CN105230089A - Wifi测距的频率偏移补偿 - Google Patents

Abstract

公开了用于确定通信设备之间的准确距离测量的方法、系统和装置。描述了用于记录与何时在通信设备之间发送和接收传输相关联的时间戳的各个实施例。通信设备被配置为确定其时钟频率的差异并且互相传递该差异。此外，每个通信设备被配置为在时间戳被交换之前或之后对这些差异进行补偿并且发送是否已经执行了补偿的补偿指示符。如果还没有执行补偿，则任一个通信设备都能够基于该补偿指示符在接收到时间戳之后对时钟频率差异进行补偿。通过使用基于单个时钟基准进行补偿的时钟频率，使用往返传播时间计算而获得高度准确的距离测量。

Description

WIFI测距的频率偏移补偿

相关申请的交叉引用

本申请要求于2013年1月31日提交的题为“FrequencyOffsetCompensationforWi-FiRanging”的美国临时申请No.61/759,230以及于2013年8月6日提交的题为“PPMIssueforFTM”的美国临时申请No.61/862,650的权益，上述两份申请的公开内容因此通过引用全文结合于此。

技术领域

本公开内容总体上涉及无线通信网络，尤其涉及用于测量无线通信设备之间的传输时间的方法和系统。

背景技术

使用诸如无线广域网(WWAN)、无线局域网(WLAN)、蜂窝网络和无线个人区域网络(WPAN)之类的无线通信网络之间的位置信息已经变得越来越常见。此外，获得无线网络内的通信设备之间的距离的测量是有利的，因为这提供了有关无线测距的线索。这样的测量经常通过使用在两个或更多通信设备之间进行交换的带有时间戳的到达时间(ToA)和出发时间(ToD)信息计算传播时间来执行。

发明内容

公开了用于确定通信设备之间的准确距离测量的方法、系统和装置。通过使用基于单个通信设备时钟基准的补偿时钟频率，在每个通信设备所实施的时钟频率之间的差异能够被消除。作为结果，能够针对通信设备之间的信号传播确定高度准确的传播时间，并且因此可能使用往返传播时间计算来获得高度准确的距离测量。

在一个实施例中，一种用于在i)采用具有第一时钟频率的第一时钟的第一通信设备和ii)采用具有第二时钟频率的第二时钟的第二通信设备之间进行时钟补偿的方法包括：在第一通信设备处确定对应于第二通信设备何时传送第一传输的第一时间戳，以及在第一通信设备处确定对应于何时在第二通信设备接收到第二传输的第二时间戳。该方法进一步包括：在第一通信设备处确定是否已经从第二通信设备接收到补偿指示符，并且在确定还没有从第二通信设备接收到补偿指示符时在第一通信设备处对第一时钟频率和第二时钟频率之间的差异进行补偿以提供经补偿的第一时间戳和经补偿的第二时间戳。另外，依据这样的实施例，补偿指示符的存在指示第一时间戳和第二时间戳是依据第一时钟频率而接收到的，并不需要进行补偿。

在另一个实施例中，一种用于在i)采用具有第一时钟频率的第一时钟的第一通信设备和ii)采用具有第二时钟频率的第二时钟的第二通信设备之间进行时钟补偿的方法包括：在第一通信设备处确定对应于第一通信设备何时传送第一传输的第一时间戳，并且在第一通信设备处确定对应于何时在第一通信设备接收到第二传输的第二时间戳。该方法进一步包括：在第一通信设备处对第一时钟频率和第二时钟频率之间的差异进行补偿以提供经补偿的第一时间戳和经补偿的第二时间戳，从第一通信设备向第二通信设备发送经补偿的第一时间戳和经补偿的第二时间戳，并且从第一通信设备向第二通信设备发送补偿指示符。另外，依据这样的实施例，该补偿指示符指示第二通信设备无需关于经补偿的第一时间戳和经补偿的第二时间戳对第一时钟频率和第二时钟频率之间的差异进行补偿。

在又一个实施例中，一种第一通信设备被配置为利用具有第一时钟频率的第一时钟，并且包括网络接口，该网络接口被配置为确定对应于利用具有第二时钟频率的第二时钟的第二通信设备何时传送第一传输的第一时间戳，并且确定对应于何时在第二通信设备处接收到第二传输的第二时间戳。该第一通信设备进一步包括时钟计算和补偿单元，该时钟计算和补偿单元被配置为确定是否从第二通信设备接收到补偿指示符，并且在并未从第二通信设备接收到补偿指示符时对第一时钟频率和第二时钟频率之间的差异进行补偿以提供经补偿的第一时间戳和经补偿的第二时间戳。另外，依据这样的实施例，补偿指示符的存在指示第一时间戳和第二时间戳是依据第一时钟频率而接收到的，并不需要进行补偿。

在另外的实施例中，一种第一通信设备被配置为利用具有第一时钟频率的第一时钟，并且包括网络接口，该网络接口被配置为确定对应于第一通信设备何时传送第一传输的第一时间戳，并且确定对应于何时在第一通信设备处接收到第二传输的第二时间戳。此外，该第二传输由被配置为利用具有第二时钟频率的第二时钟的第二通信设备所传送。该第一通信设备进一步包括时钟计算和补偿单元，该时钟计算和补偿单元被配置为对第一时钟频率和第二时钟频率之间的差异进行补偿以提供经补偿的第一时间戳和经补偿的第二时间戳。另外，依据这样的实施例，该网络接口还被配置为使得第一通信设备向第二通信设备发送经补偿的第一时间戳和经补偿的第二时间戳以及补偿指示符，该补偿指示符指示经补偿的第一时间戳和经补偿的第二时间戳无需由第二通信设备进行补偿。

附图说明

图1是其中一个或多个通信设备采用依据本公开实施例的传播时间测量技术的示例网络10的框图。

图2是依据本公开实施例的时序图。

图3是依据本公开实施例的示例通信设备的框图。

图4是依据本公开实施例的示例通信设备。

图5是依据本公开实施例的用于测量传播时间的示例方法的流程图。

图6是依据本公开实施例的用于测量传播时间的示例方法的流程图。

具体实施方式

这里公开了用于测量在通信设备之间的传输的传播时间的方法和装置的实施例。在一些实施例中，传播时间使用诸如出发时间和到达时间之类的时间戳进行测量。在一些情形中，传播时间可以为纳秒的量级，并且因此使用时间戳获得准确的测量至少在一些实施例中要求准确的时间戳测量。然而，每个通信设备在生成时间戳时所使用的时钟频率之间的差异(诸如由于频率漂移)至少在一些情形中引入了在时间戳测量中的不准确性。因此，在这里所公开的各个实施例中，采用考虑到不同通信设备的时钟之间的差异的技术来缓解时间戳测量中的不准确性。

图1是其中一个或多个通信设备采用依据本公开实施例的传播时间测量技术的示例网络10的框图。接入点(AP)14包括耦合至网络接口16的主机处理器15。网络接口16包括介质访问控制(MAC)处理单元18和物理层(PHY)处理单元20。PHY处理单元20包括耦合至一个或多个天线24的一个或多个收发器21。如本领域技术人员将会意识到的，虽然在图1中图示了三个收发器21和三个天线24，但是AP14的各个实施例可以包括任意适当数量(例如，1、2、4、5等)的收发器21和天线24。另外，依据各个实施例，任意适当数量的收发器21耦合至任意数量的天线24而使得一个或多个天线在收发器之间进行共享，和/或反之亦然。

