用于在Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)中確定距離的方法和裝置制造方法
【專利摘要】公開了用于提高第一設(shè)備與第二設(shè)備之間的往返時間(RTT)估計的準確性的方法和裝置。該方法包括計算確認校正因子和單播校正因子。這些校正因子被用于補償由多徑效應(yīng)導(dǎo)致的碼元邊界時間誤差。
【專利說明】用于在W1-Fi網(wǎng)絡(luò)中確定距離的方法和裝置【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的各實施例涉及在通信網(wǎng)絡(luò)(諸如W1-Fi網(wǎng)絡(luò))中確定距離。
[0002]相關(guān)技術(shù)背景
[0003]在W1-Fi通信網(wǎng)絡(luò)中，存在許多用于估計移動設(shè)備與無線接入點之間的距離的已知技術(shù)。例如，移動設(shè)備(例如蜂窩電話或平板計算機)可將與接入點相對應(yīng)的收到信號強度指示符(RSSI)用作對移動設(shè)備與接入點之間的距離的粗略近似，其中更強的RSSI意味著移動設(shè)備更靠近接入點，而更弱的RSSI意味著移動設(shè)備更遠離接入點。移動設(shè)備也可使用向和從接入點傳送的信號的往返時間(RTT)來計算移動設(shè)備與接入點之間的距離，其中RTT值指示從移動設(shè)備向接入點發(fā)送的單播信號和從接入點發(fā)回移動設(shè)備的相應(yīng)確認信號的總信號傳播時間。
[0004]當使用W1-Fi網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行距離測量時，諸如隱藏節(jié)點、不平衡干擾和/或各個品牌和型號的移動設(shè)備之間的響應(yīng)時間差異之類的問題可能不利地影響準確性。例如，W1-Fi網(wǎng)絡(luò)中的可能導(dǎo)致使距離測量準確性降級的干擾的隱藏節(jié)點出現(xiàn)在節(jié)點對無線接入點(AP)可見、但對與該AP通信的其他節(jié)點不可見時。另外，與設(shè)備的物理環(huán)境(例如設(shè)備之間和/或附近的物理障礙物)相關(guān)聯(lián)的不平衡干擾和/或多徑效應(yīng)可能致使單播和/或確認信號的不同分量不期望地在不同時間到達相應(yīng)設(shè)備，這又進一步降低了使用RTT技術(shù)的距離測量的準確性。[0005]因此，期望提高W1-Fi網(wǎng)絡(luò)中的距離測量的準確性。
_6]附圖簡要說明
[0007]本發(fā)明的各實施例是作為示例來解說的，且不旨在受附圖中各圖的限制，其中:
[0008]圖1不出了包括分開距尚D的第一移動設(shè)備A和第二移動設(shè)備B的W1-Fi系統(tǒng)；
[0009]圖2解說了多徑環(huán)境中的不平衡干擾效應(yīng)；
[0010]圖3A示出了從設(shè)備A到設(shè)備B的單播分組的傳輸，并且描繪了該單播分組的不同分量在不同時間到達設(shè)備B;
[0011]圖3B示出了從設(shè)備B到設(shè)備A的確認分組的傳輸，并且描繪了該確認分組的不同分量在不同時間到達設(shè)備A ;
[0012]圖4示出了圖1的移動設(shè)備的一個實施例的功能框圖；
[0013]圖5A描繪了在沒有循環(huán)移位分集的情況下傳送的信號的功率延遲分布；
[0014]圖5B描繪了在具有循環(huán)移位分集的情況下傳送的信號的功率延遲分布；
[0015]圖6描繪了具有循環(huán)移位分集的功率延遲分布中的最大值位置；
[0016]圖7是描繪根據(jù)一些實施例的用于提高兩個移動設(shè)備之間的距離測量的準確性的示例性操作的流程圖；以及
[0017]圖8是描繪根據(jù)其他實施例的用于提高兩個移動通信設(shè)備之間的距離測量的準確性的示例性操作的流程圖。
[0018]相同的附圖標記貫穿全部附圖指示對應(yīng)的部件。
[0019]詳細描沭[0020]公開了用于提高兩個無線(例如移動)通信設(shè)備之間的距離測量的準確性的方法和裝置。在以下描述中，闡述了眾多具體細節(jié)(諸如具體組件、電路、和過程的示例)，以提供對本公開的透徹理解。同樣，在以下描述中并且出于解釋目的，闡述了具體的命名以提供對本發(fā)明各實施例的透徹理解。然而，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將明顯的是，可以不需要這些具體細節(jié)就能實踐本發(fā)明各實施例。在其他實例中，以框圖形式示出公知的電路和設(shè)備以避免混淆本公開。如本文中所使用的，術(shù)語“分組”和“信號”可以是可互換的，因為分組是經(jīng)由RF信號從一個無線設(shè)備傳送給另一無線設(shè)備的。因此，本發(fā)明各實施例不應(yīng)被解釋為限于本文中所描述的具體示例，而是在其范圍內(nèi)包括由所附權(quán)利要求所限定的所有實施例。
