使用逆向授權(quán)進(jìn)行ToF定位的無線站和方法
【專利說明】使用逆向授權(quán)進(jìn)行ToF定位的無線站和方法
[0001]優(yōu)先權(quán)
[0002]本申請要求2012年12月18日提交的、美國臨時專利申請序號61/738，716的優(yōu)先權(quán)，其在這里通過引用并入并且作為本文的一部分。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]實(shí)施例屬于無線網(wǎng)絡(luò)。某些實(shí)施例涉及按照包括IEEE 802.11-2012標(biāo)準(zhǔn)的IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)中的一個標(biāo)準(zhǔn)來操作的無線網(wǎng)絡(luò)。某些實(shí)施例涉及飛行時間(ToF)定位。某些實(shí)施例涉及位置確定。某些實(shí)施例涉及室內(nèi)導(dǎo)航。
【背景技術(shù)】
[0004]由于各種全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)和各種蜂窩系統(tǒng)的發(fā)展，室外導(dǎo)航和定位已經(jīng)廣泛部署。室內(nèi)導(dǎo)航和定位不同于室外導(dǎo)航和定位，因?yàn)槭覂?nèi)環(huán)境不使能與在室外環(huán)境中一樣地從衛(wèi)星或者蜂窩基站接收信號。因此，精確和實(shí)時的室內(nèi)導(dǎo)航和定位難于達(dá)到。
[0005]因而，存在對改進(jìn)的導(dǎo)航和定位方法的一般需求。還存在對適于室內(nèi)環(huán)境的改進(jìn)的導(dǎo)航和定位方法的一般需求。
【附圖說明】
[0006]圖1示出了按照某些實(shí)施例的無線網(wǎng)絡(luò)；
[0007]圖2示出了按照某些實(shí)施例的用于使用逆向授權(quán)(RDG)的飛行時間(ToF)定位的過程；
[0008]圖3示出了按照某些其他實(shí)施例的用于沒有最終確認(rèn)(ACK)幀的ToF定位的過程;
[0009]圖4示出了按照某些其他實(shí)施例的用于其中消息M2包含額外的定時測量信息的ToF定位的過程；
[0010]圖5示出了按照某些其他實(shí)施例的用于使用聚合媒介接入控制協(xié)議數(shù)據(jù)單元(A-MPDU)的ToF定位的過程；
[0011 ] 圖6示出了按照某些實(shí)施例的A-MPDU的使用；
[0012]圖7示出了按照某些其他實(shí)施例的ToF定位的過程；
[0013]圖8為按照某些實(shí)施例的通信站的功能圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]以下描述和附圖充分地闡述了特定實(shí)施例，以使得那些本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵺`它們。其他實(shí)施例可以并入結(jié)構(gòu)上的、邏輯上的、電的、處理、以及其它改變。某些實(shí)施例中的部分和特征可以包含在其他實(shí)施例的那些中、或者由其他實(shí)施例的那些替代。權(quán)利要求中給出的實(shí)施例包括那些權(quán)利要求的所有可用的等價物。
[0015]圖1示出了按照某些實(shí)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包括按照IEEE 802.11通信技術(shù)來通信的多個通信站(STA)以及一個或多個接入點(diǎn)(AP)。通信站為非靜止并且沒有固定位置的移動設(shè)備。該一個或多為靜止的并且具有固定的位置包括發(fā)起站102以及一個或多個響應(yīng)站104。發(fā)起站102為發(fā)起與響應(yīng)站104的ToF定位以確定其位置的通信站。如下面更具體地描述的，ToF定位過程包括交換消息，該交換消息包括交換消息Ml和消息M2 ο