网络10包括多个客户端站点25。虽然图1中图示了四个客户端站点25，但是网络10的各个实施例包括任意适当数量(例如，1、2、3、5、6等)的客户端站点25。客户端站点25-1包括耦合至网络接口27的主机处理器26。网络接口27包括MAC处理单元28和PHY处理单元29。PHY处理单元29包括耦合至一个或多个天线34的一个或多个收发器30。虽然在图1中图示了三个收发器30和三个天线34，但是客户端站点25-1的各个实施例包括任意适当数量(例如，1、2、4、5等)的收发器30和天线34。另外，依据各个实施例，任意适当数量的收发器30耦合至任意适当数量的天线34而使得一个或多个天线在收发器之间进行共享，和/或反之亦然。

依据本公开的各个实施例，任意适当数量的客户端站点25-2、25-3和25-4具有与客户端站点25-1相同或基本上相似的结构。依据这样的实施例，在结构上与客户端站点25-1相同或基本上相似的客户端站点25包括任意数量的收发器和天线。例如，虽然客户端站点25-1被图示为具有三个收发器34和天线30，但是客户端站点25-2的各个实施例具有不同于三个的任意数量的收发器以及不同于三个的任意数量的天线。与客户端站点25-2、25-3和25-4相关联的天线和收发器的数量出于简明的目的而并未在图1中示出。

网络10支持依据任意数量的适当通信协议的通信，诸如移动电话协议、由一种或多种IEEE标准所指定的无线局域网(WLAN)通信协议、无线个人区域通信网络协议(例如，协议)、WiMAX等。适当IEEE标准的示例包括802.11a、802.11g、802.11n、802.11ac、802.11ad、802.11af、802.11v和/或802.11ah标准。虽然AP14被标记为接入点，但是AP14的各个实施例被配置为支持任意适当类型的无线通信而并不局限于仅支持WLAN技术。例如，AP14的各个实施例被配置为支持WLAN和/或移动电话协议，诸如包括长期演进(LTE)协议在内的第三代合作伙伴计划(3GPP)技术。虽然图1仅图示了单个AP14，但是客户端设备25的各个实施例被配置为在任意时刻与多于一个的AP进行通信，包括使用可以彼此相同或不同的通信协议与单独AP进行同时通信。依据本公开的实施例，AP14和客户端站点25被配置为相互传送和接收符合一种或多种通信协议的数据，该一种或多种通信协议诸如符合一种或多种IEEE802.11标准的协议或者其它适当通信协议。依据本公开的另一个实施例，除此之外或可替换地，客户端站点25被配置为相互传送和接收符合一种或多种通信协议的数据以支持自组织网络，该一种或多种通信协议诸如符合IEEE802.11标准的协议或者其它适当通信协议。

在各个实施例中，AP14和/或客户端25确定与何时从AP14和/或客户端25发送通信(出发时间(ToD)时间戳)以及何时在另一个AP14和/或客户端25接收通信(到达时间(ToA)时间戳)相关联的时间戳。这些时间戳使用在AP14和/或客户端25内所实施的任意适当数量的振荡器和/或时钟而生成。AP14和/或客户端25被配置为确定它们自己的通信何时被发送(ToD)至另一个AP14和/或客户端25，并且生成指示该通信何时被发送的ToD时间戳。类似地，AP14和/或客户端25被配置为确定通信何时被接收(ToA)，并且生成指示该通信何时被接收的ToA时间戳。在一些实施例中，网络接口16、27被配置为在通信单元被传送时或者在此之前不久将ToD时间戳添加至该通信单元。类似地，在一些实施例中，网络接口16、27被配置为在通信单元被接收时或者在此之后不久将ToA时间戳添加至该通信单元。如以下更为详细描述地，网络接口16、27被配置为可选地向一个或多个其它通信设备(例如，AP14和/或一个或多个客户端25)传送或反馈ToA时间戳和ToD时间戳，以便促成该一个或多个其它通信设备计算与网络10中的通信单元之间的通信对应的传播时间和/或往返时间。

虽然在网络接口16、27中所包括和/或被其所使用的振荡器和/或时钟可以被制造和/或设计为以相同的标称频率进行操作，但是制造偏差和/或频率漂移可能导致网络接口16、27中和/或被其所使用的振荡器和/或时钟在频率上彼此有所不同。这样的频率差异可能源自于各种因素，诸如温度差异、制造偏差、晶体缺陷等。在各个实施例中，网络接口16、27被配置为确定网络10内彼此进行通信的两个或更多网络设备的时钟频率之间的差异。

网络接口16、27进一步被配置为对这样的时钟频率差异进行补偿以从单个通信设备的角度提供更为准确的传播时间测量。依据各个实施例，网络接口16、27中的一个或多个网络接口被配置为向另一个AP14和/或客户端25传输指示符、通知和/或标志，该指示符、通知和/或标志指示反馈回至另一个AP14和/或客户端25的时间戳已经被网络接口16、27进行了补偿。网络接口16、27中的一个或多个网络接口被配置为(i)在并未接收到诸如以上所描述的补偿指示的情况下对两个或更多通信设备之间的时钟频率的差异进行补偿，以及(ii)在接收到诸如以上所描述的补偿指示的情况下不对两个或更多设备之间的时钟频率的差异进行补偿。

使用ToA和ToD时间戳，网络接口16、27中的一个或多个网络接口被配置为计算与两个或更多互相通信的设备之间的信号传输对应的传播时间。在频率补偿之后，该传播时间实质上是基于单个设备时钟基准，并且因此与使用不同通信设备所确定的未经补偿的时间戳计算传播时间相比，是传播时间更为准确的测量。由于信号传输的传播时间以已知或假设的恒定值出现(即，在诸如空气的特定传播介质中的光速)，所以能够容易地根据该传播时间估计出设备之间的距离。以这种方式，本公开的各个实施例提供了互相通信的AP14和/或客户端25之间的准确距离信息的计算。

依据各个实施例，AP14和/或客户端站点25(例如，网络接口16、27中的一个或多个网络接口)被配置为与网络10内的诸如其它客户端25和/或AP14的其它通信设备共享距离信息。以这种方式，AP14和/或客户端25获得与其它通信设备相关的准确距离信息，这允许进行更为准确的无线测距评估。

图2是依据本公开实施例的时序图200。时序图200图示了两个通信设备之间(例如，在图1的AP14与客户端25中的一个客户端之间或者在客户端25中的两个客户端之间)的单帧交换。依据本公开的实施例，站点管理实体(SME)1、介质访问控制(MAC)子层管理实体(MLME)1和天线1在作为网络10的一部分的第一通信设备(例如AP14)内实施。例如，在一个实施例中，SME1在主机处理器15中实施，MLME1在MAC处理器18内实施，并且天线1在一个实施例中对应于天线24中的一个或多个天线。另外，依据这样的实施例，SME2、MLME2和天线2在作为网络10的一部分的第二通信设备(例如，客户端25)内实施。例如，在一个实施例中，SME2在主机处理器26中实施，MLME2在MAC处理器28中实施，并且天线2在一个实施例中对应于天线34中的一个或多个天线。在其它实施例中，时序图200可应用于实施本公开的各个实施例的任意适当通信设备，而并不仅局限于以上所描述的特定设备，或者甚至被局限于作为网络10的一部分的设备。例如，在一个实施例中，SME1在站点25-1的主机处理器26中实施，MLME1在站点25-1的MAC处理器28中实施，并且天线1对应于站点25-1的天线34中的一个或多个天线，并且在一个实施例中，SME2在站点25-2的主机处理器中实施，MLME2在站点25-2的MAC处理器中实施，并且天线2对应于站点25-2的天线中的一个或多个天线。

