Devices, methods and computer programs for low-power ultra-wideband positioning

Abstract

Devices, methods and computer programs for low-power ultra-wideband positioning are disclosed. The invention allows a procedure that enables long-range item tracking in outdoor environments while ensuring extremely low power consumption of positioning tags. This approach prevents rapid battery depletion, thereby ensuring the positioning tags remain functional for item retrieval.

Description

DEVICES, METHODS AND COMPUTER PROGRAMS FOR LOW-POWER ULTRA-WIDEBAND POSITIONINGTECHNICAL FIELD

[0001] The present disclosure relates to the field of positioning, and, more particularly, to low-power ultra-wideband positioning, and related devices, methods and computer programs.BACKGROUND

[0002] Currently, tags for positioning / tracking are usually designed for indoor applications, such as smart factories, smart warehouses, and indoor item retrieval, etc. Challenges in applying the tags for long-range positioning include, e.g., an effective operating range of the tag and a power consumption of the tag.

[0003] The tags for positioning / tracking are generally based on radio frequency identification (RFID) technology and / or ultra-wideband (UWB) technology.

[0004] At least in some situations, RFID tags may have a very low power consumption -especially for passive RFID tag no battery is needed. Thus, those tags may have a long battery life. However, due to the limited bandwidth of the RFID technology based on regulations (e.g., 865 to 868 MHz in Europe) , the positioning accuracy of an RFID tag is low, usually 1 to 10 meters, especially in complex environments. Additionally, the effective working distance of passive RFID tags is typically less than 5 meters, which may restrict their capability for long-range tracking.

[0005] On the other hand, UWB technology has a high positioning accuracy due to its wide bandwidth (at least 500 MHz) . However, current commercial UWB chips for positioning may have a high power consumption (usually at least several milliwatts) , which may lead to a short battery life at least in some situations. Thus, the working life may be less than 6 months for an UWB chip supported by a cell battery.

[0006] Accordingly, at least in some situations, there may be a need for solutions that are capable of decreasing the power consumption in UWB positioning as well as increasing the range in UWB positioning.SUMMARY

[0007] This summary is provided to introduce a selection of concepts in a simplified form that are further described below in the detailed description. This summary is not intended to identify key features or essential features of the claimed subject matter, nor is it intended to be used to limit the scope of the claimed subject matter.

[0008] It is an object of the invention to allow low-power ultra-wideband positioning. The foregoing and other objects are achieved by the features of the independent claims. Further implementation forms are apparent from the dependent claims, the description and the figures.

[0009] According to a first aspect, an ultra-wideband, UWB, positioning device is provided. The UWB positioning device comprises a UWB positioning circuit that is configured to perform UWB based positioning. The UWB positioning circuit is turned off initially. The UWB positioning device further comprises a controller that is communicatively connected to the UWB positioning circuit and that has at least an idle power consumption state and an active power consumption state. In the idle power consumption state, the controller is configured to monitor incoming signals for receipt of a wake-up signal, and in response to a received wake-up signal, switch to the active power consumption state. In the active power consumption state, the controller is further configured to analyze the received wake-up signal, and further in response to determining, based on the analysis, that the received wake-up signal indicates a power activation condition being satisfied, turn on the UWB positioning circuit to start performing the UWB based positioning. The present disclosure allows low-power ultra-wideband positioning, with a decrease in the power consumption in UWB positioning, and at least in some embodiments an increase in a range of UWB positioning.

[0010] In an implementation form of the first aspect, the controller further has a sleep power consumption state in which the controller is turned off. Since in the sleep power consumption state, both the controller and UWB positioning circuit are turned off, this implementation form allows the total power consumption to be nearly zero.

[0011] In an implementation form of the first aspect, the controller is further configured to periodically switch between the idle power consumption state and the sleep power consumption state in response to no receipt of the wake-up signal within a wake-up duration. This implementation form allows achieving a balance between power consumption and positioning efficiency.

[0012] In an implementation form of the first aspect, the controller is further configured to adjust a duration of the sleep power consumption state in response to a received adjustment signal. This implementation form allows achieving a user-defined balance between power consumption and positioning efficiency.

[0013] In an implementation form of the first aspect, the received wake-up signal indicating the power activation condition being satisfied comprises the received wake-up signal including an identifier associated with the UWB positioning device. This implementation form allows a simple and non-power consuming way to implement the indication of the power activation condition being satisfied.

[0014] In an implementation form of the first aspect, the wake-up signal comprises an on-off keying, OOK, modulated wake-up signal. This implementation form allows a simple and non-power consuming way to implement the wake-up signal.

[0015] In an implementation form of the first aspect, the controller is further configured to demodulate the received OOK modulated wake-up signal, and the controller comprises at least one of a low-noise amplifier or an envelope detector for use in the demodulation of the received OOK modulated wake-up signal. This implementation form allows decoding OOK modulated wake-up signals with no errors in high frequencies.

[0016] In an implementation form of the first aspect, the UWB positioning device further comprises a shared UWB antenna for use by both the UWB positioning circuit and the controller. This implementation form allows reducing implementation complexity, thereby saving space and costs.

