確定無線通信信號的到達時間的方法、設備和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一些演示性實施例包含確定無線通信信號的到達時間(ToA)的裝置、系統(tǒng)和方法。例如,方法可包含在無線通信信道上接收信號,檢測信號的符號的符號邊界,以及基于符號邊界和無線通信信道的信道估計來確定信號的ToA。
【專利說明】確定無線通信信號的到達時間的方法、設備和系統(tǒng)
[0001]交叉引用
本申請要求來自2011年11月8日提交的名稱為“用于測量分組到達時間的方法、設備和系統(tǒng)(Method, Apparatus and System For Measuring of Time of Arrival ofPackets)”的美國臨時專利申請N0.61/556,891的優(yōu)先權及其權益,該申請的全部公開內容通過引用并入本文。
【背景技術】
[0002]一般而言,許多定位系統(tǒng)依賴于可用于計算范圍的定時測量。這樣的系統(tǒng)的示例是全球定位系統(tǒng)(GPS)。
[0003]信息技術的IEEE 802.1lv標準一系統(tǒng)間的電信和信息交換一局域網和城域網一具體要求第11部分:無線LAN媒體接入控制(MAC)和物理層(PHY)規(guī)范修正8 =IEEE 802.11無線網絡管理(“IEEE 802.1lv標準”),定義了可用于裝置的定位的定時測量。
[0004]然而,根據(jù)IEEE 802.1 Iv標準的這個測量的準確性對于室內定位和導航來說是不夠的,例如,因為范圍測量誤差大于I米。例如,IEEE 802.1 Iv標準定義了 10納秒的最大分辨率,這對室內定位和/或室內導航是不夠的。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0005]為了圖示的簡明和清楚,圖中所示元件不一定按比例繪制。例如,為了呈現(xiàn)的清楚,一些元件的尺寸可相對于其它元件放大。此外,參考標號可在圖中重復來指示對應的或相似的元件。以下列出附圖。
[0006]圖1是根據(jù)一些演示性實施例的系統(tǒng)的示意框圖。
[0007]圖2是根據(jù)一些演示性實施例的用于確定到達時間(ToA)的時間成分的示意圖。
[0008]圖3是描繪在頻域中以第一采樣率和第二采樣率采樣的信道估計的兩個圖、描繪以第一采樣率和第二采樣率采樣的信道估計的信道脈沖響應的兩個圖,以及描繪對應于以第一采樣率和第二采樣率采樣的信道估計的多重信號分類(MUSIC)頻譜的兩個圖的示意圖
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[0009]圖4是序列圖的示意圖示,其演示根據(jù)一些演示性實施例的第一裝置與第二裝置之間的操作和交互。
[0010]圖5是根據(jù)一些演示性實施例的確定無線通信信號的ToA的方法的示意圖示。
[0011]圖6是根據(jù)一些演示性實施例的制品的示意圖示。
【具體實施方式】
[0012]在下文的詳細描述中,闡述許多具體細節(jié)以便提供對本發(fā)明的透徹理解。然而,本領域的普通技術人員將理解:可實踐本發(fā)明而沒有這些具體細節(jié)。在其它實例中,未詳細描述已知方法、過程、部件和電路,以便不使本發(fā)明變得模糊。
[0013]以下的詳細描述的一些部分用對計算機存儲器內的數(shù)據(jù)位或二進制數(shù)字信號的操作的算法和符號表示來呈現(xiàn)。這些算法描述和表示可以是數(shù)據(jù)處理領域中的技術人員用來向本領域中的其它技術人員傳達他們工作的實質的技術。