依据本公开的实施例，第一通信设备的站点管理实体(SME)(SME1)处理精细时序测量请求帧202并且经由第一通信设备的MAC层管理实体(MLME)(MLME1)将其发送至第二通信设备。例如，该精细时序测量请求帧202经由属于第一通信设备或者与第一通信设备相耦合的对应天线(天线1)进行传送。精细时序测量请求帧202经由属于第二通信设备或者与第二通信设备相耦合的天线(天线2)被接收，并且由第二通信设备的MLME(MLME2)和/或第二通信设备的SME(SME2)进行处理。当接收到精细时序测量请求帧202时，第二通信设备通过生成确认帧(ACK204)(例如，使用MLME2)并且将ACK帧204经由天线2传送回第一通信设备来作出响应。

依据本公开的各个实施例，第一通信设备和第二通信设备实施一种或多种通信协议，诸如IEEE802.11标准所管理的协议，以例如交换精细时序测量请求帧202和ACK帧204。经常，这样的通信协议通常定义帧时序、处理时序等。依据这些实施例，第一通信设备和第二通信设备依据相对应的协议放置与精细时序测量请求帧202和ACK帧204何时被发送和接收所对应的时间戳。

例如，第一通信设备在时间t1向第二通信设备发送精细时序测量请求帧202。时间t1对应于精细时序测量请求帧202实际从天线1进行传送的时间。第一通信设备被配置为考虑可能由基带、帧时序等之间的前端转换和/或处理所导致的本地处理延迟。处理延迟可以由与在传送精细时序测量请求帧202之前对精细时序测量请求帧202进行处理所需的时间相关联的处理时间206所表示。由于精细时序测量请求帧202为已知和/或标准的长度，所以这些处理延迟一般是可预测和可重复的。作为结果，这些处理延迟可以被纳入考虑而使得时间戳t1准确地反映经由天线1传送精细时序测量请求帧202的实际时间。

依据本公开的实施例，第一通信设备和第二通信设备中的每一个被配置为使用各自本地的振荡器和/或时钟来生成时间戳。虽然可以使用任意的振荡器和/或时钟来追踪时间并生成相对应的时间戳t1，但是优选地利用高精确度的时钟来提供更为准确的时间戳。例如，IEEE802.11标准针对2.4GHz频带规定了基准时钟的频率误差最大为±25ppm。依据本公开的实施例，IEEE802.11标准所规定的WiFi基准时钟被用来追踪时间并生成相对应的时间戳。在一些实施例中，这样的时钟还在通信设备中被用来生成载波信号。因此，在一些实施例中，第一通信设备和第二通信设备的基准时钟之间的差异在i)第一通信设备所生成的第一载波信号的频率与ii)第二通信设备所生成的第二载波信号的频率之间的偏移中有所反映。载波信号的频率之间的这样的偏移经常被称作载波频率偏移(CFO)。如以下更为详细描述的，在一些实施例中，CFO由第一通信设备进行测量并且被用来调节第一通信设备所生成的时间戳或者调节第二通信设备所生成的时间戳。

依据本公开的各个实施例，第一通信设备和第二通信设备例如实施多于一种的无线电接入技术(RAT)，诸如蜂窝和WiFi。依据这样的实施例，时间戳使用基于蜂窝的时钟而生成，基于蜂窝的时钟与对应于WiFi通信设备的时钟相比趋向于具有更高的准确性要求。例如，第一通信设备和/或第二通信设备可以被实施为用户设备(UE)的一部分，用户设备诸如被配置为根据LTE协议进行操作的智能电话。由于LTE空中接口协议针对空中接口要求仅十亿分之(ppb)50的严格振荡器漂移规范，所以这样的时钟基准将提供准确的时间戳。

依据本公开的实施例，第一通信设备被配置为将时间戳t1确定为精细时序请求202的ToD，并且第二通信设备被配置为将与精细时序测量请求帧202的接收相关联的时间戳t2确定为精细时序请求202的ToA。第一通信设备和第二通信设备均被配置为如上所讨论的对本地处理延迟进行补偿以确定精确的ToDt1和ToAt2。另外，依据这样的实施例，第二通信设备生成与发送ACK帧204的时间相关联的时间戳t3(例如，ACK204的ToD)，并且第一通信设备确定与何时接收到ACK帧204相关联的精确时间戳t4(例如，ACK204的ToA)。同样，第一通信设备和第二通信设备均被配置为如上所讨论的对处理延迟进行补偿以确定精确的ToDt3和ToAt4。例如，第二通信设备处的处理延迟可以由与在天线2接收到精细时序测量请求帧202之后对精细时序测量请求帧202进行处理所需的时间相关联的处理时间210所表示。处理延迟210可以被纳入考虑而使得时间戳t2准确地反映在天线2接收到精细时序测量请求帧202的实际时间。类似地，处理延迟在生成时间戳t3和时间戳t4时被纳入考虑之中。

依据本公开的实施例，第一通信设备和第二通信设备均存储其各自的ToA和ToD时间戳。例如，第一通信设备存储时间戳t1和t4，而第二通信设备则存储时间戳t2和t3。另外，依据这样的实施例，第一通信设备被配置为将包括时间戳t1和t4的反馈212发送回第二通信设备。虽然图2图示了时间戳t1和t4被发送至第二通信设备，但是至少一些实施例除此之外或可替换地包括第二通信设备将时间戳t2和t3作为反馈发送回第一通信设备(图2中未示出)。以这种方式，根据各个实施例，第一通信设备和/或第二通信设备在帧交换和反馈传输之后获取到所有四个时间戳t1、t2、t3和t4。

一旦第一通信设备和/或第二通信设备获取到所有四个时间戳，就能够计算第一通信设备和第二通信设备之间的信号传输的传播时间216。依据一个实施例，第一通信设备和/或第二通信设备基于第一通信设备和第二通信设备之间的一半往返时间计算传播时间216。例如，往返时间的估计根据以下等式而基于未经补偿的时间戳进行计算：

RTT_EST＝(t₄-t₁)+(t₂-t₃)等式1

以这种方式确定往返时间消除了在图2中所表示的帧交换时间段之外的而不是在帧交换时间段期间的、在第一通信设备和第二通信设备之间的时钟不准确性。针对一些应用而言，在帧交换期间所引入的时钟误差(例如，由于第一通信设备的时钟和第二通信设备的时钟之间的频率差异)是可接受的。但是，在一些情形和/或实施例中，由于信号传播时间处于纳秒的量级，所以在帧交换期间所引入的时钟误差并不是可忽略不计的，并且没有提供充分的测量来准确地确定第一通信设备和第二通信设备之间的距离。

