BR112020012279A2

BR112020012279A2 - dispositivo de posicionamento, sistema de comunicações e método

Info

Publication number: BR112020012279A2
Application number: BR112020012279-3A
Authority: BR
Inventors: David Sharp; Joseph Zammit
Original assignee: Ocado Innovation Limited
Priority date: 2017-12-21
Filing date: 2018-12-20
Publication date: 2020-11-24
Also published as: JP7159418B2; US11131765B2; WO2019122080A1; CA3079934C; US20210080560A1; GB201820775D0; AU2018391812A1; JP2021508038A; US12092728B2; MX2020006492A; CN111492257B; GB2576388B; CA3079934A1; EP3729123A1; CN111492257A; KR20200097768A; JP2022008526A; GB2576388A; KR102388055B1; JP7000576B2

Abstract

É fornecido um dispositivo para determinar sua posição em um sistema de comunicações. Em particular, o dispositivo fornece uma solução escalonável que permite que inúmeros dispositivos sejam usados em uma área sem efeito prejudicial na precisão ou latência da determinação de posição. Em particular, o dispositivo é disposto para operar em um sistema de comunicações, em que o sistema de comunicações compreende uma primeira estação de base e uma segunda estação de base. A primeira estação de base é disposta para transmitir um primeiro sinal para a segunda estação de base e a segunda estação de base é disposta para receber o primeiro sinal e transmitir um segundo sinal para a primeira estação de base em resposta ao primeiro sinal. Ademais, a primeira estação de base é disposta para receber o segundo sinal e transmitir um terceiro sinal para a segunda estação de base em resposta para o segundo sinal. O dispositivo compreende uma unidade de recebimento disposta para receber cada um dentre o primeiro e terceiro sinais a partir da primeira estação de base e o segundo sinal a partir da segunda estação de base. O dispositivo compreende ainda, uma unidade de medição de tempo de atraso disposta para medir um primeiro tempo de atraso como um tempo entre o recebimento do primeiro sinal a partir da primeira estação de base e o recebimento do segundo sinal a partir da segunda estação de base. Uma unidade de medição de tempo de ida e volta disposta para medir um primeiro tempo de ida e volta como um tempo entre o recebimento do segundo sinal a partir da segunda estação de base e o recebimento do terceiro sinal a partir da primeira estação de base. Uma unidade de temporizações de estação de base é disposta para determinar um segundo tempo de ida e volta e um segundo tempo de atraso a partir de pelo menos um sinal recebido e uma unidade de cálculo é disposta para calcular uma primeira diferença de tempo de chegada com base no primeiro tempo de ida e volta, no primeiro tempo de atraso, no segundo tempo de ida e volta e no segundo tempo de atraso. (Figura 4)

Description

"DISPOSITIVO DE POSICIONAMENTO, SISTEMA DE COMUNICAÇÕES E MÉTODO"

[0001] Este pedido reivindica a prioridade do Pedido de Patente nº UK 1722290.2 depositado em 21 de dezembro de 2017, cujo conteúdo de todo o pedido é aqui incorporado a título de referência. Campo Técnico

[0002] A presente invenção se refere, de modo geral, ao campo de dispositivos de posicionamento e, mais especificamente, a um dispositivo, método para operar um dispositivo, sistema de comunicações, método para operar um sistema de comunicações e um sistema de armazenamento para determinar uma posição do dispositivo. Antecedentes

[0003] No campo dos dispositivos de posicionamento, há inúmeras técnicas para fornecer a localização de um dispositivo. Por exemplo, há inúmeras tecnologias sem fio existentes que possibilitam a localização a até um metro de precisão, por exemplo, tecnologia de impressão digital ("fingerprinting") de Wi-Fi e de GPS. Entretanto, quando a precisão submetro é necessária, então, essas tecnologias não são úteis. Ademais, o GPS tem uma falta de disponibilidade em um ambiente fechado.

[0004] A precisão submetro pode ser fornecida utilizando solução com base em Banda Ultalarga usando, por exemplo, um microchip Decawave DW1000 que permite precisão superior devido (em parte) à resolução mais fina de seus relógios (que contam em incrementos de 15,625 picossegundos, portanto, contando aproximadamente 200 vezes no tempo que a luz ou os sinais sem fio levam para se deslocarem por 1 metro). Os sistemas de Banda Ultalarga são bem adequados para solucionar uma questão de posicionamento devido à sua alta imunidade ao desvanecimento multipercurso.

[0005] O Decawave DW1000 permite o posicionamento submetro utilizando uma técnica chamada de Telemetria Bidirecional Assimétrica (ATWR). O objetivo de técnicas de "telemetria" geralmente é, através da trica de sinais entre estações de base fixas em localizações conhecidas e dispositivos móveis em localizações desconhecidas, determinar a distância (ou "alcance") entre estações de base e dispositivos móveis. Para qualquer dado dispositivo (móvel) de localização desconhecida, cada alcance até uma localização conhecida pode ser usado para determinar (em três dimensões) uma superfície esférica ao redor da localização conhecida em que o dispositivo móvel pode estar situado. Através do cruzamento de múltiplas superfícies esféricas, uma localização pode ser obtida. Assim, quatro leituras são suficientes para encontrar uma localização, embora leituras adicionais possam ser úteis. A Figura 1 demonstra essa técnica em um exemplo bidimensional. Em particular, o círculo 101 corresponde a um campo de transmissões a partir da BS1. De modo similar, os círculos 102 e 103 correspondem ao campo de transmissões a partir de BS2 e BS3, respectivamente. O dispositivo D, de localização desconhecida, é, portanto, capaz de determinar sua posição através da determinação de sua distância a partir de cada uma dentre a BS1 à BS3 e, conhecendo as localizações fixas de cada uma da BS1 à BS3, portanto, é capaz de determinar sua própria posição.

[0006] Os esquemas propostos em Neirynck et al em “An Alternative Double-Sided Two-Way Ranging Method” de 21 de outubro de 2016, que é incorporado no presente documento a título de referência, expõe a evolução de soluções de telemetria bidirecional da técnica geral que são muito sensíveis à estabilidade de relógio para a solução de Telemetria Bidirecional Assimétrica, em que a estabilidade do relógio se torna um não problema.

[0007] Como mostrado na Figura 2, a técnica de ATWR depende de sinais enviados entre uma estação de base BS de localização fixa e um dispositivo D de localização desconhecida. De acordo com essa técnica, a estação de base envia um primeiro sinal 201 ao dispositivo D. Simultaneamente, a estação de base BS registra o tempo em que o primeiro sinal 201 foi transmitido. O dispositivo D recebe o primeiro sinal 201 e transmite uma resposta como um segundo sinal 202. Ademais, o dispositivo D registra o tempo de atraso que levou a partir do recebimento do primeiro sinal 201 e da transmissão do segundo sinal 202 como o dispositivo tempo de atraso DD. Ademais, o dispositivo D registra o tempo em que o segundo sinal 202 é transmitido. A estação de base BS recebe o segundo sinal 202 e calcula um tempo de ida e volta da estação de base RBS como o tempo entre a transmissão do primeiro sinal e o recebimento do segundo sinal.

[0008] A estação de base BS transmite um terceiro sinal 203 para o dispositivo D, que inclui informações a respeito do tempo de ida e volta da estação de base RBS e um tempo de atraso da estação de base DBS que é um tempo entre o recebimento do segundo sinal 202 e a transmissão do terceiro sinal 203. O dispositivo D recebe o terceiro sinal, incluindo as informações contidas no mesmo e calcula o tempo de voo entre a estação de base BS e o dispositivo D, conforme a seguir: − = + + +

[0009] O tempo de voo é indicativo da distância entre a estação de base BS e o dispositivo D. O dispositivo D realiza a mesma troca de ATWR com outras estações de base de localização conhecida e, portanto, determina sua posição com base nas medições de tempo de voo a partir das outras estações de base, por exemplo, como mostrado na Figura 1 encontrando a sobreposição em círculos/esferas a partir das estações de base. Isso é conhecido como trilateração, que é tipicamente empregada por meio de trilateração por otimização.

[0010] A ATWR pode obter medições que, na teoria, fornecem precisão submilímetro. Na prática, devido ao impacto de ruído e outros fatores, a precisão a 10 cm é possível. Isso é diferente de técnicas conhecidas de Telemetria Bidirecional que, usando um relógio de cristal, estão sujeitas a erros de aproximadamente 7 m.

[0011] Entretanto, ATWR não é escalonável, visto que todos os dispositivos em posições desconhecidas precisam, cada um, transmitir mensagens para estações de base para determinar seu alcance. Os mesmos também, então, recebem respostas a partir de estações de base e respostas de transmissão. Isso resulta em demasiada comunicação para uma configuração compreendendo um grande número de dispositivos e também necessita da coordenação de tais comunicações se um sistema de "tentativas ou repetição de tentativas" de perdas/inconfiável precisar ser evitado. Sumário

[0012] Em vista dos problemas em técnicas conhecidas de Telemetria Bidirecional, a presente invenção tem por objetivo fornecer um aparelho e método para tal dispositivo de determinação de posição, de modo que inúmeros dispositivos possam ser usados em uma área sem problemas de latência ou precisão.

[0013] De acordo com a presente invenção, é fornecido um dispositivo disposto para operar em um sistema de comunicações. O sistema de comunicações compreende uma primeira estação de base e uma segunda estação de base. A primeira estação de base é disposta para transmitir um primeiro sinal para a segunda estação de base e a segunda estação de base é disposta para receber o primeiro sinal e transmitir um segundo sinal para a primeira estação de base em resposta ao primeiro sinal. Ademais, a primeira estação de base é disposta para receber o segundo sinal e transmitir um terceiro sinal para a segunda estação de base em resposta para o segundo sinal. O dispositivo compreende uma unidade de recebimento disposta para receber cada um dentre o primeiro e terceiro sinais a partir da primeira estação de base e o segundo sinal a partir da segunda estação de base. Uma unidade de medição de tempo de atraso é disposta para medir um primeiro tempo de atraso como um tempo entre o recebimento do primeiro sinal a partir da primeira estação de base e o recebimento do segundo sinal a partir da segunda estação de base. Uma unidade de medição de tempo de ida e volta disposta para medir um primeiro tempo de ida e volta como um tempo entre o recebimento do segundo sinal a partir da segunda estação de base e o recebimento do terceiro sinal a partir da primeira estação de base. Uma unidade de temporizações de estação de base é disposta para determinar um segundo tempo de ida e volta e um segundo tempo de atraso a partir de pelo menos um sinal recebido. Uma unidade de cálculo é disposta para calcular uma primeira diferença de tempo de chegada com base no primeiro tempo de ida e volta, primeiro tempo de atraso, segundo tempo de ida e volta e segundo tempo de atraso.

[0014] A presente invenção também fornece um sistema de comunicações que compreende uma primeira estação de base, uma segunda estação de base e um dispositivo conforme descrito anteriormente. A primeira estação de base é disposta para transmitir um primeiro sinal para a segunda estação de base, a segunda estação de base é disposta para receber o primeiro sinal e transmitir um segundo sinal para a primeira estação de base em resposta ao primeiro sinal e a primeira estação de base é disposta para receber o segundo sinal e transmitir um terceiro sinal para a segunda estação de base em resposta ao segundo sinal.

[0015] A presente invenção também fornece um sistema de armazenamento. O sistema de armazenamento compreende um primeiro conjunto de trilhos ou pistas paralelas que se estendem na direção X, e um segundo conjunto de trilhos ou pistas paralelas que se estendem em uma direção Y transversal ao primeiro conjunto em um plano substancialmente horizontal para formar um padrão de grade que compreende uma pluralidade de espaços de grade. Ademais, uma pluralidade de pilhas de recipientes localizadas abaixo dos trilhos, e dispostas de modo que cada pilha esteja localizada dentro de uma área útil de um espaço de grade único e uma multiplicidade de dispositivos de manuseio de carga, em que cada dispositivo de manuseio de carga é disposto para se mover lateralmente de modo seletivo nas direções X e Y, acima das pilhas nos trilhos. O sistema de armazenamento compreende, ainda, um sistema de comunicações conforme descrito anteriormente, em que cada uma das estações de base é posicionada em localizações ao redor, dentro ou sobre a pluralidade de pilhas de recipientes, e a multiplicidade de dispositivos de manuseio de carga, cada um, compreende um dispositivo.

[0016] A presente invenção também fornece um método para operar um dispositivo em um sistema de comunicações. O sistema de comunicações compreende uma primeira estação de base e uma segunda estação de base. A primeira estação de base é disposta para transmitir um primeiro sinal para a segunda estação de base e a segunda estação de base é disposta para receber o primeiro sinal e transmitir um segundo sinal para a primeira estação de base em resposta ao primeiro sinal. Ademais, a primeira estação de base é disposta para receber o segundo sinal e transmitir um terceiro sinal para a segunda estação de base em resposta para o segundo sinal. O método compreende as etapas de receber cada um dentre o primeiro e o terceiro sinais a partir da primeira estação de base e o segundo sinal a partir da segunda estação de base, medir um primeiro tempo de atraso como um tempo entre o recebimento do primeiro sinal a partir da primeira estação de base e o recebimento do segundo sinal a partir da segunda estação de base, medir um primeiro tempo de ida e volta como um tempo entre o recebimento do segundo sinal a partir da segunda estação de base e o recebimento do terceiro sinal a partir da primeira estação de base, determinar um segundo tempo de ida e volta e um segundo tempo de atraso a partir de pelo menos um sinal recebido, e calcular uma primeira diferença de tempo de chegada com base no primeiro tempo de ida e volta, no primeiro tempo de atraso, no segundo tempo de ida e volta e no segundo tempo de atraso.

[0017] A presente invenção também fornece um método para operar um sistema de comunicações que compreende as etapas de transmitir, através de uma primeira estação de base, um primeiro sinal para uma segunda estação de base, receber, através da segunda estação de base, o primeiro sinal, transmitir, através da segunda estação de base, um segundo sinal para a primeira estação de base em resposta ao primeiro sinal, receber, através da primeira estação de base, o segundo sinal, transmitir, através da primeira estação de base, um terceiro sinal para a segunda estação de base em resposta ao segundo sinal e o método para operar um dispositivo conforme descrito anteriormente. Breve Descrição dos Desenhos

[0018] As modalidades da invenção agora serão descritas a título de exemplo apenas com referência aos desenhos anexos, em que referências numéricas similares designam partes iguais ou correspondentes, e em que:

[0019] A Figura 1 é um diagrama esquemático que mostra um dispositivo D que determina sua posição em um sistema conhecido de telemetria bidirecional.

[0020] A Figura 2 é um diagrama de sinais do sistema da Figura 1 que mostra os sinais transmitidos entre uma estação de base e o dispositivo D, de acordo com a técnica de ATWR de telemetria.

[0021] A Figura 3 é um diagrama de sinais do dispositivo de acordo com uma primeira modalidade da presente invenção operando em um sistema de comunicações que compreende uma primeira e uma segunda estação de base.

[0022] A Figura 4 é um diagrama esquemático que mostra um dispositivo que opera em um sistema de comunicação de acordo com uma primeira modalidade da presente invenção.

[0023] A Figura 5 é um diagrama esquemático de um dispositivo D da primeira modalidade que determina sua posição usando uma técnica da primeira modalidade.

[0024] A Figura 6 é um diagrama esquemático de um modelo exemplificativo de uma primeira estação de base BS1, segunda estação de base BS2 e o dispositivo D com tempos de voo de sinais entre as entidades recebidos.

[0025] A Figura 7 é um diagrama de sinais correspondente à Figura 3 incluindo detalhes adicionais de tempos de voo de sinais entre entidades.

[0026] A Figura 8 é um diagrama de sinais para um dispositivo que mostra os efeitos de atraso de antena.

[0027] A Figura 9 é um fluxograma que mostra o processo realizado pelo dispositivo de acordo com a primeira modalidade da presente invenção.

[0028] A Figura 10 é uma vista em perspectiva esquemática de uma estrutura de armação para alojar uma pluralidade de pilhas de caixas em um sistema de armazenamento conhecido.

[0029] A Figura 11 é uma vista plana esquemática de parte da estrutura de enquadramento da Figura 10.

[0030] As Figuras 12(a) e 12(b) são vistas em perspectiva esquemática, da parte traseira e da parte frontal,

respectivamente, de uma forma de dispositivo de manípulo de carga para uso com a estrutura de armação das Figuras 10 e 11, e a Figura 12(c) é uma vista em perspectiva esquemática do dispositivo de manípulo de carga conhecido em um levantando uma caixa.

