專利名稱：用于往返時間測量的設(shè)備的制作方法
用于往返時間測量的設(shè)備
背景
1.背景領(lǐng)域
本公開的諸方面一般涉及無線通信系統(tǒng)，并且尤其涉及通過使用專用網(wǎng)絡(luò)設(shè)施促 成對往返時間(RTT)的準確測量來為移動站進行位置確定。
2.相關(guān)背景
移動通信網(wǎng)絡(luò)正在提供日益復(fù)雜的與位置定位相關(guān)聯(lián)的能力。諸如舉例而言與個 人生產(chǎn)率、合作式通信、社交網(wǎng)絡(luò)化以及數(shù)據(jù)捕獲有關(guān)的那些之類的新型軟件應(yīng)用可使用 位置信息來向顧客提供新特征和服務(wù)。除了相當(dāng)大的商業(yè)潛力之外，某些管轄權(quán)限中的規(guī) 章要求可能要求網(wǎng)絡(luò)運營商在移動站向緊急服務(wù)撥出呼叫(諸如美國的911呼叫)時報告該 移動站的位置。
常規(guī)而言，已經(jīng)使用數(shù)字蜂窩定位技術(shù)、衛(wèi)星定位系統(tǒng)(SPS)、和類似技術(shù)來提供 位置確定。在常規(guī)數(shù)字蜂窩網(wǎng)絡(luò)中，位置定位能力還可由各種時間和相位測量技術(shù)從諸如 接入點或基站等具有已知位置的點來提供。例如，在CDMA網(wǎng)絡(luò)中所使用的一種位置確定辦 法稱為高級前向鏈路三邊測量法(AFLT)。使用AFLT，移動站可從對發(fā)射自多個基站的導(dǎo)頻 信號的相位測量計算出自己的位置。
對AFLT的改善已經(jīng)從混合位置定位技術(shù)產(chǎn)生，例如，在其中，除了與基站信號的 接收相關(guān)聯(lián)的測量技術(shù)以外，移動站還可采用衛(wèi)星定位系統(tǒng)(SPS)接收機。該SPS接收機 提供獨立于從由這些基站傳送的信號推導(dǎo)出的信息的位置信息。位置準確性能通過使用常 規(guī)技術(shù)組合從SPS和AFLT系統(tǒng)兩者推導(dǎo)出的測量來提高。
然而，基于由SPS和蜂窩基站提供的信號的常規(guī)位置定位技術(shù)在移動站正在建筑 物內(nèi)和在市區(qū)環(huán)境內(nèi)工作時、或在期望高準確性的情境中可能遭遇困難。在此類情境中， 信號反射和折射、多徑、和信號衰減、以及諸如此類會顯著降低位置準確性，并會使“鎖定時 間”減慢至長到不可接受的時段。這些問題可使用來自諸如舉例而言根據(jù)802.1lx的W1-Fi 標準之類的其他現(xiàn)有無線網(wǎng)絡(luò)的信號推導(dǎo)位置信息來克服。在其他現(xiàn)有無線網(wǎng)絡(luò)中所使用 的常規(guī)位置確定技術(shù)可使用從這些網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所使用的信號推導(dǎo)的往返時間(RTT)測量。
短程無線電或無線通信網(wǎng)絡(luò)(諸如802. 11或W1-Fi網(wǎng)絡(luò)、藍牙網(wǎng)絡(luò)、以及諸如此 類)中從站(STA)到接入點(AP)的RTT測量可被用以經(jīng)由三邊測量來確定站的位置或?qū)ζ?定位。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的，給定了圓或球的中心和半徑，三邊測量被用來確定三個 圓形區(qū)域或四個球形區(qū)域的交集。例如，準確定位可輔助網(wǎng)絡(luò)資源的高效分配、基于位置的 服務(wù)的置備，并且可提供附加優(yōu)勢。在常規(guī)網(wǎng)絡(luò)中，AP可被用于定位；然而，現(xiàn)有AP的使用 具有若干個潛在挑戰(zhàn)。
將理解，盡管2維定位需要至少三個非共線AP，但是具有三個非共線AP的特定幾 何形態(tài)在現(xiàn)有部署中可能并不可用。使用RTT測距的準確定位可能需要諸AP具有帶有低 方差的相容的處理延遲。然而，具有足可勝任的用于定位的資源的AP可能并非在所有部署 場景中均可用。進一步，給定AP上的重負載(諸如經(jīng)由直接存儲器尋址(DMA)處理大規(guī)模存 儲器傳遞之類)可能引起RTT掉頭時間上的變動并且由此使定位準確性和穩(wěn)定性降格。又進一步地，如果將所部署的AP用于定位，那么在定位話務(wù)和正常數(shù)據(jù)/控制話務(wù)之間可能出現(xiàn)爭用，從而導(dǎo)致定位數(shù)據(jù)的延遲或丟失。又進一步，定位可能需要對AP上的軟件/固件進行配置或更新從而使得能夠遞送網(wǎng)絡(luò)幾何形態(tài)、地圖URI或其他信息。然而此類配置和更新可能不是在所有部署場景中都可行。
使用RTT測量技術(shù)來準確地確定位置通常涉及關(guān)于在無線信號傳播通過構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的各種設(shè)備時由這些無線信號引起的時延的知識。在實踐中，當(dāng)采用常規(guī)RTT定位技術(shù)時，估計處理延遲時間可涉及STA和AP兩者處用于表征和解讀RTT處理延遲的大量附加軟件、無線AP中的硬件改變、和對操作環(huán)境耗時的部署前指紋特征識別和校準。
相應(yīng)地，當(dāng)使用RTT技術(shù)進行位置確定時，可能希望避免無線接入點中的硬件改變或避免顯著附加處理，從而以成本高效方式改善位置定位準確性和性能。
概述
本發(fā)明的示例性實施例涉及用于促成例如短程無線網(wǎng)絡(luò)之類的無線網(wǎng)絡(luò)中的站 (STA)的定位的專用設(shè)施和方法。示例性設(shè)施可以能夠向?qū)y量相關(guān)通信的請求(諸如來自 STA的對于往返時間(RTT)測量的請求)提供自動響應(yīng)并且可包括射頻(RF)接口，該RF接口包括帶有耦合到該RF接口的變頻段和媒體接入控制(MAC)段的收發(fā)機。該設(shè)施具有指派給其的MAC地址。MAC段被配置成接收對測量相關(guān)通信的請求，在該短程無線網(wǎng)絡(luò)內(nèi)確立的均一的預(yù)定時段之后立即向收到的對該測量相關(guān)通信的請求生成諸如確收(ACK)(例如， 確收幀)之類的自動響應(yīng)。該ACK可形成該測量相關(guān)通信。該均一的預(yù)定時段與該設(shè)施中對響應(yīng)的處理相關(guān)聯(lián)并且在該網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的任何設(shè)施間是均一的。自動響應(yīng)可包括MAC地址。 重要的是要注意，在一些實施例中，該設(shè)施被配置成僅執(zhí)行該自動響應(yīng)的生成，盡管該響應(yīng)可包括諸如定位準則之類的附加信息，其中這些定位準則諸如是與該設(shè)施的位置相關(guān)聯(lián)的 (x, y)坐標對或通用資源標識符(URI)或具有附加位置信息的類似物。例如，URI可與包含附加位置信息的資源相關(guān)聯(lián)。在其它實施例中，該設(shè)施可被配置成在對測量相關(guān)通信的請求被生成之前在例如信標中提供諸如該設(shè)施的(x，y)坐標或通用資源標識符(URI)或具有附加位置信息的類似物之類的信息。
附圖簡要說明
給出附圖以幫助對本發(fā)明實施例進行描述，且提供附圖僅用于解說實施例而非對其進行限定。

圖1是解說與本公開的實施例相容的移動站的示例性操作環(huán)境的圖示。圖2是解說示例性移動站的各種組件的框圖。圖3是解說使用無線接入點來確定移動站的位置的示例性技術(shù)的圖示。圖4是解說用多個無線接入點使用往返時間(RTT)來確定移動站的位置的時序的