因此，在本公开的各个实施例中，第一通信设备和/或第二通信设备被配置为对第一通信设备的时钟和第二通信设备的时钟之间的频率差异进行补偿，并且基于所补偿的时间戳计算往返时间以考虑时钟频率的差异。以这种方式，计算出更为准确的往返时间，其消除和/或减小了由于第一通信设备和第二通信设备之间的时钟偏移所导致的误差。

图3是依据本公开实施例的示例通信设备300的框图。通信设备300包括存储器302、时钟计算和补偿单元304、网络接口306以及天线308。依据本公开的各个实施例，通信设备300例如是网络10中的通信设备或者被实施为网络10中的通信设备的一部分，诸如图1中的客户端25，参考图2所描述的第一通信设备和/或第二通信设备。依据另外的实施例，通信设备300是任意适当通信设备或者被实施为任意适当通信设备的一部分，并且并不仅局限于作为网络10的一部分的那些设备或者参考图2所描述的那些设备。

网络接口306耦合至时钟计算和补偿单元304并且被配置为与时钟计算和补偿单元304进行通信，并且经由天线308往来于其它通信设备传送和接收无线通信。依据各个实施例，网络接口306被配置为经由一种或多种适当通信协议与一个或多个通信设备进行通信。如本领域技术人员将会意识到的，网络接口306可以利用任意数量的MAC接口、MLME、MAC子层管理实体、PHY接口、PHY管理实体、SME、收发器等来实施。在各个实施例中，网络接口306是如图1所示的网络接口16或27的实施方式并且被配置为依据无线网络协议进行操作。

网络接口306被配置为向另一个通信设备发送精细时序请求帧并且确定与该精细时序请求何时从天线308被发送相关联的适当时间戳(例如，t1ToD)。网络接口306被配置为从另一个通信设备接收ACK帧并且确定该ACK帧何时在天线308被接收(例如，t4ToA)。如之前参考图2所讨论的，网络接口306被配置为对精细时序请求帧和/或ACK帧的处理延迟进行补偿以准确地确定相对应的ToA和ToD时间戳。网络接口306被配置为将ToA和/或ToD时间戳发送至另一个通信设备。

除此之外或可替换地，网络接口306被配置为确定由发送ACK帧的通信设备所使用的时钟频率。该信息例如可以作为同步协议和/或从发送ACK帧的通信设备所传送的信息的一部分而获得，或者在两个通信设备的初始关联时段期间获得。在其中使用载波频率作为基准来生成时间戳和/或载波频率利用也能够用来生成时间戳的时钟进行确定的实施例中，网络接口306被配置为确定网络接口306所使用的载波频率相对另一个通信设备所使用的载波频率之间的CFO。依据另外的实施例，该CFO作为通信协议的一部分而被包括在接收矢量中。例如，在一个实施例中，网络接口306被配置为确定该CFO并且随后将所确定的CFO的指示传送至其它通信设备。类似地，作为另一个示例，在一个实施例中，如果其它通信设备确定该CFO，则网络接口306被配置为从该其它通信设备接收该CFO的指示。

网络接口306被配置为基于i)属于网络接口306或者网络接口306所使用的本地时钟与ii)属于其它通信设备(例如向通信设备300发送ACK帧的通信设备)或者其它通信设备所使用的时钟的时钟频率之间所确定的差异来确定时钟偏移。网络接口306被配置为将该时钟偏移信息和/或ToA/ToD时间戳发送至时钟计算和补偿单元304。

在一个实施例中，时钟计算和补偿单元304被配置为通过将时间戳转换成发送ACK帧的通信设备的时间轨而对ToA和/或ToD时间戳进行补偿。在一个实施例中，时钟计算和补偿单元304包括任意数量的处理器和/或控制器，它们被配置为执行软件或固件指令以完成这样的计算和/或使得能够与网络接口306进行通信。在一个实施例中，时钟计算和补偿单元304是主机处理器。在其它实施例中，时钟计算和补偿单元304使用诸如一个或多个集成电路器件、专用集成电路、可编程逻辑器件等的硬件来实施。在一些实施例中，时钟计算和补偿单元304被包括在网络接口306中。时钟计算和补偿单元304被配置为如上所讨论的关于ToA和/或ToD时间戳而对时钟偏移进行补偿，并且向网络接口306发送经校正的时间戳信息以便传输至发送ACK帧的通信设备。

在一个实施例中，时钟计算和补偿单元304在向网络接口306发送时间戳信息之前并不对时间戳进行补偿。关于是否在将时间戳发送至通信设备之前对它们进行补偿的决策可以基于若干因素进行确定。在各个实施例中，是否补偿的决策可以在通信设备之间的初始关联时段期间、在初始关联时段之后的任意时间、作为通信协议的一部分和/或基于通信设备的类型而作出。例如，通信设备300可以被实施为由电池供电的移动设备或者该移动设备的一部分，而发送ACK帧的通信设备则由交流(AC)AC电源进行供电。在这样的情况下，两个通信设备可以依据通信协议进行通信以确定将在利用AC电源的通信设备处执行补偿。作为结果，计算和补偿单元304可以从网络设备306接收到并不对ToA和ToD时间戳进行补偿的指令以节省处理功率并延长电池寿命。

在各个实施例中，时钟计算和补偿单元304以及网络接口306共享经补偿的时间戳的计算。例如，网络接口306可选地计算经补偿的时间戳或者将这些计算卸载至时钟计算和补偿单元304。依据其中时钟计算和补偿单元304执行时间戳补偿的实施例，时钟计算和补偿单元304被配置为向网络接口306发送一个或多个指示ToA和/或ToD时间戳已经得到补偿的指令和/或通知。依据其中网络接口306执行时间戳补偿的实施例，这些指示和/或通知并不需要由时钟计算和补偿单元304发送。

如果时间戳已经得到补偿，则网络接口306向其它通信设备发送指示补偿已经发生的指示和/或通知。在各个实施例中，这样的对于时间戳是否已经得到补偿的指示和/或通知包括经由一种或多种通信协议的通信、基于时间戳补偿是否已经发生而被设置为逻辑比特值的标志比特、包括这样的指示的单独数据分组，由此缺少该数据分组指示还没有执行补偿，等等。

为了对时钟计算和补偿单元304和/或网络接口306所执行的时间戳补偿的过程进行解释，参考图2提供以下等式和讨论，但是它们并不仅局限于那些实施例。如之前所讨论的，至少在一些实施例中，根据等式1计算所估计的往返时间。

通过假设发送精细时序测量请求帧的通信设备是第一通信设备而发送ACK帧的通信设备是第二通信设备，等式1被如下重写为表示与每个所记录的时间戳相关联的通信设备时间基准：

${\mathrm{RTT}}_{EST}=(t_4^{\left(1\right)}-t_1^{\left(1\right)})+(t_2^{\left(2\right)}-t_3^{\left(2\right)})$ 等式2

然而，由于两个通信设备之间的时钟频率的差异，基于被转换成单个设备时间轨的时间戳获得更为准确的往返时间的计算。因此，以下等式表示更为准确的往返时间的计算，其由于执行诸如上所描述的时钟补偿而具有更高的准确性：