[0031] A Figura 13 é uma vista em perspectiva esquemática de um sistema de armazenamento conhecido que compreende uma pluralidade de dispositivos de manípulo de carga do tipo mostrado nas Figuras 12(a), 12(b) e 12(c), instalados na estrutura de armação das Figuras 10 e 11, em que o sistema de armazenamento compreende uma pluralidade de pontos de entrega ou portas de saída.

[0032] A Figura 14 é um diagrama esquemático de um sistema de armazenamento conhecido que compreende uma pluralidade de dispositivos de manípulo de carga do tipo mostrado nas Figuras 12(a), 12(b) e 12(c), instalados na estrutura de armação das Figuras 10 e 11, para o qual os dispositivos de manípulo de carga determinam suas posições usando o dispositivo da primeira modalidade.

[0033] A Figura 15 é um diagrama esquemático de um dispositivo D de acordo com uma modificação na primeira modalidade. O dispositivo é disposto para determinar diferença assimétrica de tempo de chegada usando uma técnica modificada da primeira modalidade usando a primeira, segunda, terceira e quarta estações de base.

[0034] A Figura 16 é um diagrama de sinais correspondente à Figura 15. Essa Figura inclui detalhes adicionais de uma técnica modificada da diferença assimétrica de tempo de chegada de acordo com a primeira modalidade que emprega uma técnica de múltiplas respostas.

Descrição Detalhada das Modalidades Primeira Modalidade

[0035] A Figura 3 representa um dispositivo D de acordo com a primeira modalidade da presente invenção. O dispositivo D está localizado em um sistema de comunicação que compreende uma primeira estação de base BS1 e uma segunda estação de base BS2.

[0036] Como representado na Figura 3, e nesta modalidade, o dispositivo D não transmite sinais para as estações de base. Em vez disso, o dispositivo D recebe os sinais que são transmitidos entre a primeira estação de base e a segunda estação de base. O dispositivo D calcula uma diferença de tempo de chegada (TDOA) com base nos sinais sendo transmitidos entre as estações de base.

[0037] Mais particularmente, a primeira estação de base BS1 e a segunda estação de base BS2 são posicionadas separadas. Em geral, a distância entre a primeira estação de base BS1 e a segunda estação de base BS2 é conhecida pelo dispositivo D, entretanto, este não precisa ser o caso. A posição do dispositivo D não é conhecida, pelas estações de base ou pelo próprio dispositivo D.

[0038] Como mostrado na Figura 3, um tempo de ida e volta da primeira estação de base RBS1 é o tempo entre a transmissão do primeiro sinal 301 e o recebimento de uma resposta da segunda estação de base BS2 na forma de um segundo sinal

302. Ademais, um tempo de atraso da primeira estação de base DBS1 é um tempo entre o recebimento do segundo sinal 302 e a transmissão de um terceiro sinal 303 para a segunda estação de base BS2.

[0039] Um tempo de atraso do dispositivo DD é um tempo entre o recebimento do primeiro sinal 301 e o recebimento do segundo sinal 302. Ademais, um tempo de ida e volta do dispositivo RD é um tempo entre o recebimento do segundo sinal 302 e o recebimento do terceiro sinal 303.

[0040] Opcionalmente, um tempo de atraso da segunda estação de base DBS2 é um tempo entre o recebimento do primeiro sinal 301 e a transmissão do segundo sinal 302. Ademais, um tempo de ida e volta da segunda estação de base RBS2 é um tempo entre a transmissão do segundo sinal 302 e o recebimento do terceiro sinal 303.

[0041] Em maiores detalhes, a primeira estação de base BS1 transmite um primeiro sinal 301 para a segunda estação de base BS2. Conforme será observado, o sinal pode assumir uma dentre muitas formas, por exemplo, o sinal pode consistir em transmissões de radiofrequência, transmissões de luz, acústicas, ultrassonoras ou quaisquer outros meios de transmissões em que o dispositivo D é capaz de receber o sinal enquanto o sinal está sendo transmitido a partir da primeira estação de base BS1 para a segunda estação de base BS2.

[0042] O primeiro sinal 301 não precisa conter necessariamente quaisquer informações específicas, em vez disso, o mero ato da transmissão pode ser usado pelo dispositivo D para determinar uma diferença de tempo de chegada. Entretanto, o primeiro sinal 301 pode conter qualquer um dentre: uma indicação de que é o primeiro sinal transmitido, a partir de qual estação de base é proveniente, para qual estação de base foi transmitido, o tempo na primeira estação de base BS1 em que o primeiro sinal 301 foi transmitido. O primeiro sinal 301 atravessa a distância entre a primeira estação de base BS1 e a segunda estação de base BS2 e, no processo, é recebido pelo dispositivo D.

[0043] Opcionalmente, a primeira estação de base BS1 pode registrar o tempo em que a transmissão do primeiro sinal 301 ocorre. Alternativamente, a primeira estação de base BS1 pode iniciar um temporizador quando a transmissão do primeiro sinal 301 ocorre. De modo similar, quando o dispositivo D recebe o primeiro sinal 301, o mesmo pode registrar o tempo em que recebeu o primeiro sinal 301 ou iniciar um temporizador. Não é necessário que a segunda estação de base BS2 registre o tempo de recepção do primeiro sinal 301, entretanto, a segunda estação de base BS2 pode registrar esse tempo ou iniciar um temporizador.

[0044] A segunda estação de base BS2, que recebeu o primeiro sinal 301, é disposta para transmitir uma resposta para a primeira estação de base BS1 como o segundo sinal

302. O segundo sinal 302 não precisa ter nenhum conteúdo, simplesmente a recepção do segundo sinal 302 pelo dispositivo D é suficiente para determinar uma diferença de tempo de chegada. Entretanto, o segundo sinal 302 pode conter qualquer um dentre: uma indicação de que é o segundo sinal transmitido, a partir de qual estação de base é proveniente, para qual estação de base foi transmitido ou o tempo na segunda estação de base BS2 quando o segundo sinal 302 foi transmitido. Opcionalmente, o segundo sinal 302 pode conter uma indicação do tempo de recepção do primeiro sinal 301 na segunda estação de base BS2.

[0045] Opcionalmente, na transmissão do segundo sinal 302, a segunda estação de base BS2 pode estar disposta para registrar o tempo de transmissão do segundo sinal 302 ou interromper o temporizador iniciado na recepção do primeiro sinal 301. Dessa forma, a segunda estação de base BS2 opcionalmente determina um tempo de atraso da segunda estação de base DBS2. Esse tempo indica o atraso causado pela segunda estação de base BS2 no recebimento do primeiro sinal 301 e na transmissão do segundo sinal 302.

[0046] Opcionalmente, a segunda estação de base BS2 registra o tempo de transmissão do segundo sinal 302 ou redefine e inicia um temporizador na transmissão do segundo sinal 302.

[0047] O dispositivo D recebe o segundo sinal 302 e pode registrar o tempo de recepção ou interromper um temporizador iniciado na recepção do primeiro sinal 301. Dessa forma, o dispositivo D mede um tempo de atraso do dispositivo DD causado pelo atraso entre o dispositivo D receber o primeiro sinal 301 e receber o segundo sinal 302. Além disso, o dispositivo pode registrar o tempo de recepção do sinal 302 ou redefinir e iniciar um temporizador na recepção do segundo sinal 302.

[0048] A primeira estação de base BS1 recebe o segundo sinal 302. Opcionalmente, a primeira estação de base BS1 pode registrar o tempo de recepção do segundo sinal 302 ou interromper um temporizador iniciado na transmissão do primeiro sinal 301. Opcionalmente, a primeira estação de base BS1 pode medir um tempo de ida e volta da primeira estação de base RBS1 como um tempo entre a transmissão do primeiro sinal e o recebimento do segundo sinal. Ademais, a primeira estação de base BS1 pode registrar opcionalmente o tempo de recebimento do segundo sinal 302 ou redefinir e iniciar um temporizador. A primeira estação de base BS1 responde ao segundo sinal 302 através da transmissão de um terceiro sinal 303 para a segunda estação de base BS2.

[0049] Opcionalmente, quando a primeira estação de base BS1 transmite o terceiro sinal 303, a primeira estação de base BS1 pode registrar o tempo de transmissão do terceiro sinal 303 ou interromper o temporizador iniciado na recepção do segundo sinal 302. Dessa forma, a primeira estação de base BS1 pode registrar o tempo de atraso da primeira estação de base DBS1 entre o recebimento do segundo sinal 302 e a transmissão do terceiro sinal 303. O terceiro sinal transmitido 303 pode compreender opcionalmente informações indicativas do tempo de ida e volta medido da primeira estação de base RBS1 e do tempo de atraso medido da primeira estação de base DBS1.

[0050] O dispositivo D recebe o terceiro sinal 303 e pode registrar o tempo de recepção do terceiro sinal 303 ou interromper o temporizador iniciado na recepção do segundo sinal 302. Dessa forma, o dispositivo D mede um tempo de ida e volta do dispositivo RD. Em uma modalidade não limitante, como será explicado posteriormente, o dispositivo D pode decodificar um tempo de ida e volta medido da primeira estação de base RBS1 e um tempo de atraso medido da primeira estação de base DBS1, que pode ser incluído no terceiro sinal

303.

[0051] O terceiro sinal 303 é recebido pela segunda estação de base BS2. Opcionalmente, a segunda estação de base BS2 registra o tempo em que o terceiro sinal 303 é recebido ou interrompe o temporizador iniciado na transmissão do segundo sinal 302. Dessa forma, a segunda estação de base BS2 pode medir um tempo de ida e volta da segunda estação de base RBS2 como um tempo entre a transmissão do segundo sinal 302 e o recebimento do terceiro sinal 303.

[0052] Opcionalmente, como será explicado posteriormente, a segunda estação de base BS2 pode ser disposta para transmitir um quarto sinal 304 que compreende o tempo de atraso medido da segunda estação de base DBS2 e o tempo de ida e volta da segunda estação de base RBS2. É contemplado que o quarto sinal 304 seja transmitido em qualquer ponto no tempo após a segunda estação de base BS2 receber o terceiro sinal 303. Por exemplo, o quarto sinal 304 pode ser transmitido como um segundo sinal 302 em uma troca futura de sinais entre a primeira estação de base BS1 e a segunda estação de base BS2.

[0053] Será observado que, para que o dispositivo D continue determinando uma posição precisa, a primeira estação de base BS1 e a segunda estação de base BS2 devem transmitir repetidamente a troca do primeiro ao terceiro sinais descritos acima.

[0054] Em relação à Figura 4, a operação detalhada do dispositivo D será descrita agora. Em particular, o dispositivo D compreende uma unidade de recebimento 401, uma unidade de medição de tempo de atraso 402, uma unidade de medição de tempo de ida e volta 403, uma unidade de temporizações de estação de base 404 e uma unidade de cálculo

405. Opcionalmente, o dispositivo D pode compreender adicionalmente qualquer uma dentre uma unidade de transmissão 406, uma unidade de cálculo de média 407 e/ou uma unidade de determinação 408.

[0055] Em relação à Figura 3, a unidade de recebimento 401 é disposta para receber sinais transmitidos por cada uma dentre a primeira estação de base BS1 e a segunda estação de base BS2. Em particular, a unidade de recebimento 401 é disposta para receber o primeiro sinal 301, o segundo sinal 302 e o terceiro sinal 303 de uma maneira passiva. Mais especificamente, a unidade de recebimento 401 cruza aqueles sinais transmitidos entre a primeira estação de base BS1 e a segunda estação de base BS2 e vice-versa.

[0056] Ademais, a unidade de recebimento 401 pode ser adicionalmente disposta para receber o quarto sinal 304. Conforme será observado, a unidade de recebimento 401 é disposta para assumir uma forma para receber o tipo de sinais transmitidos por cada uma dentre a primeira estação de base BS1 e a segunda estação de base BS2. Por exemplo, se os sinais forem sinais de radiofrequência, então, a unidade de recebimento 401 será disposta para receber sinais de radiofrequência. De modo similar, se os sinais forem sinais de luz, então, a unidade de recebimento 401 será disposta para receber sinais de luz, por exemplo, por meio de fotodiodos. Contempla-se que, quando os sinais recebidos compreendem informações de numeração de sinal, por exemplo, se o sinal é um primeiro sinal 301, um segundo sinal 302 ou um terceiro sinal 303, a unidade de recebimento 401 pode ser adicionalmente disposta para determinar qual sinal foi recebido e, então, fornecer uma indicação do sinal recebido às unidades de medição de tempo de atraso 402 e de medição de tempo de ida e volta 403, onde for apropriado. Em particular, a unidade de medição de tempo de atraso 402 é disposta para receber uma indicação do primeiro sinal 301 e do segundo sinal 302. A unidade de medição de tempo de ida e volta 403 é disposta para receber uma indicação do segundo sinal 302 e do terceiro sinal 303.

[0057] De modo similar, quando o primeiro, segundo ou terceiro sinais compreendem informações a respeito do tempo de transmissão ou de recepção, por exemplo, quando o primeiro sinal 301 compreende informações indicativas do tempo de transmissão do primeiro sinal 301 a partir da primeira estação de base BS1, então, a unidade de recebimento 401 é disposta para decodificar as informações de tempo de transmissão e passar as mesmas para a unidade de temporizações de estação de base 404. De modo similar, quando o terceiro sinal 303 compreende informações indicativas de um tempo de recepção do segundo sinal 302 na primeira estação de base BS1 e o terceiro sinal 303 compreende informações indicativas de um tempo de transmissão do terceiro sinal 303 a partir da primeira estação de base BS1, então, a unidade de recebimento 401 é disposta para decodificar as indicações de tempo e passar as mesmas para a unidade de temporizações de estação de base 404.

[0058] Opcionalmente, o segundo sinal 302 pode compreender uma indicação de um tempo de recepção do primeiro sinal 301 na segunda estação de base BS2 e uma indicação de um tempo de transmissão do segundo sinal 302 na segunda estação de base BS2. Consequentemente, a unidade de recebimento 401 pode ser disposta para decodificar tais indicações e passar as mesmas para a unidade de temporizações de estação de base 404. De modo similar, um quarto sinal transmitido opcionalmente 304 pode compreender uma indicação de um tempo de recepção do terceiro sinal 303 na segunda estação de base BS2 e, portanto, a unidade de recebimento 401 pode ser disposta para decodificar a indicação e passar a mesma para a unidade de temporizações de estação de base

404.

[0059] A unidade de medição de tempo de atraso 402 é disposta para receber informações indicativas do primeiro sinal 301 e do segundo sinal 302 e para medir um tempo de atraso do dispositivo DD como uma quantidade de tempo entre o recebimento do primeiro sinal 301 e o recebimento do segundo sinal 302. Em um exemplo não limitante, a unidade de medição de tempo de atraso 402 pode ser disposta para registrar o tempo em que o primeiro sinal 301 é recebido. Nesse sentido, o tempo registrado será o tempo local para o dispositivo D em que o primeiro sinal 301 é recebido. A unidade de medição de tempo de atraso 402 será adicionalmente disposta para registrar o tempo em que o segundo sinal 302 é recebido. Em outras palavras, o tempo local para o dispositivo D em que o segundo sinal 302 é recebido. Consequentemente, a unidade de medição de tempo de atraso 402 é disposta para subtrair o tempo de recepção do segundo sinal 302 do tempo de recepção do primeiro sinal 301 para, portanto, determinar o tempo de atraso do dispositivo DD. Alternativamente, em outro exemplo não limitante, a unidade de medição de tempo de atraso 402 pode ser disposta para redefinir e iniciar um temporizador quando o primeiro sinal 301 é recebido. A unidade de medição de tempo de atraso 402 pode ser adicionalmente disposta para interromper o temporizador quando o segundo sinal 302 é recebido. Dessa forma, o valor do temporizador é o valor do tempo de atraso do dispositivo DD.