[0017] In an implementation form of the first aspect, the UWB positioning circuit and the controller are configured to operate at a frequency range above 5 gigahertz, GHz. This implementation form allows fulfilling regulation requirements in many markets. In addition, there are no commonly used electronic devices operating on this frequency band, resulting in minimal interference with the UWB positioning device. This may in turn prevent the positioning tag from frequently entering the active power consumption state to decode the signals, which could lead to higher power consumption.

[0018] In an implementation form of the first aspect, the UWB positioning circuit and the controller are configured to operate at a frequency range of 8.3 GHz to 8.8 GHz. This implementation form allows fulfilling regulation requirements in many markets. In addition, there are no commonly used electronic devices operating on this frequency band, resulting in minimal interference with the UWB positioning device. This may in turn prevent the positioning tag from frequently entering the active power consumption state to decode the signals, which could lead to higher power consumption.

[0019] In an implementation form of the first aspect, the UWB positioning device is comprised in a positioning tag. This implementation form allows low-power tracking and positioning of items attached to the positioning tag.

[0020] According to a second aspect, a user device is provided. The user device is configured to determine a power activation condition being satisfied for activation of an ultra-wideband, UWB, positioning device comprised in a positioning tag. The user device is further configured to transmit a wake-up signal to the UWB positioning device in response. The wake-up signal indicates that the power activation condition is satisfied via including an identifier associated with the UWB positioning device. The wake-up signal causes a controller comprised in the UWB positioning device to switch from an idle power consumption state to an active power consumption state and turn on an UWB positioning circuit further comprised in the UWB positioning device to start performing UWB based positioning. The present disclosure allows low-power ultra-wideband positioning, with a decrease in the power consumption in UWB positioning, and at least in some embodiments an increase in a range of UWB positioning.

[0021] In an implementation form of the second aspect, the user device is further configured to obtain a duration of a sleep power consumption state for the controller. The user device is further configured to transmit an adjustment signal to the UWB positioning device. The adjustment signal indicates the obtained duration of the sleep power consumption state for the controller. This implementation form allows achieving a user-defined balance between power consumption and positioning efficiency.

[0022] In an implementation form of the second aspect, the user device is further configured to receive an indication that an object associated with the positioning tag comprising the UWB positioning device has been lost. The user device is further configured to transmit an object lost report to an object server in response. The object lost report comprises the identifier associated with the UWB positioning device. The user device is further configured to, in response to receiving an object found indication related to the object from the object server, display instructions to locate the object based on the received lost object found indication. The received lost object found indication comprises a location of the object. The location of the object has been uploaded to the object server by an auxiliary user device located within UWB coverage of the UWB positioning device. The auxiliary user device has received the identifier, has in response broadcast a wake-up signal including the identifier, and has received an acknowledgment signal from the UWB positioning device in response to the UWB positioning device receiving the wake-up signal. This implementation form allows long range positioning / tracking of lost items.

[0023] In an implementation form of the second aspect, the user device is further configured to periodically re-transmit the wake-up signal to one or more positioning tags. Each of the one or more positioning tags comprises the UWB positioning device. Each positioning tag is associated with an object. The user device is further configured to, in response to not receiving a response signal to a transmitted wake-up signal from at least one of the one or more positioning tags, at least generate an associated alert. This implementation form allows protection of valuable items.

[0024] According to a third aspect, a method for a user device is provided. The method comprises determining, by the user device, a power activation condition being satisfied for activation of an ultra-wideband, UWB, positioning device. The method further comprises transmitting a wake-up signal from the user device to the UWB positioning device in response. The wake-up signal indicates that the power activation condition is satisfied via including an identifier associated with the UWB positioning device. The wake-up signal causes a controller comprised in the UWB positioning device to switch from an idle power consumption state to an active power consumption state and turn on an UWB positioning circuit further comprised in the UWB positioning device to start performing UWB based positioning. The present disclosure allows low-power ultra-wideband positioning, with a decrease in the power consumption in UWB positioning, and at least in some embodiments an increase in a range of UWB positioning.

[0025] In an implementation form of the third aspect, the method further comprises obtaining, by the user device, duration of a sleep power consumption state for the controller. The method further comprises transmitting, from the user device, an adjustment signal to the UWB positioning device. The adjustment signal indicates the obtained duration of the sleep power consumption state for the controller. This implementation form allows achieving a user-defined balance between power consumption and positioning efficiency.

[0026] In an implementation form of the third aspect, the method further comprises receiving, at the user device, an indication that an object associated with the positioning tag comprising the UWB positioning device has been lost. The method further comprises transmitting, from the user device, an object lost report to an object server in response. The object lost report comprises the identifier associated with the UWB positioning device. The method further comprises displaying, by the user device, in response to receiving at the user device an object found indication related to the object from the object server, instructions to locate the object based on the received lost object found indication. The received lost object found indication comprises a location of the object. The location of the object has been uploaded to the object server by an auxiliary user device located within UWB coverage of the UWB positioning device. The auxiliary user device has received the identifier, has in response broadcast a wake-up signal including the identifier, and has received an acknowledgment signal from the UWB positioning device in response to the UWB positioning device receiving the wake-up signal. This implementation form allows long range positioning / tracking of lost items.