${\mathrm{RTT}}_{TRUE}=(t_4^{\left(2\right)}-t_1^{\left(2\right)})+(t_2^{\left(2\right)}-t_3^{\left(2\right)})$ 等式3

第一通信设备和第二通信设备之间的时钟偏移可以被表达为百万分之几的差异(ppm_1-2)。RTT_EST和RTT_TRUE之间的差异被表示为由时钟偏移所引入的误差项。至少在一些实施例和/或情形中，该误差项基于所实施的帧的大小以及通信协议而有所变化。依据其中使用IEEE802.11标准协议在第一通信设备和第二通信设备之间进行通信的实施例，由于传播时间(RTT的一半)通常是非常小的时间段并且由所表示的时间段包括SIFS时间间隔，所以项小于项在这样的实施例中，误差项ERR由等式4(下文)所表示，其考虑到最大的ERR由较大的项所控制。在一些实施例中，等式4表示由时钟偏移所引入的最大误差项：

$ERR={\mathrm{ppm}}_{1-2}(t_2^{\left(2\right)}-t_3^{\left(2\right)})={\mathrm{ppm}}_{1-2}\[DUR\left({\mathrm{FTM}}_{Frame}\right)+SIFS\]$ 等式4

在等式4中，DUR(FTM_Frame)表示与通信设备所发送的精细时序测量请求间隔的持续时间相关联的时间段，并且SIFS表示在精细时序测量请求帧的接收与ACK帧的传送之间的SIFS时间段，该SIFS时间段通常为大约16微秒。作为等式4所提供的误差项的结果表明，40ppm的时钟偏移连同最低802.11调制和编码方案一起导致大于3ns的在RTT_EST和RTT_TRUE之间的误差，这进而对应于超过1米的距离测量误差。作为结果，本领域技术人员将会意识到，在没有时钟偏移补偿的情况下，获得更高的准确性程度是存在问题的。

依据本公开的实施例，针对时间戳t1和t4的时间戳补偿可以由以下等式所表示：

$\[t_1^{\left(2\right)}=\frac{\left(t_1^{\left(1\right)}\right)}{(1+{\mathrm{ppm}}_{1-2})}\];$ 和等式5

$\[t_1^{\left(2\right)}=\frac{\left(t_1^{\left(1\right)}\right)}{(1+{\mathrm{ppm}}_{1-2})}\]$ 等式6

因此，依据其中时钟计算和补偿单元304和/或网络接口306在将时间戳t1和t4作反馈发送至第二通信设备之前对它们进行补偿的实施例，来自以上等式5和6的经补偿的时间戳和被发送至第二通信设备。

时钟计算和补偿单元304耦合至存储器302并且被配置为与存储器302进行通信以向存储器302存储数据和从存储器302读取数据。依据本公开的各个实施例，存储器302包括易失性(例如，随机访问存储器(RAM))或非易失性存储器(例如，带有备用电池的RAM、FLASH等)。在本公开的各个实施例中，存储器302存储与下列各项有关的数据：由网络接口306所确定的时间戳、由网络接口306和/或时钟计算和补偿单元304所确定的经补偿的时间戳、和/或经由网络接口306所发送的反馈消息。时钟计算和补偿单元304可选地从存储器302读取数据以将通信设备的特定集合与一个或多个之前所发送的反馈消息和/或所计算的时间戳相互关联。该过程在其中通信设备300被实施为处理功率和/或电池寿命有限的UE设备或者该UE设备的一部分的至少一些实施例中是有用的，因为其节约了处理时间、处理功率和/或电池寿命。在一些实施例中，存储器302被包括在网络接口306中。在一些实施例中，存储器302被包括在时钟计算和补偿单元304中。

时钟计算和补偿单元304可选地访问存储器302以比较一个或多个之前所接收的时间戳，从而确定通信设备是否已经移动，并且如果是，则基于之前的时间戳确定移动速率。时钟计算和补偿单元304和/或网络接口306可选地使用该信息来更新发送精细时序测量请求的频率。在这样的实施例中，时钟计算和补偿单元304和/或网络接口306在时间戳的历史指示发送ACK帧的通信设备正在移动时更为频繁地更新距离计算。通过更为频繁地更新该信息，通信设备300例如能够通过增大传送功率等来更快地适配于变化的范围。

图4是依据本公开实施例的示例通信设备400。通信设备400包括存储器402、时钟计算和补偿单元404、网络接口406以及天线408。依据本公开的各个实施例，例如，通信设备400被实施为作为网络10的一部分的通信设备(诸如AP14)和/或关于图2所讨论的第二通信设备，或者被实施为这些通信设备的一部分。依据另外的实施例，时序补偿系统400被实施为任意适当通信设备的一部分而并不仅局限于作为网络10的一部分的那些设备。在一些实施例中，存储器402被包括在网络接口406中。在一些实施例中，存储器402被包括在时钟计算和补偿单元404中。

存储器402、时钟计算和补偿单元404、网络接口406以及天线408分别具有如图3所示的存储器302、时钟计算和补偿单元304、网络接口306和天线308相似的结构并且基本上与它们相同地进行操作。因此，出于简明的目的将仅对这些部件之间的差异进行描述。在本公开的实施例中，通信设备300和通信设备400均被实施为互相通信的相应通信设备或者通信设备的一部分。例如，依据本公开的各个实施例，通信设备300被实施为图2所示的发送精细时序测量请求帧202的通信设备或者该通信设备的一部分，并且通信设备400被实施为图2所示的发送ACK帧204的通信设备或者该通信设备的一部分。

网络接口406被配置为从另一个通信设备接收时间戳信息和/或一个或多个精细时序测量请求帧，并且确定与精细时序测量请求帧何时在天线408被接收相关联的适当时间戳(例如，图2中的t2ToA)。网络接口406被配置为响应于接收到精细时序测量请求帧将ACK帧发送回给发送精细时序测量请求帧的通信设备，并且确定与该ACK帧何时从天线408被发送相关联的适当时间戳(例如，图2中的t3ToD)。网络接口406被配置为可选地将ToA和/或ToD时间戳发送至另一个通信设备。

除此之外或可替换地，网络接口406被配置为确定由发送精细时序测量请求帧的通信设备所使用的时钟频率。如之前参考图3中的时序补偿系统300所讨论的，该信息可以从发送精细时序测量请求帧的通信设备获得。网络接口406被配置为基于该时钟频率确定时钟偏移，该时钟偏移是网络接口406所使用的本地时钟的频率与发送精细时序测量请求帧的通信设备所使用的时钟的频率之间的差异。网络接口406被配置为将时钟偏移信息和/或ToA/ToD时间戳发送至时钟计算和补偿单元404。

网络接口406被配置为从发送精细时序测量请求帧的通信设备接收时间戳信息(例如，图2中的t1和t4)。该时间戳信息可能已经被补偿以便依照由网络接口406用于进行时间戳标记(timestamping)的时钟频率。如果该时间戳信息已经被补偿，则网络接口406从发送精细时序测量请求帧的通信设备接收指示该时间戳信息已经被补偿的指示和/或通知。如果接收到指示和/或通知标志，则网络接口406可选地指示时钟计算和补偿单元404并不对所接收到的时间戳进行补偿。因此，在其中网络接口406执行补偿的一些实施例中，网络接口406在存在补偿指示和/或通知标志的情况下对所接收到的时间戳进行补偿。