[0021]本發(fā)明的各實施例公開了用于通過補償與兩個(或更多個)移動設(shè)備的物理環(huán)境相關(guān)聯(lián)的不平衡干擾效應(yīng)和/或多徑效應(yīng)來提高這些設(shè)備之間的距離測量的準確性的方法和裝置。對于一些實施例，可(例如在這些設(shè)備中的一個或多個中)計算確認校正因子(C0RR_ACK)和/或單播校正因子(C0RR_UNC)以補償在使用RTT技術(shù)測量距離時由于復(fù)雜多徑環(huán)境(例如設(shè)備之間和/或附近的物理障礙物)造成的碼元邊界時間誤差。校正因子可要么使用單邊校正技術(shù)、要么使用雙邊校正技術(shù)來生成。在單邊校正技術(shù)中，僅僅使用確認校正因子，而在雙邊校正技術(shù)中，使用確認校正因子和單播校正因子兩者。盡管雙邊校正技術(shù)通常比單邊校正技術(shù)更準確，但是雙邊校正技術(shù)可能要求兩個設(shè)備都采用碼元邊界定時技術(shù)，而單邊校正技術(shù)可能僅要求這些設(shè)備中的一個采用碼元邊界定時技術(shù)。
[0022]更具體而言，在單邊校正技術(shù)中，確認校正因子(C0RR_ACK)可在第一設(shè)備中計算，并且所測量的RTT值可使用C0RR_ACK來調(diào)整。校正因子C0RR_ACK的計算可基于各種因素，例如包括成功單播分組的百分比、設(shè)備的RSSI值、設(shè)備的調(diào)制編碼調(diào)度(MCS)和/或循環(huán)移位分集(CSD)值。在雙邊校正技術(shù)中，確認校正因子(C0RR_ACK)可在第一設(shè)備中計算，單播校正因子(C0RR_UNC)可在第二設(shè)備中計算，并且所測量的RTT值可使用C0RR_ACK和C0RR_UNC來調(diào)整。對于雙邊技術(shù)，C0RR_UNC因子可從第二設(shè)備傳送給第一設(shè)備，使得第一設(shè)備可使用C0RR_ACK和C0RR_UNC兩者來調(diào)整所測量的RTT值。
[0023]單播信號或分組可被定義為從第一設(shè)備發(fā)送給第二設(shè)備的通信(例如與被發(fā)送給多個其他設(shè)備形成對比)。當單播分組從第一設(shè)備A發(fā)送給第二設(shè)備B時，第二設(shè)備B通常將確認分組發(fā)送回設(shè)備A。單播信號和確認信號的傳播時間可被用于計算設(shè)備A與設(shè)備B之間的距離。
[0024]例如，圖1示出了具有分開距離D的第一設(shè)備A和第二設(shè)備B的系統(tǒng)100，并且描繪了從設(shè)備A傳送給設(shè)備B的單播信號(UNC)以及從設(shè)備B傳送回設(shè)備A的相應(yīng)確認信號(ACK)。
[0025]單播信號和確認信號的傳播時間可被用于計算無線設(shè)備A與無線設(shè)備B之間的距離D。對于一些實施例，設(shè)備A和B是移動通信設(shè)備(例如蜂窩電話、膝上型計算機和/或平板計算機)，其能使用由IEE802.11標準族定義的W1-Fi通信協(xié)議彼此和/或與無線接入點通信。
[0026]更具體而言，設(shè)備A和B之間的往返時間(RTT)表示從設(shè)備A向設(shè)備B發(fā)送單播分組的時間到設(shè)備A接收到來自設(shè)備B的確認分組的時間所流逝的總時間。設(shè)備A傳送單播分組的時間在本文中被稱為出發(fā)時間(TOD)，并且設(shè)備A接收到來自設(shè)備B的確認分組的時間在本文中被稱為抵達時間(TOA)。對于本文中所描述的一些示例性實施例，TOD可以是單播分組何時離開設(shè)備A的時間戳，并且TOA可以是確認分組何時被設(shè)備A接收到的時間戳。因此，TOA與TOD之差可用作與在設(shè)備A與設(shè)備B之間交換的單播和確認信號的傳播相關(guān)聯(lián)的RTT的近似，其中RTT ^ TOA - T0D。
[0027]然而，RTT不僅包括單播和確認信號的實際信號傳播時間段，而且還包括與設(shè)備B對由設(shè)備A傳送的單播信號進行響應(yīng)相關(guān)聯(lián)的處理延遲。更具體而言，RTT可被表達為:
[0028]RTT = tpp+tdel ^ TOA-TOD (I)
[0029]其中tpn表示從設(shè)備A傳送給設(shè)備B的單播信號的行進時間與從設(shè)備B傳送給設(shè)備A的確認信號的行進時間之和，并且tdel是與設(shè)備B接收來自設(shè)備A的單播分組并響應(yīng)于此而向設(shè)備A傳送回確認分組相關(guān)聯(lián)的延遲。
[0030]因此，圖1中的設(shè)備A與設(shè)備B之間的距離D可表達為:
[0031 ] D = c* tpn/2 = c * (RTT-tdel) /2 (2)
[0032]其中c是光速。
[0033]對于一些實施例，tdel可包括與設(shè)備B相關(guān)聯(lián)的由802.11標準定義的短幀間空間(SIFS)時間間隔，和/或可包括與設(shè)備B相關(guān)聯(lián)的由802.1ln標準定義的減少幀間空間(RIFS)時間間隔。tdel的值通常因不同無線設(shè)備(甚至由相同公司制造的那些無線設(shè)備)而異，因為具有各種芯片組和/或芯片組配置的不同設(shè)備可能具有與響應(yīng)于單播信號而傳送確認信號相關(guān)聯(lián)的不同響應(yīng)時間。不知道特定無線設(shè)備的確切響應(yīng)時間在所測量的RTT中引入不準確性。確實，由于W1-Fi傳輸?shù)南鄬Χ痰膹V播范圍(例如，通常小于30米)結(jié)合W1-Fi信號的傳播速度，所測量的RTT中由設(shè)備響應(yīng)時間的未知變化導(dǎo)致的不準確性可能導(dǎo)致距離計算的大誤差。
[0034]對于一些實施例，各種品牌和型號的無線設(shè)備的各種RTT特征(例如，與處理連接請求相關(guān)聯(lián)的延遲時間(tdJ及其引導(dǎo)時間)可從這些設(shè)備可訪問的RTT特征數(shù)據(jù)庫中檢索，例如，如在題為 “W1-Fi ACCESS POINT CHARACTERISTICS DATABASE (W1-Fi 接入點特征數(shù)據(jù)庫)”的共同待決和共同擁有的美國專利申請序列號13/109,481中所描述的，該申請通過引用整體納入于此。對于一個這樣的實施例，特定設(shè)備的RTT特征可通過將該設(shè)備的MAC地址作為查找值提供給該數(shù)據(jù)庫來從該數(shù)據(jù)庫中檢索。例如,設(shè)備A可按如下方式確定設(shè)備B的MAC地址。首先，設(shè)備A將探測請求傳送給設(shè)備B以檢索其標識信息。例如，設(shè)備A可在若干不同信道上廣播探測請求，直到其找到設(shè)備B被配置成在其上操作的信道。替換地，設(shè)備A和B可被預(yù)配置成出于測距目的而在相同信道上操作。然后，設(shè)備B通過將探測響應(yīng)傳送回設(shè)備A來響應(yīng)該探測請求。探測響應(yīng)包括與第二設(shè)備B相關(guān)聯(lián)的標識信息(例如MAC地址)。
[0035]RTT值也可受到不平衡干擾或多徑效應(yīng)的影響，其致使單播信號的不同分量在不同時間到達設(shè)備B和/或致使確認信號的不同分量在不同時間到達設(shè)備A。例如，圖2解說了具有在多徑環(huán)境中具有不平衡干擾的第一設(shè)備A和第二設(shè)備B的系統(tǒng)200。設(shè)備A將信號(例如單播信號)傳送給設(shè)備B。所傳送信號的第一分量205A通過位于設(shè)備A與設(shè)備B之間的干擾源(例如物體或其他障礙物)210直接向第二設(shè)備B行進。干擾源可衰減信號分量205A，并且所得到的經(jīng)衰減的信號分量205A’被第二設(shè)備B接收。因此，對于本示例，經(jīng)衰減的信號分量205A’具有比原始信號分量205A低的幅度。
[0036]所傳送信號的第二分量205B經(jīng)由反射器220間接向第二設(shè)備B傳送，這導(dǎo)致所反射的信號分量205B’被第二設(shè)備B接收。如果反射器220具有高品質(zhì)因數(shù)，則所反射的信號分量205B’可具有與原始信號分量205A的幅度大致相等的幅度。因此，經(jīng)衰減的第一信號分量205A’在所反射的第二信號分量205B’之前到達第二設(shè)備B，并且經(jīng)衰減的第一信號分量205A’可具有比所反射的第二信號分量205B’的幅度小的幅度。
[0037]圖3A和3B描繪了在計算系統(tǒng)100的設(shè)備A與設(shè)備B之間的距離時的不平衡干擾效應(yīng)(例如，如以上參照圖2所描述的)。在圖3A中，設(shè)備A被描繪為將單播信號301傳送給設(shè)備B。由于多徑環(huán)境效應(yīng)，信號301的不同分量在不同時間到達設(shè)備B。例如，第一信號分量301A在時間Tl到達設(shè)備B，而第二信號分量301B在時間T2到達設(shè)備B。因此，單播信號的第一和第二信號分量301A和301B可被用于使用設(shè)備B內(nèi)的電路系統(tǒng)(為簡單起見未示出)將單播校正因子計算為C0RR_UNC = T2-T1。注意，為了本文討論的目的，圖3A將第一信號分量301A描繪為具有比第二信號分量301B小的幅度。