[0027] In an implementation form of the third aspect, the method further comprises periodically re-transmitting, from the user device, the wake-up signal to one or more positioning tags. Each of the one or more positioning tags comprises the UWB positioning device. Each positioning tag is associated with an object. The method further comprises at least generating, by the user device, in response to not receiving a response signal to a transmitted wake-up signal from at least one of the one or more positioning tags, an associated alert. This implementation form allows protection of valuable items.

[0028] According to a fourth aspect, a computer program product is provided. The computer program product comprises program code configured to perform a method according to the third aspect, when the program code is executed on a user device. The present disclosure allows low-power ultra-wideband positioning, with a decrease in the power consumption in UWB positioning, and at least in some embodiments an increase in a range of UWB positioning.

[0029] Many of the attendant features will be more readily appreciated as they become better understood by reference to the following detailed description considered in connection with the accompanying drawings.

[0030] DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0031] In the following, example embodiments are described in more detail with reference to the attached figures and drawings, in which:

[0032] Fig. 1 is a diagram illustrating an example system, where various embodiments of the present disclosure may be implemented;

[0033] Fig. 2A is a block diagram illustrating a disclosed ultra-wideband positioning device;

[0034] Fig. 2B is a block diagram illustrating a user device;

[0035] Fig. 3 is a diagram illustrating disclosed power consumption states;

[0036] Fig. 4A is a flow chart illustrating a method;

[0037] Fig. 4B is a flow chart illustrating another method; and

[0038] Fig. 5 is a flow chart illustrating yet another method.

[0039] In the following, identical reference signs refer to identical or at least functionally equivalent features.DETAILED DESCRIPTION

[0040] In the following description, reference is made to the accompanying drawings, which form part of the disclosure, and in which are shown, by way of illustration, specific aspects in which the invention may be placed. It is understood that other aspects may be utilized, and structural or logical changes may be made without departing from the scope of the invention. The following detailed description, therefore, is not to be taken in a limiting sense, as the scope of the invention is defined in the appended claims.

[0041] For instance, it is understood that a disclosure in connection with a described method may also hold true for a corresponding device or system configured to perform the method and vice versa. For example, if a specific method step is described, a corresponding device may include a unit to perform the described method step, even if such unit is not explicitly described or illustrated in the figures. On the other hand, for example, if a specific apparatus is described based on functional units, a corresponding method may include a step performing the described functionality, even if such step is not explicitly described or illustrated in the figures. Further, it is understood that the features of the various example aspects described herein may be combined with each other, unless specifically noted otherwise.

[0042] Fig. 1 illustrates example system 100, where various embodiments of the present disclosure may be implemented.

[0043] System 100 may comprise positioning tag 230 and user device 220. At least in some embodiments, both positioning tag 230 and user device 220 may include disclosed ultra-wideband (UWB) positioning device 210. Positioning tag 230 may be used to provide the location of attached object 140, and user device 220 may be used, e.g., to keep track of the provided location of attached object 140, as well as display directions to locate object 140 to a user.

[0044] At least in some embodiments, positioning tag 230 and / or user device 220 may be located in building 150.

[0045] System 100 may further comprise object server 160, auxiliary user device 170, and / or home appliances 110-130. These and other disclosed elements will be described in more detail below.

[0046] At least some embodiments of the present disclosure may allow low-power ultra-wideband positioning.

[0047] At least some embodiments of the present disclosure may allow a procedure that enables long-range item tracking in outdoor environments while ensuring extremely low power consumption of positioning tags. This approach prevents rapid battery depletion, thereby ensuring the positioning tags remain functional for item retrieval.

[0048] To support this procedure, a low power UWB system design is disclosed, comprising, e.g., a wake-up receiver or controller and an UWB positioning circuit (e.g., an integrated circuit, IC) . At least in some embodiments, both the controller and UWB positioning circuit may operate at a center frequency of 8.55 GHz with a 500 MHz bandwidth, which can fulfill the requirements of regulations in markets, such as China, USA, and Europe. Controller may be used to control the status of UWB IC. For example, the UWB positioning circuit may be turned off to reduce power consumption until the controller detects a correct wake-up signal.

[0049] At least some embodiments of the present disclosure may allow a 3-state working mechanism to further reduce the power consumption. Controller may be operated in three different states: sleep, idle, and active. In the sleep state, both the controller and UWB positioning circuit may be turned off, and thus the total power consumption may be nearly 0. In the idle state, the UWB positioning circuit may be turned off but the controller may continuously listen for potential wake-up signals. In the active state, the controller may decode incoming signals and compare them with a specific ID. If the detected signal is identified as the correct wake-up signal, the controller may activate the UWB positioning circuit to implement the positioning function.

[0050] At least some embodiments of the present disclosure may allow a controller that is specifically designed to have ultra-low power consumption in the idle state, which may significantly reduce the average power of the UWB system. In addition, by adjusting the duration of sleep state, users may customize the battery life according to their needs.

[0051] Next, example embodiments of UWB positioning device 210 are described based on diagram 200 of Fig. 2A. Some of the features of the described devices are optional features which may provide further advantages.

[0052] Fig. 2A is a block diagram illustrating UWB positioning device 210 according to an embodiment of the present disclosure. At least in some embodiments, UWB positioning device 210 may be comprised in positioning tag 230 and / or user device 220.