[0014]除非以其它方式具體表述,如從下文的論述顯而易見的,意識到遍及說明書討論,利用例如“處理”、“計算(computing) ”、“推算(calculating) ”、“確定”等的術語指計算機或計算系統(tǒng)或類似電子計算裝置的動作和/或過程,它們將表示為計算系統(tǒng)的寄存器和/或存儲器內的物理(例如,電子)量的數(shù)據(jù)操縱和/或轉換成類似表示為計算系統(tǒng)的存儲器、寄存器或其它這樣的信息存儲裝置或傳送裝置內的物理量的其它數(shù)據(jù)。如本文所使用的,術語“一”被定義為一個或多于一個。如本文所使用的,術語“多個”被定義為兩個或多于兩個。如本文所使用的,術語“另一個”被定義為至少第二個或者更多。如本文所使用的,術語“包含”和/或“具有”被定義為但不限于“包括”。如本文所使用的,術語“耦合”被定義為以任何所希望的形式(例如,機械、電子、數(shù)字、直接、通過軟件、通過硬件等)可操作地連接。
[0015]例如,如本文所使用的術語“無線裝置”包括能夠無線通信的裝置、能夠無線通信的通信裝置、能夠無線通信的通信站、能夠無線通信的便攜式或非便攜式裝置等。在一些實施例中,無線裝置可以是或可包含與計算機集成的外圍裝置、或附連到計算機的外圍裝置。在一些實施例中,術語“無線裝置”可選地可包含無線服務。
[0016]本文所使用的短語“移動裝置”包含任何合適的便攜式、可移動、可傳輸、非穩(wěn)態(tài)和/或非固定的無線裝置。例如,移動裝置可包含移動計算機、膝上計算機、筆記本計算機、平板計算機、手持計算機、手持裝置、個人數(shù)字助理(PDA)裝置、手持PDA裝置、混合裝置、消費者裝置、無線通信裝置、蜂窩裝置、蜂窩電話、移動因特網裝置(MID)、無線電話、個人通信系統(tǒng)(PCS)裝置、合并無線通信裝置的PDA裝置、移動或便攜式全球定位系統(tǒng)(GPS)裝置、合并GPS接收器或收發(fā)器或芯片的裝置、合并RFID元件或芯片的裝置、無線手持裝置(例如,BlackBerry、Palm Treo)、無線應用協(xié)議(WAP)裝置等。
[0017]應該理解本發(fā)明可用在各種應用中。雖然本發(fā)明不受限于這方面,但是本文公開的電路和技術可用在許多設備(例如,無線電系統(tǒng)的站)中。旨在包含于本發(fā)明的范圍內的站包含(僅作為示例)WLAN站、無線個人網絡(WPAN)、蜂窩網絡、智能電話裝置等。
[0018]一些實施例可結合各種裝置和系統(tǒng)來使用,例如,視頻裝置、音頻裝置、音頻-視頻(A/V)裝置、機頂盒(STB)、藍光盤(BD)播放器、BD錄制器、數(shù)字視頻盤(DVD)播放器、高清晰度(HD) DVD播放器、DVD錄制器、HD DVD錄制器、個人視頻錄制器(PVR)、廣播HD接收器、視頻源、音頻源、視頻宿(video sink)、音頻宿(audio sink)、立體聲調諧器、廣播無線電接收器、顯示器、平板顯示器、個人媒體播放器(PMP)、數(shù)字視頻照相機(DVC)、數(shù)字音頻播放器、揚聲器、音頻接收器、音頻放大器、數(shù)據(jù)源、數(shù)據(jù)宿、數(shù)字靜止照相機(DSC)、個人計算機(PC)、臺式計算機、移動計算機、膝上計算機、筆記本計算機、平板計算機、服務器計算機、手持計算機、手持裝置、個人數(shù)字助理(PDA)裝置、手持PDA裝置、板上裝置、板外裝置、混合裝置、車載裝置、非車載裝置、移動或便攜式裝置、消費者裝置、非移動或非便攜式裝置、無線通信站、無線通信裝置、無線AP、有線或無線路由器、有線或無線調制解調器、有線或無線網絡、無線區(qū)域網絡、無線視頻區(qū)域網絡(WVAN)、局域網(LAN)、WLAN、PAN、WPANjg據(jù)現(xiàn)有的無線HDTM和/或Wireless-Gigabit-Alliance (WGA)規(guī)范和/或未來版本和/或其派生進行操作的裝置和/或網絡、根據(jù)現(xiàn)有的IEEE 802.11 iIEEE 802.11-2007:無線LAN媒體接入控制(MAC)和物理層(PHY)規(guī)范)標準和修正(“IEEE 802.11標準”),例如,信息技術的IEEE 802.1lv標準一系統(tǒng)間的電信和信息交換一局域網和城域網一具體要求第11部分:無線LAN媒體接入控制(MAC)和物理層(PHY)規(guī)范修正8:1EEE 802.11無線網絡豪理(“IEEE 802.1 Iv標準”)、IEEE 802.16標準、和/或未來版本和/或其派生進行操作的裝置和/或網絡、作為上述網絡中的部分的單元和/或裝置、單向和/或雙向無線電通信系統(tǒng)、蜂窩無線電電話通信系統(tǒng)、無線顯示(WiDi)裝置、蜂窩電話、無線電話、個人通信系統(tǒng)(PCS)裝置、合并無線通信裝置的PDA裝置、移動或便攜式全球定位系統(tǒng)(GPS)裝置、合并GPS接收器或收發(fā)器或芯片的裝置、合并RFID元件或芯片的裝置、合并基于位置的系統(tǒng)(諸如,例如GPS)、元件或芯片的裝置、合并近場通信(NFC)元件或芯片的裝置、在移動電話操作系統(tǒng)(OS)(諸如,例如iOS?、Android?、WINDOWS?等)下操作的裝置、多輸入多輸出(MIMO)收發(fā)器或裝置、單輸入多輸出(SMO)收發(fā)器或裝置、多輸入單輸出(MISO)收發(fā)器或裝置、具有一個或多個內部天線和/或外部天線的裝置、數(shù)字視頻廣播(DVB)裝置或系統(tǒng)、多標準無線電裝置或系統(tǒng)、有線或無線手持裝置(例如,BlackBerry、Palm Treo)、無線應用協(xié)議(WAP)裝置等。
[0019]一些實施例可結合一個或多個類型的無線通信信號和/或系統(tǒng)來使用,例如,射頻(RF)、紅外線(IR)、頻分復用(FDM)、正交FDM (0FDM)、時分復用(TDM)、時分多址(TDMA)、擴展TDMA(E-TDMA)、通用分組無線服務(GPRS)、擴展GPRS、碼分多址(CDMA)、寬帶碼分多址(WCDMA),CDMA 2000、單載波CDMA、多載波CDMA、多載波調制(MDM)、離散多音頻(DMT)、藍牙'全球定位系統(tǒng)(GPS)、W1-F1、W1-Max、ZigBeeTM、超寬頻(UWB)、全球移動通信系統(tǒng)(GSM)、2G、2.5G、3G、3.5G、4G、5G、增強型數(shù)據(jù)速率GSM演進(EDGE)等。其它實施例可用在各種其它裝置、系統(tǒng)和/或網絡中。
[0020]一些演示性實施例可結合在60GHz的頻帶上通信的無線通信網絡來使用。然而,可利用任何其它合適的無線通信頻帶(例如,極高頻(EHF)頻帶(毫米波(_wave)頻帶),例如,在30 Ghz與300 GHZ之間的頻帶內的頻帶、WLAN頻帶、WPAN頻帶等)來實現(xiàn)其它實施例。
[0021]一些演示性實施例包含方法,所述方法包括在無線通信信道上接收信號;檢測信號的符號的符號邊界;以及基于符號邊界和無線通信信道的信道估計來確定信號的到達時間(ToA)。
[0022]在一些演示性實施例中,方法可包含:基于信道估計來確定對應于無線通信信道的路徑延遲;以及基于符號邊界和路徑延遲來確定信號的ToA。
[0023]在一些演示性實施例中,確定路徑延遲可包含:識別頻域中的信道估計的離散相位向量(相量)分量;以及根據(jù)離散相量分量的定時來確定路徑延遲。
[0024]在一些演示性實施例中,識別離散相量分量可包括識別頻域中的信道估計的最低
相量分量。
[0025]在一些演示性實施例中,路徑延遲可包含對應于無線通信信道內的視線(LoS)路徑的LoS路徑延遲。