[0060] A unidade de medição de tempo de ida e volta 403 é disposta para receber informações indicativas do segundo sinal 302 e do terceiro sinal 303 e para medir um tempo de ida e volta do dispositivo RD como uma quantidade de tempo entre o recebimento do segundo sinal 302 e o recebimento do terceiro sinal 303. Em um exemplo não limitante, a unidade de medição de tempo de ida e volta 403 pode ser disposta para registrar o tempo em que o segundo sinal 302 é recebido. Nesse sentido, o tempo registrado será um tempo local para o dispositivo D em que o segundo sinal 302 é recebido. A unidade de medição de tempo de ida e volta 403 será adicionalmente disposta para registrar o tempo em que o terceiro sinal 303 é recebido. Em outras palavras, o tempo local para o dispositivo D em que o terceiro sinal 303 é recebido. Consequentemente, a unidade de medição de tempo de ida e volta 403 é disposta para subtrair o tempo de recepção do terceiro sinal 303 do tempo de recepção do segundo sinal 302 para, portanto, determinar o tempo de ida e volta do dispositivo RD. Alternativamente, em outro exemplo não limitante, a unidade de medição de tempo de ida e volta 403 pode ser disposta para redefinir e iniciar um temporizador quando o segundo sinal 302 é recebido. A unidade de medição de tempo de ida e volta 403 pode ser adicionalmente disposta para interromper o temporizador quando o terceiro sinal 303 é recebido. Dessa forma, o valor do temporizador é o valor do tempo de ida e volta do dispositivo RD.

[0061] A unidade de temporizações de estação de base 404 é disposta para determinar um tempo de ida e volta RBS1 da primeira estação de base BS1 e um tempo de atraso DBS1 da primeira estação de base BS1 com base em pelo menos um sinal recebido. Por exemplo, com base no primeiro, no segundo e no terceiro sinais recebidos, a unidade de determinação é disposta para determinar o tempo de ida e volta RBS1 da primeira estação de base BS1 e o tempo de atraso DBS1 da primeira estação de base BS1.

[0062] Em um exemplo não limitante, o tempo de ida e volta RBS1 da primeira estação de base BS1 e o tempo de atraso DBS1 da primeira estação de base BS1 são determinados com base nas informações de tempo no terceiro sinal 303. O terceiro sinal 303 transmitido pela primeira estação de base BS1 pode compreender informações indicativas do tempo de ida e volta RBS1 da primeira estação de base BS1 e do tempo de atraso DBS1 da primeira estação de base BS1, então, a unidade de temporizações de estação de base 404 é disposta para decodificar as informações presentes no terceiro sinal 303. Dessa forma, a primeira estação de base BS1 proporciona ao dispositivo D o tempo de ida e volta RBS1 da primeira estação de base BS1 e o tempo de atraso DBS1 da primeira estação de base BS1 sem exigir relógios sincronizados através da primeira estação de base BS1, da segunda estação de base BS2 e do dispositivo D. Opcionalmente, quando um quarto sinal 304 é recebido pela unidade de temporizações de estação de base 404 e compreende informações indicativas do tempo de ida e volta RBS2 da segunda estação de base BS2 e do tempo de atraso DBS2 da segunda estação de base BS2, então, a unidade de temporizações de estação de base 404 é disposta para decodificar as informações presentes no quarto sinal 304.

[0063] Em outro exemplo não limitante, o tempo de ida e volta RBS1 da primeira estação de base BS1 e o tempo de atraso DBS1 da primeira estação de base BS1 são determinados com base nas informações de tempo no terceiro sinal 303. O primeiro sinal 301 pode compreender informações indicativas de um tempo de transmissão do primeiro sinal 301 a partir da primeira estação de base BS1 e o terceiro sinal pode compreender informações indicativas de um tempo de recepção do segundo sinal 302 na primeira estação de base BS1 e informações indicativas de um tempo de transmissão do terceiro sinal 303 a partir da primeira estação de base BS1. A unidade de temporizações de estação de base 404 é disposta para receber as indicações e calcular o tempo de ida e volta RBS1 da primeira estação de base BS1 e o tempo de atraso DBS1 da primeira estação de base BS1 com base nas indicações. Em particular, a unidade de temporizações de estação de base 404 é disposta para calcular o tempo de ida e volta RBS1 da primeira estação de base BS1 como a diferença entre a indicação do tempo de recepção do segundo sinal 302 e a indicação do tempo de transmissão do primeiro sinal 301. Dessa forma, o tempo de ida e volta RBS1 da primeira estação de base BS1 é calculado pelo dispositivo D na base de tempo da primeira estação de base BS1 e, portanto, relógios sincronizados não são necessários através da primeira estação de base BS1, da segunda estação de base BS2 e do dispositivo D. De modo similar, a unidade de temporizações de estação de base 404 é disposta para calcular o tempo de atraso DBS1 da primeira estação de base BS1 como a diferença entre a indicação de tempo de transmissão do terceiro sinal 303 e a indicação de tempo de recepção do segundo sinal 302. Dessa forma, os tempos de ida e volta e os tempos de atraso relevantes são calculados pelo dispositivo D, e não pela primeira estação de base BS1.

[0064] Opcionalmente, o segundo sinal 302 pode compreender um tempo de recepção na segunda estação de base

BS2 do primeiro sinal 301 e um tempo de transmissão da segunda estação de base BS2 do segundo sinal 302. Ademais, um quarto sinal opcional 304 pode ser recebido pelo dispositivo D compreendendo uma indicação de um tempo de recepção na segunda estação de base BS2 do terceiro sinal

303. Neste exemplo, a unidade de temporizações de estação de base 404 pode ser disposta para calcular o tempo de ida e volta RBS2 da segunda estação de base BS2 e o tempo de atraso DBS2 da segunda estação de base BS2. Em particular, o tempo de atraso DBS2 da segunda estação de base BS2 pode ser calculado como a diferença entre a indicação do tempo de transmissão do segundo sinal 302 e a indicação do tempo de recepção do primeiro sinal 301. Ademais, a segunda estação de base BS2 tempo de ida e volta RBS2 pode ser calculada como a diferença no tempo entre a indicação do tempo de recepção do terceiro sinal 303 e o tempo de transmissão do segundo sinal 302. Dessa forma, os tempos de ida e volta e os tempos de atraso relevantes são calculados pelo dispositivo D, e não pela segunda estação de base BS2.

[0065] A unidade de temporizações de estação de base 404 é disposta para decodificar informações a partir dos sinais no formato relevante em que as informações são codificadas. Por exemplo, se os sinais dependem da modulação de frequência para codificar dados digitais codificados por Manchester, então, a unidade de temporizações de estação de base 404 é disposta para decodificar os dados digitais através da recuperação dos dados digitais codificados por Manchester a partir da modulação de frequência e, então, através da recuperação adicional dos dados digitais a partir da codificação por Manchester. Contempla-se que outras formas de modulação e codificação possam ser implementadas e que a unidade de temporizações de estação de base 404 seja disposta para demodular e decodificar os dados digitais ou análogos.

[0066] A unidade de cálculo 405 é disposta para receber o tempo de atraso do dispositivo DD a partir da unidade de medição de tempo de atraso 402, o tempo de ida e volta do dispositivo RD a partir da unidade de medição de tempo de ida e volta 403 e as indicações do tempo de atraso da primeira estação de base DBS1 e o tempo de ida e volta da primeira estação de base RBS1 a partir da unidade de temporizações de estação de base 404. Com base nessas indicações recebidas, a unidade de cálculo 405 é disposta para calcular uma primeira diferença de tempo de chegada. Conforme será explicado posteriormente com referência à Figura 5, a primeira diferença calculada de tempo de chegada localiza o dispositivo D em uma hipérbole entre a primeira estação de base BS1 e a segunda estação de base BS2. Os presentes inventores denominaram sua abordagem de “Diferença Assimétrica de Tempo de Chegada” (ATDOA), visto que depende de sinalização assimétrica entre a primeira estação de base BS1 e a segunda estação de base BS2, com a primeira estação de base BS1 transmitindo dois sinais (primeiro sinal 301 e terceiro sinal 303), enquanto a segunda estação de base BS2 transmite apenas um sinal (o segundo sinal 302).

[0067] Em uma modalidade não limitante, a primeira diferença de tempo de chegada é calculada com base no tempo de atraso do dispositivo DD a partir da unidade de medição de tempo de atraso 402, no tempo de ida e volta do dispositivo RD a partir da unidade de medição de tempo de ida e volta 403 e nas indicações do tempo de atraso da primeira estação de base DBS1 e no tempo de ida e volta da primeira estação de base RBS1 a partir da unidade de temporizações de estação de base 404, na velocidade da luz e uma indicação de uma distância entre a primeira estação de base BS1 e a segunda estação de base BS2. Conforme será observado, a velocidade de luz varia dependendo do meio em que a primeira estação de base BS1, a segunda estação de base BS2 e o dispositivo D operam, portanto, o cálculo com base na velocidade da luz é adaptado com base no ambiente em que o dispositivo D opera. Vantajosamente, essa modalidade não limitante fornece ao dispositivo D a capacidade para determinar uma distância física como uma posição medida, por exemplo, em metros em um espaço unidimensional, bidimensional ou tridimensional em relação à primeira estação de base BS1 e à segunda estação de base BS2.

[0068] Ademais, a indicação de distância entre a primeira estação de base BS1 e a segunda estação de base BS2 pode ser encontrada de inúmeras formas. Por exemplo, a distância pode ser determinada na instalação da primeira estação de base BS1 e da segunda estação de base BS2 e a distância medida por qualquer meio manual com o dispositivo D estando programado com a distância medida. Adicional ou alternativamente, a distância pode ser medida uma vez que a primeira estação de base BS1 e a segunda estação de base BS2 estirem operacionais usando um meio para constatar a distância, como os algoritmos de telemetria descritos na seção de antecedentes (por exemplo, a técnica de ATWR). Dessa forma, o dispositivo D pode ser informado, por meio de outro sinal (não mostrado) que inclui uma indicação da distância entre a primeira estação de base BS1 e a segunda estação de base BS2.

[0069] Em relação à Figura 5, o posicionamento usando a Diferença Assimétrica de Tempo de Chegada (ATDOA) em um exemplo bidimensional é mostrado. Conforme explicado anteriormente, cada medição de ATDOA resulta no posicionamento do dispositivo D em uma hipérbole entre as duas estações de base que trocam sinais. No exemplo mostrado, três medições de ATDOA são tomadas pelo dispositivo D entre as estações de base fixas BS1 e BS2, BS2 e BS3, e BS1 e BS3, o que possibilita a identificação da posição do dispositivo móvel D pelo cruzamento das hipérboles 501, 502 e 503.

[0070] Em particular, a curva 501 se refere a possíveis localizações de ATDOA (em outras palavras, uma hipérbole) do dispositivo D com base na ATDOA medida a partir da BS1 e BS2. De modo similar, a curva 502 se refere a possíveis localizações de ATDOA do dispositivo D com base na ATDOA medida a partir da BS2 e BS3. De modo similar, a curva 503 se refere a possíveis localizações de ATDOA de D com base na ATDOA medida a partir de BS1 e BS3.

[0071] Em vez de medir alcances a partir de uma única estação de base de localização conhecida, a Diferença Assimétrica de Tempo de Chegada (ATDOA) se baseia em duas estações de base (primeira estação de base BS1 e segunda estação de base BS2) de localização conhecida para calcular a diferença no tempo de voo (tempo de propagação de sinal) da primeira estação de base BS1 até o dispositivo D de localização desconhecida e da segunda estação de base BS2 até o mesmo dispositivo D. Tal medição pode ser usada para localizar o dispositivo D em uma superfície hiperbólica (em três dimensões), e com múltiplas de tais leituras a partir de diferentes pares de estações de base e o mesmo dispositivo D, tomar o cruzamento das superfícies resultantes determina uma posição.

[0072] Os presentes inventores identificaram as seguintes vantagens de ATDOA em relação a sistemas de posicionamento conhecidos: ● O dispositivo D (o dispositivo de localização desconhecida) não precisa enviar mensagens para coletar medições de ATDOA e pode, portanto, calcular sua própria posição. ● As características de escalonabilidade de tal sistema são mais favoráveis - um conjunto denso de dispositivos podem localizar sua posição sem comunicação na presença de um conjunto menor de estações de base de comunicação. ● Adicionar mais dispositivos dentro de uma área não exige nenhuma infraestrutura extra para suportar a constatação de localização (em termos de estações de base extras), nem demanda sobrecarga de comunicação extra nem resulta em latência adicionada para quaisquer outros dispositivos. ● O esquema é resiliente ao erro de relógio, mesmo com um relógio de cristal típico.

[0073] Em particular, a ATDOA é robusta ao erro de relógio, mesmo ao ponto em que um oscilador de cristal compensado por temperatura (TCXO) não é necessário para produzir medições de ATDOA precisas - medições precisas até 15 cm em protótipos iniciais sugerem que o uso de um relógio de cristal (que é mais eficaz quanto à potência, menos dispendioso e mais prontamente disponível) é suficiente. Isso é adicionalmente validado pela análise matemática abaixo que sugere que o erro de relógio contribuiria de modo insignificativo para o ruído nas leituras do sistema de protótipo.

[0074] A seguir é revelada uma análise matemática de Diferença Assimétrica de Tempo de Chegada (ATDOA) conforme descrito anteriormente em relação ao dispositivo D da primeira modalidade da presente invenção.

[0075] Na análise a seguir, três entidades são configuradas, a saber: uma primeira estação de base BS1, uma segunda estação de base BS2 e um dispositivo D, em que c é a velocidade da transmissão de sinais, que tipicamente corresponde à velocidade da luz. Em particular, com referência à Figura 6, os tempos de voo dos sinais entre cada uma das entidades são mostrados com u, v e t sendo definidos conforme a seguir:

[0076] Nesta notação, a Diferença de Tempo de Chegada, TDOA, entre BS1 e BS2 em D é definida como sendo: = −

[0077] O seguinte cálculo descrito para TDOA é tanto robusto ao desvio de relógio quanto tem boas propriedades para calibrar o atraso de antena.

[0078] O objetivo da análise é obter uma medida precisa de = + − . A Figura 7 é um diagrama que corresponde à

Figura 3, porém, que mostra tempos de voo de sinais representados entre cada uma das entidades. Usando o tempo conhecido t e uma aproximação precisa de , uma aproximação precisa da TDOA entre BS1 e BS2 em D pode ser obtida.

[0079] Com referência à Figura 7, as seguintes equações são derivadas:

[0080] Tomando o produto de e das Equações 2 e 3:

[0081] A partir das Equações 2 e 3, respectivamente, duas formas, e , para são obtidas:

[0082] Então, foi fácil recuperar uma aproximação precisa para , considerado uma destas aproximações precisas ou através da subtração de t (da equação 1).

[0083] Em relação à robustez ao desvio de relógio, a utilização da mesma notação que é revelada por Neirynck et al em An Alternative Double-Sided Two-Way Ranging Method” de 21 de outubro de 2016, que é aqui incorporado a título de referência, a seguinte análise para desvio de relógio é realizada. Presume-se que o dispositivo D, a primeira estação de base BS1, a segunda estação de base BS2 têm relógios que são precisos a eD, eBS1, eBS2 parte por milhão, respectivamente, e considera-se o impacto no intervalo medido ˆ versus o intervalo real , em que, por exemplo, ˆ é a forma medida de .

[0084] Visando a conveniência, escreve-se =1+ , e similarmente para cada uma dentre a primeira estação de base BS1 e a segunda estação de base BS2.

[0085] Primeiro, observando a medição de

[0086] Alternativamente, observando a medição de

[0087] Portanto, considerando-se que a ordem de magnitude tanto de quanto de é pequena, os erros ˆ − e ˆ − em sua medição devido aos erros de relógio e , respectivamente, são pequenos.

[0088] Especificamente, a definição de = + − implica e deve estar na ordem de 10 para um sistema que cobre 100 metros. Com relógios de cristal padrão precisos a

±20 partes por milhão (como também estipulado no padrão de IEEE 802.15.4a), o erro é da ordem de ' ± = ± 20 × 10 10 = ±2 × 10 ! " #$%! = ±6 × 10 ( )%!

[0089] Esse modelo de erro de relógio sugere precisão submilímetro, embora, na prática, isso implique que o erro de relógio em tais sistemas com esse algoritmo não afetará a precisão da medição de .

[0090] Também é importante considerar o impacto do atraso de antena e receber polarização de nível de sinal. Mais especificamente, um par extra de fatores no desempenho do esquema de posicionamento de UWB consistem no atraso de antena de transmissão e recebimento. Esse conceito é revelado em “APS014: Antenna Delay Calibration of DW1000, APS012: DW1000 Production Tests, APS011: Sources of error in TWR schemes” por Decawave, que é incorporado no presente documento a título de referência. Além do atraso de antena, também há um impacto adicional de Nível de Sinal de Recebimento (RSL).

