Wifi測(cè)距的頻率偏移補(bǔ)償?shù)闹谱鞣椒?br>【專利說(shuō)明】
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的奪叉引用
[0002] 本申請(qǐng)要求于2013年1月31日提交的題為"Frequency Offset Compensation for Wi-Fi Ranging"的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No. 61/759, 230以及于2013年8月6日提交的題為 "PPM Issue for FTM"的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No. 61/862, 650的權(quán)益，上述兩份申請(qǐng)的公開(kāi)內(nèi)容因 此通過(guò)引用全文結(jié)合于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本公開(kāi)內(nèi)容總體上涉及無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，尤其涉及用于測(cè)量無(wú)線通信設(shè)備之間的傳 輸時(shí)間的方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0004] 使用諸如無(wú)線廣域網(wǎng)（WWAN)、無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN)、蜂窩網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò) (WPAN)之類的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)之間的位置信息已經(jīng)變得越來(lái)越常見(jiàn)。此外，獲得無(wú)線網(wǎng)絡(luò)內(nèi) 的通信設(shè)備之間的距離的測(cè)量是有利的，因?yàn)檫@提供了有關(guān)無(wú)線測(cè)距的線索。這樣的測(cè)量 經(jīng)常通過(guò)使用在兩個(gè)或更多通信設(shè)備之間進(jìn)行交換的帶有時(shí)間戳的到達(dá)時(shí)間（ToA)和出 發(fā)時(shí)間（ToD)信息計(jì)算傳播時(shí)間來(lái)執(zhí)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 公開(kāi)了用于確定通信設(shè)備之間的準(zhǔn)確距離測(cè)量的方法、系統(tǒng)和裝置。通過(guò)使用基 于單個(gè)通信設(shè)備時(shí)鐘基準(zhǔn)的補(bǔ)償時(shí)鐘頻率，在每個(gè)通信設(shè)備所實(shí)施的時(shí)鐘頻率之間的差異 能夠被消除。作為結(jié)果，能夠針對(duì)通信設(shè)備之間的信號(hào)傳播確定高度準(zhǔn)確的傳播時(shí)間，并且 因此可能使用往返傳播時(shí)間計(jì)算來(lái)獲得高度準(zhǔn)確的距離測(cè)量。
[0006] 在一個(gè)實(shí)施例中，一種用于在i)采用具有第一時(shí)鐘頻率的第一時(shí)鐘的第一通信 設(shè)備和ii)采用具有第二時(shí)鐘頻率的第二時(shí)鐘的第二通信設(shè)備之間進(jìn)行時(shí)鐘補(bǔ)償?shù)姆椒?包括：在第一通信設(shè)備處確定對(duì)應(yīng)于第二通信設(shè)備何時(shí)傳送第一傳輸?shù)牡谝粫r(shí)間戳，以及 在第一通信設(shè)備處確定對(duì)應(yīng)于何時(shí)在第二通信設(shè)備接收到第二傳輸?shù)牡诙r(shí)間戳。該方 法進(jìn)一步包括：在第一通信設(shè)備處確定是否已經(jīng)從第二通信設(shè)備接收到補(bǔ)償指示符，并且 在確定還沒(méi)有從第二通信設(shè)備接收到補(bǔ)償指示符時(shí)在第一通信設(shè)備處對(duì)第一時(shí)鐘頻率和 第二時(shí)鐘頻率之間的差異進(jìn)行補(bǔ)償以提供經(jīng)補(bǔ)償?shù)牡谝粫r(shí)間戳和經(jīng)補(bǔ)償?shù)牡诙r(shí)間戳。另 外，依據(jù)這樣的實(shí)施例，補(bǔ)償指示符的存在指示第一時(shí)間戳和第二時(shí)間戳是依據(jù)第一時(shí)鐘 頻率而接收到的，并不需要進(jìn)行補(bǔ)償。