[0026]在一些演示性實施例中,方法可包含:識別頻域中的信道估計的最低相量分量;以及根據(jù)最低相量分量的定時來確定LoS路徑延遲。
[0027]在一些演示性實施例中,確定路徑延遲可包含對對應于信道估計的協(xié)方差矩陣執(zhí)行特征分解。[0028]在一些演示性實施例中,確定路徑延遲可包含應用超分辨率頻率估計算法來將信道估計從頻域轉換成時域。
[0029]在一些演示性實施例中,超分辨率頻率估計算法可包括多重信號分類(MUSIC)算法。
[0030]在一些演示性實施例中,方法可包含基于信號的ToA來確定信號的接收器與信號的傳送器之間的飛行時間(ToF)。
[0031]在一些演示性實施例中,方法可包含基于ToF來確定傳送器與接收器之間的距離。
[0032]在一些演示性實施例中,方法可包含基于信號的ToA來確定信號的接收器的位置。
[0033]在一些演示性實施例中,檢測符號邊界可包括檢測符號的ToA。
[0034]在一些演TjV注實施例中,信號可包含正交頻分復用(OFDM)信號,并且符號可包含CFDM符號。
[0035]在一些演示性實施例中,無線通信裝置可包含ToA計算器,用于確定對應于無線通信信道的路徑延遲,并且基于路徑延遲和信號的符號的檢測的符號邊界來計算在無線通信信道上接收的信號的ToA。
[0036]在一些演示性實施例中,無線通信系統(tǒng)可包含無線通信裝置,用于在無線通信信道上接收來自另一無線通信裝置的第一消息,基于對應于無線通信信道的路徑延遲以及基于消息的符號的檢測的符號邊界來計算第一消息的ToA,并且將包含對應于ToA的值的第二消息傳送到另一個無線通信裝置。
[0037]現(xiàn)在參考圖1,圖1示意性地圖示根據(jù)一些演示性實施例的系統(tǒng)100的框圖。
[0038]如圖1所示,在一些演示性實施例中,系統(tǒng)100可包含無線通信網絡,該無線通信網絡包含一個或多個無線通信裝置(例如,無線通信裝置102和/或104),它們能夠在無線通信信道110 (例如,無線電信道、IR信道、RF信道、無線保真(WiFi)信道等)上傳遞內容、數(shù)據(jù)、信息和/或信號。系統(tǒng)100的一個或多個元件可選地可能夠在任何合適的有線通信鏈路上通信。
[0039]例如,在一些演示性實施例中,無線通信裝置102和/或104包含能夠發(fā)送和/或接收無線通信信號、RF信號、幀、塊、傳送流、分組、消息、數(shù)據(jù)項目和/或數(shù)據(jù)的一個或多個無線傳送器、接收器和/或收發(fā)器。
[0040]在一些演示性實施例中,無線通信裝置102和/或104可包含或可實現(xiàn)為移動或便攜式裝置的一部分。例如,無線通信裝置102和/或104可包含或可實現(xiàn)為以下的一部分:移動計算機、膝上計算機、筆記本計算機、平板計算機、手持計算機、手持裝置、PDA裝置、手持PDA裝置、板上裝置、板外裝置、混合裝置(例如,組合蜂窩電話功能性與PDA裝置功能性)、消費者裝置、車載裝置、非車載裝置、蜂窩電話、PCS裝置、合并無線通信裝置的PDA裝置、移動或便攜式GPS裝置、相對小的計算裝置、非臺式計算機、“體積小容量大”(CSLL)裝置、超移動裝置(UMD)、超移動PC (UMPC)、移動因特網裝置(MID)、“0rigami”裝置或計算裝置、支持動態(tài)可組合計算(DCC)的裝置、上下文感知裝置、視頻裝置、音頻裝置、A/V裝置、BD播放器,BD錄制器、DVD播放器、HD DVD播放器、DVD錄制器、HD DVD錄制器、PVR、廣播HD接收器、視頻宿、音頻宿、立體聲調諧器、廣播無線電接收器、平板顯示器、PMP、DVC、數(shù)字音頻播放器、揚聲器、音頻接收器、游戲裝置、音頻放大器、數(shù)據(jù)源、數(shù)據(jù)宿、DSC、媒體播放器、智能電話、電視、音樂播放器等。