在各个实施例中，网络接口406和/或时钟计算和补偿单元404基于等式3确定往返时间RTT_TRUE，因为经补偿的时间戳(例如，t1和t4)关于与通信设备4相同的时间轨而被接收，因为经补偿的时间戳(例如，t2和t3)关于与传送精细时序请求的其它通信设备相同的时间轨而被接收。

然而，如果没有接收到补偿的指示和/或通知，则网络接口406和/或时钟计算和补偿单元404可选地(i)关于由网络接口406所使用的时钟频率而针对所接收到的时间戳(例如，t1和t4)计算经补偿的时间戳，或者(ii)关于由发送精细时序测量请求帧的通信设备所使用的时钟频率而针对本地生成的时间戳(例如，t2和t3)计算经补偿的时间戳。依据本公开的其中计算经补偿的时间戳t1和t4的实施例，网络接口406和/或时钟计算和补偿单元404分别使用(以上的)等式5和6。依据其中计算经补偿的时间戳t2和t3的另一个实施例，网络接口406和/或时钟计算和补偿单元404分别使用(以下的)等式7和8。

$\[t_1^{\left(2\right)}=\frac{\left(t_1^{\left(1\right)}\right)}{\left(1+{\mathrm{ppm}}_{1-2}\right)}\];$ 和等式7

$\[t_3^{\left(1\right)}=\frac{\left(t_3^{\left(2\right)}\right)}{\left(1+{\mathrm{ppm}}_{1-2}\right)}\]$ 等式8

依据其中关于发送精细时序测量请求帧的通信设备对时间戳进行补偿的实施例，以下等式提供了RTT_TRUE：

${\mathrm{RTT}}_{TRUE}=(t_4^{\left(1\right)}-t_1^{\left(1\right)})+(t_2^{\left(1\right)}-t_3^{\left(1\right)})$ 等式9

一旦网络接口406和/或时钟计算和补偿单元404基于等式6或等式8计算出RTT_TRUE，随后就能够通过将RTT_TRUE的一半乘以传播速度常数而计算出两个通信设备之间的距离。在本公开的各个实施例中，该传播速度常数是真空中的光速，或者是该光速的某个百分比，以考虑光速经由传播介质(例如，地球大气)的降低。

一旦确定了通信设备之间的距离，网络接口406就被配置为与其它通信设备共享该距离信息。在其中通信设备400被实施为网络10内的设备或者该设备的一部分的实施例中，网络接口406被配置为与网络10中的任意数量的其它设备共享该距离信息。以这种方式，网络内的任意数量的通信设备被配置为获得与彼此分隔的测距距离相关的准确信息。准确的距离信息会是有用的，例如用来在可应用于允许更好的节能时降低传送功率。

图5是依据本公开实施例的示例时序补偿方法500的流程图。在一个实施例中，时序补偿方法500由如图3所示的通信设备300实施，例如由网络接口306和/或时钟计算和补偿单元304所实施。

方法500在框502开始，其中第一通信设备确定与何时从第一通信设备向第二通信设备发送第一传输对应的第一时间戳。该传输例如包括如图2所示的精细时序测量请求帧以及相关联的时间戳t1。在其它实施例中，该第一时间戳并未包括在精细时序测量请求帧中，而是仅存储在第一通信设备的存储器中并且与精细时序测量请求帧相关联。

在框504，第一通信设备确定与何时在第一通信设备接收到从第二通信设备所发送的第二传输对应的第二时间戳。该传输例如可以包括如图2所示的ACK帧以及相关联的时间戳t4。

在框506，第一通信设备确定是否对第一通信设备和第二通信设备之间的时钟频率的差异进行补偿。如果确定第一通信设备要对时钟频率的差异进行补偿，则方法500进行至框508。如果确定第一通信设备并不对时钟频率的差异进行补偿，则方法500进行至框512。在一些实施例中，框506包括在第一通信设备和第二通信设备之间交换指示第一通信设备和第二通信设备中的哪一个要执行时间戳补偿的信息。在一些实施例中，框506处的确定是基于在第一通信设备和第二通信设备之间交换的、指示第一通信设备和第二通信设备中的哪一个要执行时间戳补偿的信息。

在框508，第一通信设备依据第二时钟频率(即，第二通信设备所使用的时钟频率)，对第一时钟频率和第二时钟频率之间的差异进行补偿，以提供经补偿的第一时间戳和经补偿的第二时间戳。在一个实施例中，如图2所示，被补偿的时间戳是时间戳t1和t4。

在框510，第一通信设备向第二通信设备发送经补偿的第一时间戳和经补偿的第二时间戳。在一个实施例中，第一通信设备还发送指示已经执行了补偿的补偿指示。

另一方面，在框512，第一通信设备依据第一时钟频率向第二通信设备发送第一时间戳和第二时间戳。换句话说，第一通信设备向第二通信设备发送回未经补偿的——即关于第一通信设备的时钟频率——第一时间戳和第二时间戳。在各个实施例中，第一通信设备可选地发送指示还没有在第一通信设备对这些时间戳执行补偿的指示。

图6是依据本公开实施例的示例时序补偿方法600的流程图。在一个实施例中，时序补偿方法600由如图4所示的通信设备400实施，例如由网络接口406和/或时钟计算和补偿单元404所实施。

方法600在框602开始，其中第一通信设备确定与第二通信设备何时传送第一传输对应的第一时间戳。在一个实施例中，该第一传输是如图2所示的精细时序测量请求帧，并且该第一时间戳是相关联的时间戳t1。在一个实施例中，第一时间戳t1在来自第二通信设备的反馈传输中被接收。

在框604，第一通信设备确定与何时在第一通信设备接收到第一传输对应的第二时间戳。在一个实施例中，该第二时间戳例如是如图2所示的时间戳t2。

在框606，第一通信设备确定与第一通信设备何时传送第二传输对应的第三时间戳。在一个实施例中，该第二传输例如是图2所示的ACK帧，并且该第三时间戳是相关联的时间戳t3。

在框608，第一通信设备确定与何时在第二通信设备接收到第二传输相对应的第四时间戳。该第四时间戳例如是图2中的时间戳t4。在一个实施例中，第四时间戳t4作为来自第二通信设备的反馈传输而被接收。

在框610，第一通信设备确定是否已经从第二通信设备接收到补偿指示。如果已经从第二通信设备接收到补偿指示，则方法600进行至框616。如果还没有从第二通信设备接收到补偿指示，则方法600进行至框612。

在框612，在一个实施例中，第一通信设备依据在第一通信设备所使用的时钟频率，对第一通信设备的第一时钟的第一频率与第二通信设备的第二时钟的第二频率之间的差异进行补偿，以提供经补偿的第一时间戳和经补偿的第四时间戳。例如，在一个实施例中，第一时间戳和第四时间戳包括如图2所示的时间戳t1和t4，它们作为来自第二通信设备的反馈传输而被接收。可替换地，在框612，第一通信设备对第一时钟的第一频率与第二时钟的第二频率之间的差异进行补偿，以关于在第二通信设备所使用的第二时钟频率提供经补偿的第二时间戳和经补偿的第三时间戳。例如，在一个实施例中，第二时间戳和第三时间戳是如图2所示的时间戳t2和t3。

