使用信道状态的无线站测距制造技术

描述了使用信道状态信息来确定无线站(STA)和无线接入点(AP)之间的距离的技术。AP确定与STA相对应的信道状态信息。AP基于信道状态信息来确定一个或多个精细定时测量(FTM)参数。多个FTM消息基于一个或多个FTM参数在AP和STA之间传输。STA被配置为基于多个FTM消息来确定到AP的估计距离。来确定到AP的估计距离。来确定到AP的估计距离。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用信道状态的无线站测距


[0001]本公开中呈现的实施例总体上涉及无线通信。更具体地，本文公开的一个或多个实施例涉及使用信道状态信息确定无线站和无线接入点之间的距离。

技术介绍

[0002]精细定时测量(FTM)技术可以允许发起无线站(STA)针对响应STA进行测距，并且计算发起STA的位置。发起STA可以是任何合适的无线设备，包括膝上型计算机、智能手机、平板电脑、其他合适的用户设备或无线网络基础设施设备。响应STA也可以是任何合适的无线设备，但是在实施例中，响应STA是通过对所需的无线消息进行时间戳标记(time
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stamping)并协商距离参数(包括突发大小、突发频率等)来参与测距过程的无线接入点(AP)。例如，AP可以对物理层收敛协议(PLCP)协议数据单元(PPDU)进行时间戳标记。
[0003]然而，发起STA不具有对AP的关于无线网络结构和无线电频率(RF)条件的知识的访问权。这可能要求发起STA向AP寻求过多数量的测距请求。例如，无论环境如何，用于所有发起STA的测距请求的数量可以在实验室测试期间确定，以确保测距在绝大多数(例如，99.9％)的预想部署中足够精确(例如，在最严格的环境中对精确测距的足够要求)。但是这可能会导致不必要的消息传送，因为大多数发起STA实际上位于不太严格的环境中，并且实际上不需要这么多请求来确定与AP的距离。在大多数部署中大大超出了表征环境并确定从发起STA到AP的距离实际上所需的请求的数量的这种过多的测距是不期望的。这种过多的测距会浪费稀缺的WiFi传播时间，导致计划外的争用并且降低用户的体验质量(QoE)。此外，测距可能不精确，尤其是在反射环境中。
附图说明
[0004]为了能够详细理解本公开的以上记载的特征的方式，可以通过参考实施例对以上简要概括的本公开进行更具体的描述，这些实施例中的一些实施例在附图中被示出。然而，应当注意，附图示出了典型的实施例，因此不应该被认为是限制性的；考虑了其他等效的实施例。
[0005]图1示出了根据一个实施例的确定STA与AP的距离。
[0006]图2是根据一个实施例的示出FTM技术的消息传送的示意图。
[0007]图3是根据一个实施例的示出无线STA和AP的框图。
[0008]图4是根据实施例的用于使用FTM和信道质量在STA和AP之间进行测距的流程图。
[0009]图5是根据一个实施例的用于确定信道质量的流程图。
[0010]图6是根据一个实施例的在反射环境中STA和AP之间改进的测距的流程图。
[0011]图7A至图7B示出了根据一个实施例的在多个AP之间对无线STA的位置估计。
[0012]为便于理解，在可能的情况下使用了相同的附图标记，以标示附图共用的相同元素。考虑了在一个实施例中公开的元素在没有具体记载的情况下可以有益地用于其他实施例中。
具体实施方式
[0013]概述
[0014]本文所述的实施例包括一种方法。该方法包括在与STA相对应的无线AP处确定信道状态信息。该方法还包括在AP处基于信道状态信息确定一个或多个FTM参数。该方法还包括基于一个或多个FTM参数在AP和STA之间传输多个FTM消息，其中，STA被配置为基于多个FTM消息确定到AP的估计距离。
[0015]实施例还包括一种无线AP，该无线AP包括处理器和存储程序的存储器，所述程序在处理器上执行时，执行操作。该操作包括确定与无线STA相对应的信道状态信息。该操作还包括基于信道状态信息确定一个或多个FTM参数。该操作还包括基于一个或多个FTM参数在AP和STA之间传输多个FTM消息，其中，STA被配置为基于多个FTM消息确定到AP的估计距离。
[0016]实施例还包括一种无线STA，该无线STA包括处理器和存储程序的存储器，所述程序在处理器上执行时，执行操作。该操作包括从无线AP接收一个或多个FTM参数，其中，AP被配置为基于与STA相对应的信道状态信息确定一个或多个FTM参数。该操作还包括基于一个或多个FTM参数在STA和AP之间传输多个FTM消息。该操作还包括基于多个FTM消息确定到AP的估计距离。
[0017]示例实施例
[0018]在实施例中，任意无线STA和AP之间的测距可以通过使用信道质量观察来改进，以确定FTM测距参数并且改进另一任意STA的FTM计算。例如，AP可以使用到达角(AoA)天线来确定一组任意STA的一般信道质量特性。此信道质量信息可以用于协商FTM参数，从而改进从STA到AP的测距，同时避免不必要的消息传送。FTM仅仅是合适的测距技术的一个示例，并且可以使用其他技术。此外，信道质量信息可以用于改进FTM计算。
[0019]在实施例中，AP可以包括AoA分析特征，该AoA分析特征可以用于捕获n个天线(例如，32个天线)上的信道状态信息(CSI)。AP可以将与STA通信的给定天线的观察到的CSI与参考值进行比较，并且估计STA与AP的相对位置。这可以允许AP估计远程STA的位置，但是不帮助STA测量其自身与AP的相对位置，因为STA不具有对信道状态信息的访问权。
