減少在無線裝置中時鐘漂移的沖擊的制作方法
分案申請的相關信息
本申請是國際申請?zhí)枮閜ct/us2014/017759、申請日為2014年2月21日、發(fā)明名稱為“減少在無線裝置中時鐘漂移的沖擊”的pct申請進入中國國家階段后申請?zhí)枮?01480012049.7的中國發(fā)明專利申請的分案申請。
對相關申請案的交叉參考
本專利申請案主張2013年3月5日申請、讓與給本專利申請案的受讓人且其全文以引用方式明確地并入本文中的題為“reducingimpactofclockdriftinwirelessdevices(減少在無線裝置中時鐘漂移的沖擊)”的第61/772,933號美國臨時申請案的權利。
所揭示實施例是針對改善基于定位及方位的應用的精度。更特定來說，例示性實施例是針對減少根據ieee802.11標準配置的無線裝置中的時鐘漂移的效應以便增強精度并減少無線通信系統(tǒng)中的誤差。
背景技術：
無線通信系統(tǒng)可包含無線裝置及接入點(ap)。無線裝置可經配置為可在彼此之間通信或經由ap通信的移動站(sta)。例如ieee802.11ac、802.11ad、802.11v等的標準常用于這些通信。這些標準可包含誤差規(guī)范以確保通信質量。
sta可包含至少一局部時鐘，基于所述局部時鐘，sta以其通信及數據處理為基礎。然而，通常不可能的是使若干sta間的局部時鐘同步化，且因此每一局部時鐘可具有其自己的誤差或時鐘漂移。在使用802.11標準的基于定位或方位的應用中，確定兩個sta之間的預先指定的消息或對話的往返時間(rtt)例如可用以提供兩個sta之間的距離的指示。在rtt確定的常規(guī)方法中，當發(fā)射sta(例如)正與接收sta通信時，發(fā)射sta的局部時鐘的誤差與接收sta的局部時鐘的誤差達成協(xié)議。因此，rtt確定及兩個sta之間的距離的對應計算為不精確的，且有高誤差傾向。所得誤差根據無線通信標準可為不可接受地高的。
技術實現(xiàn)要素：
例示性實施例是針對用于計算具有相應時鐘漂移的兩個無線裝置之間的往返時間(rtt)同時減低所述時鐘漂移對所述rtt的沖擊的系統(tǒng)及方法?；谠诘谝粺o線裝置與第二無線裝置之間交換的一或多個消息的第一集合確定所述第一無線裝置與所述第二無線裝置之間的在第一方向上的第一rtt。基于在所述第二無線裝置與所述第一無線裝置之間交換的一或多個消息的第二集合確定所述第二無線裝置與所述第一無線裝置之間的在第二方向上的第二rtt，且計算所述第一rtt與所述第二rtt的平均rtt，其中所述平均rtt具有所述時鐘漂移的低沖擊。
舉例來說，例示性實施例是針對一種在第一無線裝置處計算從所述第一無線裝置到第二無線裝置的往返時間(rtt)的方法，所述方法包括：基于一或多個消息的第一集合接收第一方向上的第一rtt的計算，其中一或多個消息的所述第一集合包括通過所述第一無線裝置在所述第一方向上發(fā)射的第一幀；基于一或多個消息的第二集合計算第二方向上的第二rtt，其中一或多個消息的所述第二集合包括從所述第二方向從所述第二無線裝置接收到的第二幀；及計算平均rtt，其中所述平均rtt基于所述第一rtt及所述第二rtt。
另一例示性實施例是針對一種在第一無線裝置處確定往返時間(rtt)的方法，所述方法包括：接收第二無線裝置的第二時鐘的第二時鐘誤差；基于所述第二時鐘誤差將所述第一無線裝置的第一時鐘鎖定至所述第二時鐘；及基于所述鎖定的第一時鐘確定往返時間。
另一例示性實施例是針對一種通過無線裝置進行的無線通信的方法，所述方法包括：接收對應于兩個或兩個以上接入點的兩個或兩個以上時鐘誤差，其中所述兩個或兩個以上時鐘誤差通過所述對應的兩個或兩個以上接入點進行廣播；確定所述兩個或兩個以上時鐘誤差中的最小時鐘誤差；及通過基于所述最小時鐘誤差使所述無線裝置的時鐘同步而建立與對應于所述最小時鐘誤差的接入點的通信。
另一例示性實施例是針對一種第一無線裝置，其包括：第一發(fā)射器，其經配置以在第一方向上發(fā)射第一幀；第一接收器，其經配置以基于包括所述所發(fā)射的第一幀的一或多個消息的第一集合接收所述第一方向上的第一往返時間(rtt)的計算；及第一處理器，其經配置以：基于一或多個消息的第二集合計算第二方向上的第二rtt；及計算所述第一rtt及所述第二rtt的平均值。