[0007] 在另一個(gè)實(shí)施例中，一種用于在i)采用具有第一時(shí)鐘頻率的第一時(shí)鐘的第一通 信設(shè)備和ii)采用具有第二時(shí)鐘頻率的第二時(shí)鐘的第二通信設(shè)備之間進(jìn)行時(shí)鐘補(bǔ)償?shù)姆?法包括：在第一通信設(shè)備處確定對(duì)應(yīng)于第一通信設(shè)備何時(shí)傳送第一傳輸?shù)牡谝粫r(shí)間戳，并 且在第一通信設(shè)備處確定對(duì)應(yīng)于何時(shí)在第一通信設(shè)備接收到第二傳輸?shù)牡诙r(shí)間戳。該方 法進(jìn)一步包括：在第一通信設(shè)備處對(duì)第一時(shí)鐘頻率和第二時(shí)鐘頻率之間的差異進(jìn)行補(bǔ)償以 提供經(jīng)補(bǔ)償?shù)牡谝粫r(shí)間戳和經(jīng)補(bǔ)償?shù)牡诙r(shí)間戳，從第一通信設(shè)備向第二通信設(shè)備發(fā)送經(jīng) 補(bǔ)償?shù)牡谝粫r(shí)間戳和經(jīng)補(bǔ)償?shù)牡诙r(shí)間戳，并且從第一通信設(shè)備向第二通信設(shè)備發(fā)送補(bǔ)償 指示符。另外，依據(jù)這樣的實(shí)施例，該補(bǔ)償指示符指示第二通信設(shè)備無(wú)需關(guān)于經(jīng)補(bǔ)償?shù)牡谝?時(shí)間戳和經(jīng)補(bǔ)償?shù)牡诙r(shí)間戳對(duì)第一時(shí)鐘頻率和第二時(shí)鐘頻率之間的差異進(jìn)行補(bǔ)償。
[0008] 在又一個(gè)實(shí)施例中，一種第一通信設(shè)備被配置為利用具有第一時(shí)鐘頻率的第一時(shí) 鐘，并且包括網(wǎng)絡(luò)接口，該網(wǎng)絡(luò)接口被配置為確定對(duì)應(yīng)于利用具有第二時(shí)鐘頻率的第二時(shí) 鐘的第二通信設(shè)備何時(shí)傳送第一傳輸?shù)牡谝粫r(shí)間戳，并且確定對(duì)應(yīng)于何時(shí)在第二通信設(shè)備 處接收到第二傳輸?shù)牡诙r(shí)間戳。該第一通信設(shè)備進(jìn)一步包括時(shí)鐘計(jì)算和補(bǔ)償單元，該時(shí) 鐘計(jì)算和補(bǔ)償單元被配置為確定是否從第二通信設(shè)備接收到補(bǔ)償指示符，并且在并未從第 二通信設(shè)備接收到補(bǔ)償指示符時(shí)對(duì)第一時(shí)鐘頻率和第二時(shí)鐘頻率之間的差異進(jìn)行補(bǔ)償以 提供經(jīng)補(bǔ)償?shù)牡谝粫r(shí)間戳和經(jīng)補(bǔ)償?shù)牡诙r(shí)間戳。另外，依據(jù)這樣的實(shí)施例，補(bǔ)償指示符的 存在指示第一時(shí)間戳和第二時(shí)間戳是依據(jù)第一時(shí)鐘頻率而接收到的，并不需要進(jìn)行補(bǔ)償。
[0009] 在另外的實(shí)施例中，一種第一通信設(shè)備被配置為利用具有第一時(shí)鐘頻率的第一時(shí) 鐘，并且包括網(wǎng)絡(luò)接口，該網(wǎng)絡(luò)接口被配置為確定對(duì)應(yīng)于第一通信設(shè)備何時(shí)傳送第一傳輸 的第一時(shí)間戳，并且確定對(duì)應(yīng)于何時(shí)在第一通信設(shè)備處接收到第二傳輸?shù)牡诙r(shí)間戳。此 外，該第二傳輸由被配置為利用具有第二時(shí)鐘頻率的第二時(shí)鐘的第二通信設(shè)備所傳送。該 第一通信設(shè)備進(jìn)一步包括時(shí)鐘計(jì)算和補(bǔ)償單元，該時(shí)鐘計(jì)算和補(bǔ)償單元被配置為對(duì)第一時(shí) 鐘頻率和第二時(shí)鐘頻率之間的差異進(jìn)行補(bǔ)償以提供經(jīng)補(bǔ)償?shù)牡谝粫r(shí)間戳和經(jīng)補(bǔ)償?shù)牡诙?時(shí)間戳。另外，依據(jù)這樣的實(shí)施例，該網(wǎng)絡(luò)接口還被配置為使得第一通信設(shè)備向第二通信設(shè) 備發(fā)送經(jīng)補(bǔ)償?shù)牡谝粫r(shí)間戳和經(jīng)補(bǔ)償?shù)牡诙r(shí)間戳以及補(bǔ)償指示符，該補(bǔ)償指示符指示經(jīng) 補(bǔ)償?shù)牡谝粫r(shí)間戳和經(jīng)補(bǔ)償?shù)牡诙r(shí)間戳無(wú)需由第二通信設(shè)備進(jìn)行補(bǔ)償。
【附圖說(shuō)明】
[0010] 圖1是其中一個(gè)或多個(gè)通信設(shè)備采用依據(jù)本公開(kāi)實(shí)施例的傳播時(shí)間測(cè)量技術(shù)的 示例網(wǎng)絡(luò)10的框圖。
