用于精确定位确定的方法技术

根据各实施例，提出了用于通过与附近的一个或多个设备(例如，接入点或移动设备)交换多个消息来确定一设备的精确位置的方法。各实施例可以使用向/从每个设备传送和接收信号所花费的往返时间来计算各设备之间的距离。使用计及多输入多输出(MIMO)传输的定义，各实施例确定一设备的精确位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于精确定位确定的方法相关申请的交叉引用本专利申请要求于2012年9月11日提交的题为“MethodsforPreciseLocationingandWirelessTransmissionsin802.11Standards(用于802.11标准中的精确定位和无线传输的方法)”的临时申请No.61/699,739、以及于2012年10月19日提交的题为“MethodsforPreciseLocationDeterminationandWirelessTransmissionsin802.11Standards(用于802.11标准中的精确位置确定和无线传输和方法)”的临时申请No.61/716,465、于2012年11月1日提交的题为“MethodsforPreciseLocationDeterminationsandWirelessTransmissionsin802.11Standards(用于802.11标准中的精确位置确定和无线传输和方法)”的临时申请No.61/721,437、以及于2013年9月10日提交的题为“MethodforPreciseLocationDetermination(用于精确位置确定的方法)”的美国非临时申请No.14/023,098的优先权，以上申请皆已转让给本申请受让人并因此明确通过援引纳入于此。
本公开一般涉及无线通信，尤其涉及无线通信系统中的精确位置确定。
技术介绍
利用在802.11标准的目前版本中规定的协议的设备可能缺少例如足以处置来自多个天线的传输和/或适于确定两个或更多个设备之间的距离的高效消息交换的细节。操作遵守更为精确的消息收发协议的无线设备是期望的。此外，通过在如何对待多条射频链方面变得精确，可以设计出被执行以捕获设备的确切定时和/或确定设备的精确位置的算法。概述某些实施例提出了一种用于确定第一设备与第二设备之间的距离的方法。该方法一般部分地包括在第一设备处接收来自第二设备的第一信号。该方法可包括响应于接收到第一信号，使用第一天线从第一设备传送第二信号。第一设备可包括含第一天线在内的多个天线，并且第一设备可以仅使用第一天线而不使用该多个天线中的其它天线来传送第二信号。此外，该方法可部分地包括从第二设备接收与第一和第二信号相对应的一个或多个第一定时测量，并基于该一个或多个第一定时测量来确定第一设备与第二设备之间的距离。在一实施例中，该方法包括向第二设备传送定时测量请求，其中第一信号是响应于该定时测量请求而接收到的。在另一实施例中，该方法包括确定一个或多个第二定时测量，包括第一信号至第一设备的抵达时间和第二信号从第一设备的离开时间，以及基于该一个或多个第一定时测量和该一个或多个第二定时测量来确定往返时间(RTT)。该距离可至少基于该往返时间来确定。在一个实施例中，RTT至少基于下式来确定：RTT＝(t4–t1)–(t3–t2)，其中t1表示第一信号从第二设备的离开时间，t2表示第一信号至第一设备的抵达时间，t3表示第二信号从第一设备的离开时间而t4表示该第二信号至第一设备的抵达时间。在一实施例中，该方法可包括至少基于第一信号从第二设备的离开时间和第一信号至第一设备的抵达时间来确定第一信号的飞行时间(TOF)，以及至少基于该TOF来确定该距离。在一实施例中，第一信号的抵达时间可包括第一信号被第一设备的一个或多个天线接收到的最早时间。替换地，第一信号的抵达时间可包括第一信号至第一设备的接收天线中具有第一设备的所有接收天线之中最高的收到信号强度的一个接收天线的抵达时间，在又一实施例中，第一信号的抵达时间可包括第一信号至第一设备的一个或多个接收天线的一个或多个抵达时间的加权总和。在一实施例中，接收第一信号部分地包括以小于10纳秒(ns)(例如0.1ns)的采样率接收第一信号。在另一实施例中，该通信遵循电气和电子工程师协会(IEEE)802.11v、802.11ad、802.11mc或802.11ac标准之一。对于某些实施例，这一个或多个定时测量包括指示第一信号至第一设备的抵达时间的第一时间戳与指示第二信号从第一设备的离开时间的第二时间戳之间的差值测量。因此，确定与第二设备的距离可包括至少基于该差值测量来确定RTT，以及至少基于所确定的RTT来确定与第二设备的距离。差值测量和RTT可基于下式来确定：Δ＝t4–t1以及RTT＝Δ–(t3–t2)，其中Δ表示差值测量。在一实施例中，该方法进一步包括向多个第二设备传送定时测量请求，以及确定与该多个第二设备中的至少三个第二设备相对应的至少三个距离测量。该方法可进一步包括基于该至少三个距离测量和与其中每个距离测量相对应的每个设备的全球定位信息来确定第一设备的位置。在另一实施例中，该方法可进一步包括向第二设备传送该一个或多个第二定时测量。某些实施例提出了一种用于第一设备与第二设备之间的距离的方法。该方法一般可部分地包括由第二设备使用第一天线向第一设备传送第一信号。第二设备可包括含第一天线在内的多个天线，并且第二设备仅使用第一天线而不使用该多个天线中的其它天线来传送第一信号。该方法可进一步包括响应于接收到第一信号从第一设备接收第二信号，确定与第一和第二信号相对应的一个或多个第一定时测量，以及向第一设备传送该一个或多个第一定时测量。在一实施例中，该方法可进一步包括接收定时测量请求并响应于该定时测量请求而传送第一信号。在一个实施例中，确定该一个或多个定时测量包括捕捉第一信号从第二设备的离开时间和第二信号至第二设备的抵达时间。在一实施例中，第二信号的抵达时间可包括第二信号被第二设备的一个或多个天线接收到的最早时间。