時序圖。

圖5是解說用于使用示例性設(shè)施的移動站的操作環(huán)境的圖示。圖6是解說使用諸設(shè)施來確定移動站的位置的示例性時序的時序圖。圖7是解說示例性設(shè)施的各種組件的框圖。圖8是解說用于使用設(shè)施來促成定位的示例性方法的流程圖。具體描述本發(fā)明的各方面在以下涉及本發(fā)明具體實施例的描述和有關(guān)附圖中被公開?？梢栽O(shè)計替換實施例而不會脫離本發(fā)明的范圍。另外，本發(fā)明的眾所周知的元素將不被詳細描 述或?qū)⒈皇÷砸悦怃螞]本發(fā)明的有關(guān)系的細節(jié)。
措辭“示例性”在本文中用于表示“用作示例、實例或解說”。本文中描述為“示例 性”的任何實施例不必被解釋為優(yōu)于或勝過其他實施例。同樣，術(shù)語“本發(fā)明的實施例”并 不要求本發(fā)明的所有實施例都包括所討論的特征、優(yōu)點、或工作模式。
本文中所使用的術(shù)語僅出于描述特定實施例的目的，而并不旨在限定本發(fā)明的實 施例。如本文所使用的，單數(shù)形式的“一”、“某”和“該”旨在也包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文另 有明確指示。還將理解，術(shù)語“包括”、“具有”、“包含”和/或“含有”在本文中使用時指定 所陳述的特征、整數(shù)、步驟、操作、要素、和組件的存在，但并不排除一個或更多個其他特征、 整數(shù)、步驟、操作、要素、組件和其群組的存在或添加。
本文中所描述的方法體系取決于應(yīng)用可藉由各種手段來實現(xiàn)。例如，這些方法體 系可在硬件、固件、軟件、或其任何組合中實現(xiàn)。對于硬件實現(xiàn)，這些處理單元可以在一個或 更多個專用集成電路(ASIC)、數(shù)字信號處理器(DSP)、數(shù)字信號處理器件(DSPD)、可編程邏 輯器件(PLD)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、處理器、控制器、微控制器、微處理器、電子器件、 設(shè)計成執(zhí)行本文中所描述功能的其他電子單元、或其組合內(nèi)實現(xiàn)。
對于固件和/或軟件實現(xiàn)，這些方法體系可用執(zhí)行本文中描述的功能的模塊(例 如，規(guī)程、函數(shù)等等)來實現(xiàn)。任何有形地體現(xiàn)指令的機器可讀介質(zhì)可被用來實現(xiàn)本文中所 描述的方法體系。例如，軟件代碼可被存儲在存儲器中并由處理單元來執(zhí)行。存儲器可被 實現(xiàn)在處理單元內(nèi)，或處理單元之外。如本文所使用的，術(shù)語“存儲器”是指任何類型的長 期、短期、易失性、非易失性、或其他存儲器，且并不限于任何特定類型的存儲器或特定數(shù)目 的存儲器、或記憶存儲在其上的介質(zhì)的類型。
如果在固件和/或軟件中實現(xiàn)，則各功能可作為一條或更多條指令或代碼存儲在 計算機可讀介質(zhì)上。各示例包括編碼成具有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的計算機可讀介質(zhì)和編碼成具有計算 機程序的計算機可讀介質(zhì)。計算機可讀介質(zhì)可采取制品的形式。計算機可讀介質(zhì)包括物理 計算機存儲介質(zhì)。存儲介質(zhì)可以是能被計算機訪問的任何可用介質(zhì)。作為示例而非限定， 此類計算機可讀介質(zhì)可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盤存儲、磁盤存儲或其他磁 存儲設(shè)備、或能被用來存儲指令或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式的合意程序代碼且能被計算機訪問的任何 其他介質(zhì)；如本文中所使用的盤(disk)和碟(disc)包括壓縮碟(⑶)、激光碟、光碟、數(shù)字多 用碟(DVD )、軟盤和藍光碟，其中盤常常磁性地再現(xiàn)數(shù)據(jù)，而碟用激光光學(xué)地再現(xiàn)數(shù)據(jù)。上述 的組合也應(yīng)被包括在計算機可讀介質(zhì)的范圍內(nèi)。
除存儲在計算機可讀介質(zhì)上之外，指令和/或數(shù)據(jù)可作為信號在包括于通信裝置 中的傳輸介質(zhì)上提供。例如，通信裝置可包括具有指示指令和數(shù)據(jù)的信號的收發(fā)機。這些 指令和數(shù)據(jù)被配置成使一個或更多個處理單元實現(xiàn)權(quán)利要求中所概括的功能。即，通信裝 置包括具有指示用以執(zhí)行所公開功能的信息的信號的傳輸介質(zhì)。在第一時間，通信裝置中 所包括的傳輸介質(zhì)可包括用以執(zhí)行所公開功能的信息的第一部分，而在第二時間，通信裝 置中所包括的傳輸介質(zhì)可包括用以執(zhí)行所公開功能的信息的第二部分。
藉由簡要概述并且根據(jù)各種示例性實施例，可提供示例性往返時間設(shè)施(RTT_ APP)，該設(shè)施提供對站(STA)的準確且快速的定位或者輔助改善現(xiàn)有定位測量或估計。通 過提供有限數(shù)目的專用功能和均一的處理延遲，RTT_APP避免了以上所提及問題中的許多問題，尤其是與逐漸形成對基于AP的處理延遲的估計所需的大量處理有關(guān)的那些問題。例 如，RTT_APP可被配置成響應(yīng)于定向的RTT測量分組來發(fā)送ACK，而沒有其他處理功能性被 實現(xiàn)。RT_ APP可被附加地配置成發(fā)送信標(若需要)以用于遞送關(guān)于網(wǎng)絡(luò)的信息。RTT_APP 可在諸如舉例而言W1-Fi 802. 11頻帶或類似頻帶之類的多個頻帶中的任何一個頻帶或其 組合上工作。RTT_APP可支持允許URI的遞送的配置以用于遞送網(wǎng)絡(luò)幾何形態(tài)或地圖。
根據(jù)各種示例性實施例，RTT_APP具有小到有優(yōu)勢的尺寸、低成本和低功率，并且 比通用接入點所需要的硬件和軟件功能性少。RTT_APP無需支持典型的AP特征，諸如路由、 交換、橋接以及類似特征并且無需額外端口，諸如以太網(wǎng)、WAN、USB端口或類似端口。RTT_ APP無需支持使能不同拓撲、安全性簡檔、VLAN及類似物所需的高級軟件配置。示例性RTT_ APP通過替換或補充可能并非以良好地適于定位的方式部署的現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)備來允許室內(nèi)定 位的部署。盡管RTT_APP能夠發(fā)送偶發(fā)信標信號，但是由于RTT_APP主要是被配置成響應(yīng) 于RTT測量請求，因此能以比常規(guī)AP更高效的方式在例如電池電源上將操作延續(xù)很長的時 段。由此，可在干線電源不可用之處部署RTT_APP。如本文在下面將進一步描述的，RTT_APP 能以先前未料想到的方式提供以上提及的所有優(yōu)勢和附加優(yōu)勢。
圖1是STA1108的示例性操作環(huán)境100的圖示。本發(fā)明的實施例針對可輔助STAl 108基于往返時間(RTT)測量來確定其位置的RTT_APP，其中由無線接入點引入的處理延遲 可被最小化或消除。將領(lǐng)會，各種實施例解決了與不同接入點間處理延遲上的變動相關(guān)聯(lián) 的劣勢。除諸接入點間處理延遲上的靜態(tài)差量以外，這些變動還可由于負載條件及類似物 隨時間推移改變。由于定位準確性可被處理延遲上的差量損害，所以出現(xiàn)了消除可變處理 延遲的需求。