[0091] Em relação à Figura 8, é importante determinar o impacto de atrasos de antena sobre intervalos medidos por todos dentre um dispositivo , uma primeira estação de base BS1 e uma segunda estação de base BS2. Consideram-se dois parâmetros, * +, e * -, , respectivamente, o atraso de antena de transmissão e recebimento para o dispositivo , que representa de modo informal o atraso entre um tempo de transmissão exigido para uma mensagem e o tempo real que a mesma é enviada, ou o tempo de recebimento real de uma mensagem e o tempo em que é notado que a mesma foi recebida. Simultaneamente, considera-se para a primeira estação de base BS1 * +, e * -, e para a segunda estação de base BS2 * +,. e * -,. . A análise agora irá considerar qual dentre estas exigirá calibração.

[0092] Na notação abaixo, um til sobre uma variável (por exemplo, ˜ ) será usado para indicar que essa é a medição da variável pelo sistema que levará em consideração o atraso de antena. A seguir é examinado o efeito de medição de um intervalo I pela primeira estação de base BS1 considerando- se os parâmetros * +, e * -, .

[0093] Supõe-se que uma solicitação de mensagem seja enviada a partir da primeira estação de base BS1 no tempo ˜ +, . Supõe-se que, após um atraso de * +, , a mensagem seja realmente enviada, portanto +, = ˜ +, + * +,

[0094] Supõe-se ainda que posteriormente uma mensagem seja recebida na primeira estação de base BS1 no tempo -, , porém, devido a um Atraso de Recebimento de Antena de * -, , o recebimento de tal mensagem não é notado até ˜-, , de modo que -, = ˜-, − * -,

[0095] Com referência à Figura 8, a duração medida, ˜, é comparada com a duração real , portanto: em que * = * +, + * -,

é o atraso de antena compósito para a primeira estação de base BS1.

[0096] De modo similar, examinando a medição ˜′ de um intervalo ′ entre uma mensagem recebida primeiro na primeira estação de base BS1 e uma mensagem transmitida em segundo na primeira estação de base BS1: ˜′ = ′ − *

[0097] Observa-se que, por uma medição de intervalo na primeira estação de base BS1 entre dois carimbos temporais de recebimento, não há impacto de Atraso de Antena (pelo menos, desde que os impactos pequenos de temperatura não sejam considerados/modelados). A mesma observação se aplica se uma medição de intervalo for entre dois carimbos temporais de transmissão.

[0098] Ademais, em relação ao atraso de antena em ATDOA, a mesma análise de medição de intervalo de atraso de antena se aplica para a segunda estação de base BS2 e o dispositivo D no esquema de ATDOA com atrasos de antena compósitos * .

e * , respectivamente.

[0099] Então, de acordo com a Equação 6, para , considera-se sua medição ˜ . Substituindo no impacto do atraso de antena nos intervalos medidos na primeira estação de base BS1 e no dispositivo D

[0100] A partir disso, deve ser simples calibrar o atraso de antena para o sistema: em um sistema que compreende a primeira estação de base BS1, a segunda estação de base BS2 e o dispositivo D, apenas a calibração de * é necessária, o atraso de antena compósito na BS1 para lidar com o atraso de antena. Então, observa-se que * é facilmente obtido colocando a primeira estação de base BS1, a segunda estação de base BS2 e o dispositivo D em posições conhecidas, calculando a média de muitas medições e solucionando a equação linear resultante da Equação 10.

[0101] Deve ser observado que ATDOA tem a propriedade vantajosa em relação à ATWR relacionada à calibração de atraso de antena que apenas uma entidade exige calibração. Especificamente, em ATDOA, o dispositivo D não exige calibração. Por exemplo, a entidade pode ser um dentre o dispositivo D, a primeira estação de base BS1 ou a segunda estação de base BS2.

[0102] Adicionalmente, a calibração para o atraso de antena em ATWR exige que três entidades sejam colocadas equidistantes em uma formulação triangular e que se execute uma técnica de ATWR entre cada um dos pares de entidades para solucionar as equações reveladas por Decawave em 2014 no documento "APS014 Application Note Antenna Delay Calibration of DW1000-based Products and Systems", versão

1.01, que é aqui incorporado a título de referência. Por outro lado, deve ser observado que a calibração para ATDOA não exige entidades supérfluas ou a solução de equações simultâneas mais complicadas.

[0103] Em relação à polarização de nível de sinal de recebimento (RSL), de acordo com “APS014: Antenna Delay

Calibration of DW1000, APS012: DW1000 Production Tests, APS011: Sources of error in TWR schemes, Decawave Documentation” por Decawave, que é aqui incorporado a título de referência, "uma polarização que varia com o nível de sinal recebido (RSL) pode ser observada no carimbo temporal relatado em comparação com o valor correto". Portanto, é possível supor que, para a primeira estação de base BS1, a segunda estação de base BS2 e o dispositivo D, há funções de polarização de RSL 2 3 ,2 . 3 e2 3 para 3 sendo o RSL (ou alternativamente, para uma configuração fixa e abusando a notação, 3 é uma entidade a partir da qual um sinal é enviado para BS1, BS2 ou D, respectivamente).

[0104] Expandir, agora, o modelo para ˜ , observando as seguintes equações revisadas:

[0105] Portanto, a forma revisada de ˜ é:

[0106] Uma primeira técnica de compensação para polarização de RSL pode ser obtida através da configuração de um leito de teste, de modo que D seja equidistante tanto à BS1 quanto à BS2, 2 561 ≈ 2 562 e, portanto, * + 2 562 ≈ ˜ − . Dessa forma, é observado que a função 2 pode ser aproximada por medição repetida e ajuste do leito de teste.

[0107] Especificamente, fixando-se * (por exemplo, com o uso da calibração acima de Atraso de Antena calibração na seção anterior), é possível calibrar a função 2 3 movendo a primeira estação de base BS1 e a segunda estação de base BS2 simetricamente para fora do dispositivo D. Como as equações mostram, qualquer imprecisão na calibração aproximada do atraso de antena * será corrigida pela função 2 3 .

[0108] Ademais, supondo que BS1 e D sejam de projeto e fabricação adequadamente similares, é possível sugerir que 2 3 ≈2 3 + 8 para alguma 8 constante que representa o componente de * não capturado precisamente na calibração anterior do atraso de antena.

[0109] Considerando-se, então, 2 3 −2 9 = 2 3 +8 − 2 9 +8 =2 3 −2 9 , é possível observar que a função 2 3 aparece apenas como na forma 2 3 − 2 9 , portanto, não importa que o termo de polarização constante 8 não seja determinado e, assim, usar 2 para a função 2 é suficiente.

[0110] Sugere-se que a calibração inicial do atraso de antena * seja realizada a uma distância/RSL definido para que se possa redirecionar a função 2 , uma vez aprendida, em outras entidades que realizam funções similares àquela de BS1 sem a necessidade de realizar calibração adicional da função de polarização de RSL. Em vez disso, seria suficiente que tais entidades fossem calibradas para o atraso de antena naquela mesma distância/RSL fixo.

[0111] Deve ser observado que é entendido que as funções de polarização de RSL também irão variar dependendo do canal usado e a definição de Frequência de Repetição de Pulso (PRF) empregada.

[0112] Entretanto, em algumas situações, medir diretamente a força de sinal recebido como as entradas para as funções 2 3 , 2 . 3 e 2 3 não é suficiente para compensar precisamente pela polarização de RSL. Especificamente, as entidades de engenharia para medição precisa de tempo podem não ser submetidas à engenharia para medição precisa de força de sinal. Como descrito posteriormente com referência à multilateração, uma segunda técnica de compensação de polarização de RSL é revelada com propriedades vantajosas em relação à primeira técnica descrita acima.

[0113] Ademais, um método para tentar aprimorar a precisão em sistemas de TDOA existentes consiste em realizar a sincronização de relógio entre estações de base usando cabos fixos, repetidores de relógio e semelhantes. Isso desvia da elegância do sistema e também aumenta o custo de infraestrutura. Em contrapartida, o método de ATDOA presume que relógios não são sincronizados, potencialmente removendo a possibilidade de cabeamentos dispendiosos e inconvenientes serem exigidos.

[0114] Novamente com referência à unidade de cálculo 405, em uma modalidade preferencial não limitada, a unidade de cálculo 405 pode receber adicionalmente o tempo de atraso do dispositivo DD da unidade de medição de tempo de atraso 402, o tempo de ida e volta do dispositivo RD da unidade de medição de tempo de ida e volta 403 e as indicações determinadas opcionalmente do tempo de atraso da segunda estação de base DBS2 e o tempo de ida e volta da segunda estação de base RBS2 a partir da unidade de temporizações de estação de base 404. Com base nessas indicações recebidas, a unidade de cálculo 405 é opcionalmente disposta para calcular uma segunda diferença de tempo de chegada que localiza o dispositivo D em uma hipérbole entre a segunda estação de base BS2 e a primeira estação de base BS1.

[0115] Em uma modalidade preferencial, a segunda diferença de tempo de chegada é calculada com base no tempo de atraso do dispositivo DD a partir da unidade de medição de tempo de atraso 402, no tempo de ida e volta do dispositivo RD a partir da unidade de medição de tempo de ida e volta 403 e nas indicações do tempo de atraso da segunda estação de base DBS2 e no tempo de ida e volta da segunda estação de base RBS2 a partir da unidade de temporizações de estação de base 404, na velocidade da luz e uma indicação de uma distância entre a segunda estação de base BS2 e a primeira estação de base BS1. Conforme será observado, a velocidade de luz varia dependendo do meio em que a primeira estação de base BS1, a segunda estação de base BS2 e o dispositivo D operam, portanto, o cálculo com base na velocidade da luz é adaptado com base no ambiente em que o dispositivo D opera.

[0116] Através da inclusão das medições da segunda estação de base BS2, pequenos ganhos na precisão podem ser adicionados sem latência adicional ou sobrecarga de comunicação significativa.

[0117] Nas equações 5 e 6, o cálculo de ATDOA acima foi apresentado usando os intervalos medidos na primeira estação de base BS1 e no dispositivo D. Nesse esquema específico, portanto, é claro que o dispositivo D pode calcular imediatamente , considerando os intervalos marcados ( , , , ).

[0118] Entretanto, através da adição dos intervalos .

e ., a média das duas expressões para (por exemplo) pode levas a um resultado "melhor"/com menos ruído. Usando ′= + − = − : :

[0119] Ademais, observa-se que = − = − , uma nova aproximação para é obtida:

[0120] Conforme será observado, uma calibração similar para * . como foi descrito anteriormente em relação a * pode ser realizada utilizando o quarto sinal 304 descrito anteriormente.

[0121] Em uma modalidade preferencial, o dispositivo D compreende adicionalmente uma unidade de transmissão opcional 406. Isso tem o efeito de fazer com que o dispositivo D se comporte de uma maneira similar àquela de uma estação de base em que o dispositivo D é capaz de transmitir pelo menos um sinal para a primeira estação de base BS1 e/ou a segunda estação de base BS2 e/ou outros dispositivos D que também compreendem a unidade de transmissão opcional 406.

[0122] Em seguida, o dispositivo D que compreende a unidade de transmissão opcional 406 pode auxiliar no posicionamento de outros dispositivos D cuja posição permanece desconhecida.

[0123] O dispositivo D pode começar sem nenhum conhecimento prévio de seu posicionamento. O dispositivo D é disposto para receber sinais a partir de outras estações de base (com posições conhecidas), de modo que o dispositivo D possa determinar sua posição. Conforme será observado, a posição exata do dispositivo D não precisa ser determinada, desde que os outros dispositivos D tenham aprendido distâncias relativas desse dispositivo D até algumas das estações de base e/ou outros dispositivos D compreendendo a unidade de transmissão opcional 406.

[0124] Isso pode ser útil no aumento do número de leituras de ATDOA disponíveis para os dispositivos D, ou para auxiliar em áreas que estão fora do alcance de muitas das estações de base. Dessa forma, isso também pode ser usado para reduzir o número de estações colocadas dentro do perímetro de um ambiente (talvez, reduzindo esse número a zero), o que pode ser conveniente por motivos de fonte de alimentação, manutenção e outros motivos de engenharia.

[0125] Em um exemplo não limitante, a unidade de transmissão 406 pode ser disposta para transmitir pelo menos um sinal compreendendo informações indicativas de um tempo de ida e volta medido e um tempo de atraso medido. Consequentemente, a unidade de transmissão 406 faz com que o dispositivo D opere de uma maneira similar às estações de base descritas anteriormente. Alternativa ou adicionalmente,

a unidade de transmissão 406 pode ser disposta para transmitir pelo menos um sinal compreendendo informações indicativas de um tempo de transmissão do pelo menos um sinal a partir do dispositivo D. De modo similar, essa operação faz com que o dispositivo opere de uma maneira similar àquela de uma estação de base descrita anteriormente.

[0126] Em um exemplo não limitante adicional, o dispositivo D pode compreender adicionalmente uma unidade de cálculo de média 407 que é disposto para receber pelo menos duas diferenças de tempo de chegadas a partir da unidade de cálculo 405 e disposto para realizar uma função de cálculo de média nas pelo menos duas diferenças de tempo das chegadas. Dessa forma, através da modelagem do ruído (por exemplo, um componente Gaussiano da medição), pode ser possível reduzir o ruído por técnicas estatísticas (por exemplo, cálculo de média). Isso arrisca aumentar a latência do sistema, porém, ainda pode ser útil em algumas configurações.

[0127] Em um exemplo, a unidade de cálculo de média 407 pode ser disposta para receber a primeira e a segunda diferenças de tempo das chegadas a partir da unidade de cálculo 405, que foram calculadas com base nas medições a partir da primeira estação de base BS1 e nas medições a partir da segunda estação de base BS2, respectivamente. A unidade de cálculo de média 407 pode ser adicionalmente disposta para calcular a média da primeira e da segunda diferenças de tempo das chegadas.

[0128] Alternativa ou adicionalmente, pode ser possível capturar múltiplas leituras de ATDOA enquanto o dispositivo D é estacionário a partir do mesmo conjunto de estações de base. Por exemplo, obtendo a diferença repetida de tempo das chegadas a partir dos sinais da primeira estação de base BS1 e da segunda estação de base BS2, em outras palavras, capturando a primeira diferença de tempo de chegada repetidamente e, então, calculando a medição repetida.

[0129] Embora a descrição acima descreva um dispositivo D e duas estações de base, os presentes inventores contemplam pelo menos um dispositivo D que opera em um ambiente com pelo menos duas estações de base. Conforme será observado, para determinar a posição exata de um dispositivo D de posição desconhecida em espaço tridimensional exige mais de duas estações de base. Por exemplo, conforme descrito na Figura 5 que mostra uma solução bidimensional, três estações de base são necessárias para obter pelo menos duas hipérboles (embora uma terceira hipérbole também possa ser determinada entre a primeira estação de base BS1 e a terceira estação de base BS3), cujo cruzamento é a localização do dispositivo D. Conforme será observado, em três dimensões, pelo menos três estações de base são necessárias, de modo que o cruzamento no espaço tridimensional das três hipérboles determinadas por pares de estações de base se cruze em um único ponto.

[0130] Como mostrado na Figura 5, para cada um dentre os pares de estações de base, uma hipérbole é mostrada das posições potenciais do dispositivo D com base na diferença de tempo das chegadas calculada pelo dispositivo D. Conforme será observado, para essa finalidade, cada uma das três estações de base é disposta para transmitir sinais para e receber sinais a partir de qualquer outra estação de base. O dispositivo D é disposto para receber os sinais transmitidos entre qualquer uma das estações de base e calcular uma diferença de tempo de chegada com base nos sinais recebidos.

[0131] Em uma modalidade preferencial adicional, os presentes inventores constataram que uma solução útil para determinar a posição de um dispositivo D é a utilização de multilateração. Consequentemente, em uma modalidade preferencial, uma unidade de determinação 408 é disposta para determinar a posição do dispositivo D utilizando multilateração. Uma boa multilateração depende de o dispositivo D receber pelo menos duas diferenças de tempo das chegadas e calcular a posição do dispositivo D por multilateração das pelo menos duas diferenças recebidas de tempo de chegadas.

