用于针对位置飞行时间的信道反馈的系统和方法技术方案

一种用于IEEE802.11网络中的飞行时间（ToF）定位的方法和系统包括：响应器站，用于如前导被接收到的那样传输前导的样本。样本表示信道信息。前导包括扩展高吞吐量长训练字段（HT-LTF）。发起器站被布置成至少部分地基于信道信息的分析来执行到达时间计算。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于针对位置飞行时间的信道反馈的系统和方法优先权申请本申请要求在2013年4月10日提交的美国临时申请序列号61/810,325的优先权的权益，通过引用其全文将其并入本文。
实施例涉及无线网络通信。某些实施例涉及IEEE802.11标准。某些实施例涉及WiFi网络。某些实施例涉及波束赋形。某些实施例涉及信道反馈、位置定位和飞行时间（ToF）。
技术介绍
通过诸如美国全球定位系统（GPS）、俄罗斯全球导航卫星系统（GLONASS）和欧洲GALILEO之类的各种全球导航卫星系统（GNSS）的使用来广泛部署室外导航。这些系统可以在室外有效地操作，但由于卫星接收问题而可能在室内不非常有效。相对近来，已经存在对解决室内导航问题的聚焦。一个解决方案可以基于飞行时间（ToF）定位方法。可以将飞行时间定义为信号从移动通信站（例如用户）传播到接入点（AP）且传播回到用户的总时间。然后，可以通过将该时间除以二并将结果乘以光速来将这个值转换成距离。该方法可以是鲁棒的和可扩缩的，但可能需要对Wi-Fi调制解调器的硬件改变。存在针对执行GNSS范围外的室内导航的一般需要。附图说明图1图示了根据某些实施例的无线通信系统的实施例的框图。图2图示了根据某些实施例的无线通信站的实施例的框图。图3图示了根据某些实施例的帧结构的实施例的图。图4图示了根据某些实施例的ToF距离测量的协议流程。图5图示了根据某些实施例的帧实施的一个实施例。具体实施方式后续描述的实施例参考WiFi通信系统以及电气和电子工程师学会（IEEE）802.11（即，用于实施无线局域网（WLAN）计算机通信的物理层标准的集合）。然而，本实施例不被限制到仅WiFi通信系统或者任何特定通信标准。可以在其中可期望位置和导航能力的任何通信系统中使用本实施例。飞行时间（ToF）定位方法可以提供用于在GNSS可能不可用的环境（例如室内）中确定移动站的位置的方式。典型ToF方法可能造成进入的障碍，因为仅具有导航和WiFi因特网协议（IP）地址这两者的那些制造商可以实施这种类型的解决方案。在目前的通信系统中，两个无线通信站可以独立地计算到达时间（ToA），以便执行WiFi距离测量。每个站可以将帧的到达时间（ToA）与帧的出发时间（ToD）组合，以便确定在站之间的往返时间。将往返时间乘以光速并除以二可以得到从站的距离。ToA计算可以基于信道信息的分析。信道信息指代通信链路的已知信道特性。信道信息可以描述信号如何从发射机传播到接收机，并可以表示例如散射、衰落和随着距离的功率衰减的组合效果。信道信息可以被描述为在特定时间处信道的快照，因为信道信息可以随着移动站在区域周围移动而改变。因此，在每个ToA计算期间可以使用新的信道信息。每个站独立地执行其自身的ToA分析可能将差错引入到计算中，这是由于信道的仅一侧被考虑。这些差错可能导致数十米的变化。一种用于针对位置ToF和波束赋形的信道反馈的方法的本实施例可以导致在ToF计算期间考虑信道的全部两侧。在这样的实施例中，发起站（例如发起器）可以将帧发送到响应站（例如响应器）。响应器然后可以以帧的至少部分回复发起器。发起器然后可以使用该反馈信息来在其ToF计算中确定针对信道的全部两侧的信道信息。因此，可以在信道的仅一侧上执行ToF计算。还可以在波束赋形中使用反馈信息。图1图示了根据某些实施例的无线通信网的各种网络元件。无线通信网包括一个或多个无线通信站100、102-104，其可以包括移动无线站100和可根据IEEE802.11通信技术通过一个或多个无线信道进行通信的多个接入点（AP）102-104。移动无线站100可以是非固定的移动通信设备。这样的通信设备可以包括移动无线电电话、平板计算机、膝上型计算机、以及可使用通信技术（例如IEEE802.11）通过一个或多个无线信道与接入点102-104通信的其他通信设备。接入点102-104可以具有固定的位置。接入点102-104可以是可耦合到更大网络（例如局域网（LAN）、广域网（WAN））的固定网络的一部分。例如，接入点102-104可以是耦合到因特网的有线网的一部分。移动无线站100然后可以通过在无线信道上与接入点102-104通信来接入更大网络。可以期望移动无线站100知道其相对于接入点102-104的位置。因为接入点102-104的地理位置是固定且已知的，所以可以通过三边测量来确定移动无线站100的地理位置，并且此后跟踪移动无线站100的地理位置。可以通过使用ToF计算来实现三边测量。图2是根据某些实施例的无线通信站的功能框图。通信站200可以适于用作移动无线通信装置100（图1）或者接入点102-104中的任一个（图1），虽然其他配置也可以是适合的。通信站200可以包括物理层电路202，其用于通过一个或多个天线205与接入点、移动通信设备和其他通信站无线通信。通信站200还可以包括处理电路204，其耦合到物理层电路202以执行本文描述的其他操作。