[0038]圖3B進一步描繪了設(shè)備B將確認信號302傳送回設(shè)備A。由于多徑環(huán)境效應(yīng)，信號302的不同分量在不同時間到達設(shè)備A。例如，第一信號分量302A在時間T3到達設(shè)備A，而第二信號分量302B在時間T4到達設(shè)備A。因此，確認信號的第一和第二信號分量302A和302B可被用于使用設(shè)備A內(nèi)的電路系統(tǒng)(為簡單起見未示出)將確認校正因子計算為C0RR_ACK = T4-T3 。注意，為了本文討論的目的，圖3B將第一信號分量302A描繪為具有比第二信號分量302B小的幅度。
[0039]因此，根據(jù)一些實施例，信號301的各分量可被用于在第二設(shè)備B中確定單播校正因子(C0RR_UNC)，并且信號302的分量可用于在第一設(shè)備A中確定確認校正因子(C0RR_ACK)。然后，在單邊校正技術(shù)中，可使用⑶RR_ACK更準確地計算設(shè)備A與設(shè)備B之間的RTT，而在雙邊校正技術(shù)中，可使用C0RR_ACK和C0RR_UNC兩者更準確地計算設(shè)備A與設(shè)備B之間的RTT。對于雙邊校正技術(shù)，C0RR_UNC的值可從設(shè)備B傳送給設(shè)備A (例如通過將C0RR_UNC的值嵌入在確認信號302中)。以此方式，設(shè)備A可具有C0RR_UNC和C0RR_ACK兩者的值來執(zhí)行雙邊校正技術(shù)。
[0040]如以上所提及的，單播和確認校正因子(C0RR_UNC和C0RR_ACK)可被用于補償不平衡干擾和/或多徑效應(yīng)。更具體而言，RTT現(xiàn)在可被表達為:
[0041]RTT = T0A-T0D-C0RR_UNC-C0RR_ACK-K(2)
[0042]其中K是可體現(xiàn)處理延遲tdel的常數(shù)。
[0043]圖4示出了作為圖1的移動設(shè)備A和B的一個實施例的移動通信設(shè)備410的功能框圖。移動設(shè)備410包括控制器412、接收機/發(fā)射機414和處理器416。接收機/發(fā)射機414包括用于根據(jù)W1-Fi或其他已知無線協(xié)議來傳送和接收無線數(shù)據(jù)信號的電路系統(tǒng)。控制器412使得移動設(shè)備410能夠例如通過將接收機/發(fā)射機414配置成(例如在一個或多個無線信道上)廣播探測請求來執(zhí)行距離測量并且監(jiān)聽探測響應(yīng)以檢測移動設(shè)備410的射程內(nèi)另一移動設(shè)備的存在。控制器412也可從所接收的探測響應(yīng)中檢索標識信息，并且可將接收機/發(fā)射機414配置成將單播分組傳送給該另一設(shè)備。
[0044]處理器416可使用以上討論的RTT技術(shù)確定移動設(shè)備410與該另一移動設(shè)備(為簡單起見未示出)之間的距離。例如，當接收機/發(fā)射機414向該另一移動設(shè)備傳送單播分組時，處理器416可檢測和存儲該單播分組從移動設(shè)備410傳送的時刻(例如T0D)。類似地，當接收機/發(fā)射機414接收到來自該另一移動設(shè)備的確認分組時，處理器416也可檢測和存儲確認分組在移動設(shè)備410處被接收的時刻(例如TOA)。然后，處理器416可如以上關(guān)于式2所描述的那樣基于TOA、TOD和校正因子來計算RTT值，并且隨后確定到該另一移動設(shè)備的距離D。
[0045]再次參考圖1，如果設(shè)備A和設(shè)備B兩者都支持碼元邊界定時，則可使用雙邊校正技術(shù)來使用式(2)計算RTT的值。相反，如果設(shè)備B不支持碼元邊界定時，則可使用單邊校正技術(shù)，其中用C0RR_ACK的值替換C0RR_UNC，這表達如下:
[0046]RTT = T0A-T0D-2 X (C0RR_ACK) -K (3)
[0047]如果設(shè)備A與設(shè)備B之間的上行鏈路和下行鏈路信道是對稱的，則C0RR_ACK和C0RR_UNC的值可彼此大致相等?？赡艽嬖谌舾稍蛑率股闲墟溌泛拖滦墟溌沸诺廊狈ΨQ性，例如包括設(shè)備A和B上的不平衡干擾、不同CSD值、以及不同天線數(shù)目。出于本公開的目的，術(shù)語“大致”意味著存在微乎其微的測距誤差。例如，當測距誤差小于3m時，則C0RR_ACK 與 C0RR_UNC 之差小于 20ns。
