接入點發(fā)起的飛行時間定位的制作方法
【專利摘要】在此一般地描述了用于無線網(wǎng)絡(luò)中的接入點(AP)發(fā)起的飛行時間定位的系統(tǒng)和方法的實施例。為全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)信號不可用的環(huán)境提供了用于室內(nèi)定位和導(dǎo)航的精確可擴展網(wǎng)絡(luò)發(fā)起的飛行時間(ToF)解決方案。發(fā)起AP和響應(yīng)設(shè)備之間的ToF被測量，并且通過將測得的時間除以二然后乘以光速被換算為距離。AP而非客戶端完全控制整個室內(nèi)定位過程的定時和管理。接入點發(fā)起的ToF定位協(xié)議的精細定時測量部分是使得ToF的測量容易在客戶端和AP之間切換的對稱協(xié)議。在一些實施例中，發(fā)起的接入點精細定時請求消息觸發(fā)發(fā)起AP和響應(yīng)設(shè)備之間的ToF測量和定位計算消息交換。
【專利說明】接入點發(fā)起的飛行時間定位
[0001 ]本申請要求2014年3月12日遞交的、序列號為14/205，888的美國專利申請的優(yōu)先權(quán)，該專利申請的全部內(nèi)容通過引用結(jié)合于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]實施例與無線網(wǎng)絡(luò)有關(guān)。一些實施例涉及根據(jù)包括IEEE802.11-2012標準在內(nèi)的IEEE 802.11標準之一操作的無線網(wǎng)絡(luò)。一些實施例涉及飛行時間(ToF)定位。一些實施例涉及位置確定。一些實施例涉及室內(nèi)導(dǎo)航。
【背景技術(shù)】
[0003]隨著各種全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)以及各種蜂窩系統(tǒng)的發(fā)展，戶外導(dǎo)航和定位已被廣泛部署。室內(nèi)導(dǎo)航和定位不同于戶外導(dǎo)航和定位，因為室內(nèi)環(huán)境無法使得位置信號能夠像在戶外環(huán)境中那樣精確地被從衛(wèi)星或蜂窩基站接收。結(jié)果，精確而實時的室內(nèi)導(dǎo)航和定位難以實現(xiàn)。
[0004]傳統(tǒng)室內(nèi)導(dǎo)航和定位方法(S卩“指紋識別”、“站點繪圖(site-mapping)”等)通過測量來自接入點(AP)的接收信號強度來計算位置。手持設(shè)備通過測量接收信號的強度來發(fā)起位置計算并通過算出離發(fā)送該接收信號的路由器或其他接入點的位置的距離來確定其位置。不幸的是，由于接收信號強度的變化大，導(dǎo)致這些方法不精確。接收信號強度的波動產(chǎn)生約20米半徑的誤差。傳統(tǒng)室內(nèi)定位方法的另一缺陷是網(wǎng)絡(luò)無法發(fā)起和有效控制對手持設(shè)備位置的管理和定時。因此，需要能夠由網(wǎng)絡(luò)AP發(fā)起和控制并且不要求客戶端發(fā)起、中斷、干預(yù)、煩擾或響應(yīng)的精確室內(nèi)ToF導(dǎo)航和定位方法。
【附圖說明】
[0005]圖1是例示了根據(jù)一些示例實施例適于接入點發(fā)起的飛行時間(ToF)定位的示例性網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)圖；
[0006]圖2示出根據(jù)一些示例實施例的接入點發(fā)起的ToF定位的高級總體流程圖的框圖；
[0007]圖3例示了根據(jù)一些示例性實施例的用于基本飛行時間(ToF)計算的過程；
[0008]圖4例示了根據(jù)一些示例性實施例的用于飛行時間(ToF)定位的更新的過程；
[0009]圖5例示了根據(jù)一些示例性實施例的用于接入點發(fā)起的飛行時間(ToF)定位的過程;并且
[0010]圖6是根據(jù)一些實施例的示例性通信臺站的功能圖。
【具體實施方式】
[0011]以下描述和附圖充分例示了具體實施例以使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵤┧鼈儭Ｆ渌麑嵤├砂ńY(jié)構(gòu)的、邏輯的、電氣的、過程的和其他改變。一些實施例的部分和特征可被包括在其他實施例的部分和特征中或代替其他實施例的部分和特征。權(quán)利要求中提出的實施例涵蓋這些權(quán)利要求的所有可用等同物。
[0012]詞語“示例性”在此被用來表明“用作示例、例子或例示”。在此被描述為“示例性”的任何實施例不一定被解釋為比其他實施例優(yōu)選或有利。
[0013]在此使用的術(shù)語“通信臺站”、“臺站”、“手持設(shè)備”、“移動設(shè)備”、“無線設(shè)備”和“用戶設(shè)備”(UE)指代諸如蜂窩電話、智能機、平板、上網(wǎng)本、無線終端、膝上型計算機、毫微微蜂窩、高數(shù)據(jù)率(HDR)訂戶臺、接入點、接入終端或其他個人通信系統(tǒng)(PCS)設(shè)備之類的無線通信設(shè)備。設(shè)備可以是移動的或靜止的。
