接收器。在实施例中，数据接收器110可以是基站(bs)。基站连接到其他基站，并且如果适用的话，以有线(电缆或玻璃纤维)或无线方式连接到监视和服务节点(即，连接到整个核心网络)。在实施例中，遥测系统可以是单向的，即数据仅从传感器节点传送到基站，或可以是双向的，即数据从传感器节点传送到基站，也从基站传送到传感器节点。在下文中，传输仅从传感器节点100传送到基站。定位系统的基础设计在实施例中，遥测发射器(传感器节点)100的定位可以适应于发射的信号。空间分布式接收器110可识别经由天线(例如，通过前导码或另一训练信号模式)接收的信号120并对其进行数字采样。由于跳(子数据分组)的典型低带宽，传播时间测量不可能具有足够的准确性和鲁棒性。因此，信号被视为若干跳(子数据分组)上的整体。这增加了可以使用的总信号带宽。考虑到跳频，可以在每个接收器110中估计(频率)平坦信道。例如，可以在频率区域中以时间上连续的方式对信道进行采样。与载波频率相比，由于整体信号的窄带性质，因此窄带近似是适用的，并且也可以假设自由空间路径损耗a(f，d)＝a0(d)在频率上(但是，不是在距离d上)是恒定的。对于多径信道的每个接收路径i，信道的相位斜坡根据信号的延迟(路径延迟)产生频率区域(离散频率fk)：其中表示发射器和第n个接收器之间的初始相位差。例如，从所描述的相位斜坡的斜率，可以导出延迟(路径延迟)τ。在多径传播中，交叠作为结果产生，因此不同延迟(路径延迟)的信号交叠并且也可以被估计，例如，基于music算法[fock，g.，meyr，h.，schulz-rittich，p.，&schenke，a.，，lowcomplexityhighresolutionsubspace-baseddelayestimationfords-cdma.“ieeeinternationalcommunicationsconference，icc2002.]。因此，直接路径(视距，los)的相关延迟是最小延迟，即第一输入/可检测路径的延迟。在非视距(nlos)的情况下，结果出现可能在位置估计中被截获的系统篡改估计。这可以通过nlos检测并拒绝nlos信号以及通过在遮挡之前和遮挡期间暂时跟踪(第一以及可能第二)迂回路径来完成。与传统方法相反，其中，在时间区域中，在在所有接收器110中在整个预期信号上(即，在所有跳(子数据分组)上)执行相关，以便检测第一路径，在一些实施例中，比较不同空间分布的接收器110的延迟以得到(数据发射器100的)位置。接收器110的布置和同步确定了要遵循的定位方法。根据第一定位方法，假设天线是空间分布的并且接收器在时间上是同步的，则可以使用tdoa方法(到达时间差，传播时间差的测量，其中测量时间戳的传播时间差)。根据第二定位方法，假设天线紧密地布置在一起并且接收器110是时间/相位同步的，则可以使用doa方法(到达方向)。根据第三定位方法，假设天线是分布式的并且接收器110是时间/相位同步的，则在另外集中收集采样数据的情况下，可以使用相位tdoa(模糊度)，或者可以使用基于相位测量和调制测量(模糊度)的直接定位方法[n.hadaschik，b.sackenreuter，andm.fabbinder，″directpositioningwithmultipleantennaarrays，″2015internationalconferenceonindoorpositioningandindoornavigation(ipin)，banff，canada，2015.]。显然，可以使用上述定位方法的组合，例如，在相位测量中发生的模糊可以通过doa和tdoa测量来解决。在有噪声(相位)调制信号的情况下，在第一步骤中，可以基于其已知的同步符号(sync符号)来检测和解调子数据分组。在第二步骤中，可以解码数据符号。这样，它们最初的无噪声相位(相位/频率调制中)是已知的。在第三步骤中，这些相位偏移可以再次用于定位，如图9所示。图9示出了数据分组141的示意图以及将其分成在时间和频率上分布的多个子数据分组142_1至142_n。数据分组141可以包括数据符号143以及同步符号144。如在图9中可以看到的，数据分组141可以被分为多个子数据分组142_1至142_n，使得所述多个子数据分组142_1至142_n中的每个都包括数据符号的一部分和/或同步符号的一部分。例如，第一子数据分组142_1可以包括两个数据符号和一个同步符号，而第二子数据分组142_2可以包括四个数据符号，第三子数据分组142_3可以包括两个同步符号，而第四子数据分组142_4可以包括两个数据符号和一个同步符号。另外，子数据分组142_1至142_n可以按频率分布。例如，第一子数据分组142_1可以在第一频率f1上发送，而第二子数据分组142_2和第三子数据分组142_3可以在第二频率f2上发送，第四子数据分组142_4可以在第四频率f3上发送。子数据分组142_1至142_n还可以在时间上分布，使得在子数据分组142_1至142_n之间存在不传输任何内容的传输暂停。例如，第一传输暂停t1可以存在于第一和第二子数据分组142_1和142_2之间，其中第二传输暂停可以存在于第二和第三子数据分组142_2和142_3之间，并且其中第三传输暂停t3可以存在于第三和第四子数据分组142_3和142_4之间。