[0048]如果設(shè)備A和B之間的上行鏈路和下行鏈路信道不對稱，例如其中設(shè)備A是ITlR (—個發(fā)射機和一個接收機)設(shè)備并且第二設(shè)備B是2T2R (兩個發(fā)射機和兩個接收機)設(shè)備，則本公開的實施例可按如下方式補償信道不對稱性。首先，設(shè)備A發(fā)送公共動作幀以向設(shè)備B通知開始距離測量。公共動作幀可包括指示設(shè)備A的發(fā)射/接收(Tx/Rx)電路系統(tǒng)和天線的配置的預(yù)定代碼，如本領(lǐng)域所知的。對于一些實施例，公共動作幀可以是不包括常規(guī)數(shù)據(jù)的特殊單播管理幀。響應(yīng)于此，設(shè)備B可進入校準模式，并且可響應(yīng)于從設(shè)備A接收到的配置信息來配置其Tx/Rx電路系統(tǒng)和天線。接著，設(shè)備A將單播分組發(fā)送給設(shè)備B，并且設(shè)備B用確認分組作出響應(yīng)，使得設(shè)備A能確定指示設(shè)備A與設(shè)備B之間的距離的一個或多個RTT值。最后，設(shè)備A發(fā)送另一公共動作幀，該幀致使設(shè)備B完成距離測量操作，并且隨后設(shè)備B返回到其正常工作模式。應(yīng)當注意，當設(shè)備B在校準模式下操作時，其可能不能夠支持正常W1-Fi操作(例如距離測量以外的操作)。
[0049]如以上所提及的，校正因子C0RR_ACK和C0RR_UNC的計算可以基于各種因素，例如包括:成功單播分組的百分比、設(shè)備的RSSI值、每個設(shè)備的配置(例如設(shè)備中的天線、發(fā)射機和接收機的數(shù)目)、每個設(shè)備的調(diào)制編碼調(diào)度(MCS)和/或每個設(shè)備的循環(huán)移位分集(CSD)值。
[0050]例如，對于一些實施例，如果設(shè)備A和B的RSSI是可檢測到的，并且高得足以實現(xiàn)距離測量(例如在設(shè)備A和B彼此相對靠近的情況下)，并且如果從設(shè)備A傳送給設(shè)備B的成功單播分組的百分比低于選定閾值T.，則計算出的校正因子C0RR_UNC和C0RR_ACK的值可被忽略。對于一個實施例，如果單播分組丟失率小于約10_2和/或RSSI值大于預(yù)定閾值，則可替代于校正因子使用RSSI值來執(zhí)行各設(shè)備之間的距離測量。對于其他實施例，具體MCS設(shè)定可基于設(shè)備的RSSI (其可指示該另一設(shè)備多么靠近)來估計，并且如果從設(shè)備A傳送給設(shè)備B的成功單播分組的百分比低于選定閾值T.，則計算出的校正因子C0RR_UNC和C0RR_ACK的值可被忽略。例如，如果設(shè)備A和B彼此相對靠近(例如這可由RSSI信息來確定)，則這些設(shè)備可選擇不同MCS以允許增加的數(shù)據(jù)吞吐量。為“近程”應(yīng)用選擇不同(并且通常為更復(fù)雜)的MCS常常取決于更好的信噪比，并且因此常常僅在RSSI值相對高時才是適用的。校正因子可考慮到設(shè)備的具體MCS設(shè)定以增加RTT估計的準確性。
[0051 ] 因此，對于一些實施例，如果MCS和分組長度改變，則所選擇的OFDM碼元周期數(shù)目可被設(shè)為校正值(CV)，并且然后要么與所測量的RTT值相加、要么從所測量的RTT值中減去。更具體而言，如果分組幀長度與用于校準的分組幀長度相比變得更大，則從所測量的RTT值中減去所得到的校正值。相反，如果幀長度與用于校準的幀長度相比變得更小，則向所測量的RTT值加上所得到的校正值。
[0052]當設(shè)備A和設(shè)備B是采用CSD技術(shù)的MMO設(shè)備時，它們的發(fā)射鏈中的每個發(fā)射鏈通常都將具有不同的CSD值，該CSD值進而可通過對所測量的RTT值作出調(diào)整而被補償。確實，在MMO無線設(shè)備中，要從設(shè)備傳送的所有信號都具有應(yīng)用于每個發(fā)射機天線的不同的延遲量，其中這些信號之一未被延遲。對于一個不例，在2X 2MIM0設(shè)備中，第一發(fā)射鏈通常具有為O的CSD值(例如指示沒有CSD延遲值)，并且第二發(fā)射鏈通常具有200ns的CSD值(例如，如由IEEE802.11標準指定的)。對于另一示例，在3 X 3MM0設(shè)備中，第一發(fā)射鏈通常不具有CSD值(例如沒有延遲)，第二發(fā)射鏈通常具有200ns的CSD值，并且第三發(fā)射鏈通常具有400ns的CSD值。以此方式，從同一設(shè)備的不同鏈傳送的多個信號中的每個信號都遞增地被延遲所指定的CSD值以實現(xiàn)信號分集。當然，當從MMO設(shè)備接收到多個信號時，信號之間的增量延遲可能不期望地導(dǎo)致計算兩個設(shè)備之間的RTT值時的誤差。
[0053]對于一個實施例，一個設(shè)備可確定是否可為該另一設(shè)備假定特定CSD值，或者關(guān)于該另一設(shè)備的CSD值是否需要被確定。對于一些實施例，指示該另一設(shè)備的Tx/Rx配置(例如發(fā)射鏈的數(shù)目)的信息可從該另一設(shè)備的信標信號中提取，例如以確定該另一設(shè)備是否支持多個空間流。如果該另一設(shè)備支持多個空間流，這可指示該另一設(shè)備包括多個Tx/Rx鏈，則CSD值可以是由802.11標準定義的預(yù)定值(例如200ns的倍數(shù))。如果該另一設(shè)備采用CSD技術(shù)，則最大循環(huán)移位值可被設(shè)為校正值(CV)并且從所測量的RTT值中減去。例如，如果設(shè)備A和設(shè)備B兩者都包括具有200ns的循環(huán)移位值的兩個發(fā)射機和一個接收機(例如2T1R設(shè)備)，則可從所測量的RTT值中減去2X (200ns) = 400ns的校正值。注意，CSD值被乘以2以考慮到從第一設(shè)備到第二設(shè)備以及隨后回到第一設(shè)備的信號傳播。