[0014]在此使用的術(shù)語“接入點”可以是固定臺站。接入點還可被稱為接入節(jié)點、基站或本領(lǐng)域已知的一些其他類似術(shù)語。接入終端還可被稱為移動臺、用戶設(shè)備(UE)、無線通信設(shè)備或本領(lǐng)域已知的一些其他類似術(shù)語。
[0015]為全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS，GPS，GLONASS和GALILEO)信號不可用的環(huán)境提供了用于室內(nèi)定位和導(dǎo)航的精確可擴展飛行時間(ToF)解決方案。ToF被定義為信號從用戶傳播到接入點(AP)并返回到用戶所需要的總時間。測得的ToF值通過將測得的時間除以二然后乘以光速而被轉(zhuǎn)換成距離。
[0016]在很多實例和應(yīng)用中，網(wǎng)絡(luò)需要客戶端位置，最好是在不需客戶端發(fā)起、中斷、干預(yù)、煩擾或響應(yīng)的情況下。用于其中AP是協(xié)議的發(fā)起者的室內(nèi)定位的精確方法被公開。本網(wǎng)絡(luò)發(fā)起的定位方法不需要客戶端執(zhí)行任何客戶端發(fā)起的ToF過程和/或回報給AP 而非客戶端完全控制整個室內(nèi)定位過程的定時和管理，使得該過程對于客戶端而言更方便和節(jié)能。接入點發(fā)起的ToF定位協(xié)議的精細定時測量部分是使得ToF測量的發(fā)起容易地在客戶端和AP之間進行切換的對稱協(xié)議。
[0017]圖1例示了根據(jù)一些實施例的無線網(wǎng)絡(luò)的各種網(wǎng)絡(luò)元件。無線網(wǎng)絡(luò)100包括可根據(jù)IEEE 802.11通信技術(shù)來通信的多個通信臺站(STA)和一個或多個接入點(AP)。通信臺站可以是非靜止的并且不具有固定位置的移動設(shè)備。一個或多個接入點可以是靜止的并且具有固定位置。臺站可包括發(fā)起臺站STA-A 102和一個或多個響應(yīng)臺站STA-B 104。發(fā)起臺站102可以是與響應(yīng)臺站104發(fā)起T oF定位以確定其位置的通信臺站。T oF定位過程可包括消息的交換，如下面在圖3到圖5中更詳細地描述的那樣。
[0018]在一些實施例中，發(fā)起臺站102可以是定位臺站并且可確定其相對于一個或多個響應(yīng)臺站(例如，合作臺站和/或一個或多個接入點)的位置。合作臺站可以是IEEE 802.11配置的通信臺站(STA)或AP ο在其他實施例中，發(fā)起臺站102可確定其地理坐標中的位置。在一些實施例中，響應(yīng)臺站可以能夠確定其相對位置或地理坐標中的位置。
[0019]圖2是例示了根據(jù)一些示例實施例執(zhí)行接入點發(fā)起的ToF定位的方法200時的操作的流程圖。方法200中的操作可由上面針對圖1描述的發(fā)起臺站STA-A 102和/或響應(yīng)臺站STA-B來執(zhí)行。如圖2所示，方法200包括操作202、204、206和208。
[0020]開始于操作202，發(fā)起臺站STA-A 102通過向響應(yīng)臺站STA-B 104發(fā)送AP FTM請求消息來與響應(yīng)臺站STA-B 104發(fā)起室內(nèi)ToF定位操作?？刂屏鬟M行到操作204。
[0021]在操作204中，ToF在發(fā)起臺站STA-A 102和響應(yīng)臺站STA-B 104之間被測量。ToF測量是使用定時器tl_t4來執(zhí)行的，其中ToF=((t4-tl)-(t3-t2))/2。用于定時測量的消息傳遞協(xié)議在下面的圖5中被詳細描述。控制流進行到操作206。
[0022]在操作206中，從發(fā)起臺站STA-A 102到響應(yīng)臺站STA-B的距離通過ToF測量被計算。該距離是通過將測得的ToF除以二然后乘以光速來計算的?？刂魄靶羞M到操作208。
[0023]在操作208中，響應(yīng)臺站STA-B 104的位置范圍由網(wǎng)絡(luò)和/或響應(yīng)臺站STA-B通過其離發(fā)起臺站STA-A 102的計算出的距離來確定。換言之，該位置范圍是半徑等于計算出的離AP的距離的圓。確切位置由網(wǎng)絡(luò)和/或響應(yīng)臺站STA-B使用多個位置范圍確定的三邊測量來確定。
[0024]圖3例示了根據(jù)一些示例性實施例的用于接入點發(fā)起的ToF定位的基本飛行時間(ToF)計算部分的過程。如圖3所例示的，發(fā)起臺站STA-A102可被布置成向可利用ACK 304進行響應(yīng)的響應(yīng)臺站STA-B 104發(fā)送攜帶管理幀的消息Ml 302οΜ1 302可以是定時測量動作幀。定時測量動作幀可以是單播管理幀。從發(fā)起臺站STA-A 102的Ml離開時間(ToD)tl和響應(yīng)臺站STA-B 104處的Ml的到達時間(ToA) 12被保存。