[0053] UWB positioning device 210 comprises UWB positioning circuit 211 that is configured to perform UWB based positioning. UWB positioning circuit 211 is turned off initially.

[0054] UWB positioning device 210 further comprises controller 212 that is communicatively connected to UWB positioning circuit 211 and that has at least idle power consumption state 310 and active power consumption state 330.

[0055] At least in some embodiments, UWB positioning device 210 may further comprise shared UWB antenna 213 for use by both UWB positioning circuit 211 and controller 212.

[0056] At least in some embodiments, UWB positioning circuit 211 and controller 212 may be configured to operate at a frequency range above 5 gigahertz, GHz. For example, UWB positioning circuit 211 and controller 212 may be configured to operate at a frequency range of 8.3 GHz to 8.8 GHz.

[0057] In other words, both controller 212 and UWB positioning circuit 211 may be operated in 8.3 GHz to 8.8 GHz, with 500 MHz bandwidth. This frequency band fulfills the requirements of regulations in markets, such as China, USA and Europe. In addition, there are no commonly used electronic devices operating on this frequency band, resulting in minimal interference with UWB positioning device 210. This may prevent positioning tag 230 from frequently entering active power consumption state 330 to decode the signals, which could lead to higher power consumption. Controller 212 and UWB positioning circuit 211 may operate on the same frequency band, allowing them to share a same UWB antenna 213.

[0058] In idle power consumption state 310, controller 212 is configured to monitor incoming signals for receipt of wake-up signal 240, and in response to received wake-up signal 240, switch to active power consumption state 330.

[0059] In active power consumption state 330, controller 212 is further configured to analyze received wake-up signal 240, and further in response to determining, based on the analysis, that received wake-up signal 240 indicates a power activation condition being satisfied, turn on UWB positioning circuit 211 to start performing the UWB based positioning.

[0060] For example, received wake-up signal 240 indicating the power activation condition being satisfied may comprise received wake-up signal 240 including an identifier associated with UWB positioning device 210.

[0061] For example, wake-up signal 240 may comprise on-off keying (OOK) modulated wake-up signal 240. At least in some embodiments, controller 212 may further be configured to demodulate received OOK modulated wake-up  signal 240. Controller 212 may comprise low-noise amplifier (LNA) 214 and / or envelope detector (ED) 215 for use in the demodulation of received OOK modulated wake-up signal 240.

[0062] For example, a transmitter in UWB positioning circuit 211 may be used to generate the OOK modulated wake-up signal. No additional circuits may be needed, thereby saving costs and space.

[0063] At least in some embodiments, controller 212 may further have sleep power consumption state 320 in which the controller 212 is turned off.

[0064] For example, the controller 212 may further be configured to periodically switch between idle power consumption state 310 and sleep power consumption state 320 in response to no receipt of wake-up signal 240 within a wake-up duration.

[0065] At least in some embodiments, controller 212 may further be configured to adjust a duration of sleep power consumption state 320 in response to a received adjustment signal.

[0066] In other words, both user devices 220 and positioning tags 230 may be equipped with disclosed UWB positioning device 210. For user devices 220, controller 212 may remain inactive, with only UWB positioning circuit 211 functioning normally. The disclosure may be used to achieve various functions, such as a remote control for smart home appliances, a smart car key on mobile devices, indoor positioning, health sensing, etc. For positioning tags 230, controller 212 may be active to control the status of UWB positioning circuit 211. UWB positioning circuit 211 may be turned off to reduce the power consumption until controller 212 detects a correct wake-up signal from user device 220.

[0067] As illustrated in diagram 300 of Fig. 3, a 3-state procedure is disclosed for controller 212 to further reduce the power consumption, including sleep power consumption state 320 (off) , idle power consumption state 310 (listening) , and active power consumption state 330 (decoding) . In sleep power consumption state 320, UWB positioning device 210 may be completely inactive with no power consumption, so it may not be able to receive signals. In idle power consumption state 310, controller 212 may continuously listen for potential incoming signals, while UWB positioning circuit 211 may remain inactive. In active power consumption state 330, UWB positioning circuit 211 may still be turned off, controller 212 may decode a received signal and compare it with the specific ID to determine if it is the correct wake-up signal.

[0068] If no signal is detected, controller 212 may periodically switch between sleep power consumption state 320 and idle power consumption state 310. If a signal in an UWB band is detected during the idle power consumption state 310, controller 212 may transfer to active power consumption state 330 and decode the signal. If the decoded signal is a correct one, controller 212 may activate UWB positioning circuit 211 to implement the positioning function. Otherwise, controller 212 may return to sleep power consumption state 320. This procedure is illustrated in Fig. 3.

[0069] According to this 3-state procedure, average power consumption may be adjusted by varying the duration of sleep power consumption state 320 of controller 212. A longer sleep time may result in lower power consumption but higher wake-up latency, and vice versa. The sleep time may be adjusted in a suitable application in user device 220, which may be divided into several levels for the user to choose, such as energy saving (long sleep time) , normal (medium sleep time) , and / or high performance (short sleep time) , etc.