[0054]對于另一實施例，功率延遲分布的形狀可用于確定特定設(shè)備的CSD值是否可被假定。一般而言，功率延遲分布(rop)作為時間延遲的函數(shù)給出了通過多徑信道接收到的信號的強度。該時間延遲是多徑到達之間的行進時間之差。例如，圖5A是描繪對于與信號501相關(guān)聯(lián)的分組不包括循環(huán)移位分集的應(yīng)用具有指數(shù)衰退的信號501的曲線圖500，并且圖5B是描繪對于與信號551相關(guān)聯(lián)的分組包括循環(huán)移位分集的應(yīng)用具有指數(shù)衰退的信號551的功率延遲分布的曲線圖550，信號551具有分量551A和551B。例如，當移動設(shè)備包括兩個發(fā)射機鏈并采用CSD時，功率延遲分布通常如圖5B和圖6中所描繪的那樣包括兩個分量，其中這兩個分量之間的差異可在于幅度和時間延遲兩者。注意，當分組不包括循環(huán)移位分集時，功率延遲分布通常單調(diào)減小。相比之下，當分組包括循環(huán)移位分集時，功率延遲分布可不單調(diào)減小。因此，根據(jù)本發(fā)明的各實施例，如果功率延遲分布的形狀單調(diào)減小，則可假定相應(yīng)設(shè)備包括一個或多個CSD值。
[0055]在另一種辦法中，一個設(shè)備(例如設(shè)備B)的CSD值可被指派給另一設(shè)備(例如設(shè)備A)。對于此辦法，如果設(shè)備A僅包括一個發(fā)射機鏈并且設(shè)備B包括多個發(fā)射機鏈，則CSD值可被忽略。
[0056]在另一種辦法中，無線設(shè)備的CSD值可使用以下關(guān)于圖6的曲線圖600描述的推導(dǎo)方法來推導(dǎo)。首先，確定設(shè)備的最大值位置，并且記錄其相關(guān)聯(lián)的功率電平(PD。接著，從最大值位置移位與CSD值相對應(yīng)的時間段Tl，并且記錄其功率電平(P2)。對于示例性實施例，時間段Tl約等于200ns (例如，如802.11標準中所定義的)。然后比較功率電平Pl和P2以生成功率差值Pdiff = P2-P1。如果功率差值Pdiff大于預(yù)定功率電平Tprara (例如，如果Pdiff>Tp。.)，則忽略CSD值。因此，如果CSD不存在，則P2將以高概率為噪聲功率，并且因此Pdiff應(yīng)當具有相對大的值。
[0057]在另一種辦法中，可通過檢測各設(shè)備是否具有不同的天線數(shù)目來推導(dǎo)CSD值。如果是這樣，則這些設(shè)備之一(例如第二設(shè)備)內(nèi)的軟件可被更新以允許檢測CSD值。
[0058]在另一種辦法中，每個設(shè)備的CSD值都可被確定并傳送給另一設(shè)備。
[0059]圖7是描繪根據(jù)本發(fā)明的各實施例的示例性單邊校正技術(shù)的解說性流程圖700，以提高使用RTT技術(shù)對第一設(shè)備A與第二設(shè)備B之間的距離測量的準確性。首先，設(shè)備A向設(shè)備B發(fā)送單播分組(701)。響應(yīng)于此，設(shè)備B將確認分組發(fā)送回設(shè)備A (702)。然后，設(shè)備A計算確認校正因子(703)。如上所述，確認校正因子可被用于補償對從設(shè)備B發(fā)送給設(shè)備A的確認信號的多徑效應(yīng)。接著，設(shè)備A可使用一個或多個校正值選擇性地調(diào)整計算出的校正因子(704)。如上所述，這些校正值可補償設(shè)備的不同CSD值、補償分組長度和MCS設(shè)定的改變等。然后，設(shè)備A計算在設(shè)備A和B之間交換的單播和確認信號的RTT (705)。對于一些實施例，設(shè)備A可使用以上式(3)計算RTT。最后，設(shè)備A使用RTT值來確定設(shè)備A和B之間的距離(706)。注意，步驟702 — 706可由設(shè)備A的處理器416來執(zhí)行(也參見圖4)。