[0025]響應(yīng)臺站STA-B 104可被布置成在ToD t3時向可利用ACK 308進行響應(yīng)的發(fā)起臺站STA-A 102發(fā)送攜帶管理幀的消息M2 3060M2 306可以是定時測量動作幀。定時測量動作幀可以是單播管理幀。M2 306可將保存的時間值t2和ACK 304的ToD時間值t3返回給發(fā)起臺站STA-A 102。
[0026]所有離開時間和到達時間tl-t4在發(fā)起臺站STA-A 102處被保存。發(fā)起臺站STA-A102利用以下等式計算ToF:
[0027]ToF=((t4-tl)-(t3-t2))/2 (等式 I)
[0028]在一些實施例中，消息Ml 302和M2 306可以是符合802.ll(v)的定時測量動作幀。消息Ml 302可指代Ml幀并且消息M2 306可指代M2幀。在一些實施例中，消息Ml 302可被用來與另一臺發(fā)起ToF定位。
[0029]在一些實施例中，消息Ml可以是第一定時測量動作幀并且消息M2可以是第二定時測量動作幀。在一些實施例中，定時測量動作幀可以是定時測量幀。在一些實施例中，介質(zhì)訪問控制(MAC)子層管理實體(MLME)構(gòu)建定時測量幀。
[0030]在一些實施例中，定時測量信息可以是t2值和t3值(S卩，兩個值)或t3-t2值(S卩，單個差值)。在這些實施例中，發(fā)起臺站可被布置成解析消息M2 306的結(jié)構(gòu)。通過解析消息M2306的結(jié)構(gòu)，發(fā)起臺站STA-A 102可以確定消息M2 306是否包含t2和t3值(S卩，兩個值)或t3-t2值(S卩，單個差值)。在這些實施例中的一些中，消息M2 306可包括不同元素或采用子元素編碼以允許發(fā)起臺站解析消息M2 306的結(jié)構(gòu)。
[0031]在一些實施例中，t2可以是針對與消息Ml 302的到達響應(yīng)臺站STA-B 104處相關(guān)聯(lián)的本地時鐘的時間戳，并且t3可以是針對與響應(yīng)臺站STA-B 104進行的消息M2 306的發(fā)送相關(guān)聯(lián)的本地時鐘的時間戳(即，針對與t2相同的時鐘測得)。在一些實施例中，tl可以是針對與發(fā)起臺站STA-A102進行的消息Ml 302的發(fā)送相關(guān)聯(lián)的本地時鐘的時間戳，并且t4可以是針對與確認消息Ml的接收的確認幀304的接收相關(guān)聯(lián)的本地時鐘的時間戳(S卩，針對與tl相同的時鐘被測得)。
[0032]在一些實施例中，t2值是響應(yīng)臺站STA-B 104處消息Ml 302的ToA，并且t3值是ACK幀304被響應(yīng)臺站STA-B 104發(fā)送的時間。包括t2和t3值二者可能更理想，因為這允許以具體且更直觀的方式來校準兩個臺站處時鐘速率的差以提高ToF精度。另外，包含單個值(t3-t2)可以允許接收者和響應(yīng)臺站之間的相對定時漂移被跟蹤以提尚ToF精度。
[0033]圖4例示了根據(jù)具有更精細的定時測量分辨率的一些其他示例性實施例用于飛行時間(ToF)定位400的更新的過程。如圖4所例示，響應(yīng)臺站STA-A 104可被布置成向可利用ACK 404進行響應(yīng)的發(fā)起臺站STA-A(即，AP) 102發(fā)送攜帶精細定時(FTM)請求消息的消息Ml402。
[0034]發(fā)起臺站STA-A 102可通過在ToD時間tl’向響應(yīng)臺站STA-A 104發(fā)送在ToA時間t2’到達的精細定時測量I(FTMl)消息M2 406來立即開始定時測量。響應(yīng)臺站STA-A 104可在ToD時間t3’利用ACK 408進行響應(yīng)，ACK 408在ToA時間t4’到達發(fā)起臺站STA-A 104。來自發(fā)起臺站STA-A 102的M2 406的ToD tl’和發(fā)起臺站STA-A 102處ACK 408的到達時間(ToA)14 ’被發(fā)起臺站S T A - A 1 2保存。該消息交換產(chǎn)生測量間隔I。在替代實施例中，響應(yīng)臺站STA-A 104可利用可用性窗口來應(yīng)答以使得該測量本身可在稍后階段發(fā)生。
[0035]響應(yīng)臺站STA-A 104可被布置成向可利用ACK 412進行響應(yīng)的發(fā)起臺站STA-A 102發(fā)送攜帶第二管理幀的另一FTM請求消息M3 410ATM請求消息M3 410可通過發(fā)起臺站STA-A 102發(fā)起另一精細定時測量。發(fā)起臺站STA-A 102可通過在ToD時間tl向響應(yīng)臺站STA-A104發(fā)送報告保存的tl’和t4’的FTMl消息M4 416來立即開始第二精細定時測量，所述響應(yīng)臺站STA-A 104可在ToD時間t3利用ACK 418進行響應(yīng)，所述ACK418在ToA時間t4到達發(fā)起臺站STA-A 104。該消息交換產(chǎn)生測量間隔II。發(fā)起臺站STA-A 102從定時值tl_t4計算最終ToF0