工作環(huán)境100可包含一個或更多個不同類型的無線通信系統(tǒng)和無線定位系統(tǒng)。在 圖1中所示的實施例中，衛(wèi)星定位系統(tǒng)(SPS)102可被用作關(guān)于STA1108的位置信息的獨立 來源。STAl 108可包括被專門設(shè)計成接收來自SPS衛(wèi)星的信號以用于推導(dǎo)地理位置信息的 一個或更多個專用SPS接收機(102a、102b等)。
將領(lǐng)會，一般而言，SPS可以包括發(fā)射機系統(tǒng)，這些發(fā)射機被定位成使得諸實體能 夠至少部分地基于接收自這些發(fā)射機的信號來確定自己在地球上或上方的位置。這樣的發(fā) 射機通常發(fā)射用具有設(shè)定數(shù)目個碼片的重復(fù)偽隨機噪聲(PN)碼作標記的信號，并且可位于 基于地面的控制站、用戶裝備和/或空間飛行器上。在特定示例中，這類發(fā)射機可位于環(huán)地 軌道衛(wèi)星飛行器(SV)上。例如,諸如全球定位系統(tǒng)(GPS)、Galileo、Glonass或Compass等 全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)的星座中的SV可發(fā)射用可與由該星座中的其他SV所發(fā)射的PN 碼區(qū)分開的PN碼(例如，如在GPS中那樣對每顆衛(wèi)星使用不同PN碼或者如在Glonass中那 樣在不同頻率上使用相同的碼)作標記的信號。根據(jù)某些方面，本文中給出的技術(shù)不限于 全球SPS系統(tǒng)(例如，GNSS)。例如，可將本文中所提供的技術(shù)應(yīng)用于或另行使之能在各種地 區(qū)性系統(tǒng)中使用，諸如舉例而言日本上空的準天頂衛(wèi)星系統(tǒng)(QZSS)、印度上空的印度地區(qū) 性導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)(IRNSS)、中國上空的北斗等，和/或可與一個或更多個全球和/或地區(qū)性 導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)或另行使其能與之聯(lián)用的各種擴增系統(tǒng)(例如，基于衛(wèi)星的擴增系統(tǒng) (SBAS))。作為示例而非限定，SBAS可包括提供完好性信息、差分校正等的擴增系統(tǒng)，諸如 廣域擴增系統(tǒng)(WAAS)、歐洲對地靜止導(dǎo)航覆蓋服務(wù)(EGN0S)、多功能衛(wèi)星擴增系統(tǒng)(MSAS)、 GPS輔助式Geo (對地靜止)擴增導(dǎo)航或GPS和Geo擴增導(dǎo)航系統(tǒng)(GAGAN)和/或類似系統(tǒng)。因此，如本文所使用的，SPS可包括一個或更多個全球和/或地區(qū)性導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)和/或擴 增系統(tǒng)的任何組合，且SPS信號可包括SPS信號、類SPS信號和/或其他與此類一個或更多 個SPS相關(guān)聯(lián)的信號。
操作環(huán)境100還可包括一種或更多種類型的多個廣域網(wǎng)無線接入點(WAN-WAP) 104，它們可被用于無線語音和數(shù)字通信并且用作另一關(guān)于STAl 108的獨立的位置信息來 源。通常，WffAN內(nèi)的WAN-WAP 104a_104c中的每一個可從固定位置操作并且提供大的都市 和地區(qū)性區(qū)域上的網(wǎng)絡(luò)覆蓋。WAN-WAP 104可以是可包括已知位置處的蜂窩基站的無線廣 域網(wǎng)(WffAN)和諸如舉例而言如根據(jù)802. 16所規(guī)范的WiMAX節(jié)點之類的其他廣域無線系統(tǒng) 的一部分。將領(lǐng)會，該WWAN可包括為簡單化而未在圖1中示出的其他已知網(wǎng)絡(luò)組件。
操作環(huán)境100還可包括局域網(wǎng)無線接入點(LAN-WAP) 106，其可用于無線語音和數(shù) 據(jù)通信，并且可用作另一獨立的位置數(shù)據(jù)來源。LAN-WAP 106可以是可在建筑物中操作并 且在比WffAN小的地理地區(qū)上執(zhí)行通信的無線局域網(wǎng)(WLAN)的一部分。例如，此類LAN-WAP 106可以是例如諸如為根據(jù)802.1lx的操作規(guī)范的網(wǎng)絡(luò)之類的W1-Fi網(wǎng)絡(luò)、蜂窩微微網(wǎng)和毫 微微蜂窩小區(qū)、藍牙網(wǎng)絡(luò)及類似網(wǎng)絡(luò)的一部分。
STAl 108 可從 SPS 衛(wèi)星 102、WAN-WAP 104 和 LAN-WAP 106 中的任何一者或其組 合來推導(dǎo)位置信息。上述系統(tǒng)中的每一個能使用不同的技術(shù)來提供對STA1108的位置的獨 立估計。在一些實施例中，移動站可組合從這些不同類型的接入點中的每一個推導(dǎo)出的解 來提高位置數(shù)據(jù)的準確性。然而，為實現(xiàn)增加的準確性，尤其在衛(wèi)星信號可能難以接收到的 室內(nèi)位置內(nèi)，對基于在離STA1108的近程性較近的信號源進行的定位或三邊測量的依賴導(dǎo) 至更高準確性的潛在可能。
當(dāng)使用SPS 102來推導(dǎo)位置時，移動站可使用專門設(shè)計成與SPS聯(lián)用的接收機，該 接收機使用常規(guī)技術(shù)從由SPS衛(wèi)星102發(fā)射的多個信號提取位置。本文所描述的方法和裝 置可與各種衛(wèi)星定位系統(tǒng)聯(lián)用，諸如美國全球定位系統(tǒng)(GPS)、俄羅斯Glonass (格洛納斯) 系統(tǒng)、歐洲Galileo (伽利略)系統(tǒng)、任何使用來自衛(wèi)星系統(tǒng)的組合的衛(wèi)星的系統(tǒng)、或任何在 將來開發(fā)的衛(wèi)星系統(tǒng)。另外，所公開的方法和裝置可與使用偽衛(wèi)星或者衛(wèi)星與偽衛(wèi)星的組 合的定位確定系統(tǒng)一起使用。偽衛(wèi)星是廣播類似于GPS或CDMA蜂窩信號的且被調(diào)制在L 頻帶或其他頻率的載波信號上的PN碼或其他測距碼的基于地面的發(fā)射機，該載波信號可 以與GPS時間同步。每一個這樣的偽衛(wèi)星發(fā)射機可以被指派唯一性的PN碼從而準許其被 遠程接收機標識。偽衛(wèi)星在來自軌道衛(wèi)星的GPS信號可能不可用的情境中是很有用的，諸 如在隧道、礦井、建筑物、城市峽谷或其他封閉區(qū)域中。偽衛(wèi)星的另一種實現(xiàn)被稱為無線電 信標。如本文中所使用的術(shù)語“衛(wèi)星”旨在包括偽衛(wèi)星、偽衛(wèi)星的等效物、以及還可能有其 他。如本文中所使用的，術(shù)語“SPS信號”旨在包括來自偽衛(wèi)星或偽衛(wèi)星的等效的類SPS信 號。
當(dāng)從WffAN推導(dǎo)位置時，每個WAN-WAP 104a_104c可采取數(shù)字蜂窩網(wǎng)內(nèi)的基站的形 式，并且STAl 108可包括蜂窩收發(fā)機以及能利用基站信號來推導(dǎo)位置的處理單元。此類蜂 窩網(wǎng)絡(luò)可包括但不限于根據(jù)GSM、CDMA、2G、3G、4G、LTE及類似物的標準。應(yīng)理解，數(shù)字蜂窩 網(wǎng)絡(luò)可包括圖1中所示的附加基站或其他資源。雖然WAN-WAP 104可能實際上是可移動的 或者以其他方式具有能被重新安置的能力，但出于解說目的，將假定它們基本上被安排在 固定的位置上。