另一例示性實施例是針對一種第一無線裝置，其包括：用于基于一或多個消息的第一集合接收在第一方向上所述第一無線裝置與第二無線裝置之間的第一往返時間(rtt)的計算的裝置，一或多個消息的所述第一集合包括由所述第一無線裝置在所述第一方向上發(fā)射的第一幀；用于基于一或多個消息的第二集合計算在第二方向上的所述第一無線裝置與所述第二無線裝置之間的第二rtt的裝置，其中一或多個消息的所述第二集合包括由所述第二無線裝置在所述第二方向上發(fā)射的第二幀；及用于計算平均rtt的裝置，其中所述平均rtt基于所述第一rtt及所述第二rtt。
又一例示性實施例是針對包括代碼的非暫時性計算機可讀存儲媒體，所述代碼在通過處理器執(zhí)行時使得所述處理器執(zhí)行用于在第一無線裝置處計算從所述第一無線裝置到第二無線裝置的往返時間(rtt)的操作，所述非暫時性計算機可讀存儲媒體包括：用于基于一或多個消息的第一集合接收第一方向上第一rtt的計算的代碼，其中一或多個消息的所述第一集合包括通過所述第一無線裝置在所述第一方向上發(fā)射的第一幀；用于基于一或多個消息的第二集合計算第二方向上的第二rtt的代碼，其中一或多個消息的所述第二集合包括由所述第二無線裝置在所述第二方向上發(fā)射的第二幀；及用于計算平均rtt的代碼，其中所述平均rtt基于所述第一rtt及所述第二rtt。
附圖說明
隨附圖式經呈現(xiàn)以協(xié)助描述本發(fā)明的實施例，且僅為了實施例的說明且非對實施例的限制而提供。
圖1為以常規(guī)方法計算兩個無線裝置之間的rtt的消息交換的時間線。
圖2說明例示性無線通信系統(tǒng)。
圖3說明計算兩個無線裝置之間的rtt的消息交換的例示性時間線。
圖4說明確定兩個無線裝置之間的rtt的例示性方法的序列的流程圖。
具體實施方式
本發(fā)明的方面揭示于以下描述內容以及針對本發(fā)明的特定實施例的相關圖式中?？稍O計出替代實施例而不偏離本發(fā)明的范疇。另外，本發(fā)明的熟知元件將不加以詳細描述或將被省略以便不混淆本發(fā)明的相關細節(jié)。
詞語“例示性”在本文中用以意謂“充當實例、個例或說明”。不必將本文中描述為“例示性”的任何實施例解釋為比其他實施例較佳或有利。同樣，術語“本發(fā)明的實施例”并不要求本發(fā)明的所有實施例包含所論述的特征、優(yōu)點或操作模式。
本文中所使用的術語是僅用于達成描述特定實施例的目的，且不欲限制本發(fā)明的實施例。如本文中所使用，單數形式“一”及“所述”意欲也包含復數形式，除非上下文另有清楚地指示。將進一步理解，術語“包括”及/或“包含”在于本文中使用時指定所述特征、整數、步驟、操作、元件及/或組件的存在，但并不排除一或多個其他特征、整數、步驟、操作、元件、組件及/或其群組的存在或添加。
另外，許多實施例是依據待由例如計算裝置的元件執(zhí)行的動作序列來描述。應認識到，本文中所描述的各種動作可通過特定電路(例如，專用集成電路(asic))、通過一或多個處理器所執(zhí)行的程序指令或通過兩者的組合來執(zhí)行。另外，可認為本文中所描述的此動作序列完全體現(xiàn)于任何形式的計算機可讀存儲媒體內，所述計算機可讀存儲媒體中存儲有在執(zhí)行時將使關聯(lián)處理器執(zhí)行本文中所描述的功能性的計算機指令的對應集合。因此，本發(fā)明的各種方面可以許多不同形式體現(xiàn)，其皆已被預期為在所主張的標的的范疇內。此外，對于本文中所描述的實施例中的每一者來說，任何這些實施例的對應形式可在本文中被描述為例如“經配置以執(zhí)行所描述動作的邏輯”。
例示性實施例是針對用于減少無線通信系統(tǒng)中的時鐘漂移的系統(tǒng)及方法。在一些實施例中，例示性通信系統(tǒng)中的無線裝置可經配置以確定其時鐘漂移，且將所述時鐘漂移宣告或廣播給其他無線裝置或接入點。通過在通信中使用無線裝置的時鐘漂移的知識，例示性技術可減少往返時間(rtt)計算上的所得誤差。在一個實例中，接收裝置或sta可依據發(fā)送sta的時鐘漂移來估計其時鐘漂移，其中發(fā)送sta發(fā)射或廣播發(fā)送sta的時鐘漂移。在另一實例中，相反操作為可能的，借此接收sta發(fā)射或廣播接收sta的時鐘漂移，且發(fā)送sta依據接收sta的時鐘漂移來估計發(fā)送sta的時鐘漂移。在再一實例中，發(fā)送sta或接收sta或例如接入點的任何其他實體可獲得發(fā)送sta及接收sta兩者的時鐘漂移，且可通過使用例示性平均函數獲得發(fā)送sta與接收sta之間的十分準確的rtt。