[0070] Positioning tags 230 may be associated with items for tracking and positioning. For most of the time, positioning tag 230 may remain in idle power consumption state 310, which means no positioning operations are needed. Therefore, the power consumption in idle power consumption state 310 may be significant for positioning tag 230, primarily determining the battery life. Controller 212 may be designed to consume ultra-low power in idle power consumption state 310. Due to the high loss in such high frequencies, LNA 214 and / or ED 215 may be used to decode OOK modulated wake-up signal 240 with no errors. At least in some embodiments, the power consumption of controller 212 may mainly come from LNA 214. In this case, LNA 214 may specifically be designed with low idle power. ED 215 may be designed to have high sensitivity to improve a working distance of controller 212.

[0071] Fig. 2B is a block diagram illustrating user device 220 according to an embodiment of the present disclosure. For example, user device 220 may include a mobile phone, a smartphone, a tablet computer, a smart watch, or any hand-held, portable and / or wearable device. User device 220 may also be referred to as a user equipment (UE) .

[0072] User device 220 may comprise at least one processor or processing unit 222 and at least one memory 224 coupled to at least one processor 222, which may be used to implement the functionalities described below in more detail. User device 220 may also include one or more transceivers 226 configured to enable user device 220 to transmit and / or receive information to / from other devices. User device 220 may be configured to transmit information to other devices. In one example, user device 220 may transmit signalling information and data in accordance with at least one cellular communication protocol. User device 220 may be configured to provide at least one wireless radio connection, such as for example a 3GPP mobile broadband connection (e.g., 5G or 6G) . User device 220 may also include other elements not shown in Fig. 2B. At least in some embodiments, user device 220 may further comprise UWB positioning device 210, as shown in Fig. 2A.

[0073] At least one processor 222 may include, e.g., one or more of various processing devices, such as a coprocessor, a microprocessor, a controller, a digital signal processor (DSP) , a processing circuitry with or without an accompanying DSP, or various other processing devices including integrated circuits such as, for example, an application specific integrated circuit (ASIC) , a field programmable gate array (FPGA) , a microcontroller unit (MCU) , a hardware accelerator, a special-purpose computer chip, a neural network (NN) chip, an artificial intelligence (AI) accelerator, a tensor processing unit (TPU) , a neural processing unit (NPU) , or the like.

[0074] Memory 224 may be configured to store e.g. computer programs and the like. Memory 224 may include one or more volatile memory devices, one or more non-volatile memory devices, and / or a combination of one or more volatile memory devices and non-volatile memory devices. For example, memory 224 may be embodied as semiconductor memories (such as mask ROM, PROM (programmable ROM) , EPROM (erasable PROM) , flash ROM, RAM (random access memory) , etc. ) .

[0075] User device 220 is configured to determine a power activation condition being satisfied for activation of UWB positioning device 210 comprised in positioning tag 230. User device 220 is further configured to transmit wake-up signal 240 to UWB positioning device 210 in response.

[0076] As described above in more detail, wake-up signal 240 indicates that the power activation condition is satisfied via including the identifier associated with UWB positioning device 210.

[0077] As also described above in more detail, wake-up signal 240 causes controller 212 comprised in UWB positioning device 210 (comprised in positioning tag 230) to switch from idle power consumption state 310 to active power consumption state 330, and turn on UWB positioning circuit 211 (further comprised in UWB positioning device 210 comprised in positioning tag 230) to start performing the UWB based positioning.

[0078] At least in some embodiments, user device 220 may further be configured to obtain a duration of sleep power consumption state 320 for controller 212. Then user device 220 may further be configured to transmit an adjustment signal to UWB positioning device 210 in which the adjustment signal indicates the obtained duration of sleep power consumption state 320 for controller 212.

[0079] At least in some embodiments, user device 220 may further be configured to receive an indication that object 140 associated with positioning tag 230 comprising UWB positioning device 210 has been lost. User device 220 may further be configured to transmit an object lost report to object server 160 in response. The object lost report may comprise the identifier associated with UWB positioning device 210. User device 220 may further be configured to, in response to receiving an object found indication related to object 140 from object server 160, display instructions (e.g., to a user of user device 220) to locate object 140 based on the received lost object found indication. The received lost object found indication may comprise a location of object 140.

[0080] The location of object 140 may have been uploaded to object server 160, e.g., by auxiliary user device 170 located within UWB coverage of UWB positioning device 210 (comprised in positioning tag 230) . Auxiliary user device 170 may have received the identifier, then may have in response broadcast wake-up signal 240 including the identifier, and may have received an acknowledgment signal from UWB positioning device 210 (comprised in positioning tag 230) in response to UWB positioning device 210 receiving wake-up signal 240.

[0081] At least in some embodiments, user device 220 may further be configured to periodically re-transmit wake-up signal 240 to one or more positioning tags 230. Each of one or more positioning tags 230 may comprise UWB  positioning device 210, and each positioning tag 230 may be associated with an object. In response to not receiving a response signal to transmitted wake-up signal 240 from at least one of one or more positioning tags 230, user device 220 may further be configured to at least generate an associated alert.

[0082] For indoor object tracking and positioning, positioning tags 230 using the disclosed UWB positioning device 210 may be attached on items. User device 220 equipped with the same UWB positioning device 210 may be used to track positioning tags 230.