[0011] 圖2是依據(jù)本公開(kāi)實(shí)施例的時(shí)序圖。
[0012] 圖3是依據(jù)本公開(kāi)實(shí)施例的示例通信設(shè)備的框圖。
[0013] 圖4是依據(jù)本公開(kāi)實(shí)施例的示例通信設(shè)備。
[0014] 圖5是依據(jù)本公開(kāi)實(shí)施例的用于測(cè)量傳播時(shí)間的示例方法的流程圖。
[0015] 圖6是依據(jù)本公開(kāi)實(shí)施例的用于測(cè)量傳播時(shí)間的示例方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 這里公開(kāi)了用于測(cè)量在通信設(shè)備之間的傳輸?shù)膫鞑r(shí)間的方法和裝置的實(shí)施例。 在一些實(shí)施例中，傳播時(shí)間使用諸如出發(fā)時(shí)間和到達(dá)時(shí)間之類的時(shí)間戳進(jìn)行測(cè)量。在一些 情形中，傳播時(shí)間可以為納秒的量級(jí)，并且因此使用時(shí)間戳獲得準(zhǔn)確的測(cè)量至少在一些實(shí) 施例中要求準(zhǔn)確的時(shí)間戳測(cè)量。然而，每個(gè)通信設(shè)備在生成時(shí)間戳?xí)r所使用的時(shí)鐘頻率之 間的差異（諸如由于頻率漂移）至少在一些情形中引入了在時(shí)間戳測(cè)量中的不準(zhǔn)確性。因 此，在這里所公開(kāi)的各個(gè)實(shí)施例中，采用考慮到不同通信設(shè)備的時(shí)鐘之間的差異的技術(shù)來(lái) 緩解時(shí)間戳測(cè)量中的不準(zhǔn)確性。
[0017] 圖1是其中一個(gè)或多個(gè)通信設(shè)備采用依據(jù)本公開(kāi)實(shí)施例的傳播時(shí)間測(cè)量技術(shù)的 示例網(wǎng)絡(luò)10的框圖。接入點(diǎn)（AP) 14包括耦合至網(wǎng)絡(luò)接口 16的主機(jī)處理器15。網(wǎng)絡(luò)接口 16包括介質(zhì)訪問(wèn)控制（MAC)處理單元18和物理層（PHY)處理單元20。PHY處理單元20包 括耦合至一個(gè)或多個(gè)天線24的一個(gè)或多個(gè)收發(fā)器21。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)意識(shí)到的，雖 然在圖1中圖示了三個(gè)收發(fā)器21和三個(gè)天線24,但是AP 14的各個(gè)實(shí)施例可以包括任意適 當(dāng)數(shù)量（例如，1、2、4、5等）的收發(fā)器21和天線24。另外，依據(jù)各個(gè)實(shí)施例，任意適當(dāng)數(shù)量 的收發(fā)器21耦合至任意數(shù)量的天線24而使得一個(gè)或多個(gè)天線在收發(fā)器之間進(jìn)行共享，和 /或反之亦然。
[0018] 網(wǎng)絡(luò)10包括多個(gè)客戶端站點(diǎn)25。雖然圖1中圖示了四個(gè)客戶端站點(diǎn)25,但是網(wǎng)絡(luò) 10的各個(gè)實(shí)施例包括任意適當(dāng)數(shù)量（例如，1、2、3、5、6等）的客戶端站點(diǎn)25?？蛻舳苏军c(diǎn) 25-1包括耦合至網(wǎng)絡(luò)接口 27的主機(jī)處理器26。網(wǎng)絡(luò)接口 27包括MAC處理單元28和PHY 處理單元29。PHY處理單元29包括耦合至一個(gè)或多個(gè)天線34的一個(gè)或多個(gè)收發(fā)器30。雖 然在圖1中圖示了三個(gè)收發(fā)器30和三個(gè)天線34,但是客戶端站點(diǎn)25-1的各個(gè)實(shí)施例包括 任意適當(dāng)數(shù)量（例如，1、2、4、5等）的收發(fā)器30和天線34。另外，依據(jù)各個(gè)實(shí)施例，任意適 當(dāng)數(shù)量的收發(fā)器30耦合至任意適當(dāng)數(shù)量的天線34而使得一個(gè)或多個(gè)天線在收發(fā)器之間進(jìn) 行共享，和/或反之亦然。
[0019] 依據(jù)本公開(kāi)的各個(gè)實(shí)施例，任意適當(dāng)數(shù)量的客戶端站點(diǎn)25-2、25-3和25-4具有與 客戶端站點(diǎn)25-1相同或基本上相似的結(jié)構(gòu)。依據(jù)這樣的實(shí)施例，在結(jié)構(gòu)上與客戶端站點(diǎn) 25-1相同或基本上相似的客戶端站點(diǎn)25包括任意數(shù)量的收發(fā)器和天線。例如，雖然客戶端 站點(diǎn)25-1被圖示為具有三個(gè)收發(fā)器34和天線30,但是客戶端站點(diǎn)25-2的各個(gè)實(shí)施例具有 不同于三個(gè)的任意數(shù)量的收發(fā)器以及不同于三個(gè)的任意數(shù)量的天線。與客戶端站點(diǎn)25-2、 25-3和25-4相關(guān)聯(lián)的天線和收發(fā)器的數(shù)量出于簡(jiǎn)明的目的而并未在圖1中示出。