[0132] Em um exemplo, o dispositivo pode utilizar restrições conhecidas a respeito de seu ambiente para determinar sua posição com menos diferenças de tempo das chegadas e/ou diferenças de tempo das chegadas baseadas em informações menos confiáveis. Por exemplo, se for um fato conhecido que o dispositivo D opera dentro de uma certa área de um ambiente, como uma área de 10 m por 10 m, então, as hipérboles de posição fora dessa área podem ser desconsideradas para limitar o ponto de cruzamento da hipérbole e, portanto, a posição do dispositivo D a uma área específica dentro do ambiente. De modo similar, se for um fato conhecido que o dispositivo D opera apenas em uma área bidimensional e não realiza nenhum movimento vertical, então, as superfícies hiperbólicas que se estendem acima e abaixo da área de operação podem ser desconsideradas. Dessa forma, o dispositivo D calcula sua posição com base na diferença recebida de tempo das chegadas e em informações indicativas das restrições do ambiente em que o dispositivo D está posicionado. Ademais, como descrito anteriormente, a multilateração pode ser realizada utilizando a diferença de tempo das chegadas e informações indicativas de uma polarização de sinal de recebimento.

[0133] Mais especificamente, técnicas de otimização podem ser empregadas para realizar a multilateração a partir de valores de ATDOA e da configuração das estações de base.

[0134] Primeiro, presume-se um conjunto de # estações de base fixas, {< , <. , … , <> } com posições conhecidas {@ < , @ <. , … , @ <> }, respectivamente.

[0135] Segundo, abaixo está um método para calcular valores de ATDOA esperados considerando-se duas estações de base fixas <A e <B e um dispositivo com posição @ : <A , <B , =∥ @ <A − @ ∥ −∥ @ <B − @ ∥

[0136] Terceiro, para um conjunto de D, medições de ATDOA em um dispositivo de localização desconhecida @ : ℳ = {( <FG , <HG , , ( <FI , <HI , , … , ( <FJ , <HJ , }

[0137] Observa-se que pode haver múltiplas medições em ℳ para um dado par de estações de base fixas (Ak , Al).

[0138] Para otimizar, busca-se encontrar um ′ (isto é, uma configuração de um dispositivo com uma posição @ ′ ) que corresponde às medições ℳ.

[0139] Quarto, um meio para avaliar o erro em um candidato atual ′ em relação às medições ℳ é necessário. Por exemplo: : i. ))% ℳ, = ∑P QR ,QS ,+ ∈ ℳ[( <A , <B , − <A , <B , ′ ].

[0140] Quinto, um método para otimização é necessário - há muitos destes, porém, todos têm por objetivo encontrar algum valor (no presente caso, ′) que minimiza algum objetivo (nesse caso, ))% ℳ, ′ ).

[0141] Se o otimizador realizar seu trabalho corretamente e as medições ℳ forem boas, é constatado um ′ que é correspondente ao baixo erro ))% ℳ, ′ .

[0142] Sexto, os algoritmos de otimização tipicamente precisam de mais alguns parâmetros para funcionar.

[0143] Assim, alguns limites para o problema podem precisar ser fornecidos (por exemplo, o dispositivo tomou sua medições dentro de uma área definida, talvez com limites simples em suas coordenadas), uma configuração candidata inicial de ′ para trabalhar a partir de, e outra configuração a respeito de precisão de saída, critérios de convergência e outros controles similares.

[0144] Nesse sentido, a seleção de um bom valor para ′ pode ser considerada. Para essa finalidade, se multilaterações bem-sucedidas recentes tiverem produzido uma localização, então, uma boa configuração candidata de ′ pode ser usar essa localização para p( ′). Entretanto, em algumas circunstâncias, incluindo quando não há uma estimativa de localização recente, é frequentemente vantajoso que uma configuração inicial de T’ seja escolhida de modo que p( ′) esteja localizado centralizadamente dentro de um polígono definido pelas estações de base relevantes. Por exemplo, um polígono formado pelas estações de base BS1, BS2 e BS3 (cada uma das quais atua como um canto do polígono, portanto, formando um triângulo), então, o centroide do mesmo pode ser usado para a posição p( ′) em uma configuração candidata inicial de ′.

[0145] Uma segunda técnica de compensação de polarização de RSL é revelada com propriedades vantajosas em relação à primeira técnica descrita anteriormente. Em particular, a segunda técnica vantajosa depende da compensação de polarização de RSL por meio de medição de tempo.

[0146] Em particular, é evidente que, na fórmula para , o que é capturado, é o que se espera que seja medido, em vez do que seria teoricamente medido em um sistema em que não houve Atrasos de Antena, polarizações de RSL ou problemas de relógio. Assim, considerando-se uma função 2 3 que capturou a polarização de RSL para um sinal recebido a partir de uma distância 3, então, através do uso de uma forma alternativa ′ para a função que captura a polarização de RSL, uma posição de é correspondida com o conjunto de medições ℳ: : <A , <B , = <A , <B , + 2 ∥ @ <A − @ ∥ − 2 ∥ @ <B − @ ∥ + 2 ∥ @ <B − @ <A ∥

[0147] A vantagem dessa segunda técnica é que é possível aplicar uma correção de polarização de RSL sem precisar medir a força de sinal de recebimento. Isso impõe menos uma exigência em hardware - a saber, que não precisa ser boa na medição da força de sinal de recebimento, o que é oportuno devido ao fato de que os presentes inventores constataram que o chip de DW1000 não é bem equipado para medir a força de sinal de recebimento.

[0148] Para obter a função 2, é necessário alterar a técnica mais simples de Telemetria Bidirecional. Em particular, Decawave, no documento 2014, "APS011 Application Note Sources of Error in DW1000 based Two-Way Ranging (TWR) Schemes", versão 1.0, incorporado no presente documento a título de referência, revela que, conforme os exemplos existentes no campo de TWR, é possível compensar pela polarização de RSL de modo relativamente simples. Mais especificamente, a página 10, seção 3.2 desse documento revela o manuseio da polarização de RSL utilizando uma tabela de consulta simples para corrigir os alcances. Entretanto, os presentes inventores constataram que, para determinar o tempo de voo U entre duas entidades nos pontos V e V. por TWR, um modelo apropriado WU de sua medição incorporando polarização de RSL é: WU = U + 2 ∥ V. − V ∥

[0149] Os presentes inventores constataram que é, portanto, suficiente calibrar 2 primeiro produzindo uma função 2′ que é um mapeamento a partir de distâncias medidas para um fator de correção para obter distâncias reais (construído através do registro de muitas medições WU para muitas distâncias U =∥ V. − V ∥ entre os pontos, e através do cálculo de média dos erros WU − U para cada distância). Dessa forma, em média: WU − 2′ WU = U

[0150] Os presentes inventores constataram adicionalmente que a função 2 pode, então, ser definida pela propriedade desejada que, para cada distância 3, se espera que meça uma distância 3X = 3 + 2 3 (incluindo efeitos de polarização de alcance) de modo que: 3X − 2′ 3X = 3

[0151] isto é, uma distância medida 3X corregida por 2′ é a mesma que a distância verdadeira 3

[0152] Portanto, 2 3 é computado de modo que: 2 3 = 3X − 3 = 2′ 3X = 2′ 3 + 2 3

[0153] Por fim, observa-se que essa técnica, portanto,

não exige nenhuma medida precisa de força de sinal e, contudo, pode considerar as polarizações de RSL em ATDOA durante a multilateração.

[0154] A Figura 9 mostra os processos realizados pelo dispositivo D de acordo com a primeira modalidade, conforme mostrado na Figura 4. Em particular, o fluxograma mostra o cálculo de uma diferença de tempo de chegada para o dispositivo D com base em sinais transmitidas entre uma primeira estação de base BS1 e uma segunda estação de base BS2.

[0155] Conforme descrito anteriormente, a primeira estação de base BS1 e a segunda estação de base BS2 são dispostas para se comunicarem uma com a outra através da transmissão de uma série de sinais, a saber, um primeiro sinal 301, segundo sinal 302 e terceiro sinal 303, como mostrado na Figura 3. Opcionalmente, um quarto sinal 304 é transmitido entre a primeira estação de base BS1 e a segunda estação de base BS2.

[0156] O dispositivo D é disposto para receber cada um dos sinais e disposto para determinar pelo menos uma diferença de tempo de chegada com base nos sinais recebidos.

[0157] Em particular, na etapa S901, o dispositivo D recebe cada um dentre o primeiro e o terceiro sinais a partir da primeira estação de base e um segundo sinal a partir da segunda estação de base. Conforme explicado anteriormente, os sinais podem não compreender informações, uma indicação quanto a qual sinal numerado eles são, informações a respeito de um tempo de atraso medido ou tempo de ida e volta medido a partir da estação de base ou uma indicação de um tempo de transmissão ou recepção de um sinal em uma estação de base.

Consequentemente, o dispositivo D recebe informações necessárias para calcular uma diferença de tempo de chegada. Em um exemplo não limitante, todo esse cálculo é realizado no dispositivo D, por exemplo, quando o dispositivo D recebe informações indicativas de tempos de transmissão ou de recepção de sinais em cada estação de base. Em outro exemplo não limitante, apenas parte do cálculo é realizada no dispositivo D, o que ocorre quando o dispositivo D recebe um tempo de ida e volta medido e/ou um tempo de atraso de uma estação de base a partir de uma estação de base que portanto reduz a carga de computação no dispositivo D, visto que não é necessário que o dispositivo D calcule esses tempos medidos.

[0158] Na etapa S902, o dispositivo D mede um primeiro tempo de atraso com base no primeiro sinal e no segundo sinal recebidos. Em particular, o dispositivo D mede a diferença de tempo entre o recebimento do segundo sinal a partir da segunda estação de base e do primeiro sinal a partir da primeira estação de base. Inúmeras opções para medir o tempo são contempladas. Por exemplo, o dispositivo D pode registrar o tempo na base de tempo do dispositivo D em que o primeiro sinal é recebido e registrar o tempo na base de tempo do dispositivo D em que o segundo sinal é recebido. Consequentemente, o dispositivo D pode determinar a diferença no tempo entre as duas recepções e, portanto, determinar o primeiro tempo de atraso. Alternativamente, o dispositivo D pode utilizar um temporizador que é redefinido para zero e iniciado na recepção no dispositivo D do primeiro sinal. O temporizador continuará a correr enquanto o dispositivo D aguarda pela recepção do segundo sinal. Quando o segundo sinal for recebido, o dispositivo D irá parar o temporizador e ler o valor do temporizador que indica a diferença de tempo entre o recebimento do primeiro sinal e o recebimento do segundo sinal.

[0159] Na etapa S903, o dispositivo D mede um primeiro tempo de ida e volta com base no segundo sinal e no terceiro sinal recebidos. Em particular, o dispositivo D mede a diferença de tempo entre o recebimento do terceiro sinal a partir da primeira estação de base e do segundo sinal a partir da segunda estação de base. Inúmeras opções para medir o tempo são contempladas. Por exemplo, o dispositivo D pode registrar o tempo na base de tempo do dispositivo D em que o segundo sinal é recebido e registrar o tempo na base de tempo do dispositivo D em que o terceiro sinal é recebido. Consequentemente, o dispositivo D pode determinar a diferença no tempo entre as duas recepções e, portanto, determinar o primeiro tempo de ida e volta. Alternativamente, o dispositivo D pode utilizar um temporizador que é redefinido para zero e iniciado na recepção no dispositivo D do segundo sinal. O temporizador continuará a correr enquanto o dispositivo D aguarda pela recepção do terceiro sinal. Quando o terceiro sinal for recebido, o dispositivo D irá parar o temporizador e ler o valor do temporizador que indica a diferença de tempo entre o recebimento do segundo sinal e o recebimento do terceiro sinal.

[0160] Na etapa S904, o dispositivo D determina um segundo tempo de ida e volta e um segundo tempo de atraso a partir de pelo menos um sinal recebido. Em particular, o segundo tempo de ida e volta e o segundo tempo de atraso determinados são relacionados aos tempos de ida e volta e aos tempos de atraso de uma estação de base, por exemplo, a primeira estação de base. Em um exemplo não limitante, o segundo tempo de ida e volta e o segundo tempo de atraso são determinados pela decodificação de informações no terceiro sinal. Em particular, quando a primeira estação de base é disposta para codificar informações no terceiro sinal em relação ao segundo tempo de ida e volta e ao segundo tempo de atraso, a etapa S904 decodifica as mesmas. Neste exemplo, a primeira estação de base BS1 realiza o cálculo do segundo tempo de ida e volta e do segundo tempo de atraso. Em relação ao segundo tempo de ida e volta, a primeira estação de base BS1 mede o tempo entre a transmissão do primeiro sinal para a primeira estação de base BS1 e o recebimento do segundo sinal a partir da segunda estação de base BS2. De modo similar, a primeira estação de base BS1 mede o segundo tempo de atraso através da medição de um tempo entre o recebimento do segundo sinal a partir da segunda estação de base BS2 e a transmissão do terceiro sinal para a segunda estação de base BS2. O segundo tempo de ida e volta e o segundo tempo de atraso medidos são codificados no terceiro sinal à medida em que o mesmo é transmitido. Dessa forma, o dispositivo D não precisa realizar o cálculo detalhado e, em vez disso, pode decodificar as informações a partir do terceiro sinal.

[0161] Alternativamente, o dispositivo D pode realizar o cálculo do segundo tempo de ida e volta e do segundo tempo de atraso. Neste exemplo, a primeira estação de base BS1 transmite o primeiro sinal com uma indicação do tempo na base de tempo da primeira estação de base BS1 do tempo de transmissão. De modo similar, a primeira estação de base BS1 transmite o terceiro sinal com uma indicação de um tempo de recepção do segundo sinal e um tempo de transmissão do terceiro sinal. Dessa forma, o dispositivo D pode calcular o segundo tempo de ida e volta e o segundo tempo de atraso com base nas indicações recebidas. Em particular, o segundo tempo de ida e volta pode ser calculado com base na diferença no tempo da indicação do tempo de transmissão do primeiro sinal e no tempo de recepção do segundo sinal. De modo similar, o segundo tempo de atraso pode ser calculado como a diferença no tempo da indicação do tempo de recepção do segundo sinal e no tempo de transmissão do terceiro sinal. Conforme será observado, não é essencial que a indicação do tempo de transmissão do primeiro sinal seja incluída no primeiro sinal. Em vez disso, a indicação do tempo de transmissão do primeiro sinal pode ser incluída, ao invés disso, no terceiro sinal. Dessa forma, o terceiro sinal compreende todas as informações necessárias para que o dispositivo D calcule o segundo tempo de ida e volta e o segundo tempo de atraso. Em particular, o terceiro sinal pode compreender uma indicação de um tempo de transmissão do primeiro sinal e do terceiro sinal, assim como uma indicação de um tempo de recepção do segundo sinal.

[0162] Na etapa S905, o dispositivo D calcula uma primeira diferença de tempo de chegada com base no primeiro tempo de ida e volta medido, no primeiro tempo de atraso medido, no segundo tempo de ida e volta determinado e segundo tempo de atraso determinado. Em particular, as equações anteriormente fornecidas fornecem um cálculo que permite que o dispositivo D calcule sua posição como uma hipérbole entre a primeira estação de base BS1 e a segunda estação de base BS2. Em uma modalidade preferencial, o cálculo também é realizado considerando-se a velocidade da luz no ambiente em que o dispositivo D opera e uma indicação de uma distância entre a primeira estação de base BS1 e a segunda estação de base BS2. Conforme será observado, inúmeras formas para determinar a diferença são contempladas, como medir manualmente a distância com uma régua/fita métrica ou similares. Alternativamente, um sistema de constatação de distância automático pode ser usado como ATWR conforme descrito na seção de antecedentes. A distância pode ser programada no dispositivo D antes da operação ou, de outro modo, transmitida para o dispositivo antes da realização de uma diferença de tempo de chegada cálculo.

[0163] Opcionalmente, uma etapa S906 pode ser fornecida, a qual permite, de modo eficaz, que um dispositivo D realize a função de uma estação de base. Em particular, o dispositivo D pode transmitir pelo menos um sinal para pelo menos uma estação de base e/ou outro dispositivo realizando uma etapa de transmissão. Dessa forma, o dispositivo D pode transmitir informações a respeito dos tempos de ida e volta medidos e tempos de atraso medidos para outros dispositivos de localização desconhecida. Alternativa ou adicionalmente, o pelo menos um tempo pode compreender informações indicativas de tempos de transmissão ou recepção de sinais no dispositivo D. Consequentemente, o dispositivo D pode utilizar suas informações posicionais aprendidas para auxiliar o posicionamento de outros dispositivos de localização desconhecida. Consequentemente, a rede pode crescer e fornecer serviços posicionais para dispositivos fora do alcance da primeira estação de base BS1 e da segunda estação de base BS2.