根据实施例，物理层电路202可以被配置成在通信站之间传输和接收ToF消息。物理层电路202还可以被配置成在通信站之间传输和接收肯定应答以及其他通信。物理层电路202可以被配置成调制来自处理电路204的数字数据以通过信道进行传输，以及将所接收的经调制的信号解调成数字数据以供处理电路204使用。根据实施例，处理电路204可以被配置成计算ToF测量。处理电路204还可以被配置成计算诸如ToA和ToD之类的时间间隔。虽然通信站200被图示为具有若干分离的功能元件，但可以组合并通过诸如包括数字信号处理器（DSP）的处理元件之类的软件配置的元件和/或其他硬件元件的组合来实施功能元件中的一个或多个。例如，某些元件可以包括一个或多个微处理器、DSP、现场可编程门阵列（FPGA）、专用集成电路（ASIC）、射频集成电路（RFIC）、以及用于执行至少本文描述的功能的各种硬件和逻辑电路的组合。在某些实施例中，通信站200的功能元件可以指代操作在一个或多个处理元件上的一个或多个过程。在某些实施例中，通信站200可以是诸如个人数字助理（PDA）、具有无线通信能力的膝上型或便携式计算机、web平板、无线电话、智能手机、无线手机、寻呼机、即时消息收发设备、数码摄影机、接入点、电视、医学设备（例如心率监视器、血压监视器等等）或可无线接收和/或传输信息的其他设备之类的便携式无线通信设备的一部分。在某些实施例中，通信站可以包括键盘、显示器、非易失性存储器端口、多个天线、图形处理器、应用处理器、扬声器和其他移动设备元件中的一个或多个。显示器可以是LCD或LED屏幕，包括触摸屏。网络中的无线通信站100、102-104可以使用帧结构通过一个或多个无线信道彼此通信。某些实施例也可以将帧称为分组。图3图示了可在IEEE802.11的一个或多个标准中使用的这样的帧结构的一个实施例。基本帧结构可以包括前导300、报头301和有效载荷301。前导300可以包括如后续描述的许多子字段310-314，并可以用来向诸如无线电之类的无线通信站100、102-104的接收机报警传输即将开始。前导301然后使得接收机能够使用多个训练子字段314与传入的传输同步。报头301可以在帧中直接跟随前导300。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于无线网络中的飞行时间（ToF）定位的方法，所述方法包括：通过从发起器到响应器的信道来传输请求帧；从响应器接收响应帧，响应帧包括从请求帧采样且没有由响应器处理的反馈符号；以及响应于反馈符号确定从发起器到响应器的信道的信道信息。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.04.10 US 61/810,3251.一种用于无线网络中的飞行时间ToF定位的方法，所述方法包括：通过从发起器到响应器的信道来传输请求帧；从响应器接收响应帧，响应帧包括从请求帧采样且没有由响应器处理的反馈符号；响应于反馈符号确定从发起器到响应器的信道的信道信息；发起器确定从响应器到发起器的信道的信道信息的信道估计；响应于从发起器到响应器的信道的信道信息和从响应器到发起器的信道的信道信息确定相对于响应器的ToF定位；以及通过执行下述操作来确定发起器和响应器之间的往返时间：响应于从发起器到响应器和从响应器到发起器的信道的信道信息，确定在传输请求帧和接收响应帧之间的时间差；以及从在传输请求帧和接收响应帧之间的时间差减去响应器处的延迟。2.一种用于无线网络中的飞行时间ToF定位的方法，所述方法包括：通过从发起器到响应器的信道来传输请求帧；从响应器接收响应帧，响应帧包括从请求帧采样且没有由响应器处理的反馈符号；响应于反馈符号确定从发起器到响应器的信道的信道信息；以及发起器确定响应器和发起器之间的信道信息的信道估计；其中确定从发起器到响应器的信道的信道信息包括：响应于响应器和发起器之间的信道信息的信道估计，从响应帧移除信道失真。3.一种用于无线网络中的飞行时间ToF定位的方法，所述方法包括：通过从发起器到响应器的信道来传输请求帧；从响应器接收响应帧，响应帧包括从请求帧采样且没有由响应器处理的反馈符号；以及响应于反馈符号确定从发起器到响应器的信道的信道信息；其中从响应器接收响应帧——所述响应帧包括从请求帧采样且没有由响应器处理的反馈符号——包括接收包括下述各项的响应帧：反馈符号、请求帧在响应器处的到达时间以及响应帧从响应器的出发时间。4.一种用于无线网络中的飞行时间ToF定位的方法，所述方法包括：通过从发起器到响应器的信道来传输请求帧；从响应器接收响应帧，响应帧包括从请求帧采样且没有由响应器处理的反馈符号；以及响应于反馈符号确定从发起器到响应器的信道的信道信息；其中从响应器接收响应帧——所述响应帧包括从请求帧采样且没有由响应器处理的反馈符号——包括接收反馈扩展高吞吐量长训练字段HT-LTF。5.如权利要求4所述的方法，其中反馈扩展HT-LTF表示部分信道估计信息，并且所述方法进一步包括：发起器恢复从发起器到响应器的信道的信道信息；确定针对从响应器到发起器的信道的信道信息；以及响应于从发起器到响应器的信道的信道信息和针对从响应器到发起器的信道的...

【专利技术属性】
技术研发人员：Y阿米祖，L班恩，U沙茨伯格，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国;US