在另一实施例中，第二信号的抵达时间可包括第二信号至第二设备的接收天线中具有第二设备的所有接收天线中最高的收到信号强度的一个接收天线的抵达时间，在又一实施例中，第二信号的抵达时间可包括第二信号至第二设备的一个或多个接收天线的一个或多个抵达时间的加权总和。在一实施例中，该方法进一步包括从第一设备接收一个或多个第二定时测量，至少基于该一个或多个第一定时测量和该一个或多个第二定时测量来确定RTT，以及至少基于该RTT来确定与第一设备的距离。例如，RTT可至少基于下式来确定：RTT＝(t4–t1)–(t3–t2)，其中t1可以表示第一信号从第二设备的离开时间，t2可以表示第一信号至第一设备的抵达时间，t3可以表示第二信号从第一设备的离开时间而t4可以表示第二信号至第二设备的抵达时间。在一实施例中，接收第二信号包括以小于10ns的采样率接收第二信号。在另一实施例中，接收第二信号包括以等于0.1ns的采样率接收第二信号。在一实施例中，该方法进一步包括从第一设备接收一个或多个第二定时测量，以及至少基于该一个或多个第二定时测量来确定与第一设备的距离。另外，该一个或多个第二定时测量可包括指示第一信号至第二设备的抵达时间的第一时间戳与指示第二信号从第二设备的离开时间的第二时间戳之间的差值测量。在一实施例中，该方法包括至少基于该差值测量来确定RTT以及至少基于所确定的RTT来确定与第一设备的距离。本公开的某些实施例提出了一种用于确定与设备的距离的装置。该装置一般部分地包括：多个天线；接收机，配置成使用该多个天线中的至少一个天线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于确定第一设备与第二设备之间的距离的方法，包括：在所述第一设备处接收来自所述第二设备的第一信号；响应于接收到所述第一信号，使用第一天线来从所述第一设备传送第二信号，其中所述第一设备包括含所述第一天线在内的多个天线，并且所述第一设备仅使用所述第一天线而不使用所述多个天线中的其它天线来传送所述第二信号；从所述第二设备接收与所述第一信号和所述第二信号相对应的一个或多个第一定时测量；以及至少基于所述一个或多个第一定时测量来确定所述第一设备与所述第二设备之间的距离。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.09.11 US 61/699,739;2012.10.19 US 61/716,465;1.一种用于确定第一设备与第二设备之间的距离的方法，包括：从所述第一设备向所述第二设备传送定时测量请求；在所述第一设备处接收来自所述第二设备的第一信号，其中所述第一信号是响应于所述定时测量请求而被接收的；响应于接收到所述第一信号，使用第一天线来从所述第一设备传送第二信号，其中所述第一设备包括含所述第一天线在内的多个天线，并且所述第一设备仅使用所述第一天线而不使用所述多个天线中的其它天线来传送所述第二信号；从所述第二设备接收与所述第一信号和所述第二信号相对应的一个或多个第一定时测量；以及至少基于所述一个或多个第一定时测量来确定所述第一设备与所述第二设备之间的距离。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：确定一个或多个第二定时测量，包括所述第一信号至所述第一设备的抵达时间和所述第二信号从所述第一设备的离开时间。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，进一步包括：基于所述一个或多个第一定时测量以及所述一个或多个第二定时测量来确定往返时间RTT，其中所述距离是至少基于所述往返时间来确定的。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述RTT至少基于下式来确定：RTT＝(t4–t1)–(t3–t2)，其中t1表示所述第一信号从所述第二设备的离开时间，t2表示所述第一信号至所述第一设备的抵达时间，t3表示所述第二信号从所述第一设备的离开时间而t4表示所述第二信号至所述第二设备的抵达时间。5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，进一步包括：至少基于所述第一信号从所述第二设备的离开时间和所述第一信号至所述第一设备的抵达时间来确定所述第一信号的飞行时间TOF。6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一信号的所述抵达时间包括所述第一信号被所述第一设备的一个或多个天线接收到的最早时间。7.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一信号的所述抵达时间包括所述第一信号至所述第一设备的接收天线中具有所述第一设备的所有接收天线中最高的收到信号强度的一个接收天线的抵达时间。8.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一信号的所述抵达时间包括所述第一信号至所述第一设备的一个或多个接收天线的一个或多个抵达时间的加权总和。9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，接收所述第一信号包括以小于10纳秒ns的采样率接收所述第一信号。10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，接收所述第一信号包括以等于0.1纳秒ns的采样率接收所述第一信号。11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法遵循电气和电子工程师协会IEEE802.11v、802.11ad、802.11mc或802.11ac标准之一进行无线通信。12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述一个或多个第一定时测量包括指示所述第一信号至所述第一设备的抵达时间的第一时间戳与指示所述第二信号从所述第一设备的离开时间的第二时间戳之间的差值测量。