[0016]在某些實(shí)施例中，使用逆向(RD)機(jī)制。在這些實(shí)施例中，發(fā)起方(諸如發(fā)起站102)能夠選擇是否使用IEEE 802.11逆向(RD)授權(quán)(例如，通過設(shè)置RD指示符或者比特)以用于ToF測量。在這些使用RD機(jī)制的實(shí)施例中的某些實(shí)施例中，響應(yīng)方(諸如響應(yīng)站104)能夠通過設(shè)置某一個或更多信令比特來選擇是否使用優(yōu)化的序列以用于ToF消息交換。在這些使用RD機(jī)制的實(shí)施例中的某些實(shí)施例中，響應(yīng)方能夠選擇是否聚合ACK和消息M2。下面更具體地描述這些實(shí)施例。
[0017]在某些實(shí)施例中，響應(yīng)方能夠選擇是否使用當(dāng)前的或者之前的定時測量信息。在這些實(shí)施例中，響應(yīng)方能夠通過設(shè)置消息M2中的比特或者通過包括與上報的定時測量信息(例如，(t3-t2)值)相對的識別特定消息Ml的會話令牌來選擇是否使用當(dāng)前的或者之前的測量。在下面更具體地描述這些實(shí)施例。
[0018]某些實(shí)施例可以不考慮使用ACK幀以確認(rèn)消息M2的接收。這些實(shí)施例中的某些實(shí)施例提供定時測量信息(例如，(t3-t2)值)的重復(fù)發(fā)送以幫助應(yīng)對對消息M2的ACK的損失。這些實(shí)施例中的某些實(shí)施例可以通過使用“Act1n No ACK(無ACK動作)”幀來使得最終的ACK不生成。在下面更具體地討論這些實(shí)施例。
[0019]某些實(shí)施例提供使用每測量兩個PPDU的相互ToF發(fā)現(xiàn)。在這些實(shí)施例中，消息Ml設(shè)置成攜帶允許發(fā)起方和響應(yīng)方兩者確定ToF信息的發(fā)起站的定時測量信息(例如，(tl-t4)值)。在這些實(shí)施例中的某些實(shí)施例中，消息Ml設(shè)置成攜帶與發(fā)起站的定時測量信息(例如，(tl-t4)值)相關(guān)的會話令牌，以允許響應(yīng)方確定所存儲的定時測量信息(例如，(t3-t2)值)對應(yīng)于相同的測量。
[0020]在某些實(shí)施例中，發(fā)起站102為定位站，并且可以確定相對于一個或多個響應(yīng)站(例如，協(xié)作站和/或一個或多個接入點(diǎn))的該發(fā)起站的位置。協(xié)作站可以為IEEE 802.11配置的通信站(STA)或者AP。在其他實(shí)施例中，發(fā)起站102能夠確定在地理坐標(biāo)中的其位置。在某些實(shí)施例中，響應(yīng)站能夠確定相對的或者在地理坐標(biāo)中的其位置。
[0021]圖2示出了按照某些實(shí)施例的用于使用RDG的ToF定位的過程。如圖2中所示，發(fā)起站102設(shè)置成發(fā)送攜帶高吞吐量控制(HTC)域的消息Ml 202。HTC域包括逆向授權(quán)(RDG)指示。在發(fā)起站102的傳輸機(jī)會(TXOP)期間，RDG指示準(zhǔn)許響應(yīng)站104將信息發(fā)送回發(fā)起站102。消息Ml 202為定時測量動作幀。定時測量動作幀為單播管理幀。在某些實(shí)施例中，RDG指示為RDG比特。
[0022]發(fā)起站102在TXOP期間從響應(yīng)站104接收ACK幀204，以確認(rèn)消息Ml 202的接收。ACK幀204可選地攜帶包括指示符的HTC域，以指示在TXOP期間單獨(dú)的幀是否跟隨ACK幀204。發(fā)起站102還在TXOP期間從響應(yīng)站104接收消息M2 206。消息M2 206包括來自當(dāng)前的或者之前的ToF消息交換的定時測量信息。如下面更具體地討論的，消息M2包括來自當(dāng)前的和/或一個或多個之前的ToF消息交換的定時測量信息。
[0023]包含在ACK幀204的HTC域中的指示符包括一個或多個信令比特以指示單獨(dú)的幀是否跟隨ACK幀204。在某些實(shí)施例中，指示符包括額外的PPDU以指示在TXOP期間單獨(dú)的幀(包含在單獨(dú)的PPDU中)是否跟隨ACK幀204。在某些實(shí)施例中，指示符包括額外的PPDU比特。