STAl 108可使用諸如舉例而言高級前向鏈路三邊測量法(AFLT)之類的已知的抵 達時間技術(shù)來執(zhí)行位置確定。在其他一些實施例中，每個WAN-WAP104a-104c可采取WiMAX 無線網(wǎng)絡(luò)基站的形式。在此類情形中，STAl 108可使用抵達時間(TOA)技術(shù)從由各WAN-WAP 104提供的信號來確定自己的位置。STAl 108可使用如以下將更詳細地描述的TOA技術(shù) 來要么以自立模式要么使用定位服務(wù)器110和網(wǎng)絡(luò)112的輔助來確定位置。注意，本公開 的實施例包括令STAl 108使用屬于不同類型的各WAN-WAP 104來確定位置信息。例如，一 些WAN-WAP 104可以是蜂窩基站，而其他WAN-WAP可以是WiMAX基站。在此類工作環(huán)境中， STAl 108可以有能力利用來自每個不同類型的WAN-WAP的信號并且進一步組合推導(dǎo)出的 位置解來提高準確性。
當(dāng)使用WLAN來推導(dǎo)位置時，STAl 108可在定位服務(wù)器110和網(wǎng)絡(luò)112的輔助 下使用抵達時間技術(shù)。定位服務(wù)器Iio可通過網(wǎng)絡(luò)112向移動站通信。網(wǎng)絡(luò)112可包括 納入LAN-WAP 106的有線和無線網(wǎng)絡(luò)的組合。在一個實施例中，每個LAN-WAP 106a_106e 可以例如是無線接入點，其不必被設(shè)置在固定的位置上并且能夠改變位置。每個LAN-WAP 106a-106e的位置可用共同坐標系的形式被存儲在定位服務(wù)器110中。在一個實施例中， STAl 108的位置可通過令STAl 108接收來自每個LAN-WAP 106a_106e的信號的方式來確 定。每個信號可基于可包括在收到信號中的某種形式的標識信息(諸如舉例而言，MAC地址) 來與其始發(fā)LAN-WAP相關(guān)聯(lián)。STAl 108可隨后推導(dǎo)與經(jīng)分類排序的收到信號中的每一個相 關(guān)聯(lián)的時間延遲。STAl 108可隨后形成能包括這些時間延遲以及這些LAN-WAP中的每一個 的標識信息的消息，并經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)112向定位服務(wù)器110發(fā)送該消息?；谑盏降南?，定位 服務(wù)器可隨后使用所存儲著的有關(guān)系的LAN-WAP 106的位置來確定STAl 108的位置。定 位服務(wù)器110可生成包括指向移動站在局部坐標系中的位置的指針的位置配置指示(LCI) 消息并將該消息提供給STAl 108。該LCI消息還可包括相對于STAl 108的位置的其他感興 趣的點(POI)。LCI可首先僅作為服務(wù)器110知曉STA108能看到的近旁LAN-WAP的MAC地 址的結(jié)果來被建立。連同該LCI，這些近旁LAN-WAP的位置被給予STA 108，STA 108可基 于此使用這些近旁LAN-WAP位置來推導(dǎo)自己的位置。替換地，服務(wù)器110可生成包括STA 位置的LCI。應(yīng)注意，STA 108的位置可在服務(wù)器110處或在STA 108處推導(dǎo)出。當(dāng)在STA 108處推導(dǎo)位置時，服務(wù)器110提供具有如所描述的LAN-WAP位置的LCI。當(dāng)計算STAl 108 的位置時，定位服務(wù)器110可考慮到可能由無線網(wǎng)絡(luò)內(nèi)諸要素引入的不同延遲。
本文中描述的位置確定技術(shù)可用于諸如無線廣域網(wǎng)(WWAN)、無線局域網(wǎng)(WLAN)、 無線個域網(wǎng)(WPAN)等的各種無線通信網(wǎng)絡(luò)。術(shù)語“網(wǎng)絡(luò)”和“系統(tǒng)”可以被可互換地使用。 WffAN可以是碼分多址(CDMA)網(wǎng)絡(luò)、時分多址(TDMA)網(wǎng)絡(luò)、頻分多址(FDMA)網(wǎng)絡(luò)、正交頻 分多址(OFDMA)網(wǎng)絡(luò)、單載波頻分多址(SC-FDMA)網(wǎng)絡(luò)、長期演進(LTE)網(wǎng)絡(luò)、WiMAX (IEEE 802. 16)網(wǎng)絡(luò)等等。CDMA網(wǎng)絡(luò)可實現(xiàn)諸如cdma2000、寬帶CDMA (W-CDMA)等一種或更多種 無線電接入技術(shù)(RAT)。cdma2000包括IS-95、IS-2000和IS-856標準。TDMA網(wǎng)絡(luò)可實現(xiàn) 全球移動通信系統(tǒng)(GSM)、數(shù)字高級移動電話系統(tǒng)(D-AMPS )、或其他某種RAT。GSM和W-CDMA 在來自名為“第三代伙伴項目”(3GPP)的聯(lián)盟的文獻中描述。Cdma2000在來自名為“第三 代伙伴項目2”(3GPP2)的聯(lián)盟的文獻中描述。3GPP和3GPP2文獻是公眾可獲取的。WLAN 可以是IEEE 802.1lx網(wǎng)絡(luò)，并且WPAN可以是藍牙網(wǎng)絡(luò)、IEEE 802. 15x、或其他某種類型的 網(wǎng)絡(luò)。這些技術(shù)也可用于WWAN、WLAN和WPAN的任何組合。
圖2的框圖解說示例性移動站200 (例如，圖1的STAl 108)的各種組件。為簡單 化，圖2的框圖中所解說的各種特征和功能是使用共用總線連接在一起的，其旨在表示這 些各色特征和功能起作用地耦合在一起，不管具體耦合手段如何。除共用總線連接之外，本 領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到，其他連接、機制、特征、功能或諸如此類可被提供并且按需適配以 起作用地耦合和配置實際的便攜式無線設(shè)備。另外，還認識到，圖2的示例中所解說的特征 或功能之中的一個或更多個可被進一步細分，或者圖2中所解說的特征或功能之中的兩個 或更多個可被組合。
如本文中所使用的，移動站(MS)是指諸如以下的設(shè)備蜂窩或其他無線通信設(shè) 備、個人通信系統(tǒng)(PCS)設(shè)備、個人導(dǎo)航設(shè)備(PND)、個人信息管理器(PM)、個人數(shù)字助理 (PDA)、膝上型設(shè)備或能夠接收無線通信和/或?qū)Ш叫盘柕钠渌线m的移動設(shè)備。術(shù)語“移 動站”還旨在包括諸如藉由短程無線、紅外、有線連接、或其他連接與個人導(dǎo)航設(shè)備(PND)通 信的設(shè)備——不管衛(wèi)星信號接收、輔助數(shù)據(jù)接收、和/或位置相關(guān)處理是發(fā)生在該設(shè)備處還 是在PND處。而且，“移動站”旨在包括能夠諸如經(jīng)由因特網(wǎng)、W1-F1、或其他網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)器 通信的所有設(shè)備，包括無線通信設(shè)備、計算機、膝上型設(shè)備等，而不管衛(wèi)星信號接收、輔助數(shù) 據(jù)接收、和/或位置相關(guān)處理是發(fā)生在該設(shè)備處、服務(wù)器處、還是與網(wǎng)絡(luò)相關(guān)聯(lián)的另一個設(shè) 備處。以上的任何可操作的組合也被認為是“移動站”。