13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，确定所述第一设备与所述第二设备之间的距离包括：至少基于所述差值测量来确定往返时间RTT；以及至少基于所确定的RTT来确定所述第一设备与所述第二设备之间的距离。14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述差值测量和所述RTT至少基于下式来确定：Δ＝t4–t1以及RTT＝Δ–(t3–t2)，其中t1表示所述第一信号从所述第二设备的离开时间，t2表示所述第一信号至所述第一设备的抵达时间，t3表示所述第二信号从所述第一设备的离开时间而t4表示所述第二信号至所述第二设备的抵达时间，而Δ表示所述差值测量。15.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：向多个第二设备传送定时测量请求；以及确定所述第一设备与所述多个第二设备中的至少三个第二设备之间的至少三个距离测量。16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，进一步包括：至少基于所述至少三个距离测量和与所述至少三个距离测量中的每个距离测量相对应的设备的全球定位信息来确定所述第一设备的位置。17.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：向所述第二设备传送一个或多个第二定时测量，其中所述一个或多个第二定时测量对应于所述第一信号和所述第二信号。18.一种用于确定第一设备与第二设备之间的距离的方法，包括：由所述第二设备从所述第一设备接收定时测量请求；由所述第二设备使用第一天线向所述第一设备传送第一信号，其中所述第一信号是响应于所述定时测量请求而传送的，其中所述第二设备包括含所述第一天线在内的多个天线，并且所述第二设备仅使用所述第一天线而不使用所述多个天线中的其它天线来传送所述第一信号；响应于所述第一信号的接收从所述第一设备接收第二信号；确定与所述第一信号和所述第二信号相对应的一个或多个第一定时测量；以及向所述第一设备传送所述一个或多个第一定时测量。19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，确定所述一个或多个第一定时测量包括：捕捉所述第一信号从所述第二设备的离开时间和所述第二信号至所述第二设备的抵达时间。20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述第二信号的所述抵达时间包括所述第二信号被所述第二设备的一个或多个天线接收到的最早时间。21.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述第二信号的所述抵达时间包括所述第二信号至所述第二设备的接收天线中具有所述第二设备的所有接收天线中最高的收到信号强度的一个接收天线的抵达时间。22.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述第二信号的所述抵达时间包括所述第二信号至所述第二设备的一个或多个接收天线的一个或多个抵达时间的加权总和。23.如权利要求18所述的方法，其特征在于，进一步包括：从所述第一设备接收一个或多个第二定时测量；至少基于所述一个或多个第一定时测量以及所述一个或多个第二定时测量来确定往返时间RTT；以及至少基于所述RTT来确定所述第一设备与所述第二设备之间的距离。24.如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述RTT至少基于下式来确定：RTT＝(t4–t1)–(t3–t2)，其中t1表示所述第一信号从所述第二设备的离开时间，t2表示所述第一信号至所述第一设备的抵达时间，t3表示所述第二信号从所述第一设备的离开时间而t4表示所述第二信号至所述第二设备的抵达时间。25.如权利要求18所述的方法，其特征在于，接收所述第二信号包括以小于10纳秒ns的采样率接收所述第二信号。26.如权利要求18所述的方法，其特征在于，接收所述第二信号包括以等于0.1纳秒ns的采样率接收所述第二信号。27.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述方法遵循电气和电子工程师协会IEEE802.11v、802.11ad、802.11mc或802.11ac标准之一进行无线通信。28.如权利要求18所述的方法，其特征在于，进一步包括：从所述第一设备接收一个或多个第二定时测量；以及至少基于收到的一个或多个第二定时测量来确定所述第一设备与所述第二设备之间的距离。29.如权利要求28所述的方法，其特征在于，所述一个或多个第二定时测量包括指示所述第一信号至所述第二设备的抵达时间的第一时间戳与指示所述第二信号从所述第二设备的离开时间的第二时间戳之间的差值测量。30.如权利要求29所述的方法，其特征在于，进一步包括：至少基于所述差值测量来确定往返时间RTT，其中所述第一设备与所述第二设备之间的所述距离是至少基于所确定的RTT来确定的。31.一种用于确定与设备的距离的装置，包括：多个天线；发射机，配置成向所述设备传送定时测量请求；接收机，配置成使用所述多个天线中的至少一个天线接收来自所述设备的第一信号，其中所述第一信号是响应于所述定时测量请求而被接收的；其中所述发射机被进一步配置成响应于接收到所述第一信号，使用所述多个天线中的第一天线来传送第二信号，其中所述装置仅使用所述第一天线而不使用所述多个天线中的其它天线来传送所述第二信号；其中所述接收机被进一步被配置成接收与所述第一信号和所述第二信号相...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·H·阿尔达纳，N·张，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US