如本文中所使用，“接入點”(或“ap”)可指能夠及/或經配置以路由、連接、共享及/或以其他方式提供到一或多個其他裝置的網絡連接的任何裝置，例如無線裝置或sta。ap可包含可藉以提供此連接的一或多個有線及/或無線接口，例如分別為一或多個以太網接口及/或一或多個ieee802.11接口。舉例來說，例如無線路由器的ap可包含一或多個以太網端口以連接至本端調制解調器或其他網絡組件(例如，交換器、網關等)及/或連接至將被提供網絡存取的一或多個其他裝置，以及包含一或多個天線及/或無線網絡連接卡以廣播、發(fā)射及/或以其他方式提供一或多個無線信號以促進與一或多個其他裝置的連接性。
如本文中所描述的無線裝置或sta可包含系統(tǒng)、訂戶單元、訂戶臺、移動臺、移動件、遠端臺、遠端終端機、移動裝置、用戶終端機、終端機、無線通信裝置、用戶代理、用戶裝置，或用戶裝備(ue)。sta可為蜂窩電話、無線電話、會話起始協(xié)議(sip)電話、無線區(qū)域回路(wll)臺、個人數字助理(pda)、具有無線連接能力的手持式裝置、計算裝置或連接到無線調制解調器的其他處理裝置。
一般來說，本文中所描述的實施例可是關于裝置的根據各種ieee802.11消息傳遞標準利用無線區(qū)域網絡(wlan)的無線通信。實施例可例如通過減少由sta中的時鐘漂移朝向rtt的計算貢獻的誤差來改善使用無線ap獲取sta的位置。并非依賴于來自發(fā)射衛(wèi)星地球定位數據的陸地基站的衛(wèi)星信號或輔助數據，sta可使用無線ap獲取其地理方位。ap可發(fā)射并接收遵循例如802.11g、802.11n、802.11ac、802.11ad、802.11v等的各種ieee802.11標準的無線信號。在一些實施例中，sta在發(fā)射或接收來自多個天線的信號時可遵守802.11ac及802.11v標準。一些實施例可以0.1納秒(ns)增量對時序信號取樣，而一些實施例可以小于10ns(例如，1.5ns、2ns、0.1ns等)的時間增量對信號取樣，同時仍遵守標準。實施例可基于解決來自多個天線的所發(fā)射信號的定義而實施來自802.11標準的離開時間(tod)及到達時間(toa)測量。在一些實施例中，可發(fā)射toa與tod之間的時間差，而非發(fā)射toa及tod。在一些實施例中，接收sta及發(fā)送sta兩者可發(fā)射足以計算tod及toa測量的信息。在一些實施例中，這些新消息可在經修訂的802.11標準中經編纂。ap可發(fā)射時序測量(例如，toa及tod測量)至sta，并從sta接收時序測量。當sta從三個或三個以上ap獲得時序測量連同來自ap的地理定位信息時，sta可能能夠使用多重時序測量通過執(zhí)行類似于gps定位的技術(例如，三角測量及其類似者)來確定其方位。在一些狀況下(例如，特別是當sta中的至少一者靜止時)，sta可在彼此之間發(fā)射并接收時序測量，以便獲得彼此之間的rtt及距離。
參看圖1，將描述用于計算發(fā)送sta(sta1)與接收sta(sta2)之間的rtt的現(xiàn)有技術，所述技術可符合(例如)在一些802.11標準(例如802.11v第264頁)中找到的規(guī)范、圖表及指南。在來自sta2的請求及來自sta1的確認之后，sta1以重疊對發(fā)射時序測量幀。一對的第一時序測量幀含有非零對話權標。對話權標字段為通過發(fā)送sta選定以識別時序測量幀作為所述對中的第一者的非零值，其中第二或跟隨時序測量幀稍后將被發(fā)送(如果對話權標為零，則所述權標指示時序測量幀將不繼之以隨后跟隨時序測量幀)。跟隨時序測量幀含有設定為所述對的第一幀中的對話權標的值的跟隨對話權標。通過第一時序測量幀，兩個sta捕捉時戳。sta1捕捉發(fā)射時序測量幀的第一時間(tl)。sta2捕捉時序測量幀到達sta2的第二時間(t2)，及從sta2發(fā)射ack響應的第三時間(t3)。sta1捕捉ack到達的第四時間(t4)。在跟隨時序測量幀中，sta1將其捕捉的時戳值(tl及t4)傳送至sta2。通過此信息，sta2可獲得rtt為[(t4-t1)-(t3-t2)]。然而，sta1及sta2中的每一者很可能具有其局部時鐘上的時鐘漂移，所述時鐘漂移將使如上獲得的rtt的精度降級。