[0041]在一些演不性實施例中,系統(tǒng)100可包含基于室內的系統(tǒng),該系統(tǒng)位于室內場所和/或位置(例如,大樓、商店、辦公室、購物中心、商場等)內。在其它實施例中,系統(tǒng)100可包含位于室外和/或一個或多個室內位置(例如,一個或多個大樓)和/或一個或多個室外位置的組合中的室外系統(tǒng)。在一個實施例中,系統(tǒng)100可部署在購物中心或校園內。
[0042]例如,無線通信裝置102和/或104可包含一個或多個處理器148、輸入單元140、輸出單元142、存儲器單元144和存儲單元146??蛇x地,無線通信裝置102和/或104可包含其它合適的硬件部件和/或軟件部件。在一些演示性實施例中,無線通信裝置102和/或104中的一個或多個的一些或所有部件可封裝在公共殼體或封裝中,并且可使用一個或多個有線或無線鏈路而互聯(lián)或可操作地關聯(lián)。在其它實施例中,無線通信裝置102和/或104中的一個或多個的部件可分布在多個或單獨的裝置之間。
[0043]例如,處理器148包含中央處理單元(CPU)、數(shù)字信號處理器(DSP)、一個或多個處理器核、單核處理器、雙核處理器、多核處理器、微處理器、主機處理器、控制器、多個處理器或控制器、芯片、微芯片、一個或多個電路、電路、邏輯單元、集成電路(1C)、專用IC (ASIC)或任何其它合適的多用途或專用處理器或控制器。例如,處理器148執(zhí)行無線通信裝置102和/或104的操作系統(tǒng)(OS)的指令和/或一個或多個合適的應用的指令。
[0044]例如,輸入單元140包含鍵盤、小鍵盤、鼠標、觸摸板、追蹤球、觸屏筆、麥克風、或其它合適的指向裝置或輸入裝置。例如,輸出單元142包含監(jiān)視器、屏幕、平板顯示器、陰極射線管(CRT)顯示單元、液晶顯示器(IXD)顯示單元、等離子體顯示單元、一個或多個音頻揚聲器或耳機或其它合適的輸出裝置。
[0045]例如,存儲器單元144包含隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、動態(tài)RAM(DRAM)、同步DRAM (SD-RAM)、閃速存儲器、易失性存儲器、非易失性存儲器、高速緩沖存儲器、緩沖器、短期存儲器單元、長期存儲器單元或其它合適的存儲器單元。例如,存儲單元146包含硬盤驅動器、軟盤驅動器、光盤(⑶)驅動器、⑶-ROM驅動器、DVD驅動器或其它合適的可移除或不可移除存儲單元。例如,存儲器單元144和/或存儲單元146可存儲由無線通信裝置102和/或104處理的數(shù)據(jù)。
[0046]在一些演示性實施例中,無線通信裝置102和104可分別包含或關聯(lián)于一個或多個天線106和108。天線106和/或108可包含適合于(例如,在信道110上)傳送和/或接收無線通信信號、塊、幀、傳送流、分組、消息和/或數(shù)據(jù)的任何類型的天線。例如,天線106和/或108可包含一個或多個天線元件、部件、單元、組件和/或陣列的任何合適的配置、結構和/或布置。天線106和/或108可包含由準全向天線圖覆蓋的天線。例如,天線106和/或108可包含相控陣列天線、單元件天線、一組切換波束天線等中的至少一個。在一些實施例中,天線106和/或108可使用單獨的傳送和接收天線元件來實現(xiàn)傳送和接收功能性。在一些實施例中,天線106和/或108可使用公共和/或集成的傳送/接收元件來實現(xiàn)傳送和接收功能性。