移動站200可包括可與一個或更多個天線202連接的一個或更多個廣域網(wǎng)收發(fā)機 204。廣域網(wǎng)收發(fā)機204可包括適合用于與WAN-WAP 104通信并檢測去往/來自WAN-WAP 104的信號、以及直接與網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的其他無線設(shè)備通信的設(shè)備、硬件和軟件。在一個方面，廣域 網(wǎng)收發(fā)機204可包括適合用于與無線基站的CDMA網(wǎng)絡(luò)通信的CDMA通信系統(tǒng)。然而，在其 他方面，無線通信系統(tǒng)可包括不同類型的蜂窩電話技術(shù)，諸如舉例而言TDMA或GSM網(wǎng)絡(luò)，或 類似技術(shù)。另外，可以使用任何其他類型的無線聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，例如根據(jù)802. 16標準的WiMAX、 以及類似技術(shù)。移動站200還可包括可連接到一個或更多個天線202的一個或更多個局 域網(wǎng)收發(fā)機206。局域網(wǎng)收發(fā)機204包括適合用于與LAN-WAP 106通信并檢測去往/來自 LAN-WAP 106的信號、以及直接與網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的其他無線設(shè)備通信的設(shè)備、硬件和軟件。在一個 方面，局域網(wǎng)收發(fā)機206可包括例如根據(jù)802.1lx標準的適合用于與一個或更多個無線接 入點通信的W1-Fi通信系統(tǒng)。然而在其他方面，局域網(wǎng)收發(fā)機206可包括另一類型的局域 網(wǎng)技術(shù)、個域網(wǎng)技術(shù)(諸如藍牙網(wǎng)絡(luò))、或類似技術(shù)。另外，可以使用任何其他類型的無線聯(lián) 網(wǎng)技術(shù)，例如超寬帶、ZigBee、無線USB、或類似技術(shù)。
如本文中所使用的，縮寫的術(shù)語“無線接入點”(WAP)可指稱LAN-WAP106和 WAN-WAP 104。具體而言，在以下給出的描述中，當(dāng)術(shù)語“WAP”被使用時，應(yīng)理解，諸實施例 可包括可利用來自多個LAN-WAP 106、多個WAN-WAP 104或其兩者的任何組合的信號的移 動站200。正在由移動站200使用的具體類型的WAP可取決于工作環(huán)境。不僅如此，移動站 200可動態(tài)地在各種類型的WAP之間進行選擇以得出準確的位置解。
SPS接收機208也可被包括在移動站200中。SPS接收機208可被連接至一個或 更多個天線202以接收衛(wèi)星信號。SPS接收機208可包括任何適合用于接收和處理SPS信 號的硬件和軟件。SPS接收機208在恰適的場合向其他系統(tǒng)請求信息和操作，并且使用由任 何合適的SPS算法所獲得的測量來執(zhí)行對于確定移動站200的位置而言所必需的演算。
應(yīng)注意，在一些實施例中，相對運動傳感器212可耦合至處理單元210以提供獨立于從由廣域網(wǎng)收發(fā)機204、局域網(wǎng)收發(fā)機206和SPS接收機208所接收到的信號推導(dǎo)出的運 動數(shù)據(jù)的相對運動和取向信息。
藉由示例但而非限定，相對運動傳感器212可使用加速計(諸如MEMS器件)、陀螺 儀、地磁傳感器(諸如羅盤)、高度計(諸如大氣壓力高度計)和任何其他類型的運動檢測傳 感器。此外，相對運動傳感器212可包括多個不同類型的器件，并組合其輸出來提供運動信 息。例如，相對運動傳感器可使用多軸加速計和取向傳感器的組合來提供計算2-D和3-D 坐標系中的位置的能力。
處理單元210可被耦合至廣域網(wǎng)收發(fā)機204、局域網(wǎng)收發(fā)機206、SPS接收機208以 及相對運動傳感器212。處理單元可包括提供處理功能以及其他演算和控制功能性的一個 或更多個微處理器、微控制器和數(shù)字信號處理器。處理單元210還可包括或另行耦合至用 于存儲數(shù)據(jù)和軟件指令以用于在移動站內(nèi)執(zhí)行經(jīng)編程的功能性的存儲器214。存儲器214 可以板載在處理單元210上(諸如在同一 IC封裝內(nèi))，或者存儲器可以是處理單元外部的存 儲器并在功能上通過數(shù)據(jù)總線或類似物來耦合，或是內(nèi)部存儲器和外部存儲器的組合。以 下將更詳細地討論與本公開的各方面相關(guān)聯(lián)的軟件功能性的詳情。
數(shù)個軟件模塊和數(shù)據(jù)表可駐留在存儲器214中并由處理單元210使用以管理通信 和定位確定功能性兩者。如圖2中所解說的，存儲器214可包括和以其他方式收納基于無 線的定位模塊216、應(yīng)用模塊218、收到信號強度指示符(RSSI)模塊220、往返時間(RTT)模 塊222、和相對定位模塊(未示出)。應(yīng)該領(lǐng)會,如圖2中所示的存儲器內(nèi)容的組織僅是示例 性的，并且由此，可取決于移動站200的實現(xiàn)按不同的方式來組合、分開和結(jié)構(gòu)化這些模塊 和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的功能性。
應(yīng)用模塊218可以是在移動站200的處理單元210上運行的進程，該進程向基于 無線的定位模塊216請求位置信息。替換地，該位置信息可由定位模塊216自治地或在應(yīng) 用模塊218的控制下連續(xù)地、周期性地或以類似方式提供。應(yīng)用通常在通信架構(gòu)模型的上 層(諸如開放系統(tǒng)互連(OSI)七層開放架構(gòu)協(xié)議模型的應(yīng)用層)內(nèi)運行，并且可包括室內(nèi)導(dǎo) 航、伙伴定位器、購物和贈券、資產(chǎn)追蹤、位置知悉式服務(wù)發(fā)現(xiàn)，以及諸如此類?；跓o線的 定位模塊216可使用從測量自與多個WAP交換的信號的RTT所推導(dǎo)出的信息來推導(dǎo)移動站 200的位置。為了使用RTT技術(shù)來準確地確定位置，對由每個WAP引入的處理時間延遲的 合理估計可被用來校準/調(diào)整測得RTT。測得RTT可由RTT模塊222來確定，RTT模塊222 能測量在移動站200與WAP之間交換的信號的時序以推導(dǎo)RTT信息。
一旦測得，RTT值就可被傳遞給基于無線的定位模塊216以輔助確定移動站200的 位置?；跓o線的定位模塊216可使用由WAP傳送的信號的振幅值以輔助對WAP的處理時 間的估計。這些振幅值可按照由RSSI模塊220確定的RSSI測量的形式來確定。RSSI模塊 220可將關(guān)于這些信號的振幅和統(tǒng)計信息提供給基于無線的定位模塊216?；跓o線的定 位模塊216使用這些RTT測量來基于本文將在下面進一步描述的傳播延遲測量及類似物準 確地確定位置。
在沒有如由例如本文所議和所描述的RTT_APP提供的與減小處理延遲并且使其 均一相關(guān)聯(lián)的效果的情況下，將需要附加校準以使用例如由相對運動傳感器212或其他段 獲得的信息來進一步完善WAP的處理時間。在一個實施例中，相對運動傳感器212可向處 理單元210直接提供位置和取向數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可被存儲在例如存儲器214中。在其他實施例中，相對運動傳感器212可提供應(yīng)該由處理單元210進一步處理以推導(dǎo)用于執(zhí)行校準 的信息的數(shù)據(jù)。例如，相對運動傳感器212可提供加速度和取向數(shù)據(jù)(單軸或多軸)。
該位置可以諸如響應(yīng)于請求或以連續(xù)方式被連續(xù)輸出到應(yīng)用模塊218。另外，基于 無線的定位模塊216可使用參數(shù)數(shù)據(jù)庫224來交換操作參數(shù)。此類參數(shù)可包括所確定的關(guān) 于每個WAP的處理時間、共同坐標系中的WAP位置、與網(wǎng)絡(luò)相關(guān)聯(lián)的各種參數(shù)、初始處理時 間估計、及類似物。以下將在后續(xù)章節(jié)中提供這些參數(shù)的詳情。