為了說明，假設sta1中局部時鐘的時鐘漂移具有為ppm1的測量為預期頻率的以百萬分之一(ppm)計的變化的誤差。類似地，sta2具有為ppm2的局部時鐘漂移。再次參看圖1，在以上假設情況下將進一步詳細地檢驗各種時戳t1至t4。如所看出，t2等于t1加上從sta1發(fā)送到sta2的時序測量幀的飛行時間(其中tof為rtt的一半)，或換句話說t2＝t1+tof。時間t3從將時序測量幀的持續(xù)時間(此持續(xù)時間本文中將被稱作“m”)相加到sta2對消息作出響應花費的時間(也稱作短幀間間隔(sifs))而獲得，或換句話說，t3＝t2+m+sifs。對于自sta2至sta1的ack，時間t4類似地如將t3添加到tof而獲得。在數學項中，t4＝t3+tof。由于sta1可隨著ppm1的誤差發(fā)生變化，因此在sta1處計算的時間t4及t1將乘以因數(1+ppm1)。類似地，在sta2處計算的時間t3及t2將乘以因數(1+ppm2)。通過時間t1至t4的以上分解，rtt可通過以下數學等式更詳細地表達。
rtt＝t4-t1-(t3-t2)
＝(t3+tof-t1)*(1+ppm1)-(t2+m+sifs-t2)*(1+ppm2)
＝(t2+m+sifs+tof-t1)*(1+ppm1)-(m+sifs)*(1+ppm2)
＝(t1+tof+m+sifs+tof-t1)*(1+ppm1)-(m+sifs)
*(1+ppm2)
＝(2*tof+m+sifs)*(1+ppm1)-(m+sifs)*(1+ppm2)
＝2*tof*(1+ppm1)+(m+sifs)*(ppm1-ppm2)
在其中m為100μs、sifs為16μs且使得ppm1-ppm2為50ppm的ppm1及ppm2中的每一者為±25ppm的實際實例中，看出，rtt中的誤差可達到5.8ns，其可導致約1.7米的位置不確定性。在定位應用中，此量值的誤差可為不可接受地大的(特別是在sta1及sta2靠近情況下)。因此，例示性實施例包含減少rtt的誤差的系統(tǒng)及方法，如以下章節(jié)中將進一步詳細地解釋。
首先，參看圖2，將描述例示性系統(tǒng)200，其可經配置以執(zhí)行用于減少rtt的計算中時鐘誤差的效應或沖擊的例示性技術。如圖所示，系統(tǒng)200包含發(fā)射器系統(tǒng)210及接收器系統(tǒng)250。在不損失普遍性情況下，發(fā)射器系統(tǒng)210及接收器系統(tǒng)250兩者可實施于ap或sta中。在說明性實例中，發(fā)射器系統(tǒng)210表示例如以上sta1的發(fā)送sta或第一無線裝置，且接收器系統(tǒng)250表示例如第二無線裝置或以上sta2的接收sta。從發(fā)射器系統(tǒng)210到接收器系統(tǒng)250的發(fā)射被稱作前向鏈路或第一方向，而從接收器系統(tǒng)250到發(fā)射器系統(tǒng)210的發(fā)射被稱作反向鏈路或第二方向。
應理解，發(fā)射器210及接收器系統(tǒng)250的一些方面已經配置以按照例示性實施例實施特定特征、功能及修改。舉例來說，經配置以實施當前ieee802.11標準的發(fā)射器及接收器通常包含在前向鏈路上通過來自發(fā)射器的對應多個發(fā)射器發(fā)射的多個數據流，其導致精細時序測量的不定性。例示性實施例避免這些不定性且配置發(fā)射器系統(tǒng)210及接收器系統(tǒng)250以要求例如關于用于精細時序測量的幀的所有發(fā)射自單一射頻(rf)鏈或天線發(fā)生。如下文將進一步解釋，此方面通過業(yè)務數據從tx數據處理器214到耦接到天線224的發(fā)射器222的發(fā)射來實施。
對于第一方向或前向鏈路，對應于來自發(fā)射器系統(tǒng)210的所有發(fā)射的數據流經提供作為從數據源212到發(fā)射(tx)數據處理器214的業(yè)務數據。tx數據處理器214基于關聯(lián)譯碼方案執(zhí)行業(yè)務數據的格式化、譯碼及交錯?？墒褂谜环诸l多路復用(ofdm)技術對經譯碼業(yè)務數據與導頻數據一起進行多路復用。導頻數據通常為以已知方式處理的已知數據型樣，且可在接收器系統(tǒng)處用來估計信道響應。經多路復用導頻及經譯碼業(yè)務數據經調制(例如，根據bpsk、qpsk等)以提供調制符號，所述調制符號接著提供到展示為發(fā)射器(tmtr)222的第一發(fā)射器以供經由天線224發(fā)射。數據速率、譯碼及調制可基于存儲于存儲器232中且由處理器230執(zhí)行的指令。