[0036]在一些實施例中，F(xiàn)TM請求消息Ml 402和M3 410可以是符合802.1lREVmc的精細定時測量動作幀。FTM請求消息Ml 402和M3 410可分別指代Ml和M3幀。FTMl消息M2 406和M4416可分別指代M2和M4幀。在一些實施例中，消息Ml 402可被用來與另一臺站發(fā)起ToF定位。
[0037]在一些實施例中，消息M2 406可以是第一定時測量動作幀并且消息M4 414可以是第二定時測量動作幀。在一些實施例中，定時測量動作幀可以是定時測量幀。在一些實施例中，介質(zhì)訪問控制(MAC)子層管理實體(MLME)構(gòu)建定時測量幀。
[0038]在一些實施例中，定時測量信息可以是11’值和t4’值(S卩，兩個值)或者t4’-tI’值(即，單個差值)。在這些實施例中，發(fā)起臺站STA-A 102可被布置成解析消息M4 416的結(jié)構(gòu)。通過解析消息M4 416的結(jié)構(gòu)，發(fā)起臺站STA-A 102可以確定消息M4 416是否包含tl’值和t4 ’值(S卩，兩個值)或者t4’-t I’值(S卩，單個差值)ο在這些實施例中的一些中，消息M4 416可包括不同元素或采用子元素編碼以允許發(fā)起臺站解析消息M4416的結(jié)構(gòu)。
[0039]在一些實施例中，t2可以是針對與FTMl消息M4 416到達響應(yīng)臺站STA-B 104處相關(guān)聯(lián)的本地時鐘的時間戳，并且t3可以是針對與響應(yīng)臺站STA-B 104發(fā)送的ACK幀418的發(fā)送相關(guān)聯(lián)的本地時鐘的時間戳。在一些實施例中，tl’可以是針對與發(fā)起臺站STA-A 102進行的FTMl消息M2406的發(fā)送相關(guān)聯(lián)的本地時鐘的時間戳，并且t4 ’可以是針對與確認FTMl消息M2 406的接收的確認幀408的接收相關(guān)聯(lián)的本地時鐘的時間戳(S卩，針對與tl’相同的時鐘被測得)。
[0040]在一些實施例中，t2值是FTMl消息M4 416到達響應(yīng)臺站STA-B104處的時間，并且13值是ACK幀418被響應(yīng)臺站STA-B 104發(fā)送的時間。在第二FTMl消息416中包括11’值和t4’值二者可能更理想，因為這允許以具體且更直觀的方式來校準兩個臺處時鐘速率的差以提高ToF精度。另外，包含單個值可以允許接收者和響應(yīng)臺站之間的相對定時漂移被跟蹤以提高ToF精度。
[0041]圖5例示了根據(jù)一些示例性實施例的用于接入點發(fā)起的ToF定位500的過程。接入點發(fā)起的ToF定位克服了簡單地反轉(zhuǎn)客戶端發(fā)起的協(xié)議的眾多缺點，比如，需要在AP和客戶端二者中實現(xiàn)新的消息流，難以實現(xiàn)用于客戶端中的資源可用性的必要功能，以及過多時間非關(guān)聯(lián)的(一個或多個)AP STA-2AP 522在信道之外(off channel)。
[0042]通過由相關(guān)聯(lián)AP執(zhí)行協(xié)商時段和產(chǎn)生的報告階段，接入點發(fā)起的ToF定位最小化了非相關(guān)聯(lián)AP在信道之外的時間，改進了 AP資源的使用并支持更多用戶。接入點發(fā)起的ToF定位的測量時段與基本協(xié)議幾乎相同，簡化了實施、測試和認證。接入點發(fā)起的ToF定位協(xié)議可以被擴展以使得AP FTM請求包含多個AP，實現(xiàn)了完全由網(wǎng)絡(luò)發(fā)起的協(xié)議。
[0043]接入點發(fā)起的ToF定位協(xié)議使得相關(guān)聯(lián)AP通過發(fā)出APFTM請求消息從設(shè)備請求定位，觸發(fā)該設(shè)備執(zhí)行與圖3和圖4展示的基本協(xié)議幾乎相同的FTM過程。不同于向AP發(fā)送基本協(xié)議FTM請求消息，客戶端發(fā)送FTM準備就緒消息。FTM準備就緒消息與基本協(xié)議的FTM請求消息引起相同的測量。測量階段(FTM1和ACK)隨后被執(zhí)行。從FTM準備就緒到跟隨FTMl的ACK的所有過程隨著AP尋求客戶端的定位而被執(zhí)行，允許非相關(guān)聯(lián)AP通過最小化非相關(guān)聯(lián)AP在信道之外的時間來服務(wù)更多用戶。接入點發(fā)起的ToF定位方法隨后使得定時器值tl-t4被報告給相關(guān)AP。
[0044]如圖5所例示，相關(guān)AP STAl 520可被布置成向可利用ACK 504進行響應(yīng)的響應(yīng)設(shè)備STA3 524發(fā)送攜帶管理幀的AP FTM請求消息Ml 502οΜ1 502可以是定時測量動作幀。定時測量動作幀可以是單播管理幀。
[0045]響應(yīng)設(shè)備STA3524可被布置成隨后向可利用ACK 508進行響應(yīng)的相關(guān)聯(lián)AP STAl520或非相關(guān)聯(lián)AP STA2 522發(fā)送FTM準備就緒消息M2 506。