在其他實施例中，這些附加信息可任選地包括輔助位置和運動數(shù)據(jù)，其除相對運 動傳感器212外還可從諸如舉例而言SPS測量之類的其他來源確定。這些輔助位置數(shù)據(jù)可 能是間歇性的并且是有噪的，但取決于移動站200正在其中工作的環(huán)境，可有益地作為用 于估計或確認對WAP的定位的估計、或用于估計或確認與定位相關(guān)聯(lián)的其他信息的獨立信 息的另一來源。
雖然圖2中所示的模塊在該示例中被解說為被包含在存儲器214中，但應(yīng)認識到， 在某些實現(xiàn)中，可使用各種機制來提供或以其他方式起作用地安排此類規(guī)程。例如，基于無 線的定位模塊216和應(yīng)用模塊218的全部或部分可在固件中提供。另外，雖然在本示例中， 基于無線的定位模塊216和應(yīng)用模塊218被圖解為分開的特征，但應(yīng)認識到，例如，此類規(guī) 程可被組合在一起作為一個規(guī)程或者或許與其他規(guī)程相組合，或者以其他方式進一步劃分 成多個子規(guī)程。各種替換和/或附加配置中的每種配置可作為如本文以下進一步描述的用 于執(zhí)行各種創(chuàng)造性功能的手段被涵蓋。
處理單元210可包括適合用于執(zhí)行至少本文中所提供的技術(shù)的任何形式的邏輯。 例如，處理單元210可以是能基于存儲器214中的指令被起作用地配置成選擇性地發(fā)起利 用運動數(shù)據(jù)的一個或更多個例程以供在移動站的其他部分中使用。
移動站200可包括用戶接口 250，后者提供任何合適的接口系統(tǒng)，諸如允許用戶與 移動站200交互的話筒/揚聲器252、小鍵盤254、以及顯不器256。話筒/揚聲器252可使 用廣域網(wǎng)收發(fā)機204和局域網(wǎng)收發(fā)機206提供語音通信服務(wù)。小鍵盤254可包括包含供用 戶輸入的任何合適按鈕的任何類型的小鍵盤。顯示器256包括諸如舉例而言背光LCD顯示 器之類的任何合適的顯示器，并且還可包括用于附加用戶輸入模式的觸摸屏顯示器。
如本文中所使用的，STAl 108可以是可配置成捕獲從一個或更多個無線通信設(shè)備 或網(wǎng)絡(luò)發(fā)射的無線信號以及向一個或更多個無線通信設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)發(fā)射無線信號的任何便 攜式或可移動設(shè)備或機器。如圖1和圖2中所示，移動站代表此類便攜式無線設(shè)備。由此， 借助示例而非限定，STAl 108可包括無線電設(shè)備、蜂窩電話設(shè)備、計算設(shè)備、個人通信系統(tǒng) (PCS)設(shè)備、或者其他類似的裝備有無線通信的可移動設(shè)備、設(shè)施、或機器。
如本文中所用的，術(shù)語“無線設(shè)備”可以指可在網(wǎng)絡(luò)上傳遞信息并且還具有位置確 定和導(dǎo)航功能性的任何類型的無線通信設(shè)備。無線設(shè)備可以是任何蜂窩移動終端、個人通 信系統(tǒng)(PCS)設(shè)備、個人導(dǎo)航設(shè)備、膝上型設(shè)備、個人數(shù)字助理、或任何其他能夠接收和處理 網(wǎng)絡(luò)和SPS信號以用于進行基于無線的位置確定的合適的移動站。
基于無線的位置確定可使用分開的信號源或其組合按各種方式來達成。在一些 實現(xiàn)中，無線位置確定可使用SPS測量來執(zhí)行。例如，如果STAl 108剛進入室內(nèi)環(huán)境，并 且如果該室內(nèi)環(huán)境并不嚴重衰減SPS信號，那么SPS定位可被使用。在其他一些實現(xiàn)中， 使用為語音/數(shù)據(jù)通信采用的信號的諸技術(shù)可被利用來進行位置確定。此類別中的各種技術(shù)在題為 “WIRELESS POSITION DETERMINATION USING ADJUSTED ROUND TRIP TIME MEASUREMENTS (使用經(jīng)調(diào)整的往返時間測量的無線位置確定)”的共同待決申請(美國專利 申請No. 12/622，289)中闡述。
圖3中示出了用以解說用于確定STAl 108的位置的示例性技術(shù)的簡化環(huán)境。STAl 108可使用諸如2. 4GHz信號之類的RF信號和用于調(diào)制這些RF信號的標準化協(xié)議以及根 據(jù)諸如IEEE 802. 11及類似標準等標準配置的信息分組交換來與例如多個WAP 311無線通 信。通過從所交換的信號提取出不同類型的信息并且使用網(wǎng)絡(luò)的布局(諸如如以上所描述 的網(wǎng)絡(luò)幾何形態(tài))，STAl 108可確定其在預(yù)定義參考坐標系中的位置。如圖3中所示，移動 站可使用二維坐標系來指明其位置(xt，yt)，然而，本文中所公開的諸實施例并不限定于此， 并且還可適用于使用例如三維坐標系來確定位置(如果想要額外的維度)。另外，雖然圖3 中示出了三個WAP (WAPI 311a、WAP2 311b和WAP3 311c)，但是可能想要使用附加WAP并 且使用適用于超定系統(tǒng)的技術(shù)來對位置求解，這些技術(shù)能平均掉由不同噪聲效應(yīng)引入的各 種誤差，并且因此改善所確定的位置的準確性。
為了使用無線信號測量來確定給定時間t的位置(xt, yt)，移動站STA1108可能 首先需要確定網(wǎng)絡(luò)幾何形態(tài)。該網(wǎng)絡(luò)幾何形態(tài)可包括由坐標(xk，yk)指定的每個WAP 311 在參考坐標系中的位置，其中k=l，2，3，對應(yīng)于如圖3所示的WAPl 311a的位置(xl，yl)、 WAP2 311b的位置(x2，y2)、和WAP3 311c的位置(x3，y3)。移動站可然后確定距離dk，其 中 k=l, 2，3，對應(yīng)于 STA 108 和 WAP1311a 之間的 dl，STAl 108 和 WAP2 311b 之間的 d2，以 及STA 108和WAP 311c之間的d3。如將在下面更詳細描述的，數(shù)個不同辦法可被用來估 計這些距離(dk)，諸如藉由在STAl 108和每個WAP 311之間交換的RF信號的特性的知識。 此類特性如以下將要討論的可包括這些信號的往返傳播時間、和根據(jù)RSSI的信號強度。這 些距離進一步易有標示為errdk的各種誤差312a_312c，其中k=l，2，3。本公開中尤其感興 趣的是可歸因于各WAP的處理延遲的誤差。本文將在下面更詳細地描述消除顯著處理延遲 以及尤其是各WAP間處理延遲上的變動。
在其他實施例中，可使用與這些WAP沒有關(guān)聯(lián)的其他信息來源來部分地確定或完 善這些距離(dk)。例如，諸如SPS之類的其他定位系統(tǒng)可被用來提供對dk的粗略估計。應(yīng) 注意，很有可能SPS在預(yù)期的操作環(huán)境(諸如室內(nèi)、都市區(qū)域、或類似環(huán)境)中具有的信號可 能不足以提供對dk—貫準確的估計。然而，SPS信號可與其他信息相組合以輔助位置確定 過程。其他相對定位設(shè)備可駐留在STAl 108中，其能被用作提供對相對位置和取向的粗略 估計的基礎(chǔ)。
一旦每個距離均被確定，移動站就可隨后通過使用諸如舉例而言三邊測量之類的 各種已知幾何技術(shù)來求解其位置(xt，yt)。從圖3可見，STAl 108的位置理想情況下位于圍 繞每個WAP的虛線圓的交集處。這些圓可由半徑dk和中心(xk, yk)定義,其中k=l,2,3。在 實踐中，由于噪聲、聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的各種系統(tǒng)性和隨機因子及其他誤差，包括每個WAP中的基 于負載的處理延遲，這些圓的交集可能并不位于單個點處。