在接收器系統(tǒng)250處，所發(fā)射的經調制信號由天線252接收到，且接收到的信號經提供到接收器(rcvr)254。接收器254調節(jié)(例如，濾波、放大及降頻轉換)接收到的信號，數字化經調節(jié)的信號以提供樣本，且進一步處理所述樣本以提供對應的“所接收的”符號流。rx數據處理器260接著接收并處理接收到的符號流以提供“檢測到”的符號流。rx數據處理器260接著解調制、解交錯并解碼檢測到的符號流以恢復業(yè)務數據。由rx數據處理器260進行的處理與由發(fā)射器系統(tǒng)210處的tx數據處理器214執(zhí)行的處理互補。
現(xiàn)來到第二方向或反向鏈路，接收器系統(tǒng)250處的處理器270周期性地確定存儲于存儲器272中的若干預譯碼矩陣中的一者，且用公式表示包括對應矩陣索引部分及秩值部分的反向鏈路消息。反向鏈路發(fā)射或反向鏈路消息可包括關于通信鏈路及/或所接收業(yè)務數據的各種類型的信息。反向鏈路消息通過還接收來自數據源236的業(yè)務數據的tx數據處理器238處理，通過調制器280調制，通過發(fā)射器(tmtr)254調節(jié)，且發(fā)射回到發(fā)射器系統(tǒng)210。對于反向發(fā)射，接收器系統(tǒng)250中的發(fā)射器tmtr在同一模塊中展示為rcvr254，從而共享天線252，且類似地，發(fā)射器系統(tǒng)210中的第一接收器或接收器rcvr222在同一模塊中展示為tmtr222，從而共享天線224。
在發(fā)射器系統(tǒng)210處，來自接收器系統(tǒng)250的經調制信號通過天線224接收到，通過接收器222調節(jié)，通過解調制器240解調制，且通過rx數據處理器242處理以提取反向鏈路消息。處理器230接著確定將使用來自存儲于存儲器232中的多個預譯碼矩陣中的哪一預譯碼矩陣，且接著處理所提取的消息。雖然例示性系統(tǒng)200已關于圖2的所說明特征或功能區(qū)塊進行了展示并描述，但應理解，各種功能區(qū)塊的功能性可經組合或變更以適合特定實施。舉例來說，是關于發(fā)射器210的tx數據處理器214及處理器230的方面可經組合并實施于第一處理器中。類似的這些修改對于所屬領域的技術人員將為顯而易見。
此外，應理解，僅提供以上描述內容的功能性的進一步詳細描述，為了清楚，本文中已省略了系統(tǒng)200的各種上述組件的功能性的基本描述。所屬領域的技術人員將能夠將針對精細時序測量的所揭示技術應用于任何其他類似發(fā)射器及接收器結構而不偏離本發(fā)明的范疇，此是由于精細時序測量是關于減少時鐘誤差在計算rtt中的效應或沖擊。
現(xiàn)參看圖3，將進一步詳細地解釋是關于rtt的準確測量的例示性實施例。在圖3中，sta1可根據圖2的發(fā)射器系統(tǒng)210進行配置，而sta2可根據圖2的接收器系統(tǒng)250進行配置。在一些實施例中，圖3的系統(tǒng)經配置用于“精細時序測量”，借此可獲得sta1與sta2之間的rtt的準確測量。由于精細時序測量與本發(fā)明有關，所以精細時序測量包含對當前802.11v標準的修改。當前ieee802.11v標準可用于同步化用途，以及用于方位或定位用途。通過已展示于以下表1中的對應于精細時序測量的修改中的一些，新ieee802.11修訂mc標準可越過各種802.11標準(例如，802.11g、802.11n、802.11ac、802.11ad、802.11v等)用于方位用途。
由于表1是關于新ieee802.11修訂mc標準的方面，因此與例示性實施例相關的表1展示如下：
表1：精細時序測量
雖然以上表1概述對當前ieee802.11標準的相關修改以獲得所提議的新ieee802.11修訂mc標準，特別是由于其是關于例示性實施例中的精細時序測量，但所提議新ieee802.11修訂mc標準的其他細節(jié)一般來說可在第61/721,437號美國臨時申請案中找到，所述美國臨時申請案題為“methodsforpreciselocationdeterminationsandwirelesstransmissionsin802.11standards”、在2012年11月1日申請、讓與給本申請案的受讓人，且以引用的方式并入本文中。
更特定來說，關于所揭示實施例，精細時序測量允許例如sta2準確地測量sta2與sta1之間的rtt。通過精細時序測量幀的定期傳送，對于接收sta(sta2)，有可能追蹤接收sta與環(huán)境中的其他sta的相對方位的改變。