[0047]在一些演示性實施例中,裝置102可包含到達時間(ToA)計算器來計算從裝置104接收的無線通信信號114的ToA 128 (例如,如以下詳細描述的)。例如,無線通信信號可包含OFDM信號或任何其它信號。[0048]例如,在一些演示性實施例中,裝置102可利用ToA 128來計算范圍、距離、位置等。例如,裝置102可基于計算的ToA來計算裝置102的位置和/或裝置102與104之間的距離(例如,如以下詳細描述的)。
[0049]在一些演示性實施例中,例如,裝置102可包含位置計算器199來基于ToA 128而計算裝置102的范圍、距離、和/或位置(例如,如以下描述的)。
[0050]在一些演示性實施例中,例如,所接收的信號114的計算的ToA可具有相對低水平的準確性,例如,如果通過測量信號114的OFDM符號的第一采樣的到達時間確定ToA在室內環(huán)境中(例如,由于多路徑干擾)。例如,使用ToA的這個測量可能導致相對大的定位誤差,例如大約50米或者更多。因此,ToA的這個測量可能是不準確的,例如,對于室內定位和/或導航。
[0051]在一些演示性實施例中,ToA計算器112可能夠利用ToA計算(例如,如以下詳細描述的),例如,它可導致ToA 128具有相對高的準確度。例如,ToA 128可具有小于10納秒(ns)的誤差,例如,不多于5ns的誤差,例如,Ins或者更低的誤差(例如,大約0.1ns的誤差)。
[0052]在一些演示性實施例中,ToA計算器112可配置成基于信號114的符號的檢測的符號邊界和無線通信信道Iio的信道估計116來確定在信道110上接收的無線通信信號114的ToA 128 (例如,如以下詳細描述的)。
[0053]例如,在一些演示性實施例中,裝置102可包含信道估計器117,用于根據(jù)信道估計方案(例如,利用信道狀態(tài)信息(CSI)等)來生成信道估計116。信道估計器117可實現(xiàn)為ToA計算器112的一部分或作為裝置102的單獨元件。
[0054]在一些演不性實施例中,ToA計算器112可基于信號114的OFDM符號的檢測的符號邊界和無線通信信道HO的信道估計116來確定無線通信信號114的ToA 128(例如,如以下詳細描述的)。
[0055]在一些演示性實施例中,ToA計算器112可包含路徑延遲估計器120,用于確定對應于無線通信信道Iio的路徑延遲124 (例如,基于信道估計116)。
[0056]在一些演示性實施例中,ToA計算器112可包含符號邊界檢測器118,用于檢測符號的符號邊界122,例如,所接收的信號114的第一符號或任何其它特定符號(例如,如以下詳細描述的)。
[0057]在一些演示性實施例中,ToA計算器112可包含計算器126,用于基于檢測的符號邊界122和路徑延遲124來確定ToA 128 (例如,如以下詳細描述的)。
[0058]在一些演示性實施例中,路徑延遲124可包含對應于信道110的特定路徑的路徑延遲。
[0059]在一些演示性實施例中,路徑延遲124可包含信道110的視線(Los)路徑的路徑延遲(例如,如以下描述的)。在其它實施例中,路徑延遲124可包含信道110的任何其它特定路徑的路徑延遲。
[0060]在一些演示性實施例中,可能難以識別、檢測和/或提取特定路徑的路徑延遲。例如,如果Los路徑不是所接收的信號114的最強路徑,或如果存在與Los路徑接近的一個或多個其它路徑,則可能難以識別、檢測和/或提取Los路徑延遲。
[0061]例如,在一些演示性實施例中,ToA計算器112可利用時域與頻域之間的二元性來從信道估計116提取特定路徑延遲分量。例如,時域中的路徑延遲分量可由頻域中的復指數(shù)表示。因此,ToA計算器112可通過從信道估計116提取信號復指數(shù)并且識別對應于特定路徑延遲的特定分量(例如,識別對應于具有最低路徑延遲的路徑的最低頻率的分量),來從信道估計116提取特定路徑延遲分量(例如,如以下描述的)。