為了更好地理解與使用例如RTT測量的位置演算相關(guān)聯(lián)的問題，以下章節(jié)將更詳 細地討論根據(jù)RTT測量的基于無線的位置確定，這些RTT測量包括具有與根據(jù)各種示例性 實施例的RTT_APP相關(guān)聯(lián)的均一延遲的RTT測量。將領(lǐng)會，RTT和RSSI測量可被組合以改 善對每個WAP 311的處理時間延遲的估計。
再次參照圖3，確定STAl 108與每個WAP 311之間的距離可涉及使用與RF信號相關(guān)聯(lián)的傳播時間信息。在一個實施例中，能執(zhí)行對在STAl 108與WAP 311之間交換的信號的往返時間(RTT)的確定并將其轉(zhuǎn)換成距離(dk)。RTT技術(shù)可被用來測量發(fā)送數(shù)據(jù)分組與接收到確收之間的時間。RTT測量方法一般使用校準來移除處理延遲。然而，在嘗試提供高位置準確度時，尤其在對位置精確度有高要求的應(yīng)用中，使用校準可能是不夠的。盡管在一些應(yīng)用和環(huán)境中，移動站和無線接入點的處理延遲被假定為是相同的，但在現(xiàn)實中，它們隨時間推移往往有不同程度的不同。
為了測量關(guān)于給定WAP 311的RTT，如圖4所示，STAl 108可發(fā)送諸如定向探測請求之類的探測請求410，該探測請求410能夠被WAP 311、以及還可能有正在接收射程內(nèi)操作的其他WAP接收。探測請求410被發(fā)送的時間(諸如該分組的傳送時間tTX之類)可被記錄。在從STAl 108到WAP 311的對應(yīng)傳播時間tro (該時間可被一般化為tPN442)之后， WAP將接收到該分組。WAP311可然后處理該定向探測請求410并且在諸如Awapci 431或一般化情形中為Λ_ 441之類的處理時間之后向STAl 108發(fā)送回諸如ACK 411之類的ACK。 在第二傳播時間tP(l之后，STAl 108可記錄該ACK分組被接收到的時間，諸如接收時間tKX ACK。移動站可然后基于例如時間差tpx ACK-tTX分組來將RTT確定為時間420、或在一般化情形中為時間429。更簡單地，RTT等于兩倍的傳播延遲加處理延遲。
通過使用如上所述的基于定向探測請求的RTT測距，STAl 108可不直接與WAP 311 相關(guān)聯(lián)地來執(zhí)行RTT測量。由于定向接入探測被認為是單播分組，因而WAP 311可通常將在規(guī)定的時段之后確認對接入探測分組的成功解碼。通過避免與WAP 311相關(guān)聯(lián)，額外開銷可被大幅縮減。
STAl 108和WAPk之間的往返時間可以如在下式I中那樣建模。
RTTk=2dk+ Δ k+ Δ STA+nk (1)
其中
dk是STAl 108和WAPk 311之間的實際距離(英尺)；
Δ k是WAPk 311的硬件處理時間(納秒)；
Asta是STAl 108處的硬件處理延遲(納秒)；以及
nk是RTT測量中的誤差(納秒)，該誤差是因未知的WAP高度、移動站時序誤差、以及WAP時序誤差所造成的誤差的總和。
應(yīng)該領(lǐng)會，因為距離的單位是以英尺來提供的，并且時間的單位是以納秒(ns)來提供的，所以光速可被近似為單位數(shù)以簡化該模型并通過避免乘法運算來減少計算時間。
可假定，STA處理延遲Λ STA可被STAl 108校準掉，對于固定處理延遲而言尤其如此。由此Asta可被取為零。如果STAl 108知曉個體WAPk 311的處理時間Λ，那么到該WAPk 311的傳播時間就可被估計為(RTTk-Ak)/2，該傳播時間將對應(yīng)于STAl 108和WAPk 311之間的距離(dk)。然而，STAl 108通常不具有WAPk 311的處理時間的知識，并且STAl 108通常在到WAPk 311的距離能被估計出之前就必須獲得對處理時間Ak的估計。然而，WAP處理延遲Ak在個體WAP間可以是可變的或者至少可包含可變延遲分量并且由此可能是難以校準去除的，當(dāng)個體WAP的非RTT測量相關(guān)的處理負載增加或減少時尤其如此。本文所議和所描述的RTT_APP的各種示例性實施例被設(shè)計成減輕與可變處理時間相關(guān)聯(lián)的誤差。
除涉及RTT的估計以外，應(yīng)注意，每個WAP 311和STAl 108之間的距離也可被估
權(quán)利要求
1.一種用于促成短程無線網(wǎng)絡(luò)中的站(STA)的定位的設(shè)施，所述設(shè)施包括 射頻(RF)接ロ ；以及 耦合到所述RF接ロ的媒體接入控制(MAC)段； 其中，所述MAC部分配置成 在所述RF接口上接收來自所述STA的對測量相關(guān)通信的請求； 在均一的時段之后立即生成并在所述RF接口上傳送對收到請求的自動響應(yīng)，所述均一的時段被建立成在所述設(shè)施和所述網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的任何其他各個所述設(shè)施間是均一的；以及僅執(zhí)行所述自動響應(yīng)的生成。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)施，其特征在于，所述對所述測量相關(guān)通信的請求包括對往返時間(RTT)測量相關(guān)通信的請求，并且其中所述自動響應(yīng)形成所述RTT測量相關(guān)通信。
3.如權(quán)利要求1所述的設(shè)施，其特征在于，所述MAC段包括硬件MAC段。
4.如權(quán)利要求1所述的設(shè)施，其特征在于，所述RF接ロ包括配置成將傳輸頻帶頻率轉(zhuǎn)換成數(shù)字基帶頻率的變頻段。
5.如權(quán)利要求4所述的設(shè)施，其特征在于，所述傳輸頻帶頻率包括802.11傳輸頻帯。
6.如權(quán)利要求1所述的設(shè)施，其特征在于，所述RF接ロ包括配置成將數(shù)字基帶頻率轉(zhuǎn)換成傳輸頻帶頻率的變頻段。
7.如權(quán)利要求6所述的設(shè)施，其特征在于，所述傳輸頻帶頻率包括802.11傳輸頻帯。
8.如權(quán)利要求1所述的設(shè)施，其特征在于，所述響應(yīng)包括與包含附加位置信息的資源相關(guān)聯(lián)的統(tǒng)ー資源標識符(URI )。
9.如權(quán)利要求1所述的設(shè)施，其特征在于，所述響應(yīng)包括定位準則。
10.如權(quán)利要求9所述的設(shè)施，其特征在于，所述定位準則包括與所述設(shè)施的位置相關(guān)聯(lián) (x，y)坐標對并且所述響應(yīng)包括所述(x，y)坐標對。
11.如權(quán)利要求1所述的設(shè)施，其特征在于，所述響應(yīng)包括針對所述對所述測量相關(guān)通信 的請求的確收(ACK)，所述ACK形成所述測量相關(guān)通信。
12.一種用于在短程無線網(wǎng)絡(luò)中提供定位的設(shè)備，所述設(shè)備包括 收發(fā)機裝置，其用于從站(STA)接收對測量相關(guān)通信的請求并且用于傳送針對所述對所述測量相關(guān)通信的請求的自動響應(yīng)；以及 媒體接入控制(MAC)裝置，其耦合到所述收發(fā)機裝置，所述MAC裝置用于 識別所述對所述測量相關(guān)通信的請求，所述請求基干與所述設(shè)備相關(guān)聯(lián)的標識符和所述請求的請求類型來識別； 使所述收發(fā)機裝置在與識別所述請求相關(guān)聯(lián)的均一的時段之后立即生成所述自動響應(yīng)，所述均一的時段在所述設(shè)備中和在所述網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的任何其他各個所述設(shè)備中是均一的，所述收發(fā)機裝置僅生成所述自動響應(yīng)。