[0083] Each positioning tag 230 may have a unique identifier (ID) to distinguish it from others. When attaching positioning tag 230 to an item / object, an inventory record may be used to associate item information (such as name, description, photo and / or video documentation) with the ID of positioning tag 230.

[0084] When a user needs to find the item, user device 220 may send, e.g., OOK modulated wake-up signal 240 which may include the unique ID of the target positioning tag. Once positioning tag 230 receives wake-up signal 240, positioning tag 230 may activate UWB positioning circuit 211 to perform a positioning function. E. g., a digital camera on user device 220 may be used to provide a real-time view of the surrounding environment. In addition, arrow (s) and text description (s) displayed on a screen of user device 220 may help the user to find the item easily.

[0085] Since the detection range of UWB positioning tags may typically be between 5 to 10 meters, at least in some situations, it may not cover a 3-room apartment or house, for example. Therefore, in a large indoor space, the user may walk around until user device 220 may detect the presence of positioning tag 230.

[0086] For a large building with several floors and many rooms, it may be important to know the floor or the room where positioning tag 230 is located, to effectively reduce the walking distance of the user. Thus, system 100 may further comprise home appliances 110-130 (such as, air conditioners, refrigerators, speakers, etc. ) , which may also be equipped with disclosed UWB positioning device 210. Thereby, home appliances 110-130 may be used, e.g., to periodically track positioning tag 230 and update at least its’ coarse position.

[0087] Positioning tags 230 using the disclosed UWB positioning device 210 may also be used for long-distance item tracking / positioning with low power consumption, e.g., for lost item retrieval in outdoor environment, as illustrated in diagrams 400, 410 of Figs. 4A and 4B. Fig. 4A shows an example procedure for long range positioning, while Fig. 4B shows an example procedure for protection of valuable items.

[0088] At least in this embodiment, each positioning tag 230 may comprise two wake-up IDs, a universal ID (e.g., all 0) and a unique ID (different for each positioning tag 230) . When UWB positioning circuit 211 in positioning tag 230 detects the universal ID, it may return the unique ID of positioning tag 230 to the sender, and the positioning function may not be used.

[0089] The user may report (operation 403) the loss of an item, e.g., through a suitable application in user device 220, and the unique ID of associated (at operations 401, 411) positioning tag 230 may be uploaded to object server 160. All user devices equipped with disclosed UWB positioning device 210 may periodically broadcast wake-up signals (with the universal ID) . If auxiliary user device 170 from another user is near lost positioning tag 230 (operation 405) , positioning tag 230 may receive the wake-up signal (with the universal ID) and return its unique ID. After that, auxiliary user device 170 may upload its own location information (and optionally time) with the unique ID to object server 160 (operation 406) . Then, the user may be notified by the application in user device 220.

[0090] After arriving at the notified location (operation 407) , user device 220 of the user may start broadcasting wake-up signals comprising the unique ID of lost positioning tag 230. This process may be similar to the above indoor tracking procedure: the user may walk around.

[0091] Lost positioning tag 230 does not need to broadcast identification information continuously. Instead, it only needs to wait for wake-up signals from other devices. Thus, UWB positioning tag 230 has very low power consumption in idle power consumption state 310. Thus, the disclosure significantly extends battery life, and reduces the risk of positioning tag 230 being untraceable due to the battery running out.

[0092] Positioning tags 230 may be awakened by the universal ID. When there are numerous user devices in the nearby area, the frequency of positioning tag 230 awakenings may increase significantly, thereby reducing battery life. Thus, an appropriate sleep state duration may be set. Longer sleep duration may reduce the power consumption, but  it may also decrease the likelihood of positioning tags 230 being detected by nearby devices. As previously mentioned, users may configure this through the application in user device 220 (operation 402) . As described above, controller 212 may further be configured to periodically switch (operation 404) between idle power consumption state 310 and sleep power consumption state 320 in response to no receipt of wake-up signal 240 within a wake-up duration. For valuable items, the sleep state period may be shortened to enhance safety. For normal items, the user may select a longer sleep duration to reduce the power consumption.

[0093] Additionally, for valuable items, positioning tags 230 may include enhanced protection and alarm functions. User device 220 may periodically send wake-up signal 240 (operation 412) to positioning tag 230 to detect (operation 413) the existence of positioning tag 230. When user device 220 does not detect a response signal from positioning tag 230, it may be considered that positioning tag 230 is too far away from user device 220 and the object is lost. User device 220 may record the current location and send a notification (e.g., vibration, ringtone, etc. ) to the user (operation 414) . The user may turn on and off the protection function via the application in user device 220.

[0094] Further features of user device 220 directly resulting from the functionalities and parameters of UWB positioning device 210 are not repeated here.

[0095] Fig. 5 shows an example flow chart that illustrates method 500 for user device 220, according to an embodiment of the present disclosure.

[0096] At operation 501, user device 220 determines the power activation condition being satisfied for the activation of UWB positioning device 210.

[0097] At operation 502, user device 220 transmits wake-up signal 240 from user device 220 to UWB positioning device 210 in response to the power activation condition being satisfied. As described above in more detail, wake-up signal 240 indicates that the power activation condition is satisfied via including the identifier associated with UWB positioning device 210, and wake-up signal 240 causes controller 212 comprised in UWB positioning device 210 to switch from idle power consumption state 310 to active power consumption state 330 and turn on UWB positioning circuit 211 (further comprised in UWB positioning device 210) to start performing the UWB based positioning.