[0062]在一些演示性實施例中,ToA計算器112可通過識別頻域中的信道估計116的離散相位向量(相量)分量來確定對應于無線通信信道110的路徑延遲124 ;并且根據(jù)離散相量分量的定時來確定路徑延遲124。
[0063]如本文所使用的術語“相量”涉及頻域中的時間延遲的表示。頻域中的相量頻率直接涉及路徑延遲并且幅度涉及路徑分量強度或功率。
[0064]在一些演示性實施例中,路徑延遲估計器120可將信號114的時域中的路徑延遲映射到包含頻域中的復指數(shù)的相量。頻域中的相量的相量頻率可與路徑延遲的值有關。例如,低相量頻率可對應于短路徑延遲。
[0065]在一些演示性實施例中,路徑延遲估計器120可通過應用超分辨率頻率估計算法來將信道估計116從頻域轉換成時域(例如,具有更精細的分辨率水平)而確定路徑延遲124 (例如,如以下詳細描述的)。
[0066]例如,在一些演示性實施例中,超分辨率頻率估計算法可包含對對應于信道估計116的協(xié)方差矩陣執(zhí)行特征分解。
[0067]例如,路徑延遲估計器可應用多重信號分類(MUSIC)算法173來將信道估計116從頻域轉換成時域。在其它實施例中,超分辨率頻率估計算法可包含任何其它算法和/或方法。
[0068]在一些演示性實施例中,MUSIC算法173可用于提取LoS分量定時(例如,在子采樣分辨率中)(例如,如以下參考圖3描述的)。
[0069]例如,在一些演示性實施例中,MUSIC算法173可通過對對應于信道估計116的協(xié)方差矩陣執(zhí)行特征分解來估計信道估計116的頻率內容。例如,在出現(xiàn)高斯白噪聲的情況下,MUSIC算法173可假定表示信道估計116的信號(表示為
χ(η))包含多個(表示為P)復指數(shù)。例如,給定J/Jkil/i自相關矩陣(表示為/?Λ.),如果特征值
按降序排序,則對應于P個最大特征值的特征向量跨越信號的信號子空間。
[0070]在一些演示性實施例中,可通過對信道估計116應用MUSIC算法173來確定對應于信道估計116的MUSIC頻譜(表示為ΡΛΚ!)。例如,可確定MUSIC頻譜,例如如下:
【權利要求】
1.一種方法,包括: 在無線通信信道上接收信號; 檢測所述信號的符號的符號邊界;以及 基于所述符號邊界和所述無線通信信道的信道估計來確定所述信號的到達時間(ToA)0
2.如權利要求1所述的方法,包括: 基于所述信道估計來確定對應于所述無線通信信道的路徑延遲;以及 基于所述符號邊界和所述路徑延遲來確定所述信號的所述ToA。
3.如權利要求2所述的方法,其中確定所述路徑延遲包括: 識別頻域中所述信道估計的離散相位向量(相量)分量;以及 根據(jù)所述離散相量分量的定時來確定所述路徑延遲。
4.如權利要求3所述的方法,其中識別所述離散相量分量包括識別所述頻域中的所述信道估計的最低相量分量。
5.如權利要求2-4中的任一項所述的方法,其中所述路徑延遲包括對應于所述無線通信信道內的視線(LoS)路徑的LoS路徑延遲。
6.如權利要求5所述的方法,包括: 識別頻域中所述信道估計的最低相量分量;以及 根據(jù)所述最低相量分量的定時來確定所述LoS路徑延遲。
7.如權利要求2-6中的任一項所述的方法,其中確定所述路徑延遲包括對對應于所述信道估計的協(xié)方差矩陣執(zhí)行特征分解。
8.如權利要求2-7中的任一項所述的方法,其中確定所述路徑延遲包括應用超分辨率頻率估計算法來將所述信道估計從頻域轉換成時域。
9.如權利要求8所述的方法,其中所述超分辨率頻率估計算法包括多重信號分類(MUSIC)算法。
10.如權利要求1-9中的任一項所述的方法,包括基于所述信號的ToA來確定所述信號的接收器與所述信號的傳送器之間的飛行時間(ToF)。