传输暂停可以具有相同的长度或不同的长度。在实施例中，可以考虑直接选择的和已知的信号形式。其他实施例实施例提供了一种具有适合于定位的相应波形的通信系统。该通信系统的特征在于，要传送的数据分组被分布到子分组，每个子分组具有至少一个符号，该子分组被调制到载波频率f1上，并且其特征还在于，具有至少一个符号的另外的子分组在另外的载波频率f2，...fn上发送。此外，通信系统的特征在于，子分组可以在时间上间隔开地传送，以便降低对干扰的敏感度和多径阻力。此外，通信系统的特征在于，频率间隔fn-fn-1是可变的，但是对接收器是已知的。此外，通信系统的特征在于，时间间隔tn-tn-1是可变的，但是对接收器是已知的。在实施例中，可以根据以下规则来执行子分组(子数据分组)的分布。为了提高定位精度，可以在频带边缘以累积方式发送载波。为了增加多径分辨率，载波可以更规则地分布在频带中。或者，也可以根据信道属性以自适应方式执行分布。在实施例中，可以通过测量同步基站中不同子分组(子数据分组)的相位差来确定基站和传感器节点之间的距离。在实施例中，跳频可以是相干的。可以在切换载波频率时执行pll的相位偏移的校准，并且可以在发射器或接收器中执行补偿。此外，传感器节点可以借助于sdr接收器来测量其tx跳(发送的子数据分组)相对于之前的跳(先前发送的子数据分组)的相位偏移，其中sdr接收器同时接收并且相干地保持于一个频率(例如，在10khz的带宽内，则其必须改变其频率)。可以执行fft计算，然后可以将测量的相位偏移发送给基站。假设没有给出相干性，则可以通过形成不同基站的相位差来补偿相位误差。在实施例中，可以基于已知的同步符号来执行相位测量。通过解码和重新编码数据分组来使用数据符号进行相位测量。图10示出了根据实施例的用于确定数据接收器和数据发射器之间的距离差的方法200的流程图。方法200包括步骤202：利用数据接收器接收至少两个子数据分组，所述至少两个子数据分组由数据发射器在至少两个不同的载波频率上发送。此外，方法200还包括步骤204：组合所述至少两个子数据分组以获得数据分组，该数据分组是由数据发射器拆分成至少两个子数据分组进行发送的，其中所述至少两个子数据中的每一个都比所述数据分组短。此外，方法200还包括步骤206：在数据接收器处确定所述至少两个子数据分组之间的相位差，该相位差由所述至少两个不同的载波频率和路径延迟引起。此外，方法200还包括步骤208：基于所确定的至少两个子数据分组之间的相位差，确定数据接收器和数据发射器之间的距离差。即使已在设备的上下文中描述了一些方面，应当理解：所述方面还表示了对对应方法的描述，使得设备的块或结构部件还被理解为对应的方法步骤或方法步骤的特征。类似地，在方法步骤的上下文内描述或被描述为方法步骤的方面也表示对相应设备的相应块或细节或特征的描述。可以在使用硬件设备(例如微处理器、可编程计算机或电子电路)时执行一些或全部方法步骤。在一些实施例中，最重要的方法步骤中的一些或若干可以由这种设备来执行。取决于具体实现要求，本发明的实施例可以用硬件或软件来实现。可以在使用如下数字存储介质的同时来实现各种实现方式，例如软盘、dvd、蓝光盘、cd、rom、prom、eprom、eeprom或闪存、硬盘或任何其他磁或光存储器，其上存储有电可读控制信号，所述信号可以与可编程计算机系统协作或合作，使得执行相应方法。因此，数字存储介质可以是计算机可读的。从而根据本发明的一些实施例包括数据载体，该数据载体包括能够与可编程计算机系统合作以执行本文描述的任何方法的电可读控制信号。一般而言，本发明的实施例可被实现为具有程序代码的计算机程序产品，该程序代码用于在计算机上运行计算机程序产品时执行任何方法。该程序代码还可以存储在例如机器可读载体上。其他实施例包括用于执行本文描述的任何方法的计算机程序，所述计算机程序存储在机器可读载体上。换言之，本发明方法的实施例从而是具有程序代码的计算机程序，该程序代码用于在计算机上运行计算机程序时执行本文描述的任何方法。本发明方法的另一实施例从而是数据载体(或数字存储介质或计算机可读介质)，其上记录有用于执行本文描述的任何方法的计算机程序。数据载体、数字存储介质或记录的介质通常是有形的和/或非易失性的。本发明方法的另一实施例从而是表示用于执行本文描述的任何方法的计算机程序的数据流或信号序列。数据流或信号序列可被配置为例如经由数据通信链路(例如，经由互联网)来传输。另一实施例包括例如计算机或可编程逻辑器件之类的处理单元，其被配置为或适于执行本文描述的任何方法。另一实施例包括其上安装有用于执行本文描述的任何方法的计算机程序的计算机。根据本发明的另一实施例包括被配置为用于向接收器发送用于执行本文描述的至少一个方法的计算机程序的设备或系统。例如，传输可以是电子的或光学的。例如，接收器可以是计算机、移动设备、存储器设备或类似设备。例如，该设备或系统可以包括用于向接收器发送计算机程序的文件服务器。在一些实施例中，可编程逻辑器件(例如，现场可编程门阵列fpga)可以用于执行本文描述的方法的一些或全部功能。在一些实施例中，现场可编程门阵列可以与微处理器协作，以执行本文描述的任何方法。一般而言，在一些实施例中，方法由任何硬件设备来执行。所述硬件设备可以是任何通用硬件，例如计算机处理器(cpu)，或者可以是方法专用的硬件，例如asic。当前第1页12