[0046]STA2-AP 522(或STAl 520)可被布置成在ToD tl向響應(yīng)設(shè)備STA3 524發(fā)送攜帶管理幀的FTMl消息M3 512，所述響應(yīng)設(shè)備STA3 524可在ToA t2接收該消息并在ToD t3利用ACK幀514進行響應(yīng)，所述ACK幀514在ToA t4到達STA2-AP。FTMl消息M3 512可以是定時測量動作幀。定時測量動作幀可以是單播管理幀。FTMl消息M3 512在響應(yīng)設(shè)備STA3 512處的到達時間(ToA)t2和其ACK 514從響應(yīng)設(shè)備STA3 524的離開時間(ToD)t3被響應(yīng)設(shè)備STA3 524保存。
[0047]響應(yīng)設(shè)備STA3 524可被布置成向可利用ACK幀518進行響應(yīng)的相關(guān)聯(lián)AP STAl 520發(fā)送攜帶管理幀的FTM報告消息M4 516 JTM報告消息M4 516可以是定時測量動作幀。定時測量動作幀可以是單播管理幀。M4 516可返回保存的時間值t2和t3給發(fā)起的相關(guān)STAl AP520。所有離開時間和到達時間tl-t4被保存。發(fā)起的相關(guān)聯(lián)STAl AP 520通過以下等式計算最終ToF:
[0048]ToF=((t4-tl)-(t3-t2))/2 (等式 I)
[0049]在一些實施例中，消息Ml 302和M2 306可以是符合802.11 (V)的定時測量動作幀，而在提供更精細的測量分辨率的一些其他實施例中，消息Ml 202可以是符合802.1lREVmc的精細定時測量動作幀。消息M3 512可指代M3幀并且消息M4 516可指代M4幀。在一些實施例中，消息Ml502可被用來與另一臺站發(fā)起ToF定位。
[0050]在一些實施例中，消息M3可以是第一定時測量動作幀并且消息M4可以是第二定時測量動作幀。在一些實施例中，定時測量動作幀可以是定時測量幀。在一些實施例中，介質(zhì)訪問控制(MAC)子層管理實體(MLME)構(gòu)建定時測量幀。
[0051]在一些實施例中，定時測量信息可以是t2值和t3值(S卩，兩個值)或者t3-t2值(SP，單個差值)。在這些實施例中，發(fā)起臺站STAl 520可被布置成解析消息M4 516的結(jié)構(gòu)。通過解析消息M4 516的結(jié)構(gòu)，發(fā)起臺站STAl 520可以確定消息M4 416是否包含t2值和t3值(SP，兩個值)或者t3-t2值(S卩，單個差值)。在這些實施例中的一些中，消息M4 516可包括不同元素或采用子元素編碼以允許發(fā)起臺站STAl-AP 502解析消息M4 516的結(jié)構(gòu)。
[0052]在一些實施例中，t2可以是針對與消息M3到達響應(yīng)設(shè)備STA3 524處相關(guān)聯(lián)的本地時鐘的時間戳，并且t3可以是針對與響應(yīng)設(shè)備STA3 524進行的ACK消息514的發(fā)送相關(guān)聯(lián)的本地時鐘的時間戳。在一些實施例中，11可以是針對與非相關(guān)聯(lián)接入點STA2 522進行的FTMl消息M3 512的發(fā)送相關(guān)聯(lián)的本地時鐘的時間戳，并且t4可以是針對與確認消息M3的接收的確認幀的接收相關(guān)聯(lián)的本地時鐘的時間戳(即，針對與tl相同的時鐘被測得)。
[0053]在一些實施例中，t2值是FTMl消息M3 512到達響應(yīng)設(shè)備STA3 524處的時間，并且t3值是ACK幀514被響應(yīng)設(shè)備STA3 524發(fā)送的時間。包括t2值和t3值二者可能更理想，因為這允許以具體且更直觀的方式來校準兩個臺處時鐘速率的差以提高ToF精度。另外，包含單個值(t3-t2)可能允許接收者和響應(yīng)臺站之間的相對定時漂移被跟蹤以提高ToF精度。
[0054]圖6是根據(jù)一些實施例的通信臺站的功能圖。通信臺站600可適合用作例如響應(yīng)臺站104(圖1)之類的響應(yīng)臺站或例如發(fā)起臺站102(圖1)之類的發(fā)起臺站。通信臺站600可包括用于發(fā)送和接收在此描述的消息(例如，幀)的物理層電路602和用于執(zhí)行在此描述的各種操作的處理電路604。
[0055]在一些實施例中，物理層電路602和處理電路604可被配置成如上所述發(fā)送和接收攜帶時間管理幀的消息M1_M4(圖5)。
[0056]在一些實施例中，通信臺站600可以是便攜式無線通信設(shè)備的一部分，所述便攜式無線通信設(shè)備例如個人數(shù)字助理(PDA)、具有無線通信能力的膝上型或便攜式電腦、web平板、無線電話、智能機、無線耳機、尋呼機、即時消息設(shè)備、數(shù)字相機、接入點、電視機、醫(yī)療設(shè)備(例如，心率監(jiān)視器、血壓監(jiān)視器等)或可無線地接收和/或發(fā)送信息的其他設(shè)備。