11.如權利要求10所述的方法,包括基于所述ToF來確定所述傳送器與所述接收器之間的距離。
12.如權利要求1-11中的任一項所述的方法,包括基于所述信號的ToA來確定所述信號的接收器的位置。
13.如權利要求1-12中任一項所述的方法,其中檢測所述符號邊界包括檢測所述符號的ToA。
14.如權利要求1-13中的任一項所述的方法,其中所述信號包括正交頻分復用(OFDM)信號,并且所述符號包括OFDM符號。
15.一種無線通信裝置,包括: 到達時間(ToA)計算器,用于確定對應于無線通信信道的路徑延遲,并且計算在所述無線通信信道上接收的信號的ToA,所述計算基于所述路徑延遲以及基于所述信號的符號的檢測的符號邊界。
16.如權利要求15所述的無線通信裝置,其中所述ToA計算器包括:路徑延遲估計器,用于基于所述信道估計來確定對應于所述無線通信信道的路徑延遲, 其中所述ToA計算器將基于所述符號邊界和所述路徑延遲來確定所述信號的所述ToA0
17.如權利要求16所述的無線通信裝置,其中所述路徑延遲估計器將識別頻域中所述信道估計的離散相位向量(相量)分量,并且根據(jù)所述離散相量分量的定時來確定所述路徑延遲。
18.如權利要求16或17所述的無線通信裝置,其中所述路徑延遲包括對應于所述無線通信信道內的視線(LoS)路徑的LoS路徑延遲。
19.如權利要求16-18中的任一項所述的無線通信裝置,其中所述路徑延遲估計器將通過應用超分辨率頻率估計算法來將所述信道估計從頻域轉換成時域而確定所述路徑延遲。
20.如權利要求15-19中的任一項所述的無線通信裝置,包括位置估計器,用于基于所述信號的所述ToA來確定對應于所述無線通信裝置的位置的一個或多個位置相關的值。
21.一種無線通信系統(tǒng),包括: 無線通信裝置,用于在一個無線通信信道上接收來自另一無線通信裝置的第一消息,基于對應于所述無線通信信道的路徑延遲以及基于所述消息的符號的檢測的符號邊界來計算所述第一消息的到達時間(ToA),并且將包含對應于所述ToA的值的第二消息傳送到另一個無線通信裝置。
22.如權利要求21所述的無線通信系統(tǒng),其中所述ToA具有不多于I納秒的誤差。
23.如權利要求21或22所述的無線通信系統(tǒng),其中所述無線通信裝置將基于所述信道估計來確定對應于所述無線通信信道的路徑延遲,并且基于所述符號邊界和所述路徑延遲來確定所述ToA。
24.如權利要求23所述的無線通信系統(tǒng),其中所述無線通信裝置將識別頻域中所述信道估計的離散相位向量(相量)分量,并且根據(jù)所述離散相量分量的定時來確定所述路徑延遲。
25.如權利要求21-24中的任一項所述的無線通信系統(tǒng),其中所述無線通信裝置將基于所述ToA來確定所述無線通信裝置與另一無線通信裝置之間的飛行時間(ToF)。
26.一種非暫時性產品,包含存儲在其上的指令的存儲介質,所述指令當被機器執(zhí)行時導致: 計算在無線通信信道上接收的無線通信信號的到達時間(ToA),所述計算基于所述無線通信信道的信道估計和所述無線通信信號的符號的檢測的符號邊界。
27.如權利要求26所述的產品,其中所述指令導致: 基于所述信道估計來 確定對應于所述無線通信信道的路徑延遲;以及 基于所述符號邊界和所述路徑延遲來確定所述ToA。
28.如權利要求26或27所述的產品,其中所述指令導致: 識別頻域中所述信道估計的離散相位向量(相量)分量;以及 根據(jù)所述離散相量分量的定時來確定所述路徑延遲。
【文檔編號】G01S5/02GK103931249SQ201280054935
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2012年4月19日 優(yōu)先權日:2011年11月8日
【發(fā)明者】Y.阿米祖爾, L.班恩 申請人:英特爾公司