[0164] Opcionalmente, na etapa S907, um terceiro tempo de ida e volta e um terceiro tempo de atraso podem ser calculados para a segunda estação de base BS2. Isso intensifica a precisão posicional através da permissão do cálculo de uma segunda diferença de tempo de chegada com base nas informações da segunda estação de base BS2. Para essa finalidade, a segunda estação de base BS2 é disposta para transmitir um quarto sinal. O quarto sinal pode ser transmitido após o terceiro sinal como um sinal separado. Alternativamente, em uma troca futura de sinais entre a primeira estação de base BS1 e a segunda estação de base BS2, o segundo sinal da troca futura conforme transmitido pela segunda estação de base BS2 pode compreender as informações do quarto sinal. Em particular, o quarto sinal pode compreender informações de um terceiro tempo de ida e volta e um terceiro tempo de atraso conforme medido pela segunda estação de base BS2.

[0165] Alternativamente, o quarto sinal pode compreender indicações do tempo de transmissão do segundo sinal e do tempo de recepção do terceiro sinal na segunda estação de base BS2. Opcionalmente, o quarto sinal pode compreender adicionalmente uma indicação do tempo de recepção do primeiro sinal na segunda estação de base BS2 ou o segundo sinal pode compreender o tempo do tempo de recepção do primeiro sinal e o tempo de transmissão do segundo sinal. Dessa forma, o dispositivo D pode realizar os cálculos necessários para determinar o terceiro tempo de ida e volta como a diferença no tempo entre a segunda estação de base BS2 transmitindo o segundo sinal e a segunda estação de base BS2 recebendo o terceiro sinal. Ademais, o dispositivo D pode realizar o cálculo do terceiro tempo de atraso como o tempo entre o recebimento do primeiro sinal e a transmissão do segundo sinal. Dessa forma, o dispositivo D pode calcular a segunda diferença de tempo de chegada com base no primeiro tempo de ida e volta, no primeiro tempo de atraso, no terceiro tempo de ida e volta e no terceiro tempo de atraso. Opcionalmente, a segunda diferença de tempo de chegada pode ser calculada com base adicional na velocidade da luz do ambiente em que o dispositivo opera e na distância entre a primeira estação de base BS1 e a segunda estação de base BS2.

[0166] A etapa opcional S908 se refere ao aprimoramento na precisão da diferença calculada de tempo de chegadas com base no cálculo de média. Em particular, a etapa recebe pelo menos duas diferenças calculada de tempo de chegadas. Por exemplo, a diferença de tempo das chegadas pode ser calculada de acordo com as etapas S905 e S907 para fornecer a diferença de tempo das chegadas a partir de cada uma dentre a primeira estação de base BS1 e a segunda estação de base BS2. Alternativa ou adicionalmente, o dispositivo D pode ficar em uma posição única e determinar a primeira diferença de tempo de chegada repetidamente na mesma posição. Com base nas pelo menos duas diferenças de tempo das chegadas, a etapa S908 calcula a média das mesmas para determinar uma diferença de tempo de chegada mais precisa.

[0167] Conforme descrito anteriormente, um dispositivo recebe sinais a partir de uma primeira estação de base BS1 e uma segunda estação de base BS2. Isso posiciona o dispositivo D em uma hipérbole entre as estações de base. O sistema de comunicações pode compreender adicionalmente pelo menos uma terceira estação de base. As estações de base são dispostas para transmitir e receber sinais uma da outra. Consequentemente, o dispositivo D pode receber mais sinais a partir de mais estações de base para definir adicionalmente sua posição em outras hipérboles entre estações de base. Dessa forma, o cruzamento das hipérboles fornece a posição do dispositivo D. Por exemplo, se uma terceira estação de base BS3 se comunicar com a primeira estação de base BS1 e a segunda estação de base BS2 então, pelo menos, outras duas diferenças de tempo das chegadas podem ser calculadas pelo dispositivo D, a saber, entre a primeira estação de base BS1 e a segunda estação de base BS2, entre a primeira estação de base BS1 e a terceira estação de base BS3 e entre a segunda estação de base BS2 e a terceira estação de base BS3.

[0168] Na etapa S909, pelo menos duas diferenças de tempo das chegadas são recebidas. Conforme explicado anteriormente, inúmeras fontes diferentes dessas diferenças calculadas de tempo de chegadas são possíveis, como, medição repetida em uma posição de múltiplas diferenças de tempo das chegadas, receber a diferença de tempo das chegadas a partir de cada uma dentre a primeira estação de base BS1 e a segunda estação de base BS2, através do recebimento de sinais com outras estações de base, como uma terceira estação de base para determinar pelo menos duas diferenças adicionais de tempo das chegadas. Com base na pluralidade de diferenças de tempo das chegadas, o dispositivo D pode ser disposto para determinar a posição do dispositivo D utilizando a técnica de multilateração da diferença recebida de tempo das chegadas. Opcionalmente, a técnica de multilateração pode ser adicionalmente realizada considerando-se as restrições do ambiente em que o dispositivo D opera. Por exemplo, se movimentos horizontais do dispositivo D não forem permitidos, talvez devido a uma restrição mecânica, então, a posição do dispositivo D pode ser adicionalmente refinada sem a necessidade de diferença adicional de tempo das chegadas. De modo similar, se a localização do dispositivo D for conhecida por estar situada em uma área de dimensão conhecida, então, as posições fora da área conhecida podem ser desconsideradas. Ademais, como descrito anteriormente, a multilateração pode ser realizada utilizando a diferença de tempo das chegadas e informações indicativas de uma polarização de sinal de recebimento. Dessa forma, uma posição precisa de dispositivo D é obtida com uma solução que é escalonável para um grande número de dispositivos. Modificações e Variações

[0169] Muitas modificações e variações podem ser feitas às modalidades descritas acima, sem que se afaste do escopo da presente invenção.

[0170] Em um exemplo modificação, os recursos da unidade de temporizações de estação de base 404 são realizados por uma unidade de geração. A unidade de geração é disposta para gerar um segundo tempo de ida e volta e um segundo tempo de atraso a partir de pelo menos um sinal recebido. Os presentes inventores contemplam que os recursos da unidade de temporizações de estação de base não são limitados à realização de uma função de temporização, mas, determinar/gerar um segundo tempo de ida e volta e um segundo tempo de atraso a partir de pelo menos um sinal recebido. Dessa forma, a função da unidade de temporizações de estação de base/unidade de geração é gerar o segundo tempo de ida e volta e o segundo tempo de atraso.

[0171] Conforme descrito anteriormente, em uma modalidade exemplificativa, a unidade de geração é disposta para gerar o segundo tempo de ida e volta e o segundo tempo de atraso, decodificando/extraindo os mesmos a partir do terceiro sinal. Em outra modalidade exemplificativa, a unidade de geração é disposta para calcular o segundo tempo de ida e volta como uma diferença no tempo entre a segunda indicação e a primeira indicação e calcular o segundo tempo de atraso como uma diferença no tempo entre a terceira indicação e a segunda indicação, em que as indicações correspondem aos tempos nas primeiras estações de base de transmissão do primeiro sinal, recebimento do segundo sinal e transmissão do terceiro sinal.

[0172] Ademais, a unidade de geração pode ser disposta para determinar um terceiro tempo de ida e volta e um terceiro tempo de atraso que correspondem à segunda estação de base. Em um exemplo, a unidade de geração é disposta para gerar o terceiro tempo de ida e volta e o terceiro tempo de atraso através da decodificação/extração do terceiro tempo de ida e volta e do terceiro tempo de atraso a partir do quarto sinal.

[0173] Em outro exemplo, a unidade de geração é disposta para gerar o terceiro tempo de ida e volta e o terceiro tempo de atraso através do cálculo do terceiro tempo de ida e volta como uma diferença no tempo entre a sexta indicação e a quinta indicação, e calcular um terceiro tempo de atraso como uma diferença no tempo entre a quinta indicação e a quarta indicação. Em que as indicações correspondem aos tempos na segunda estação de base da recepção do primeiro sinal, a transmissão do segundo sinal e a recepção do terceiro sinal.

[0174] A primeira modalidade descrita acima pode ser modificada para incluir diferença assimétrica de tempo de chegada de múltiplas respostas. Em particular, essa técnica depende de mais de uma estação de base respondendo a um sinal a partir de uma primeira estação de base. Por exemplo, uma segunda estação de base e uma terceira estação de base podem responder a uma única transmissão a partir de uma primeira estação de base. Dessa forma, a técnica modificada pode ser mais escalonável do que aquela descrita anteriormente. Em outros sentidos, a diferença assimétrica de tempo de chegada de múltiplas respostas (MATDOA) é similar à diferença assimétrica de tempo de chegada (ATDOA) descrita anteriormente.

[0175] Com referência à Figura 15, mais de três estações de base são localizadas para auxiliar o dispositivo D na determinação de uma diferença de tempo de chegada. Neste exemplo, quatro estações de base são mostradas, porém, será observado que essa abordagem modificada para ATDOA, isto é, a abordagem de MATDOA, pode ser empregada com qualquer número de estações de base, preferencialmente, três ou mais estações de base.

[0176] Neste exemplo, pode ser que cada uma dentre a primeira à terceira estações de base, BS1, BS2 e BS3, estejam localizadas ao alcance de um sinal transmitido por BS1. Dessa forma, cada uma dentre a BS2 e BS3 pode responder a um sinal transmitido por BS1. Por outro lado, uma quarta estação de base BS4 pode ser localizada em uma posição incapaz de receber o sinal a partir de BS1, por exemplo, devido à distância da BS1, obstáculos na trajetória entre BS1 e BS4,

ruído ou reflexões de múltiplas trajetórias causadas por objetos entre BS1 e BS4 ou outros motivos similares.

[0177] A Figura 16 mostra sinais de MATDOA que geralmente correspondem à ATDOA de acordo com a primeira modalidade, porém, modificados para permitir solicitações de múltiplas respostas. Nessa Figura, “R” é usado para significar um tempo de ida e volta e “D” é usado para significar um tempo de ,. atraso. A subscrição, por exemplo, “BS1” em , é usada para significar a estação de base ou dispositivo em que o intervalo é medido. A subscrição, por exemplo, “(1, 2)” em ,. , é usada para significar um índice para um ciclo de comunicação (aqui, o primeiro ciclo é denotado pelo primeiro elemento, “1”), e o número da estação de base que responde (aqui, o segundo elemento “2” representa uma resposta a partir de BS2).

[0178] Como mostrado na Figura 16, uma primeira estação de base, BS1, envia um primeiro sinal 1601. O primeiro sinal 1601 contém uma solicitação para que uma segunda estação de base, BS2, responda ao primeiro sinal 1601 com um segundo sinal 1602 (opcionalmente também fornecendo a BS2 alguma medida de atraso a partir do tempo de recebimento do primeiro sinal 1601 em BS2 ao tempo de transmissão preferencial do segundo sinal 1602), e adicionalmente uma solicitação para que uma terceira estação de base, BS3, responda ao primeiro sinal 1601 com um terceiro sinal 1603 (opcionalmente também fornecendo à BS3 alguma medida de atraso a partir do tempo de recebimento do primeiro sinal 1601 em BS3 e o tempo de transmissão preferencial do terceiro sinal 1603). Nessa conexão, o primeiro sinal 1601 é recebido tanto por BS2, BS3 quanto um dispositivo D. Neste exemplo, BS4 é incapaz de receber o sinal.

[0179] BS1 é disposta para registrar o tempo em que o primeiro sinal 1601 é enviado. Com base no sinal recebido a partir de BS1, cada uma dentre BS2 e BS3 é disposta para transmitir seu próprio sinal. Dessa forma, a partir de um único sinal 1601 transmitido por BS1, dois sinais são gerados, uma transmissão a partir de BS2 e uma a partir de BS3. Dessa forma, múltiplas respostas são geradas a partir de um único sinal. Em particular, BS2 gera um segundo sinal 1602 enquanto BS3 gera um terceiro sinal 1603.

[0180] Com base nos sinais gerados 1602 e 1603, que são recebidos por BS1, BS1 é capaz de monitorar os tempos em que o segundo 1602 e o terceiro 1603 sinais são recebidos. Assim, ,. , ,. BS1 pode calcular e . Nesse sentido, é uma medida do intervalo entre a transmissão do primeiro sinal 1601 e a recepção em BS1 da resposta correspondente a partir , de BS2, o segundo sinal 1602. De modo similar, é uma medida do intervalo entre a transmissão do primeiro sinal 1601 e a recepção em BS1, a partir de BS3, da resposta correspondente, o terceiro sinal 1603.

[0181] BS1 pode ser disposta para transmitir adicionalmente um quarto sinal 1604 no tempo após a recepção do segundo 1602 e do terceiro 1603 sinais. O quarto sinal 1604, similar ao primeiro sinal 1601, será recebido por cada um dentre BS2, BS3 e D. O quarto sinal 1604 pode conter os ,. , intervalos calculados e . Ademais, predeterminando- se um tempo de transmissão para o quarto sinal 1604, BS1 ,. pode ser disposta para codificar também os intervalos , ,. e no quarto sinal 1604. Nesse sentido, é uma medida do intervalo entre a recepção do segundo sinal 1602 em BS1 e a transmissão do quarto sinal 1604. Correspondentemente, , é uma medida do intervalo entre a recepção do terceiro sinal 1603 em BS1 e a transmissão do quarto sinal 1604.

[0182] O primeiro 1601, o segundo 1602, o terceiro 1603 e o quarto 1604 sinais são recebidos pelo dispositivo D, que, através do registro dos tempos de recebimento do primeiro 1601, do segundo 1602, do terceiro 1603 e do quarto ,. 1604 sinais, é disposto para calcular os intervalos , , ,. , ,. , e . é uma medida do intervalo entre a recepção em D do segundo sinal 1602 e a recepção em D do , quarto sinal 1604. De modo similar, se refere à recepção ,. em D do terceiro sinal 1603 e do quarto sinal 1604. é uma medida do intervalo da recepção em D do primeiro sinal 1601 e da recepção em D do segundo sinal 1602. , Correspondentemente, se refere à recepção do primeiro sinal 1601 e do terceiro sinal 1603.

[0183] De uma maneira similar àquela descrita anteriormente, o dispositivo D é capaz de calcular a diferença de tempo de chegada entre BS1 e BS2, e pode calcular adicionalmente a diferença de tempo de chegada entre BS1 e BS3. Em particular, a diferença de tempo de chegada entre BS1 e BS2 pode ser calculada por D usando os intervalos ,. ,. ,. ,. , , e . De modo similar, a diferença de tempo de chegada entre BS1 e BS3 pode ser calculada por D , , , , usando os intervalos , , e .

[0184] Dessa forma, BS1 é capaz de iniciar uma MATDOA tanto com BS2 quanto com BS3 usando um único sinal inicial,

o primeiro sinal 1601.

[0185] As codificações equivalentes desses intervalos podem ser usadas para se comunicar com o dispositivo D para que o mesmo possa calcular essas medições de diferença de tempo de chegada. Também será observado que ciclos de MATDOA podem envolver qualquer número de estações de base, mais do que as quatro estações de base exemplificativas mostradas na Figura 16.

[0186] Em uma modificação adicional, BS1 pode ser disposta para transmitir, no quarto sinal 1604, uma indicação de uma próxima estação de base para iniciar um ciclo de MATDOA.

[0187] Por exemplo, conforme mostrado na Figura 16, BS1 pode indicar no quarto sinal 1604 que BS2 deve iniciar subsequentemente um ciclo de MATDOA. Como mostrado, BS2 inicia subsequentemente um ciclo de MATDOA com, neste exemplo, BS3 e BS4 (escolhidas apenas para ilustração) de uma maneira similar àquela descrita anteriormente em relação a um ciclo de MATDOA iniciado por BS1 com BS2 e BS3. Em particular, BS2 inicia o ciclo de MATDOA através da transmissão de um quinto sinal 1605. O quinto sinal 1605 pode ser recebido por cada uma dentre BS1, BS3, BS4 e D. Neste exemplo, visando a clareza, apenas os sinais da técnica de MATDOA são mostrados para D em relação a BS2, BS3 e BS4. Em outras palavras, sinais em relação à BS1 não são mostrados, embora seja contemplado que tal cálculo possa ser realizado conforme detalhado anteriormente, por exemplo, BS2 pode ser disposta para solicitar que BS1 participe de um ciclo de MATDOA com o quinto sinal 1605.