如可認識到，是關于sta1與sta2之間的消息傳送的時間線相較于關于圖1中的常規(guī)方法描述的那些元件包含額外元件。更特定來說，在圖3的例示性方面中，來自sta2的請求指示，兩側交換接通。此情形節(jié)省sta1與sta2之間的額外請求-確認例程，然而，應理解，替代性實施例可經配置而無兩側交換，借此可獲得相同結果，即使經由請求-確認的額外步驟。應理解，盡管已以圖3中的例示性次序說明動作/例程的序列，但不要求實施例采用動作的相同序列。舉例來說，盡管動作可描述為在先前動作之后或在先前動作之后執(zhí)行，但不要求動作及先前動作必須在時間上分離，此是由于有可能的是，在圖3的時間圖中描述的一些動作可經組合成單一異動或者同時或并行地執(zhí)行，而不脫離實施例的范疇。
繼續(xù)進行圖3的時間線，在來自sta2的兩側請求及來自sta1的確認之后，sta1以重疊對發(fā)射時序測量幀。下幾個消息傳送類似于常規(guī)技術，其中計算在第一方向上的第一rtt。例如是關于sta1的第一時鐘誤差可與第一rtt相關聯(lián)。在不損失普遍性情況下，第一方向是關于對應于例如自sta1發(fā)射到sta2的第一幀的時序測量幀的返程，繼之以自sta2發(fā)射到sta1的第一幀的確認。因此，第一方向上的第一rtt可基于一或多個消息的第一集合進行計算，其中消息包括第一幀的發(fā)射(例如，第一發(fā)射)，及第一幀的對應確認(例如，第一確認)的接收。更詳細地，如先前所解釋，第一rtt至少部分基于第一時間t1及第四時間t4，例如，第一時間t1及第四時間t4可在與第一幀的rtt測量相關的sta1處獲得。再者，時間t1及t4可被傳送至sta2，其中以sta2可以如上文關于圖1所解釋的類似方式(即，通過計算[(t4-t1)-(t3-t2)])來計算第一方向上的第一rtt(或本文中簡單地為“rtt”)。在一些狀況下，sta2可將所計算的rtt傳送至sta1。
一旦sta2接收到t1及t4(且進一步在一些狀況下確認此接收及/或發(fā)送所計算的rtt至sta1)，例示性實施例便偏離常規(guī)技術在于，開始用于獲得sta2與sta1之間的第二測量集合(用于第二方向上的第二rtt(本文中，rtt'))的第二協(xié)議，其中第二方向可被認為是第一方向的反向方向。例如對應于第二無線裝置sta2的第二時鐘誤差可與第二rtt相關聯(lián)。
第二方向上的第二rtt或rtt'基于是關于第二幀的發(fā)射及第二幀的確認的接收的一或多個消息的第二結合來計算。更具體來說，sta2在第五時間(t1')發(fā)射(例如，在第二發(fā)射中)是關于第二幀的時序測量幀例如到sta1。sta1捕捉第二幀到達sta1的第六時間(t2')及自sta1發(fā)射第二幀的確認(例如，第二確認或ack響應)的第七時間(t3')。sta2捕捉在sta2處接收到ack的第八時間(t4')。在跟隨時序測量幀中，sta2將其捕捉的時戳值(tl'及t4')傳送到sta1。通過此信息，sta1可能能夠確定第二rtt為通過以下等式表示的第八時間與第五時間之間的差減去第七時間與第六時間之間的差：
替代地，如果sta2如先前所提及先前已傳送rtt到sta1作為一些實施例的選項，且由于sta1已具有rtt'，則sta1也可執(zhí)行計算以獲得rtt與rtt'的平均值rtt”。為了解釋說明性實施例，下文選定在sta2處計算rtt”的狀況，同時將緊記此是非限制性說明，且可在sta1處或就此來說在例如必要時戳及/或往返時間值自sta1及sta2傳送到的接入點的任何其他實體處執(zhí)行rtt”的以下計算。
為了簡潔，關于例示性實施例提供rtt'的計算，同時假設rtt的計算類似于已描述的常規(guī)方法中的rtt的計算。應理解，sta1及sta2對于以下計算假設為較佳靜止或非移動的(或其之間的距離保持不變更)，因此tof值并不改變。此外，如果等同系統(tǒng)或芯片組用于時常為針對手機的狀況的sta1及sta2的配置中，則sta1及sta2的sifs值也將為相同的。通過這些假設且再次緊記所述情形，sta1假設為具有具為ppm1的誤差的時鐘漂移，且sta2具有為ppm2的類似誤差，則對應rtt'獲得如下。
rtt'＝t4'-t1'-(t3'-t2')
＝(t3'+tof-t1')*(1+ppm2)-(t2'+m+sifs-t2')*(1+ppm1)
＝(t2'+m+sifs+tof-t1')*(1+ppm2)-(m+sifs)*(1+ppm1)