[0098] At optional operation 503, user device 220 may obtain the duration of sleep power consumption state 320 for controller 212.

[0099] At optional operation 504, user device 220 may transmit the adjustment signal to UWB positioning device 210. As described above in more detail, the adjustment signal may indicate the obtained duration of sleep power consumption state 320 for controller 212.

[0100] At optional operation 505, user device 220 may periodically re-transmit wake-up signal 240 to one or more positioning tags 230. As described above in more detail, each of one or more positioning tags 230 may comprise UWB positioning device 210, and each positioning tag 230 may be associated with an object.

[0101] At optional operation 506, user device 220 may generate an associated alert in response to not receiving a response signal to transmitted wake-up signal 240 from at least one of the one or more positioning tags 230.

[0102] At optional operation 507, user device 220 may receive the indication that object 140 associated with positioning tag 230 comprising UWB positioning device 210 has been lost.

[0103] At optional operation 508, user device 220 may transmit the object lost report to object server 160 in response to receiving the indication of operation 507. As described above in more detail, the object lost report may comprise the identifier associated with UWB positioning device 210 (comprised in positioning tag 230) .

[0104] At optional operation 509, user device 220 may receive the object found indication related to object 140 from object server 160.

[0105] In response to operation 509, at optional operation 510 user device 220 may display the instructions to locate object 140 based on the lost object found indication received at operation 509. As described above in more detail, the received lost object found indication may comprise the location of object 140, and the location of object 140 may have been uploaded to object server 160 by auxiliary user device 170 located within UWB coverage of UWB positioning device 210, and auxiliary user device 170 may have received the identifier, may have in response broadcast wake-up  signal 240 including the identifier, and may have received the acknowledgment signal from UWB positioning device 210 (comprised in positioning tag 230) in response to UWB positioning device 210 receiving wake-up signal 240.

[0106] Method 500 may be carried out by user device 220. Operations 501-510 may, for example, be carried out by at least one processor 222 and memory 224. Further features of method 500 directly resulting from the functionalities and parameters of user device 220 are not repeated here. Method 500 can be carried out by computer programs or portions thereof.

[0107] User device 220 may comprise means for performing at least one method described herein. In one example, the means may comprise at least one processor 222, and at least one memory 224 including program code configured to, when executed by the at least one processor 222, cause user device 220 to perform the method.

[0108] The functionality described herein can be performed, at least in part, by one or more computer program product components such as software components. According to an embodiment, user device 220 may comprise a processor or processor circuitry, such as for example a microcontroller, configured by the program code when executed to execute the embodiments of the operations and functionality described. Alternatively, or in addition, the functionality described herein can be performed, at least in part, by one or more hardware logic components. For example, and without limitation, illustrative types of hardware logic components that can be used include Field-programmable Gate Arrays (FPGAs) , Application-specific Integrated Circuits (ASICs) , Application-specific Standard Products (ASSPs) , System-on-a-chip systems (SOCs) , Complex Programmable Logic Devices (CPLDs) , Tensor Processing Units (TPUs) , and Graphics Processing Units (GPUs) .

[0109] Any range or device value given herein may be extended or altered without losing the effect sought. Also, any embodiment may be combined with another embodiment unless explicitly disallowed.

[0110] Although the subject matter has been described in language specific to structural features and / or acts, it is to be understood that the subject matter defined in the appended claims is not necessarily limited to the specific features or acts described above. Rather, the specific features and acts described above are disclosed as examples of implementing the claims and other equivalent features and acts are intended to be within the scope of the claims.

[0111] It will be understood that the benefits and advantages described above may relate to one embodiment or may relate to several embodiments. The embodiments are not limited to those that solve any or all of the stated problems or those that have any or all of the stated benefits and advantages. It will further be understood that reference to 'a n'item may refer to one or more of those items.

[0112] The steps of the methods described herein may be carried out in any suitable order, or simultaneously where appropriate. Additionally, individual blocks may be deleted from any of the methods without departing from the spirit and scope of the subject matter described herein. Aspects of any of the embodiments described above may be combined with aspects of any of the other embodiments described to form further embodiments without losing the effect sought.

[0113] The term 'comprising'is used herein to mean including the method, blocks or elements identified, but that such blocks or elements do not comprise an exclusive list and a method or apparatus may contain additional blocks or elements.

[0114] It will be understood that the above description is given by way of example only and that various modifications may be made by those skilled in the art. The above specification, examples and data provide a complete description of the structure and use of exemplary embodiments. Although various embodiments have been described above with a certain degree of particularity, or with reference to one or more individual embodiments, those skilled in the art could make numerous alterations to the disclosed embodiments without departing from the spirit or scope of this specification.