在框614，第一通信设备基于(i)经补偿的第一时间戳和经补偿的第四时间戳以及第二时间戳和第三时间戳，或者(ii)经补偿的第二时间戳和经补偿的第三时间戳以及第一时间戳和第四时间戳，来计算第一通信设备和第二通信设备之间的距离。

在框616，第一通信设备基于经补偿的第一时间戳和经补偿的第四时间戳以及第二时间戳和第三时间戳来计算第一通信设备和第二通信设备之间的距离。

虽然之前的附图和公开内容讨论了时间戳及其补偿在特定方向中的交换，但是本公开内容的实施例包括与两个或更多通信设备之间的适当通信对应的任意适当时间戳的补偿。例如，虽然时间戳t1和t4被图示为反馈，但是本公开内容的实施例包括将时间戳t2和t3作为反馈发送至发送精细时序测量请求的通信设备。这里所描述的实施例相互且等同地在两个或更多通信设备之间进行应用。例如，在其中时间戳t2和t3被反馈回发送精细时序测量请求的通信设备的实施例中，这些时间戳可能是经补偿或未经补偿的，并且还发送指示任意补偿(或者其缺失)的通知和/或指示符。另外，依据这样的实施例，发送精细时序测量请求的通信设备基于该指示对t2和t3(或者t1和t4)进行补偿以关于其自己的时间轨基准计算实际的RTT(以及距离计算)。图3和4所示的实施例是可互换的，并且它们与图2相关联的功能仅是出于清楚的目的而被提供。

这里所给出的附图是出于说明的目的。贯穿附图所图示的各个部件之间的通信和/或耦合可以使用任意类型的耦合或通信手段来执行，以实现如这里所描述的相对应操作。例如，尽管使用单条线路来图示一些部件之间的通信，但该通信可以利用任意数量的线路和/或总线来实施。此外，无论所图示的耦合如何，这样的通信都可以利用任意适当的通信协议来实施，诸如串行和/或并行通信。

以上所描述的各个模块、操作和技术中的至少一些可以利用硬件、执行固件指令的处理器、执行软件指令的处理器或者其任意组合来实施。当利用执行软件或固件指令的处理器来实施时，该软件或固件指令可以被存储在任意合适的计算机可读存储介质中，诸如存储在磁盘、光盘上、存储在RAM或ROM或闪存、带式驱动器等中。同样，该软件或固件指令可以经由任意已知或期望的递送方法而被递送给用户或系统。该软件或固件指令可以包括机器可读指令，该机器可读指令当被处理器所执行时使得处理器执行各种动作。

当以硬件实施时，该硬件可以包括下列各项中的一项或多项：离散组件、集成电路、ASIC、可编程逻辑器件(PLD)等。

本发明另外的方面涉及到以下各项中的一项或多项。

第一实施例包括一种用于在i)采用具有第一时钟频率的第一时钟的第一通信设备和ii)采用具有第二时钟频率的第二时钟的第二通信设备之间进行时钟补偿的方法，该方法包括在第一通信设备处确定对应于第二通信设备何时传送第一传输的第一时间戳，并且在第一通信设备确定对应于何时在第二通信设备处接收第二传输的第二时间戳。该方法进一步包括：在第一通信设备处确定是否已经从第二通信设备接收到补偿指示符，并且在确定还没有从第二通信设备接收到补偿指示符时在第一通信设备处对第一时钟频率和第二时钟频率之间的差异进行补偿以提供经补偿的第一时间戳和经补偿的第二时间戳。另外，依据这样的实施例，补偿指示符的存在指示第一时间戳和第二时间戳是依据第一时钟频率而接收到的，并不需要进行补偿。

第一实施例进一步包括多种变化形式，诸如在第一通信设备基于第一时钟频率确定对应于何时在第一通信设备处接收到第一传输，并且在第一通信设备基于第一时钟频率确定对应于第一通信设备何时传送第二传输的第四时间戳。

此外，第一实施例包括多种变化形式，诸如在确定还没有接收到补偿指示符时在第一通信设备处基于经补偿的第一时间戳、经补偿的第二时间戳、第三时间戳和第四时间戳来确定第一通信设备和第二通信设备之间的距离，并且在确定已经接收到补偿指示符时在第一通信设备处基于该第一时间戳、第二时间戳、第三时间戳和第四时间戳来确定第一通信设备和第二通信设备之间的距离。

此外，第一实施例进一步包括通过以下估算来执行补偿的操作：

(i)针对的第一等式： $\[t_1^{\left(2\right)}=\frac{\left(t_1^{\left(1\right)}\right)}{(1+{\mathrm{ppm}}_{1-2})}\],$ 以及

(ii)针对的第二等式：在这种情况下，和分别表示第一时间戳和第二时间戳，ppm_1-2表示第一时钟频率和第二时钟频率之间以百万分之几为单位的差异，并且和分别表示经补偿的第一时间戳和经补偿的第二时间戳。

另外，第一实施例还包括多种变化形式，其中第一传输包括精细时序测量请求并且其中第二传输包括对该精细时序测量请求的确认。

最后，第一实施例包括多种变化形式，其中第一传输和第二传输中的每一个均符合无线网络通信协议。

第二实施例包括一种用于在i)采用具有第一时钟频率的第一时钟的第一通信设备和ii)采用具有第二时钟频率的第二时钟的第二通信设备之间进行时钟补偿的方法，该方法包括在第一通信设备处确定对应于第一通信设备何时传送第一传输的第一时间戳，并且在第一通信设备确定对应于何时在第一通信设备处接收到第二传输的第二时间戳。该方法进一步包括：在第一通信设备处对第一时钟频率和第二时钟频率之间的差异进行补偿以提供经补偿的第一时间戳和经补偿的第二时间戳，从第一通信设备向第二通信设备发送经补偿的第一时间戳和经补偿的第二时间戳，并且从第一通信设备向第二通信设备发送补偿指示符。另外，依据这样的实施例，该补偿指示符指示第二通信设备无需关于经补偿的第一时间戳和经补偿的第二时间戳对第一时钟频率和第二时钟频率之间的差异进行补偿。

该第二实施例进一步包括多种变化形式，诸如在第二通信设备基于第二时钟频率确定对应于何时在第二通信设备处接收到第一传输的第三时间戳，并且在第二通信设备基于第二时钟频率确定对应于第二通信设备何时传送第二传输的第四时间戳。

此外，第二实施例包括多种变化形式，诸如在第二通信设备基于经补偿的第一时间戳、经补偿的第二时间戳、第三时间戳和第四时间戳计算第一通信设备和第二通信设备之间的距离。

此外，第二实施例进一步包括通过以下估算来执行补偿的操作：

(i)针对的第一等式： $\[t_1^{\left(2\right)}=\frac{\left(t_1^{\left(1\right)}\right)}{\left(1+{\mathrm{ppm}}_{1-2}\right)}\],$ 以及

(ii)针对的第二等式：在这种情况下，和分别表示第一时间戳和第二时间戳，ppm_1-2表示第一时钟频率和第二时钟频率之间以百万分之几为单位的差异，并且和分别表示经补偿的第一时间戳和经补偿的第二时间戳。