[0020] 網(wǎng)絡(luò)10支持依據(jù)任意數(shù)量的適當(dāng)通信協(xié)議的通信，諸如移動(dòng)電話協(xié)議、由一種或 多種IEEE標(biāo)準(zhǔn)所指定的無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN)通信協(xié)議、無(wú)線個(gè)人區(qū)域通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（例 如，藍(lán)牙?協(xié)議）、WiMAX等。適當(dāng)IEEE標(biāo)準(zhǔn)的示例包括8〇2· lla、8〇2· llg、8〇2· lln、 802. llac、802. llad、802. llaf、802. llv 和 / 或 802. llah 標(biāo)準(zhǔn)。雖然 AP 14 被標(biāo)記為接入 點(diǎn)，但是AP 14的各個(gè)實(shí)施例被配置為支持任意適當(dāng)類型的無(wú)線通信而并不局限于僅支持 WLAN技術(shù)。例如，AP 14的各個(gè)實(shí)施例被配置為支持WLAN和/或移動(dòng)電話協(xié)議，諸如包括 長(zhǎng)期演進(jìn)（LTE)協(xié)議在內(nèi)的第三代合作伙伴計(jì)劃（3GPP)技術(shù)。雖然圖1僅圖示了單個(gè)AP 14,但是客戶端設(shè)備25的各個(gè)實(shí)施例被配置為在任意時(shí)刻與多于一個(gè)的AP進(jìn)行通信，包 括使用可以彼此相同或不同的通信協(xié)議與單獨(dú)AP進(jìn)行同時(shí)通信。依據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例， AP 14和客戶端站點(diǎn)25被配置為相互傳送和接收符合一種或多種通信協(xié)議的數(shù)據(jù)，該一種 或多種通信協(xié)議諸如符合一種或多種IEEE 802. 11標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議或者其它適當(dāng)通信協(xié)議。依 據(jù)本公開(kāi)的另一個(gè)實(shí)施例，除此之外或可替換地，客戶端站點(diǎn)25被配置為相互傳送和接收 符合一種或多種通信協(xié)議的數(shù)據(jù)以支持自組織網(wǎng)絡(luò)，該一種或多種通信協(xié)議諸如符合IEEE 802. 11標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議或者其它適當(dāng)通信協(xié)議。
[0021] 在各個(gè)實(shí)施例中，AP 14和/或客戶端25確定與何時(shí)從AP 14和/或客戶端25 發(fā)送通信（出發(fā)時(shí)間（ToD)時(shí)間戳）以及何時(shí)在另一個(gè)AP 14和/或客戶端25接收通信 (到達(dá)時(shí)間（ToA)時(shí)間戳）相關(guān)聯(lián)的時(shí)間戳。這些時(shí)間戳使用在AP 14和/或客戶端25內(nèi) 所實(shí)施的任意適當(dāng)數(shù)量的振蕩器和/或時(shí)鐘而生成。AP 14和/或客戶端25被配置為確定 它們自己的通信何時(shí)被發(fā)送（ToD)至另一個(gè)AP 14和/或客戶端25,并且生成指示該通信 何時(shí)被發(fā)送的ToD時(shí)間戳。類似地，AP 14和/或客戶端25被配置為確定通信何時(shí)被接收 (ToA)，并且生成指示該通信何時(shí)被接收的ToA時(shí)間戳。在一些實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)接口 16、27被 配置為在通信單元被傳送時(shí)或者在此之前不久將ToD時(shí)間戳添加至該通信單元。類似地， 在一些實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)接口 16、27被配置為在通信單元被接收時(shí)或者在此之后不久將ToA 時(shí)間戳添加至該通信單元。如以下更為詳細(xì)描述地，網(wǎng)絡(luò)接口 16、27被配置為可選