13.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于，所述對所述測量相關(guān)通信的請求包括對往返時間(RTT)測量相關(guān)通信的請求。
14.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于，所述收發(fā)機裝置進ー步用于在802.11傳輸頻帶上的傳送和接收中的至少ー者。
15.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于，所述自動響應(yīng)包括與包含附加位置信息的資源相關(guān)聯(lián)的統(tǒng)ー資源標識符(URI )。
16.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于，所述MAC裝置進ー步用于使所述收發(fā)機裝置 在信標消息中傳送與包含位置信息的資源相關(guān)聯(lián)的統(tǒng)ー資源標識符(URI)。
17.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于，所述MAC裝置進ー步用于使所述收發(fā)機裝置在信標消息中傳送與所述設(shè)備的所述位置相關(guān)聯(lián)的(x，y)坐標對。
18.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于，所述自動響應(yīng)包括與所述設(shè)備的位置相關(guān)聯(lián)的(X，y)坐標對。
19.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于，所述自動響應(yīng)包括針對所述對所述測量相關(guān)通信的請求的確收(ACK)幀，所述ACK幀形成所述測量相關(guān)通信。
20.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于，所述自動響應(yīng)包括信標幀，并且其中所述MAC裝置進ー步用于使用所述信標幀來實現(xiàn)載波感測機制和退避機制之一。
21.一種用于在短程無線網(wǎng)絡(luò)中提供定位的方法，包括 在所述短程無線網(wǎng)絡(luò)中的多個專用網(wǎng)絡(luò)設(shè)施處接收來自站(STA)的對測量相關(guān)通信的請求； 在所述多個專用網(wǎng)絡(luò)設(shè)施處識別所述對所述測量相關(guān)通信的請求； 在與所述多個專用網(wǎng)絡(luò)設(shè)施中的每個專用網(wǎng)絡(luò)設(shè)施相關(guān)聯(lián)的均一的處理延遲之后在所述多個專用網(wǎng)絡(luò)設(shè)施處立即生成自動響應(yīng)；以及 基于來自所述多個專用網(wǎng)絡(luò)設(shè)施中的對應(yīng)各個專用網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的各自相應(yīng)的各個所述自動響應(yīng)的不同抵達時間來對所述STA進行定位。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述對所述STA的定位包括使用來自所述多個專用網(wǎng)絡(luò)設(shè)施中的對應(yīng)三個專用網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的三個不同的抵達時間來對所述STA進行三邊測量。
23.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述自動響應(yīng)包括與包含附加位置信息的資源相關(guān)聯(lián)的統(tǒng)ー資源標識符(URI )。
24.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在干，所述自動響應(yīng)包括與所述多個專用網(wǎng)絡(luò)設(shè)施中的對應(yīng)ー個專用網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的位置相關(guān)聯(lián)的(x，y)坐標對。
25.如權(quán)利要求21所述的方法,其特征在于,所述自動響應(yīng)包括針對所述對所述測量相關(guān)通信的請求的確收(ACK)，所述ACK形成所述測量相關(guān)通信。
26.一種其上具有用于在短程無線網(wǎng)絡(luò)中提供定位的指令的計算機可讀介質(zhì)，所述指令在被處理單元讀取和執(zhí)行時執(zhí)行操作，所述指令包括 用于為對所述短程無線網(wǎng)絡(luò)中的測量相關(guān)通信的請求提供自動響應(yīng)的代碼 用于從站接收對測量相關(guān)通信的請求的代碼； 用于在供用于所述請求和所述自動響應(yīng)的處理的均一的延遲之后立即為收到的對所述測量相關(guān)通信的請求生成自動響應(yīng)的代碼，所述均一的延遲在所述網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的能夠提供所述自動響應(yīng)的任何元件間是均一的；以及 用于僅執(zhí)行所述自動響應(yīng)的生成的代碼。
27.如權(quán)利要求26所述的計算機可讀介質(zhì)，其特征在于，所述指令進ー步包括用于隨所述自動響應(yīng)包括統(tǒng)ー資源標識符(URI)的代碼，所述URI與包含附加位置信息的資源相關(guān)聯(lián)。
28.如權(quán)利要求26所述的計算機可讀介質(zhì)，其特征在于，所述自動響應(yīng)包括與所述網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的能夠提供所述自動響應(yīng)的對應(yīng)元件的位置相關(guān)聯(lián)的(x，y)坐標對。
29.如權(quán)利要求26所述的計算機可讀介質(zhì)，其特征在于，所述自動響應(yīng)包括針對所述對所述測量相關(guān)通信的請求的確收(ACK)，所述ACK形成所述測量相關(guān)通信。
全文摘要
促成對在例如短程無線網(wǎng)絡(luò)之類的網(wǎng)絡(luò)中的站(STA)的定位的設(shè)施。對測量相關(guān)通信的請求提供自動響應(yīng)。該設(shè)施可包括射頻(RF)接口和媒體接入控制(MAC)段。MAC段可接收該請求并且在均一時段之后立即生成該自動響應(yīng)，該均一時段在該網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的任何此類設(shè)施間是均一的。該設(shè)施僅執(zhí)行該自動響應(yīng)的生成，盡管該響應(yīng)可包括諸如該設(shè)施的(x,y)坐標之類的附加信息。
文檔編號G01S5/14GK103038663SQ201180021556
公開日2013年4月10日 申請日期2011年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月30日
發(fā)明者S·M·達斯, A·阿加瓦爾, A·F·納古比, E·T·L·哈迪 申請人:高通股份有限公司