Claims

1.An ultra-wideband, UWB, positioning device (210) , comprising:a UWB positioning circuit (211) configured to perform UWB based positioning, the UWB positioning circuit (211) being turned off initially; anda controller (212) communicatively connected to the UWB positioning circuit (211) and having at least an idle power consumption state (310) and an active power consumption state (330) ,wherein in the idle power consumption state (310) the controller (212) is configured to monitor incoming signals for receipt of a wake-up signal (240) , and in response to a received wake-up signal (240) , switch to the active power consumption state (330) , andwherein in the active power consumption state (330) the controller (212) is further configured to analyze the received wake-up signal (240) , and further in response to determining based on the analysis that the received wake-up signal (240) indicates a power activation condition being satisfied, turn on the UWB positioning circuit (211) to start performing the UWB based positioning.2.The UWB positioning device (210) according to claim 1, wherein the controller (212) further has a sleep power consumption state (320) in which the controller (212) is turned off.3.The UWB positioning device (210) according to claim 2, wherein the controller (212) is further configured to periodically switch between the idle power consumption state (310) and the sleep power consumption state (320) in response to no receipt of the wake-up signal (240) within a wake-up duration.4.The UWB positioning device (210) according to claim 2 or 3, wherein the controller (212) is further configured to adjust a duration of the sleep power consumption state (320) in response to a received adjustment signal.5.The UWB positioning device (210) according to any of claims 1 to 4, wherein the received wake-up signal (240) indicating the power activation condition being satisfied comprises the received wake-up signal (240) including an identifier associated with the UWB positioning device (210) .6.The UWB positioning device (210) according to any of claims 1 to 5, wherein the wake-up signal (240) comprises an on-off keying, OOK, modulated wake-up signal (240) .7.The UWB positioning device (210) according to claim 6, wherein the controller (212) is further configured to demodulate the received OOK modulated wake-up signal (240) , and the controller (212) comprises at least one of a low-noise amplifier (214) or an envelope detector (215) for use in the demodulation of the received OOK modulated wake-up signal (240) .8.The UWB positioning device (210) according to any of claims 1 to 7, further comprising a shared UWB antenna (213) for use by both the UWB positioning circuit (211) and the controller (212) .9.The UWB positioning device (210) according to any of claims 1 to 8, wherein the UWB positioning circuit (211) and the controller (212) are configured to operate at a frequency range above 5 gigahertz, GHz.10.The UWB positioning device (210) according to claim 9, wherein the UWB positioning circuit (211) and the controller (212) are configured to operate at a frequency range of 8.3 GHz to 8.8 GHz.11.The UWB positioning device (210) according to any of claims 1 to 10, wherein the UWB positioning device (210) is comprised in a positioning tag (230) .12.A user device (220) , configured to:determine a power activation condition being satisfied for activation of an ultra-wideband, UWB, positioning device (210) comprised in a positioning tag (230) ; andin response, transmit a wake-up signal (240) to the UWB positioning device (210) , the wake-up signal (240) indicating the power activation condition being satisfied via including an identifier associated with the UWB positioning device (210) , and the wake-up signal (240) causing a controller (212) comprised in the UWB positioning device (210) to switch from an idle power consumption state (310) to an active power consumption state (330) and turn on an UWB positioning circuit (211) further comprised in the UWB positioning device (210) to start performing UWB based positioning.13.The user device (220) according to claim 12, further configured to:obtain a duration of a sleep power consumption state (320) for the controller (212) ; andtransmit an adjustment signal to the UWB positioning device (210) , the adjustment signal indicating the obtained duration of the sleep power consumption state (320) for the controller (212) .14.The user device (220) according to claim 12 or 13, further configured to:receive an indication of an object (140) associated with the positioning tag (230) comprising the UWB positioning device (210) having been lost;in response, transmit an object lost report to an object server (160) , the object lost report comprising the identifier associated with the UWB positioning device (210) ; andin response to receiving an object found indication related to the object (140) from the object server (160) , display instructions to locate the object (140) based on the received lost object found indication, the received lost object found indication comprising a location of the object (140) , the location of the object (140) having been uploaded to the object server (160) by an auxiliary user device (170) located within UWB coverage of the UWB positioning device (210) , the auxiliary user device (170) having received the identifier, having in response broadcast a wake-up signal (240) including the identifier, and having received an acknowledgment signal from the UWB positioning device (210) in response to the UWB positioning device (210) receiving the wake-up signal (240) .15.The user device (220) according to any of claims 12 to 14, further configured to:periodically re-transmit the wake-up signal (240) to one or more positioning tags (230) , each comprising the UWB positioning device (210) , and each positioning tag (230) associated with an object; andin response to not receiving a response signal to a transmitted wake-up signal (240) from at least one of the one or more positioning tags (230) , at least generate an associated alert.16.A method (500) for a user device (220) , the method (500) comprising:determining (501) , by the user device (220) , a power activation condition being satisfied for activation of an ultra-wideband, UWB, positioning device (210) ; andin response, transmitting (502) , from the user device (220) , a wake-up signal (240) to the UWB positioning device (210) , the wake-up signal (240) indicating the power activation condition being satisfied via including an identifier associated with the UWB positioning device (210) , and the wake-up signal (240) causing a controller (212) comprised in the UWB positioning device (210) to switch from an idle power consumption state (310) to an active power consumption state (330) and turn on an UWB positioning circuit (211) further comprised in the UWB positioning device (210) to start performing UWB based positioning.17.A computer program product comprising program code configured to perform a method according to claim 16, when the program code is executed on a user device.

Images