＝(t1'+tof+m+sifs+tof-t1')*(1+ppm2)-(m+sifs)
*(1+ppm1)
＝(2*tof+m+sifs)*(1+ppm2)-(m+sifs)*(1+ppm1)
＝2*tof*(1+ppm2)+(m+sifs)*(ppm2-ppm1)
如將被再調用，獲得rtt為rrt＝2*tof*(1+ppm1)+(m+sifs)*(ppm1-ppm2)。因此，對rtt與rtt'進行平均將導致通過下式表示的平均值
通過保持原樣的先前假設，即，m為100μs，sifs為16μs，且ppm1及ppm2中的每一者為±25ppm，看出rtt”中的誤差對應于rtt”表達式中的因數tof*(ppm1+ppm2)，其在sta1與sta2分開100米時等于100/3e8*1e9*50e-6＝.0167ns。與關于圖1解釋的常規(guī)方法中的5.8ns誤差相比較，看出，在例示性實施例中，誤差被減少為348的因數，其將由所屬領域的技術人員認識為實質減少。因此，通過使用sta1與sta2之間的兩個方向上的時間幀測量傳送獲得往返時間值且對其進行平均，例示性實施例在rtt的計算中可使兩個sta的時鐘漂移的沖擊最小化，且因此改善rtt的精度。
在上文說明的實例中，雖然sta1計算rtt'且將其發(fā)送至sta2用于平均函數，但如先前所解釋，替代性實施例為可能的，其中在sta2處計算的rtt發(fā)送到sta1；且由于sta1已經配置以計算rtt'，因此sta1可完成用于計算平均函數以確定rtt”的步驟。作為另一替代例，sta1及sta2可傳送時戳及往返時間計算中的一些或全部到另一實體(例如，服務器、方位確定實體或ap)以確定rtt”。舉例來說，sta2可計算rtt且將rtt發(fā)送至ap，且sta1可計算rtt'且發(fā)送rtt'到ap，借此ap可計算rtt”。所屬領域的技術人員將認識到，在緊記在兩個方向上獲得rtt且對其進行平均同時在類似表上可為可能的其他替代例可顯著地減少時鐘漂移在rtt計算中的沖擊。
另外，請注意，通過上文描述的精細時序測量及對應時戳捕捉，關于例如rtt的計算，t1及t3對應于所發(fā)射幀的前導碼的開始顯現(xiàn)于發(fā)射天線端口(例如，耦接到發(fā)射器tmtr222的天線224的天線端口，其中sta1實施為發(fā)射器系統(tǒng)210)處的時間點。實施可在發(fā)射處理期間捕捉早于或遲于其實際發(fā)生的點的時戳，且使值偏移以補償時間差。對應地，t2及t4對應于傳入幀的的開始到達接收天線端口(例如，耦接至接收器rcvr254的天線252的天線端口，其中sta2實施為接收器系統(tǒng)250)的時間點。因為通過其邏輯結構檢測幀且進行同步招致時間延遲，所以實施通過以下操作確定傳入幀的前導碼的開始到達前導碼接收天線端口的時間：捕捉其發(fā)生之后某時間的時戳，且通過自所捕捉值減去偏移來補償延遲。
現(xiàn)將描述又一實施例，其中替代如上文一般對rtt及rtt'進行平均以獲得rtt”，兩個sta中的一者(即，sta2)可將其時鐘鎖定至sta1的時鐘，使得sta2的因數(1+ppm2)將采用(1+ppm1-residual_ppm)的形式，其中residual_ppm為在sta2已鎖定至sta1的時鐘之后保持的差分ppm2。如所屬領域的技術人員將理解，sta2(例如)在ieee802.11幀的前導碼的舊版短訓練字段(l-stf)部分期間且在舊版長訓練字段(l-ltf)部分之前以粗略方式可將其時鐘鎖定至sta1的時鐘。在此實施例中，不要求計算rtt'及rtt”的額外步驟。因此，先前描述的rtt的計算將合適地修改如下：
rtt＝2*tof*(1+ppm1)+(m+sifs)*(ppm1-ppm2)
＝2*tof*(1+ppm1)+(m+sifs)*(residual_ppm)
在說明性實例中，如果residual_ppm假設為大約1ppm，其對應于實際應用，則rtt中的誤差被減少至116us*1e-6＝0.116ns＝0.03m，所述誤差比常規(guī)方法的誤差低為約50的因數(在與上文相同的假設情況下，即，m為100μs、sifs為16μs、ppm1及ppm2中的每一者為±25ppm，且sta1與sta2分開100米)。