[0188] Em particular, BS2 transmite um quinto sinal 1605 que é subsequentemente recebido por BS3, BS4 e D. O quinto sinal 1605 pode convidar BS3 e BS4 a responderem ao quinto sinal 1605.

[0189] Como mostrado, uma quarta estação de base BS4 é capaz de receber o segundo sinal 1602, o terceiro sinal 1603 e o quinto sinal 1605 transmitidos a partir de BS2 e BS3 devido à proximidade à mesma. Isso é vantajoso porque, conforme explicado anteriormente, BS4 é incapaz de receber sinais a partir de BS1. Portanto, usando os sinais gerados por BS2 e BS3, conforme provocado pelo primeiro sinal 1601 e o quinto sinal 1605, então, BS4 é capaz de realizar também o procedimento de MATDOA para um dispositivo D.

[0190] Subsequentemente, BS4 pode transmitir um sexto sinal 1606 que é recebido por BS2, BS3 e D. Neste exemplo, é mostrado que BS1 não recebe o sexto sinal 1606, visto que está fora do alcance de BS4. Entretanto, é contemplado que BS4 possa ter uma potência de transmissão diferente em comparação com BS1 e, portanto, pode ser capaz de transmitir sinais para BS1. Adicional ou alternativamente, um obstáculo entre BS1 e BS4 pode ter se movido, permitindo, portanto, transmissões entre BS4 e BS1 e vice-versa. Entretanto, neste exemplo, BS1 é mostrada fora do alcance de BS4 e BS4 é mostrado fora do alcance de BS1.

[0191] Ademais, BS3 pode transmitir um sétimo sinal 1607 que será recebido por BS2, BS4 e D (junto com BS1). Com base .,Y ., nesses sinais recebidos, BS2 pode calcular . e . de uma maneira descrita anteriormente. De modo similar, com .,Y ., base em seus tempos de recepção, D pode calcular e .

[0192] BS2 pode, em seguida, transmitir um oitavo sinal

.,Y ., 1608 que compreende . e . calculados. O oitavo sinal ., .,Y 1608 também pode compreender . e . recém-calculados.

[0193] O dispositivo D pode receber o oitavo sinal 1608 e os intervalos calculados. Ademais, com base na recepção do ., oitavo sinal 1608, D pode calcular adicionalmente e .,Y . Subsequentemente, D pode calcular a diferença de tempo de chegada entre BS2 e BS3, e pode calcular adicionalmente a diferença de tempo de chegada entre BS2 e BS4 usando os ., .,Y ., .,Y ., .,Y ., .,Y intervalos , , , , . , . , . e . .

[0194] Dessa forma, o número de sinais necessários para calcular múltiplas medições de diferença de tempo de chegada no dispositivo D em relação a múltiplos pares de estações de base é reduzido. Ademais, o tempo necessário para calcular múltiplas medições de diferença de tempo de chegada no dispositivo D em relação a múltiplos pares de estações de base é reduzido.

[0195] Conforme descrito em relação ao procedimento modificado, portanto, se torna possível elaborar um protocolo de comunicação que opera ao longo de uma distância maior do que aquela da distância de transmissão máxima para o meio empregado. Por exemplo, conforme descrito anteriormente, é mostrado que sinais se propagam a partir de BS1 para BS3, e não para BS4, visto que está fora do alcance de BS1. Entretanto, BS4 é capaz de participar posteriormente do protocolo quando BS2 inicia um ciclo de MATDOA com BS3 e BS4.

[0196] Ademais, o procedimento de MATDOA permite a identificação de estações de base falhas e a ação para recuperação. Por exemplo, se BS2 parar de funcionar após enviar o segundo sinal 1602, BS1 será capaz de identificar essa falha após enviar o quarto sinal 1604: se BS2 recebeu de modo bem-sucedido e falou no quarto sinal, BS1 seria capaz de escutar o início do ciclo de MATDOA iniciado por BS2 no quinto sinal 1605. Na ausência dessa escuta, por exemplo, após algum tempo de inatividade, BS1 poderia realizar pelo menos um dentre: (a) enviar um novo sinal pedindo a outra estação de base, por exemplo, BS3, para iniciar um ciclo de MATDOA, (b) notificar um sistema de controle para as estações de base, (c) anexar um evento ao software de monitoramento, e (d) tentar enviar uma variante do quarto sinal 1604 em um tempo posterior em que, nesse ponto, BS2 pode estar de volta em linha (por exemplo, após BS2 ter reinicializado).

[0197] A colisão de sinais pode ser evitada incluindo-se um tempo de atraso preferencial para cada estação de base na iniciação do sinal de MATDOA. Por exemplo, o primeiro sinal 1601 pode incluir um tempo de atraso preferencial. Na recepção do primeiro sinal 1601 em BS2, BS2 pode aguardar o tempo de atraso preferencial até que o mesmo transmita o segundo sinal 1602. Um tempo de atraso preferencial correspondente, porém, diferente também pode ser incluído no primeiro sinal 1601 para BS4. Consequentemente, BS4 pode atrasar pelo tempo de atraso recebido após o recebimento do primeiro sinal até que o mesmo transmita o terceiro sinal

1603. Alternativamente, cada um dentre BS2 e BS3 pode armazenar um tempo de atraso predeterminado entre a recepção do primeiro sinal 1601 e a transmissão de sua resposta, dessa forma, o primeiro sinal 1601 não precisa incluir um tempo de atraso. Alternativamente, cada estação de base de recebimento pode empregar um tempo de atraso aleatório.

Alternativamente, cada estação de base de recebimento pode calcular um atraso com base em outros dados no primeiro sinal

1601. Por exemplo, visto que o primeiro sinal 1601 inclui informações a respeito de quem irá responder, BS2 e BS3 podem usar essas informações para gerar um tempo de atraso compassivo.

[0198] Usando um tempo de atraso, BS1 é capaz de coordenar as respostas das estações de base, de modo que as respostas não colidam e, de modo que o dispositivo D possa receber com êxito cada um dentre o primeiro 1601, o segundo 1602, o terceiro 1603 e o quarto 1604 sinais.

[0199] Empresas de revenda online que vendem múltiplas linhas de produtos, como mercados e supermercados online, exigem sistemas que são capazes de armazenar dezenas ou até mesmo centenas de milhares de linhas de produtos diferentes. O uso de pilhas de produto único em tais casos pode não ser prático, visto que uma área de piso muito grande seria necessária para acomodar todas as pilhas necessárias. Ademais, pode ser desejável armazenar apenas pequenas quantidades de alguns itens, como perecíveis ou mercadorias pouco procuradas, tornando as pilhas de produto único uma solução ineficaz.

[0200] O pedido de patente internacional WO 98/049075A (Autostore), cujo conteúdo é incorporado no presente documento a título de referência, descreve um sistema em que as pilhas de múltiplos produtos de recipientes são dispostas dentro de uma estrutura de armação.

[0201] A Publicação PCT nº WO2015/185628A (Ocado) descreve um sistema adicional de armazenamento e preenchimento conhecido em que as pilhas de caixas ou recipientes são dispostas dentro de uma estrutura de enquadramento. As caixas ou recipientes são acessados por dispositivos de manuseio de carga operativos em pistas localizadas no topo da estrutura de armação. Os dispositivos de manuseio de carga levantam as caixas ou recipientes para fora das pilhas, múltiplos dispositivos de manuseio de carga cooperando para acessar as caixas ou recipientes localizados nas posições mais baixas da pilha. Um sistema desse tipo é ilustrado esquematicamente nas Figuras 10 a 13 dos desenhos anexos.

[0202] Como mostrado nas Figuras 10 e 11, os recipientes estocáveis, conhecidos como caixas 10, são empilhados uma sobre a outra para formar pilhas 12. As pilhas 12 são dispostas em uma estrutura de enquadramento de grade 14 em um armazém ou ambiente de fabricação. A Figura 10 é uma vista em perspectiva esquemática da estrutura de enquadramento 14, e a Figura 11 é uma vista de cima para baixo mostrando uma pilha 12 de caixas 10 dispostas dentro da estrutura de enquadramento 14. Cada caixa 10 tipicamente retém uma pluralidade de itens de produto (não mostrado), e os itens de produto dentro de uma caixa 10 podem ser idênticos, ou podem ser de tipos de produtos diferentes dependendo da aplicação.

[0203] A estrutura de enquadramento 14 compreende uma pluralidade de membros erguidos 16 que sustentam membros horizontais 18, 20. Um primeiro conjunto de membros horizontais paralelos 18 é disposto perpendicularmente a um segundo conjunto de membros horizontais paralelos 20 para formar uma pluralidade de estruturas de grade horizontais sustentadas pelos membros erguidos 16. Os membros 16, 18, 20 are tipicamente fabricados a partir de metal. As caixas 10 são empilhadas entre os membros 16, 18, 20 da estrutura de enquadramento 14, de modo que a estrutura de enquadramento 14 proteja conta o movimento horizontal das pilhas 12 das caixas 10, e guie o movimento vertical das caixas 10.

[0204] O nível de topo da estrutura de armação 14 inclui trilhos 22 dispostos em um padrão de grade através do topo das pilhas 12. Com referência adicionalmente às Figuras 12 e 13, os trilhos 22 sustentam uma pluralidade de dispositivos de manuseio de carga robóticos 30. Um primeiro conjunto 22a de trilhos paralelos 22 guia o movimento dos dispositivos de manuseio de carga 30 em uma primeira direção (X) através do topo da estrutura de armação 14, e um segundo conjunto 22b de trilhos paralelos 22, disposto perpendicular ao primeiro conjunto 22a, guia o movimento dos dispositivos de manuseio de carga 30 em uma segunda direção (Y), perpendicular à primeira direção. Dessa forma, os trilhos 22 permitem o movimento dos dispositivos de manuseio de carga 30 lateralmente em duas dimensões no plano X-Y horizontal, de modo que um dispositivo de manuseio de carga 30 possa ser movido para a posição acima de qualquer uma das pilhas 12.

[0205] Uma forma de dispositivo de manuseio de carga 30 é adicionalmente descrita no número de patente da Noruega 317366, cujo conteúdo é incorporado no presente documento a título de referência. As Figuras 12(a) e 12(b) são vistas em perspectiva esquemática de um dispositivo de manuseio de carga 30 da parte traseira e da parte frontal, respectivamente, e a Figura 12(c) é uma vista em perspectiva frontal esquemática de um dispositivo de manuseio de carga 30 que levanta uma caixa 10. Entretanto, há outras formas de dispositivo de manuseio de carga que podem ser usadas em combinação com o sistema aqui descrito. Por exemplo, uma forma adicional de dispositivo de manuseio de carga robótico é descrita na Publicação de Patente PCT nº WO2015/019055, aqui incorporada a título de referência, (Ocado) em que cada manípulo de carga robótico cobre apenas um espaço de grade da estrutura de trabalho de armação, permitindo, assim, uma densidade superior de manípulos de carga e, portanto, uma produtividade superior para um sistema de determinado tamanho.

[0206] Cada dispositivo de manuseio de carga 30 compreende um veículo 32 que é disposto para se deslocar nas direções X e Y nos trilhos 22 da estrutura de armação 14, acima das pilhas 12. Um primeiro conjunto de rodas 34, consistindo em um par de rodas 34 na parte frontal do veículo 32 e um par de rodas 34 na parte traseira do veículo 32, é disposto para engatar com dois trilhos adjacentes do primeiro conjunto 22a de trilhos 22. De modo similar, um segundo conjunto de rodas 36, consistindo em um par de rodas 36 em cada lado do veículo 32, é disposto para engatar com dois trilhos adjacentes do segundo conjunto 22b de trilhos 22. Cada conjunto de rodas 34, 36 pode ser levantado e rebaixado, de modo que o primeiro conjunto de rodas 34 ou o segundo conjunto de rodas 36 seja engatado com o respectivo conjunto de trilhos 22a, 22b a qualquer tempo.

[0207] Quando o primeiro conjunto de rodas 34 é engatado com o primeiro conjunto de trilhos 22a e o segundo conjunto de rodas 36 é levantado totalmente dos trilhos 22, as rodas 34 podem ser conduzidas, por meio de um mecanismo de condução (não mostrado) alojado no veículo 32, para mover o dispositivo de manuseio de carga 30 na direção X. Para mover o dispositivo de manuseio de carga 30 na direção Y, o primeiro conjunto de rodas 34 é levantado totalmente dos trilhos 22, e o segundo conjunto de rodas 36 é rebaixado para engate com o segundo conjunto de trilhos 22a. O mecanismo de condução, então, pode ser usado para conduzir o segundo conjunto de rodas 36 para alcançar o movimento na direção Y.

[0208] O dispositivo de manuseio de carga 30 é equipado com um dispositivo de levantamento. O dispositivo de levantamento 40 compreende uma placa de pega 39 que é suspensa do corpo do dispositivo de manuseio de carga 32 por quatro cabos 38. Os cabos 38 são conectados a um mecanismo de enrolamento (não mostrado) alojado dentro do veículo 32. Os cabos 38 podem ser enrolados para dentro ou para fora do dispositivo de manuseio de carga 32, de modo que a posição da placa de pega 39 em relação ao veículo 32 possa ser ajustada na direção Z.

[0209] A placa de pega 39 é adaptada para engatar com o topo de uma caixa 10. Por exemplo, a placa de pega 39 pode incluir pinos (não mostrados) que acoplam com os orifícios correspondentes (não mostrados) no aro que forma a superfície de topo da caixa 10, e grampos de deslizamento (não mostrados) que são engatáveis com o aro para pegar a caixa

10. Os grampos são conduzidos para o engate com a caixa 10 por um mecanismo de condução adequado alojado dentro da placa de pega 39, que é alimentado e controlado por sinais transportados através dos próprios cabos 38 ou através de um cabo de controle separado (não mostrado).

[0210] Para remover uma caixa 10 do topo de uma pilha 12,

o dispositivo de manuseio de carga 30 é movido conforme o necessário nas direções X e Y, de modo que a placa de pega 39 seja posicionada acima da pilha 12. A placa de pega 39 é, então, rebaixada verticalmente na direção Z para engate com a caixa 10 no topo da pilha 12, como mostrado na Figura 12(c). A placa de pega 39 pega a caixa 10 e é, então, puxada para cima nos cabos 38, com a caixa 10 fixada. No topo de seu deslocamento vertical, a caixa 10 é acomodada dentro do corpo de veículo 32 e é retida acima do nível dos trilhos

22. Dessa forma, o dispositivo de manuseio de carga 30 pode ser movido para uma posição diferente no plano X-Y, portando a caixa 10 consigo, para transportar a caixa 10 para outra localização. Os cabos 38 são suficientemente longos para permitir que o dispositivo de manuseio de carga 30 recupere e coloque caixas de qualquer nível de uma pilha 12, incluindo o nível do piso. O veículo 32 é suficientemente pesado para contrabalancear o peso da caixa 10 e para permanecer estável durante o processo de levantamento. O peso do veículo 32 pode ser compreendido em parte por baterias que são usadas para alimentar o mecanismo de condução para as rodas 34, 36.

[0211] Como mostrado na Figura 13, uma pluralidade de dispositivos de manuseio de carga idênticos 30 é fornecida, de modo que cada dispositivo de manuseio de carga 30 possa operar simultaneamente para aumentar a produtividade do sistema. O sistema ilustrado na Figura 13 inclui duas localizações específicas, conhecidas como portas 24, nas quais as caixas 10 podem ser transferidas para dentro ou para fora do sistema. Um sistema transportador adicional (não mostrado) é associado a cada porta 24, de modo que as caixas 10 transportadas para uma porta 24 por um dispositivo de manuseio de carga 30 possam ser transferidas para outra localização pelo sistema transportador, por exemplo, para uma estação de coleta (não mostrada). De modo similar, as caixas 10 podem ser movidas pelo sistema transportador para uma porta 24 a partir de uma localização externa, por exemplo, para uma estação de preenchimento de caixa (não mostrada), e transportadas para uma pilha 12 pelos dispositivos de manuseio de carga 30 para reabastecer o estoque no sistema.

[0212] Cada dispositivo de manuseio de carga 30 pode levantar e mover uma caixa 10 por vez. Se for necessário recuperar uma caixa 10 (“caixa-alvo”) que não está localizada no topo de uma pilha 12, então, as caixas sobrejacentes 10 (“caixas não alvo”) devem ser movidas primeiro para permitir o acesso à caixa-alvo 10. Isso é alcançado em uma operação chamada, doravante, de “escavação”.