[0057]在一些實施例中，通信臺站600可包括一個或多個天線。天線可包括一個或多個定向或全向天線，包括例如偶極子天線、單極天線、貼片天線、環(huán)形天線、微帶天線或其他類型的適合傳輸RF信號的天線。在一些實施例中，除了兩個或更多個天線，具有多個孔徑的單個天線可被使用。在這些實施例中，每個孔徑可被看作單獨的天線。在一些多輸入多輸出(MHTO)實施例中，天線可有效地被分離以利用每個天線和發(fā)送臺的天線之間可能產(chǎn)生的空間分極和不同信道特性。
[0058]在一些實施例中，通信臺站600可包括鍵盤、顯示器、非易失性存儲器端口、多個天線、圖形處理器、應(yīng)用處理器、揚聲器和其他移動設(shè)備元件中的一個或多個。顯示器可以是包括觸摸屏的IXD屏。
[0059]雖然通信臺站600被例示成具有若干分開的功能元件，但是功能元件中的一個或多個可被組合并可通過軟件配置的元件的組合來實施，軟件配置的元件例如包括數(shù)字信號處理器(DSP)和/或其他硬件元件的處理元件。例如，一些元件可包括一個或多個微處理器、DSP、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、專用集成電路(ASIC)、射頻電路(RFIC)以及用于執(zhí)行至少在此描述的功能的各種硬件和邏輯電路的組合。在一些實施例中，通信臺站600的功能元件可指代在一個或多個處理元件上運行的一個或多個處理。
[0060]實施例可在硬件、固件和軟件中的一個或組合中實施。實施例還可被實施為存儲在計算機可讀存儲設(shè)備上的指令，所述指令可被至少一個處理器讀取和運行以執(zhí)行在此描述的操作。計算機可讀存儲設(shè)備可包括用于存儲機器(例如，計算機)可讀形式的信息的任何非暫態(tài)機構(gòu)。例如，計算機可讀存儲設(shè)備可包括只讀存儲器(ROM)、隨機存取存儲器(RAM)、磁盤存儲介質(zhì)、光存儲介質(zhì)、閃存設(shè)備和其他存儲設(shè)備和介質(zhì)。在一些實施例中，通信臺站600可包括一個或多個處理器并且可被以存儲在計算機可讀存儲設(shè)備上的指令進行配置。
[0061 ]在一個示例中，一種用于由接入點發(fā)起臺站執(zhí)行的飛行時間(ToF)定位的方法包括:由該接入點(AP)向響應(yīng)臺站發(fā)送攜帶AP精細定時測量(FTM)請求的消息Ml ^AP FTM請求消息指引響應(yīng)臺站發(fā)送指明所述響應(yīng)臺站準備好執(zhí)行精細定時測量的FTM準備就緒消息M2 ；在所述AP處從所述響應(yīng)臺站接收所述FTM準備就緒消息M2，使得所述發(fā)起臺站準備用于發(fā)送到所述響應(yīng)臺站的FTMI消息M3 ；由所述AP向所述響應(yīng)臺站發(fā)送所述FTMI消息M3，指引所述響應(yīng)臺站向所述AP發(fā)送FTM報告消息M4 ；以及在所述AP處從所述響應(yīng)臺站接收所述FTM報告消息M4，所述FTM報告消息M4攜帶用于計算所述響應(yīng)設(shè)備的ToF定位的定時信息。
[0062]在另一個示例中，一種通信臺站被布置成執(zhí)行飛行時間(ToF)定位，所述臺站包括物理層電路和處理元件，所述物理層電路和處理元件被布置成:由接入點(AP)向響應(yīng)臺站發(fā)送攜帶AP精細定時測量(FTM)請求的消息Ml，所述AP FTM請求消息指引所述響應(yīng)臺站發(fā)送指明所述響應(yīng)臺站準備好執(zhí)行精細定時測量的FTM準備就緒消息M2;在所述AP處從所述響應(yīng)臺站接收所述FTM準備就緒消息M2，使得所述發(fā)起臺站準備用于發(fā)送到所述響應(yīng)臺站的FTMI消息M3 ；由所述AP向所述響應(yīng)臺站發(fā)送所述FTMl消息M3，指引所述響應(yīng)臺站向所述AP發(fā)送FTM報告消息M4；以及在所述AP處從所述響應(yīng)臺站接收所述FTM報告消息M4，所述FTM報告消息M4攜帶用于計算所述響應(yīng)設(shè)備的ToF定位的定時信息。
[0063]在另一示例中，一種存儲供一個或多個處理器運行以執(zhí)行以下操作的非暫態(tài)計算機可讀存儲介質(zhì)，所述操作包括:由接入點(AP)向響應(yīng)臺站發(fā)送攜帶AP精細定時測量(FTM)請求的消息MI，所述AP FTM請求消息指引所述響應(yīng)臺站發(fā)送指明所述響應(yīng)臺站準備好執(zhí)行精細定時測量的FTM準備就緒消息M2;在所述AP處從所述響應(yīng)臺站接收所述FTM準備就緒消息M2，使得所述發(fā)起臺站準備用于發(fā)送到所述響應(yīng)臺站的FTMl消息M3 ；由所述AP向所述響應(yīng)臺站發(fā)送所述FTMl消息M3，指引所述響應(yīng)臺站向所述AP發(fā)送FTM報告消息M4 ；以及在所述AP處從所述響應(yīng)臺站接收所述FTM報告消息M4，所述FTM報告消息M4攜帶用于計算所述響應(yīng)設(shè)備的ToF定位的定時信息。