在通信可關于ap與sta之間的通信(即，而非如上文所論述的兩個sta(sta1及sta2)之間的通信)且無線通信系統(tǒng)包括啟用方位的若干ap的一些實施例中，如果ap經配置以廣告或廣播其最大時鐘誤差或ppm值，則實施例的效能可被改善。以此方式，通信系統(tǒng)中的所有sta可鎖定于具有最低時鐘誤差的ap。此外，在此實例中，具有最小時鐘誤差的ap可充當其相鄰者的主控裝置。因此，例如sta1或sta2的無線裝置例如可接收由兩個或兩個以上接入點發(fā)射的兩個或兩個以上時鐘誤差，且確定所述兩個或兩個以上時鐘誤差中的最小時鐘誤差。無線裝置可接著通過基于最小時鐘誤差同步無線裝置的時鐘而建立與對應于最小時鐘誤差的接入點的通信。時鐘誤差(例如，以ppm計)的廣告可在信標中或在信號交換過程(例如，精細時序測量請求交換)中加以廣播，所述信號交換過程通常將在執(zhí)行精細時序測量交換之前發(fā)生。另外，無線裝置亦可向對應于最小時鐘誤差的最小時鐘誤差ap傳達：所述最小時鐘誤差ap具有最小時鐘誤差?；诖饲樾危钚r鐘誤差ap可將自身指定或建立為主控ap，且將其作為主控ap的狀態(tài)廣告至相鄰ap。
應了解，實施例包含用于執(zhí)行本文中所揭示的過程、功能及/或算法的各種方法。舉例來說，如圖4中所說明，一實施例可包含一種在第一無線裝置處計算從第一無線裝置(例如，sta1)到第二無線裝置(例如，sta2)的往返時間(rtt)的方法，所述方法包括：基于一或多個消息的第一集合接收第一方向上的第一rtt的計算(例如，自sta2接收rtt)，其中一或多個消息的第一集合包括由第一無線裝置在第一方向上發(fā)射的第一幀-區(qū)塊402；基于一或多個消息的第二集合計算第二方向上的第二rtt(例如，rtt')，其中一或多個消息的第二集合包括由第二無線裝置在第二方向上發(fā)射的第二幀-區(qū)塊404；及計算平均rtt(例如，rtt”)，其中平均rtt基于第一rtt及第二rtt-區(qū)塊406。
在一些方面中，第一無線裝置包括關于確定第二方向上的第二rtt的第一時鐘誤差，且第一rtt可在第一方向上接收自第二無線裝置，其中第二無線裝置包括第二時鐘誤差。平均rtt具有低于第一rtt或第二rtt的誤差。第一及第二無線裝置可為移動裝置，或第一無線裝置可為接入點，而第二無線裝置為移動裝置或存取終端機。另外，消息的第一集合及第二集合可基于ieee802.11標準，且特定來說可基于精細時序測量。
所屬領域的技術人員應了解，可使用各種不同技藝及技術中的任一者來表示信息及信號。舉例來說，可由電壓、電流、電磁波、磁場或磁粒子、光場或光粒子或其任何組合來表示可貫穿以上描述內容所提及的數據、指令、命令、信息、信號、位、符號及芯片。
另外，那些所屬領域的技術人員應了解，結合本文中所揭示的實施例所描述的各種說明性邏輯區(qū)塊、模塊、電路及算法步驟可實施為電子硬件、計算機軟件或兩者的組合。為了清楚地說明硬件與軟件的此可互換性，上文已大體在功能性方面描述了各種說明性組件、區(qū)塊、模塊、電路及步驟。此功能性實施為硬件抑或軟件取決于特定應用及強加于整個系統(tǒng)的設計約束。所屬領域的技術人員可針對每一特定應用以變化的方式實施所描述的功能性，但不應將所述實施決策解譯為導致偏離本發(fā)明的范疇。
結合本文中所揭示的實施例所描述的方法、序列及/或算法可直接以硬件、以由處理器執(zhí)行的軟件模塊，或以前述兩者的組合來體現(xiàn)。軟件模塊可駐留于ram存儲器、快閃存儲器、rom存儲器、eprom存儲器、eeprom存儲器、寄存器、硬盤、抽取式磁盤、cd-rom或此項技術中已知的任何其他形式的存儲媒體中。例示性存儲媒體耦接到處理器，使得處理器可從存儲媒體讀取信息及將信息寫入到存儲媒體。在替代例中，存儲媒體可集成至處理器。
因此，本發(fā)明的實施例可包含體現(xiàn)有一種用于在確定兩個無線裝置之間的rtt中減少時鐘誤差/漂移的沖擊的方法的計算機可讀媒體。因此，本發(fā)明不限于所說明的實例且用于執(zhí)行本文中所描述的功能性的任一裝置包含于本發(fā)明的實施例中。
雖然前述揭示內容展示本發(fā)明的說明性實施例，但應注意，在不偏離如由附加權力要求書界定的本發(fā)明的范疇的情況下可對本發(fā)明進行各種改變及修改。無需以任何特定次序執(zhí)行根據本文中描述的本發(fā)明的實施例的方法項的功能、步驟及/或動作。此外，雖然可能以單數形式描述或主張本發(fā)明的元件，但除非明確陳述對單數形式的限制，否則也預期到復數形式。
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