[0060]圖8是描繪根據(jù)本發(fā)明的各實施例的示例性雙邊校正技術(shù)的解說性流程圖800，以提高使用RTT技術(shù)對第一設(shè)備A與第二設(shè)備B之間的距離測量的準確性。首先，設(shè)備A向設(shè)備B發(fā)送單播分組(801)。響應(yīng)于此，設(shè)備B計算單播校正因子(802)。如上所述，單播校正因子可用于補償對從設(shè)備A傳送給設(shè)備B的單播信號的多徑效應(yīng)。接著，設(shè)備B可使用一個或多個校正值選擇性地調(diào)整計算出的校正因子(803)。如上所述，這些校正值可補償設(shè)備的不同CSD值、補償分組長度和MCS設(shè)定的改變等。接著，設(shè)備B將單播校正因子嵌入到確認分組中，并且將確認分組傳送回設(shè)備A (804)。然后，設(shè)備A計算確認校正因子(805)。如上所述，確認校正因子可被用于補償對從設(shè)備B發(fā)送給設(shè)備A的確認信號的多徑效應(yīng)。接著，設(shè)備A可使用一個或多個校正值選擇性地調(diào)整計算出的校正因子(806)。如上所述，這些校正值可補償設(shè)備的不同CSD值、補償分組長度和MCS設(shè)定的改變等。然后，設(shè)備A計算在設(shè)備A和B之間交換的單播和確認信號的RTT (807)。對于一些實施例，設(shè)備A可使用以上式(2)計算RTT。最后，設(shè)備A使用RTT值來確定設(shè)備A和B之間的距離(808)。注意，步驟802 - 804可由設(shè)備B的處理器416來執(zhí)行，并且步驟805 — 808可由設(shè)備A的處理器416來執(zhí)行(參見圖4)。
[0061]在說明書前述篇幅中，本發(fā)明各實施例已參照其具體示例性實施例進行了描述。然而將明顯的是，可對其作出各種修改和改變而不背離如所附權(quán)利要求中所闡述的本公開更寬泛的精神和范圍。相應(yīng)地，本說明書和附圖應(yīng)被認為是解說性而非限制性的。
【權(quán)利要求】
1.一種用于提高第一設(shè)備與第二設(shè)備之間的往返時間(RTT)估計的準確性的方法，所述方法包括: 將單播分組從第一設(shè)備傳送給第二設(shè)備； 使用第二設(shè)備中的處理器計算單播校正因子(CORR_UNC)； 在第二設(shè)備中將所述單播校正因子嵌入在確認分組中； 將所述確認分組從第二設(shè)備傳送給第一設(shè)備； 使用第一設(shè)備中的處理器計算確認校正因子(CORR_ACK);以及 在第一設(shè)備中使用所述單播校正因子和所述確認校正因子計算所述RTT估計。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述RTT估計被計算為TOA- TOD - C0RR_UNC - C0RR_ACK - K，其中TOA是所述確認分組在第一設(shè)備處的抵達時間，TOD是所述單播分組從第一設(shè)備的出發(fā)時間，并且K是體現(xiàn)與第二設(shè)備的所述處理器相關(guān)聯(lián)的處理延遲的常數(shù)。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括: 在第二設(shè)備不支持碼元邊界定時的情況下選擇性地將所述單播校正因子替換成所述確認校正因子。
4.如權(quán)利要求1所 述的方法，其特征在于，計算所述確認校正因子還包括: 在成功傳送給第二設(shè)備的單播分組的百分比低于預(yù)定百分比的情況下忽略所述確認校正因子。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，計算所述確認校正因子還包括: 僅在第一設(shè)備和第二設(shè)備中任一者的RSSI值大于預(yù)定值的情況下才忽略所述確認校正因子。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，計算所述確認校正因子還包括: 基于第二設(shè)備的RSSI值估計具體調(diào)制編碼調(diào)度(MCS)。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，計算所述確認校正因子還包括: 確定第二設(shè)備的循環(huán)移位分集(CSD)值；以及 從所述確認校正因子中減去所確定的CSD值的選定倍數(shù)。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括通過以下操作維護第一和第二設(shè)備之間的信道對稱性: 將第一公共動作幀從第一設(shè)備發(fā)送給第二設(shè)備，所述第一公共動作幀請求第二設(shè)備開始距離測量操作； 響應(yīng)于第一公共動作幀使第二設(shè)備進入配置模式； 確定第一設(shè)備的天線配置； 使用針對第一設(shè)備確定的天線配置來配置第二設(shè)備的天線； 將特殊單播分組從第一設(shè)備發(fā)送給第二設(shè)備以收集RTT信息； 將第二公共動作幀從第一設(shè)備發(fā)送給第二設(shè)備，所述第二公共動作幀請求第二設(shè)備完成所述距離測量操作；以及 將第一設(shè)備恢復(fù)成其原始天線配置。