[0064]在一個示例中，所述消息M3的離開時間(ToD)時間值tl和相應(yīng)的接收確認幀(ACK)的到達時間(ToA)時間值t4被所述發(fā)起臺站保存。
[0065]在另一示例中，所述消息M3的到達時間(ToA)時間值t2和相應(yīng)的接收確認幀(ACK)的離開時間(ToD)時間值t3或t3-t2的差值被所述AP在FTM報告消息M4中接收。
[0066]在另一示例中，飛行時間(!'<^)被計算為((^4-1:1)-(^342))/2，并離4?發(fā)起臺站的距離被計算為(ToF/2)乘以光速。
[0067]在另一示例中，所述響應(yīng)設(shè)備的位置范圍根據(jù)通過ToF計算獲得的離所述發(fā)起臺站的距離被確定;并且所述響應(yīng)設(shè)備的確切位置通過使用多個位置范圍確定的三邊測量被確定。
[0068]摘要被提供以遵守要求允許讀者快速查明技術(shù)公開的性質(zhì)的摘要的37C.F.R.§1.72(b)。摘要在理解它將不會被用來解釋或限制權(quán)利要求的范圍或意義的前提下被遞交。所附權(quán)利要求據(jù)此被合并到【具體實施方式】中，每個權(quán)利要求獨立地作為單獨的實施例。
【主權(quán)項】
1.一種用于由接入點發(fā)起臺站執(zhí)行的飛行時間(ToF)定位的方法，所述方法包括: 由所述接入點(AP)發(fā)起臺站向響應(yīng)臺站發(fā)送攜帶AP精細定時測量(FTM)請求的消息Ml，所述AP FTM請求消息指弓I所述響應(yīng)臺站發(fā)送指明所述響應(yīng)臺站準備好執(zhí)行FTM的FTM準備就緒消息M2 ； 在所述AP發(fā)起臺站處從所述響應(yīng)臺站接收所述FTM準備就緒消息M2，使得所述AP發(fā)起臺站準備要發(fā)送到所述響應(yīng)臺站的FTMl消息M3 ； 由所述AP發(fā)起臺站向所述響應(yīng)臺站發(fā)送所述FTMI消息M3，指引所述響應(yīng)臺站向所述AP發(fā)起臺站發(fā)送FTM報告消息M4;以及 在所述AP發(fā)起臺站處從所述響應(yīng)臺站接收所述FTM報告消息M4，所述FTM報告消息M4攜帶用于計算響應(yīng)設(shè)備的ToF定位的定時信息。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括:在所述AP發(fā)起臺站處保存所述消息M3的離開時間(ToD)時間值11和相應(yīng)的接收確認幀(ACK)的到達時間(ToA)時間值t4。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括:由所述AP發(fā)起臺站在FTM報告消息M4中接收所述消息M3的到達時間(ToA)時間值t2和相應(yīng)的接收確認幀(ACK)的離開時間(ToD)時間值t3、或t3-t2的差值。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括:由所述AP發(fā)起臺站將飛行時間(ToF)計算為((t4-tl)-(t3-t2))/2，并將離AP發(fā)起臺站的距離計算為(ToF/2)乘以光速。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括:由所述AP發(fā)起臺站和/或響應(yīng)臺站根據(jù)通過ToF計算獲得的離所述AP發(fā)起臺站的距離來確定所述響應(yīng)設(shè)備的位置范圍；以及使用多個位置范圍確定的三邊測量來確定所述響應(yīng)設(shè)備的確切位置。6.—種被布置成執(zhí)行飛行時間(ToF)定位的通信臺站，所述通信臺站包括物理層電路和處理元件以: 向響應(yīng)臺站發(fā)送攜帶接入點(AP)精細定時測量(FTM)請求的消息Ml，所述AP FTM請求消息指引所述響應(yīng)臺站發(fā)送指明所述響應(yīng)臺站準備好執(zhí)行精細定時測量的FTM準備就緒消息M2 ； 從所述響應(yīng)臺站接收所述FTM準備就緒消息M2，使得所述通信臺站準備要發(fā)送到所述響應(yīng)臺站的FTMl消息M3; 向所述響應(yīng)臺站發(fā)送所述FTMl消息M3，指引所述響應(yīng)臺站向所述通信臺站發(fā)送FTM報告消息M4;以及 從所述響應(yīng)臺站接收所述FTM報告消息M4，所述FTM報告消息M4攜帶用于計算響應(yīng)設(shè)備的ToF定位的定時信息。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的通信臺站，還被布置成保存所述消息M3的離開時間(ToD)時間值11和相應(yīng)的接收確認幀(ACK)的到達時間(ToA)時間值t4。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的通信臺站，還被布置成由所述AP在FTM報告消息M4中接收所述消息M3的到達時間(ToA)時間值t2和相應(yīng)的接收確認幀(ACK)的離開時間(ToD)時間值t3、或t3-t2的差值。