[0020]然而，CSI可以提供关于AP的部署环境的信息。例如，CSI可以用于将在高天花板开放空间中对STA具有良好视线(LOS)的AP与在低天花板、多隔间环境中具有有限LOS或非LOS(NLOS)的AP区分开。CSI还可以用于识别STA所经历的无线信道的稳定性(例如，静止的相比于不稳定的)。在实施例中，通过比较连续测量的CSI和测量给定客户端的CSI轨迹的时间相关性，AP可以识别给定STA的位置是保持不变(静止)的还是运动(不稳定)的。
[0021]在实施例中，此CSI信息可以用于使用FTM或其他合适的测距技术来改进测距。例如，在STA不移动时，FTM消息传送的单个较长的突发可能就足够了，而不需要多个突发。作为另一个示例，在STA正在移动时，FTM消息传送的一系列较短的突发可能更有效地捕获不稳定移动信道的峰值和谷值。
[0022]此外，在实施例中，给定STA的子载波上的CSI简档可以指示无线传播环境是包括多个路径(例如，在频域中的CSI的多个峰值和谷值中被反射)还是由直接LOS路径控制(例如，在频域中相对平坦的CSI简档中被反射)。这可用于进一步改进测距。例如，如上所述，CSI可以用于将具有直接LOS到STA的AP与具有NLOS到STA的AP区分开。在AP估计直接LOS到
STA的情况下，可以使用少量的短FTM突发，但是在AP估计NLOS的情况下，可以使用大量的短FTM突发。
[0023]在AP估计多个路径(例如，反射)时，STA可能通过使用FTM而高估到AP的距离，因为由于反射而使得信号在STA和AP之间传播将需要更长的时间。在此示例中，信号的随机性可以用于估计多路径延时扩展的程度并且改进来自FTM的距离估计(例如，通过修改在FTM消息传送过程中包含的反射多路径延时扩展的时间戳值)。这通过STA提供本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种方法，包括：在与无线站(STA)相对应的无线接入点(AP)处确定信道状态信息；在所述AP处基于所述信道状态信息确定一个或多个精细定时测量(FTM)参数；以及基于所述一个或多个FTM参数在所述AP和所述STA之间传输多个FTM消息，其中，所述STA被配置为基于所述多个FTM消息确定到所述AP的估计距离。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：在所述AP处使用多个到达角(AoA)天线确定所述信道状态信息。3.根据权利要求2所述的方法，其中，确定所述信道状态信息还包括：使用所述多个AoA天线确定与所述AP和所述STA相对应的信道稳定性测量结果；以及使用所述多个AoA天线确定与所述AP和所述STA相对应的延时扩展测量结果。4.根据权利要求3所述的方法，其中，在所述AP处基于所述信道状态信息确定所述一个或多个FTM参数包括：基于所述信道稳定性测量结果确定所述多个FTM消息的突发周期；以及基于所述延时扩展测量结果确定所述多个FTM消息的突发大小，其中，在所述AP和所述STA之间传输所述多个FTM消息是基于所述突发周期和所述突发大小的。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：在传输所述多个FTM消息中的第一FTM消息之后，在所述AP处确定与所述STA相对应的修改的信道状态信息；以及在所述AP处基于所述修改的信道状态信息确定第二一个或多个FTM参数，其中，所述多个FTM消息中的至少一个FTM消息的传输是基于所述第二一个或多个FTM参数的。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：确定所述AP和所述STA之间的传输包括多个路径，其中，所述STA被配置为基于所确定的多个路径确定到所述AP的估计距离。7.根据权利要求6所述的方法，其中，基于所确定的多个路径确定到所述AP的估计距离包括：估计在所述AP和所述STA之间的反射模式；识别与在所述AP和所述STA之间传输所述多个FTM消息相关的多个时间戳；基于所述反射模式计算与所述多个时间戳相关的一个或多个系数；以及基于所述多个时间戳和所述一个或多个系数确定到所述AP的估计距离。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：接收第一FTM消息；以及基于所确定的信道状态信息丢弃所述第一FTM消息。9.根据权利要求8所述的方法，其中，确定所述估计距离不是基于所丢弃的第一FTM消息的。10.一种无线接入点(AP)，包括：处理器；以及存储程序的存储器，所述程序在所述处理器上执行时执行操作，所述操作包括：确定与无线站(STA)相对应的信道状态信息；基于所述信道状态信息确定一个或多个精细定时测量(FTM)参数；以及
基于所述一个或多个FTM参数在所述AP和所述STA之间传输多个FTM消息，其中，所述STA被配置为基于所述多个FTM消息确定到所述AP的估计距离。11.根据权利要求10所述的无线AP，还包括：多个到达角(AoA)天线，其中，所述信道状态信息是使用所述多个AoA天线确定的。12.根据权利要求11所述的无线AP，其中，确定所述信道状态信息还...

【专利技术属性】
技术研发人员：马尔科姆，
申请(专利权)人：思科技术公司，
类型：发明
国别省市：