[0213] Com referência à Figura Erro! Fonte de referência não encontrada., durante uma operação de escavação, um dos dispositivos de manuseio de carga 30 levanta sequencialmente cada caixa não alvo 10a da pilha 12 contendo a caixa-alvo 10b e coloca a mesma em uma posição vaga dentro de outra pilha 12. A caixa-alvo 10b, então, pode ser acessada pelo dispositivo de manuseio de carga 30 e movida para uma porta 24 para transportação adicional.

[0214] Cada um dos dispositivos de manuseio de carga 30 está sob o controle de um computador central. Cada caixa individual 10 no sistema é rastreada, de modo que as caixas apropriadas 10 possam ser recuperadas, transportadas e substituídas conforme for necessário. Por exemplo, durante uma operação de escavação, as localizações de cada uma das caixas não alvo 10a é registrada, de modo que as caixas não alvo 10a possam ser rastreadas.

[0215] O sistema descrito com referência às Figuras Erro! Fonte de referência não encontrada. a Erro! Fonte de referência não encontrada. tem muitas vantagens e é adequado para uma ampla gama de operações de armazenamento e recuperação. Em particular, o mesmo permite um armazenamento muito denso de produto, e este fornece uma forma muito econômica para armazenar uma enorme gama de itens diferentes nas caixas 10, enquanto permite o acesso razoavelmente econômico a todas as caixas 10 quando necessário para coleta.

[0216] Entretanto, há algumas desvantagens com tal sistema, todas as quais resultam da operação de escavação descrita acima que deve ser realizada quando uma caixa-alvo 10b não está no topo de uma pilha 12.

[0217] Como mostrado na Figura Erro! Fonte de referência não encontrada., em uma modificação, o dispositivo D da primeira modalidade pode ser utilizado em relação ao sistema de armazenamento representado nas Figuras Erro! Fonte de referência não encontrada. a Erro! Fonte de referência não encontrada.. Mais especificamente, há um desejo de que os dispositivos de manuseio de carga 30 que operam na estrutura de enquadramento 14 confirmem sua posição quando estacionários, enquanto alteram a direção, durante o guincho, inativos, etc. potencialmente de uma maneira completamente independente de fontes de dados existentes como o estado do dispositivo de manuseio de carga de histórico, codificadores de roda, Unidades de Movimento Inertes, etc. ou determinem sua posição no evento de uma perda de estado ou outra falha.

[0218] A descrição de problema mais complicada abstraída dessas restrições consiste em produzir um sistema que permite que muitos dispositivos de manuseio de carga 30 saibam simultaneamente em qual posição cada um deste está em um curto intervalo de tempo (por exemplo, em menos do que o tempo que leva para alterar a direção). A precisão posicional entre 10 cm e 20 cm é desejada.

[0219] A solução do dispositivo D da primeira modalidade também deve ser escalonável (de acordo com o número de células, número de dispositivos de manuseio de carga 30 e dimensões da estrutura de enquadramento 14), rentável e idealmente sem fio.

[0220] Consequentemente, como mostrado na Figura Erro! Fonte de referência não encontrada., cada um dos dispositivos de manuseio de carga 30 é disposto para compreender um dispositivo D de acordo com uma primeira modalidade da presente invenção. Neste exemplo, os dispositivos de manuseio de carga D são dispostos para operar na estrutura de enquadramento 14. Ao redor/sobre/dentro da estrutura de enquadramento 14 são dispostas três estações de base, BS1, BS2 e BS3. As localizações relativas das estações de base podem ser conhecidas pelo dispositivo D. Cada uma das estações de base, BS1, BS2 e BS3 é disposta para transmitir e receber mensagens de cada uma das outras estações de base por meio de sinais sem fio a partir da antena A, embora outro meio de comunicação seja contemplado, como as comunicações por luz. Dessa forma, conforme descrito anteriormente, o dispositivo D calcula uma diferença de tempo de chegada entre as estações de base, de modo a localizar sua posição e, portanto, a localização do dispositivo de manuseio de carga

30, na estrutura de enquadramento 14 sem a necessidade de transmitir sinais para nenhuma outra estação de base e/ou dispositivo D. Em um exemplo, o dispositivo D pode usar as restrições de que o mesmo opera em duas dimensões, sem movimentos verticais, e dentro de uma estrutura de enquadramento predefinida 14 de dimensões conhecidas para calcular sua posição mesmo quando algumas diferenças de tempo de sinais de chegada são de menor confiabilidade e/ou insatisfatórias. Como também é representado na Figura Erro! Fonte de referência não encontrada., cada um dos dispositivos de manuseio de carga ocupa apenas um único espaço na estrutura de enquadramento 14.

[0221] Conforme será observado, os presentes inventores contemplam todas as maneiras de outros usos para os dispositivos D de localização posicional da primeira modalidade da presente invenção. Por exemplo, o dispositivo D pode ser incorporado em drones, carros sem condutor, rastreamento de pessoas, agricultura, cuidados com a saúde e uso por serviços de emergência/resgate, habilitações de segurança e para aqueles que são particularmente preocupados com populações densas de unidades móveis que exigem alta precisão, nessas situações, o dispositivo D da primeira modalidade é propenso a ser vantajoso.

[0222] A descrição supracitada de modalidades da invenção foi apresentada com o propósito de ilustração e descrição. A mesma não pretende ser exaustiva ou limitar a invenção à forma precisa revelada. Modificações e variações podem ser feitas sem que se afaste do espírito e escopo da presente invenção.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Dispositivo disposto para operar em um sistema de comunicações, sendo o sistema de comunicações caracterizado por compreender: uma primeira estação de base; e uma segunda estação de base, em que a primeira estação de base é disposta para transmitir um primeiro sinal para a segunda estação de base, a segunda estação de base é disposta para receber o primeiro sinal e transmitir um segundo sinal para a primeira estação de base em resposta ao primeiro sinal, a primeira estação de base é disposta para receber o segundo sinal e transmitir um terceiro sinal para a segunda estação de base em resposta para o segundo sinal, em que o dispositivo compreende: uma unidade de recebimento disposta para receber cada um dentre o primeiro e terceiro sinais a partir da primeira estação de base e o segundo sinal a partir da segunda estação de base; uma unidade de medição de tempo de atraso disposta para medir um primeiro tempo de atraso como um tempo entre o recebimento do primeiro sinal a partir da primeira estação de base e o recebimento do segundo sinal a partir da segunda estação de base; uma unidade de medição de tempo de ida e volta disposta para medir um primeiro tempo de ida e volta como um tempo entre o recebimento do segundo sinal a partir da segunda estação de base e o recebimento do terceiro sinal a partir da primeira estação de base;

uma unidade de temporizações de estação de base disposta para determinar um segundo tempo de ida e volta e um segundo tempo de atraso a partir de pelo menos um sinal recebido; e uma unidade de cálculo disposta para calcular uma primeira diferença de tempo de chegada com base no primeiro tempo de ida e volta, primeiro tempo de atraso, segundo tempo de ida e volta e segundo tempo de atraso.

2. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a primeira estação de base é disposta para medir o segundo tempo de ida e volta como um tempo entre a transmissão do primeiro sinal e o recebimento do segundo sinal, e a primeira estação de base é adicionalmente disposta para medir o segundo tempo de atraso como um tempo entre o recebimento do segundo sinal e a transmissão do terceiro sinal, e o terceiro sinal compreende informações indicativas do segundo tempo de ida e volta medido e o segundo tempo de atraso medido, em que a unidade de temporizações de estação de base é disposta para determinar o segundo tempo de ida e volta e o segundo tempo de atraso através da decodificação do segundo tempo de ida e volta e do segundo tempo de atraso a partir do terceiro sinal.

3. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro sinal compreende uma primeira indicação de um tempo de transmissão do primeiro sinal da primeira estação de base, e o terceiro sinal compreende uma segunda indicação de um tempo de recepção do segundo sinal na primeira estação de base e uma terceira indicação de um tempo de transmissão do terceiro sinal a partir da primeira estação de base, em que a unidade de temporizações de estação de base é disposta para determinar o segundo tempo de ida e volta e o segundo tempo de atraso através do cálculo do segundo tempo de ida e volta como uma diferença no tempo entre a segunda indicação e a primeira indicação e do cálculo do segundo tempo de atraso como uma diferença no tempo entre a terceira indicação e a segunda indicação.

4. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações, caracterizado pelo fato de que a unidade de cálculo é adicionalmente disposta para calcular a primeira diferença de tempo de chegada com base no primeiro tempo de ida e volta, primeiro tempo de atraso, segundo tempo de ida e volta, segundo tempo de atraso, a velocidade da luz e um valor indicativo de uma distância entre a primeira estação de base e a segunda estação de base.

5. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações, sendo o dispositivo caracterizado por compreender ainda uma unidade de transmissão disposta para transmitir pelo menos um sinal para pelo menos uma estação de base e/ou outro dispositivo compreendendo uma unidade de transmissão.

6. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um sinal transmitido para pelo menos uma estação de base e/ou outro dispositivo compreendendo uma unidade de transmissão compreende informações indicativas de um tempo de ida e volta medido e um tempo de atraso medido.

7. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 5,

caracterizado pelo fato de que o pelo menos um sinal transmitido a pelo menos uma estação de base e/ou outro dispositivo compreendendo uma unidade de transmissão compreende informações indicativas de um tempo de transmissão do sinal a partir do dispositivo.

8. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações, caracterizado pelo fato de que a segunda estação de base é disposta para receber o terceiro sinal e transmitir um quarto sinal à primeira estação de base, em que a unidade de recebimento é adicionalmente disposta para receber o quarto sinal a partir da segunda estação de base, a unidade de temporizações de estação de base é adicionalmente disposta para determinar um terceiro tempo de ida e volta e um terceiro tempo de atraso; a unidade de cálculo é adicionalmente disposta para calcular uma segunda diferença de tempo de chegada com base no primeiro tempo de ida e volta, primeiro tempo de atraso, terceiro tempo de ida e volta e terceiro tempo de atraso.

9. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a segunda estação de base é disposta para medir o terceiro tempo de ida e volta como um tempo entre a transmissão do segundo sinal e o recebimento do terceiro sinal, e a segunda estação de base é adicionalmente disposta para medir o terceiro tempo de atraso como um tempo entre o recebimento do primeiro sinal e a transmissão do segundo sinal, e o quarto sinal compreende informações indicativas do terceiro tempo de ida e volta medido e o terceiro tempo de atraso medido, em que a unidade de temporizações de estação de base é disposta para determinar o terceiro tempo de ida e volta e o terceiro tempo de atraso por decodificação do terceiro tempo de ida e volta e terceiro tempo de atraso a partir do quarto sinal.

10. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o segundo sinal compreende uma quarta indicação de um tempo de recepção do primeiro sinal na segunda estação de base e uma quinta indicação de um tempo de transmissão do segundo sinal a partir da segunda estação de base, o quarto sinal compreende uma sexta indicação de um tempo de recepção do terceiro sinal na segunda estação de base, em que a unidade de temporizações de estação de base é disposta para determinar o terceiro tempo de ida e volta e o terceiro tempo de atraso através do cálculo do terceiro tempo de ida e volta como uma diferença no tempo entre a sexta indicação e a quinta indicação, e calcular um terceiro tempo de atraso como uma diferença no tempo entre a quinta indicação e a quarta indicação.

11. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 10, caracterizado pelo fato de que a unidade de cálculo é adicionalmente disposta para calcular a segunda diferença de tempo de chegada com base no primeiro tempo de ida e volta, no primeiro tempo de atraso, no terceiro tempo de ida e volta, no terceiro tempo de atraso, na velocidade da luz e um valor indicativo de uma distância entre a primeira estação de base e a segunda estação de base.

12. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações, sendo o dispositivo caracterizado por compreender: uma unidade de cálculo de média disposta para receber a diferença calculada de tempo de pelo menos duas chegadas a partir da unidade de cálculo e disposta para calcular a média da diferença calculada de tempo das chegadas.

13. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações, caracterizado pelo fato de que o sistema de comunicações compreende adicionalmente pelo menos uma terceira estação de base, em que as estações de base são dispostas para transmitir sinais para e receber sinais a partir de qualquer outra estação de base, em que o dispositivo é disposto para receber sinais transmitidos entre qualquer uma das estações de base e calcular uma diferença de tempo de chegada com base nos sinais recebidos.

14. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações, sendo o dispositivo caracterizado por compreender: uma unidade de determinação disposta para receber a diferença de tempo de pelo menos duas chegadas e disposta para determinar uma posição do dispositivo através da multilateração da diferença recebida de tempo das chegadas.

15. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a unidade de determinação é disposta para determinar uma posição do dispositivo por multilateração com base na diferença recebida de tempo das chegadas e informações indicativas de restrições do ambiente em que o dispositivo é posicionado.

16. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 14 ou 15, caracterizado pelo fato de que a unidade de determinação é disposta para determinar uma posição do dispositivo através da multilateração com base na diferença recebida de tempo das chegadas e informações indicativas de uma polarização de sinal de recebimento.

17. Sistema de comunicações caracterizado por compreender: uma primeira estação de base; uma segunda estação de base; e um dispositivo, conforme definido em qualquer uma das reivindicações, em que a primeira estação de base é disposta para transmitir um primeiro sinal para a segunda estação de base, a segunda estação de base é disposta para receber o primeiro sinal e transmitir um segundo sinal para a primeira estação de base em resposta ao primeiro sinal, a primeira estação de base é disposta para receber o segundo sinal e transmitir um terceiro sinal para a segunda estação de base em resposta para o segundo sinal.

18. Sistema de armazenamento caracterizado por compreender: um primeiro conjunto de trilhos ou pistas paralelas que se estendem na direção X, e um segundo conjunto de trilhos ou pistas paralelas que se estendem em uma direção Y transversal ao primeiro conjunto em um plano substancialmente horizontal para formar um padrão de grade que compreende uma pluralidade de espaços de grade; uma pluralidade de pilhas de recipientes localizadas abaixo dos trilhos, e dispostas de modo que cada pilha esteja localizada dentro de uma área útil de um espaço de grade único; uma multiplicidade de dispositivos de manuseio de carga, em que cada dispositivo de manuseio de carga é disposto para se mover lateralmente de modo seletivo nas direções X e Y, acima das pilhas nos trilhos; e um sistema de comunicações conforme definido em qualquer uma das reivindicações 17 a 23, em que cada uma das estações de base é posicionada em localizações ao redor, dentro ou sobre a pluralidade de pilhas de recipientes, e a multiplicidade de dispositivos de manuseio de carga, cada um, compreende um dispositivo.

19. Sistema de armazenamento, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que cada dispositivo de manuseio de carga tem uma área útil que ocupa apenas um espaço de grade único no sistema de armazenamento, de modo que um dispositivo de manuseio de carga que ocupa um espaço de grade não obstrua um dispositivo de manuseio de carga que ocupa ou atravessa os espaços de grade adjacentes nas direções X e Y.

20. Método para operar um dispositivo em um sistema de comunicações, caracterizado pelo fato de que o sistema de comunicações compreende: uma primeira estação de base; e uma segunda estação de base, em que a primeira estação de base é disposta para transmitir um primeiro sinal para a segunda estação de base, a segunda estação de base é disposta para receber o primeiro sinal e transmitir um segundo sinal para a primeira estação de base em resposta ao primeiro sinal, a primeira estação de base é disposta para receber o segundo sinal e transmitir um terceiro sinal para a segunda estação de base em resposta ao segundo sinal, em que o método compreende as etapas de: receber cada um dentre o primeiro e o terceiro sinais a partir da primeira estação de base e o segundo sinal a partir da segunda estação de base; medir um primeiro tempo de atraso como um tempo entre o recebimento do primeiro sinal a partir da primeira estação de base e o recebimento do segundo sinal a partir da segunda estação de base; medir um primeiro tempo de ida e volta como um tempo entre o recebimento do segundo sinal a partir da segunda estação de base e o recebimento do terceiro sinal a partir da primeira estação de base; determinar um segundo tempo de ida e volta e um segundo tempo de atraso a partir de pelo menos um sinal recebido; e calcular uma primeira diferença de tempo de chegada com base no primeiro tempo de ida e volta, no primeiro tempo de atraso, no segundo tempo de ida e volta e no segundo tempo de atraso.