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的通信臺站，還被布置成將飛行時間(ToF)計算為((t3-t2))/2，并將離發(fā)起臺站的距離計算為(ToF/2)乘以光速。10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的通信臺站，還被布置成根據(jù)通過ToF計算獲得的離所述通信臺站的距離來確定所述響應(yīng)設(shè)備的位置范圍；以及使用多個位置范圍確定的三邊測量來確定所述響應(yīng)設(shè)備的確切位置。11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的通信臺站，還被布置成包括能夠發(fā)送和接收無線通信消息M1-M4的物理層電路和一個或多個相關(guān)聯(lián)的天線。12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的通信臺站，還被布置成包括處理電路，所述處理電路用于: 由所述接入點(AP)發(fā)起臺站向響應(yīng)臺站發(fā)送攜帶AP精細定時測量(FTM)請求的消息Ml，所述AP FTM請求消息指弓I所述響應(yīng)臺站發(fā)送指明所述響應(yīng)臺站準備好執(zhí)行FTM的FTM準備就緒消息M2 ； 在所述AP發(fā)起臺站處從所述響應(yīng)臺站接收所述FTM準備就緒消息M2，使得所述AP發(fā)起臺站準備要發(fā)送到所述響應(yīng)臺站的FTMl消息M3 ； 由所述AP發(fā)起臺站向所述響應(yīng)臺站發(fā)送所述FTMI消息M3，指引所述響應(yīng)臺站向所述AP發(fā)起臺站發(fā)送FTM報告消息M4;以及 在所述AP發(fā)起臺站處從所述響應(yīng)臺站接收所述FTM報告消息M4，所述FTM報告消息M4攜帶用于計算所述響應(yīng)設(shè)備的ToF定位的定時信息。13.—種存儲供一個或多個處理器運行以執(zhí)行用于由接入點發(fā)起臺站執(zhí)行的飛行時間(ToF)定位的操作的非暫態(tài)計算機可讀存儲介質(zhì)，所述操作包括: 由所述接入點(AP)發(fā)起臺站向響應(yīng)臺站發(fā)送攜帶AP精細定時測量(FTM)請求的消息Ml，所述AP FTM請求消息指弓I所述響應(yīng)臺站發(fā)送指明所述響應(yīng)臺站準備好執(zhí)行FTM的FTM準備就緒消息M2 ； 在所述AP發(fā)起臺站處從所述響應(yīng)臺站接收所述FTM準備就緒消息M2，使得所述AP發(fā)起臺站準備要發(fā)送到所述響應(yīng)臺站的FTMl消息M3 ； 由所述AP發(fā)起臺站向所述響應(yīng)臺站發(fā)送所述FTMI消息M3，指引所述響應(yīng)臺站向所述AP發(fā)起臺站發(fā)送FTM報告消息M4;以及 在所述AP發(fā)起臺站處從所述響應(yīng)臺站接收所述FTM報告消息M4，所述FTM報告消息M4攜帶用于計算響應(yīng)設(shè)備的ToF定位的定時信息。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的非暫態(tài)計算機可讀存儲介質(zhì)，所述操作還包括在所述AP發(fā)起臺站處保存所述消息M3的離開時間(ToD)時間值tl和相應(yīng)的接收確認幀(ACK)的到達時間(ToA)時間值t4。15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的非暫態(tài)計算機可讀存儲介質(zhì)，所述操作還包括由所述AP發(fā)起臺站在FTM報告消息M4中接收所述消息M3的到達時間(ToA)時間值t2和相應(yīng)的接收確認幀(ACK)的離開時間(ToD)時間值t3、或t3-t2的差值。16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的非暫態(tài)計算機可讀存儲介質(zhì)，所述操作還包括由所述AP發(fā)起臺站將飛行時間(ToF)計算為((t4-t I) _(t3_t2))/2，并將離AP發(fā)起臺站的距離計算為(ToF/2)乘以光速。17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的非暫態(tài)計算機可讀存儲介質(zhì)，所述操作還包括由所述AP發(fā)起臺站和/或響應(yīng)臺站根據(jù)通過T oF計算獲得的離所述AP發(fā)起臺站的距離來確定所述響應(yīng)設(shè)備的位置范圍；以及使用多個位置范圍確定的三邊測量來確定所述響應(yīng)設(shè)備的確切位置。
【文檔編號】G01S19/11GK105980882SQ201580007612
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2015年3月6日
【發(fā)明人】蓋比·普雷納, 科比·可貝曼, 艾丹·蓋倫, 埃蘭·瑞文尼
【申請人】英特爾Ip公司