9.一種用于提高第一設(shè)備與第二設(shè)備之間的往返時間(RTT)估計的準確性的系統(tǒng)，包括:用于將單播分組從第一設(shè)備傳送給第二設(shè)備的裝置； 用于使用第二設(shè)備中的處理器計算單播校正因子(CORR_UNC)的裝置； 用于在第二設(shè)備中將單播校正因子嵌入在確認分組中的裝置； 用于將確認分組從第二設(shè)備傳送給第一設(shè)備的裝置； 用于使用第一設(shè)備中的處理器計算確認校正因子(CORR_ACK)的裝置；以及 用于在第一設(shè)備中使用所述單播校正因子和所述確認校正因子計算RTT估計的裝置。
10.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述RTT估計被計算為TOA- TOD - C0RR_UNC - C0RR_ACK - K，其中TOA是所述確認分組在第一設(shè)備處的抵達時間，TOD是所述單播分組從第一設(shè)備的出發(fā)時間，并且K是體現(xiàn)與第二設(shè)備的所述處理器相關(guān)聯(lián)的處理延遲的常數(shù)。
11.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 用于在第二設(shè)備不支持碼元邊界定時的情況下選擇性地將所述單播校正因子替換成所述確認校正因子的裝置。
12.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述用于計算所述確認校正因子的裝置還包括: 用于在成功傳送給第二設(shè)備的單播分組的百分比低于預(yù)定百分比的情況下忽略所述確認校正因子的裝置。
13.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述用于計算所述確認校正因子的裝置還包括: 用于僅在第一設(shè)備和第二設(shè)備中任一者的RSSI值大于預(yù)定值的情況下才忽略所述確認校正因子的裝置。
14.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，計算所述確認校正因子還包括: 用于基于第二設(shè)備的RSSI值估計具體調(diào)制編碼調(diào)度(MCS)的裝置。
15.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述用于計算所述確認校正因子的裝置還包括: 用于確定第二設(shè)備的循環(huán)移位分集(CSD)值的裝置；以及用于從所述確認校正因子中減去所確定的CSD值的選定倍數(shù)的裝置。
16.一種用于提高第一設(shè)備與第二設(shè)備之間的往返時間(RTT)估計的準確性的方法，所述方法包括: 將單播分組從第一設(shè)備傳送給第二設(shè)備； 將確認分組從第二設(shè)備傳送給第一設(shè)備； 使用第一設(shè)備中的處理器計算確認校正因子(C0RR_ACK);以及 在第一設(shè)備中使用所述確認校正因子計算所述RTT估計。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述RTT估計被計算為TOA- TOD -2XC0RR_ACK - K，其中TOA是所述確認分組在第一設(shè)備處的抵達時間，TOD是所述單播分組從第一設(shè)備的出發(fā)時間，并且K是體現(xiàn)與第二設(shè)備的處理器相關(guān)聯(lián)的處理延遲的常數(shù)。
18.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，計算所述確認校正因子還包括: 在成功傳送給第二設(shè)備的單播分組的百分比低于預(yù)定百分比的情況下忽略所述確認校正因子。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，計算所述確認校正因子還包括: 僅在第一設(shè)備和第二設(shè)備中任一者的RSSI值大于預(yù)定值的情況下才忽略所述確認校正因子。
20.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，計算所述確認校正因子還包括: 確定第二設(shè)備的循環(huán)移位分集(CSD)值；以及 從所述確認校正因子中減去所確定的CSD值的選定倍數(shù)。
【文檔編號】H04J3/06GK103947268SQ201280056246
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2012年11月9日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月15日
【發(fā)明者】Q·陳, K·石, N·張 申請人:高通股份有限公司