[0024]在這些實(shí)施例中，當(dāng)發(fā)起站102在消息Ml 202中設(shè)置RDG指示時，響應(yīng)站104被準(zhǔn)許可選地在TXOP期間將信息發(fā)送回。例如，替代傳統(tǒng)的ACK幀，響應(yīng)站104在TXOP期間將信息發(fā)送回，該信息包括具有附加的域的ACK幀。TXOP在發(fā)送消息Ml 202之前已經(jīng)由發(fā)送站102獲得。在這些實(shí)施例中，消息M2 206對應(yīng)于被指示跟隨ACK幀204的單獨(dú)的幀。單獨(dú)的幀包括分組協(xié)議數(shù)據(jù)單元，諸如物理層會聚協(xié)議(PLCP)數(shù)據(jù)單元(S卩，PPDU)，盡管這不是要求。
[0025]在這些實(shí)施例中，消息Ml 202、ACK幀204、消息M2 206、以及ACK幀208在已經(jīng)由發(fā)起站獲得的TXOP期間發(fā)送。因?yàn)門oF消息交換在TXOP發(fā)生，僅僅需要單個信道接入，因而避免了延遲并且消除了沖突。
[0026]在某些實(shí)施例中，RDG信令(例如，使用RDG指示)和額外的PPDU信令(例如，使用額外的PPDU指示)出現(xiàn)在相同的域(例如，HTC域)。信令取決于發(fā)送站是否為當(dāng)前的TXOP所有者來區(qū)分。例如，如果發(fā)送站為當(dāng)前的TXOP所有者(即，發(fā)送站102)，信令將解釋為RDG指示。如果發(fā)送站不是當(dāng)前的TXOP所有者(即，響應(yīng)站104)，信令將解釋為額外的PPDU指示。
[0027]如下面更具體地討論的，序號或者令牌用于指示包含在消息M2206中的定時測量信息是否用于當(dāng)前的或者之前的ToF消息交換。
[0028]這里公開的各種實(shí)施例可以提供用于減少信道接入嘗試和幀的數(shù)量。進(jìn)而，這些實(shí)施例幫助應(yīng)付占用長時間以做出定時測量的硬件。
[0029]在某些實(shí)施例中，消息Ml 202為按照802.ll(v)的定時測量動作幀，而在提供更精測量分辨率的某些其他實(shí)施例中，消息Ml 202為按照802.11 REVmc的精定時測量動作幀。消息Ml 202涉及Ml幀并且消息M2 206涉及M2幀。在某些實(shí)施例中，消息Ml 202用于發(fā)起與另一站的ToF定位。
[0030]在某些實(shí)施例中，消息Ml為第一定時測量動作幀并且消息M2為第二定時測量動作幀。在某些實(shí)施例中，定時測量動作幀為定時測量幀。在某些實(shí)施例中，媒介接入控制(MAC)子層管理實(shí)體(MLME)構(gòu)建定時測量幀。
[0031]在某些實(shí)施例中，定時測量信息為t2值和t3值(即，兩個值)或者t3_t2值(即，單個差值)。在這些實(shí)施例中，發(fā)起站設(shè)置成解析消息M2 206的結(jié)構(gòu)。通過解析消息M2206的結(jié)構(gòu)，發(fā)起站102能夠確定消息M2 206是否包含t2值和t3值(即，兩個值)或者t3-t2值(S卩，單個差值)。在這些實(shí)施例的某些實(shí)施例中，消息M2 206包括不同的元素或者采用子元素編碼以允許發(fā)起站解析消息M2 206的結(jié)構(gòu)。
[0032]在某些實(shí)施例中，t2為與消息Ml到達(dá)響應(yīng)站104相關(guān)聯(lián)的相對于本地時鐘的時間戳，并且t3為與由響應(yīng)站發(fā)送消息M2相關(guān)聯(lián)的相對于本地時鐘的時間戳(即，相對于與t2相同的時鐘所測量的)。在某些實(shí)施例中，tl為與由發(fā)起站102發(fā)送消息Ml相關(guān)聯(lián)的相對于本地時鐘的時間戳，并且t4為與接收確認(rèn)消息Ml的接收的確認(rèn)幀相關(guān)聯(lián)的相對于本地時鐘的時間戳(即，相對于與tl相同的時鐘所測量的)。
[0033]在某些實(shí)施例中，t2值為消息Ml 202到達(dá)響應(yīng)站104的時間，并且t3值為由響應(yīng)站104發(fā)送ACK幀204的時間。包括t2值和t3值兩者可以是更加優(yōu)化的