另外，第二实施例还包括多种变化形式，其中第一传输包括精细时序测量请求并且第二传输包括对该精细时序测量请求的确认。

最后，第二实施例包括多种变化形式，其中第一传输和第二传输中的每一个均符合无线网络通信协议。

在第三实施例中，一种第一通信设备被配置为利用具有第一时钟频率的第一时钟，并且包括网络接口，该网络接口被配置为确定对应于利用具有第二时钟频率的第二时钟的第二通信设备何时传送第一传输的第一时间戳，并且确定对应于何时在第二通信设备处接收到第二传输的第二时间戳。该第一通信设备进一步包括时钟计算和补偿单元，该时钟计算和补偿单元被配置为确定是否从第二通信设备接收到补偿指示符，并且在并未从第二通信设备接收到补偿指示符时对第一时钟频率和第二时钟频率之间的差异进行补偿以提供经补偿的第一时间戳和经补偿的第二时间戳。另外，依据这样的实施例，补偿指示符的存在指示第一时间戳和第二时间戳是依据第一时钟频率而接收到的，并不需要进行补偿。

第三实施例进一步包括多种变化形式，诸如该时钟计算和补偿单元被配置为在接收到补偿指示符时并不对第一时钟频率和第二时钟频率之间的差异进行补偿以提供经补偿的第一时间戳和经补偿的第二时间戳。

此外，第三实施例包括多种变化形式，诸如该时钟计算和补偿单元被配置为基于第一时钟频率确定对应于何时在第一通信设备处接收到第一传输的第三时间戳，并且基于第一时钟频率确定对应于何时向第二通信设备发送第二传输的第四时间戳。

此外，第三实施例进一步包括多种变化形式，诸如该时钟计算和补偿单元被配置为在并未接收到补偿指示符时基于经补偿的第一时间戳、经补偿的第二时间戳、第三时间戳和第四时间戳来计算第一通信设备和第二通信设备之间的距离，并且在接收到补偿指示符时基于第一时间戳、第二时间戳、第三时间戳和第四时间戳来计算第一通信设备和第二通信设备之间的距离。

另外，第三实施例还包括多种变化形式，其中该时钟计算和补偿单元被配置为通过以下估算而对第一时钟频率和第二时钟频率之间的差异进行补偿：

(i)针对的第一等式： $\[t_1^{\left(2\right)}=\frac{\left(t_1^{\left(1\right)}\right)}{\left(1+{\mathrm{ppm}}_{1-2}\right)}\],$ 以及

(ii)针对的第二等式：在这种情况下，和分别表示第一时间戳和第二时间戳，ppm_1-2表示第一时钟频率和第二时钟频率之间以百万分之几为单位的差异，并且和分别表示经补偿的第一时间戳和经补偿的第二时间戳。

此外，第三实施例包括多种变化形式，其中该网络接口被配置为发送包括精细时序测量请求的第一传输，并且接收从第二通信设备发送的包括对该精细时序测量请求的确认的第二传输。

最后，第三实施例包括多种变化形式，其中第一传输和第二传输中的每一个均符合无线网络通信协议。

在第四实施例中，一种第一通信设备被配置为利用具有第一时钟频率的第一时钟并且包括网络接口，该网络接口被配置为确定对应于第一通信设备何时传送第一传输的第一时间戳，并且确定对应于何时在第一通信设备处接收到第二传输的第二时间戳。此外，该第二传输由被配置为利用具有第二时钟频率的第二时钟的第二通信设备所传送。该第一通信设备进一步包括时钟计算和补偿单元，该时钟计算和补偿单元被配置为对第一时钟频率和第二时钟频率之间的差异进行补偿以提供经补偿的第一时间戳和经补偿的第二时间戳。另外，依据这样的实施例，该网络接口还被配置为使得第一通信设备向第二通信设备发送经补偿的第一时间戳和经补偿的第二时间戳以及补偿指示符，该补偿指示符指示经补偿的第一时间戳和经补偿的第二时间戳无需由第二通信设备进行补偿。

该第四实施例进一步包括多种变化形式，诸如该网络接口被配置为确定对应于何时在第二通信设备处接收到第一传输的第三时间戳，并且确定对应于第二通信设备何时传送第二传输的第四时间戳。

此外，第四实施例包括多种变化形式，诸如该时钟计算和补偿单元被配置为基于经补偿的第一时间戳、经补偿的第二时间戳、第三时间戳和第四时间戳来计算第一通信设备和第二通信设备之间的距离。

进一步地，第四实施例还包括多种变化形式，其中该时钟计算和补偿单元被配置为通过以下估算而对第一时钟频率和第二时钟频率进行补偿：

(i)针对的第一等式： $\[t_1^{\left(2\right)}=\frac{\left(t_1^{\left(1\right)}\right)}{\left(1+{\mathrm{ppm}}_{1-2}\right)}\],$ 以及

(ii)针对的第二等式：在这种情况下，和分别表示第一时间戳和第二时间戳，ppm_1-2表示第一时钟频率和第二时钟频率之间以百万分之几为单位的差异，并且和分别表示经补偿的第一时间戳和经补偿的第二时间戳。

此外，第四实施例包括多种变化形式，其中该网络接口被配置为发送包括精细时序测量请求的第一传输，并且接收从第二通信设备发送的包括对该精细时序测量请求的确认的第二传输。

最后，第四实施例包括多种变化形式，其中第一传输和第二传输中的每一个均符合无线网络通信协议。

虽然已经参考具体示例对本发明的各个方面进行了描述，但是其仅意在说明而并非对本发明进行限制，可以在不偏离本发明的范围的情况下对所公开的实施例进行改变、添加和/或删除。

Claims (25)

1.一种用于针对i)采用具有第一时钟频率的第一时钟的第一通信设备和ii)采用具有第二时钟频率的第二时钟的第二通信设备进行时钟补偿的方法，所述方法包括：

在所述第一通信设备处确定对应于所述第二通信设备何时传送第一传输的第一时间戳；

在所述第一通信设备处确定对应于何时在所述第二通信设备处接收到第二传输的第二时间戳；以及

在所述第一通信设备处确定是否已经从所述第二通信设备接收到补偿指示符；以及

在确定还没有从所述第二通信设备接收到所述补偿指示符时，在所述第一通信设备处对所述第一时钟频率和所述第二时钟频率之间的差异进行补偿，以提供经补偿的第一时间戳和经补偿的第二时间戳，

其中所述补偿指示符的存在指示所述第一时间戳和所述第二时间戳是依据所述第一时钟频率而接收到的，并不需要进行补偿。

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

在所述第一通信设备处基于所述第一时钟频率确定对应于何时在所述第一通信设备处接收到所述第一传输的第三时间戳；以及

在所述第一通信设备处基于所述第一时钟频率确定对应于所述第一通信设备何时传送所述第二传输的第四时间戳。

3.根据权利要求2所述的方法，进一步包括：

在确定还没有接收到所述补偿指示符时，在所述第一通信设备处基于所述经补偿的第一时间戳、所述经补偿的第二时间戳、所述第三时间戳和所述第四时间戳来确定所述第一通信设备和所述第二通信设备之间的距离；以及

在确定已经接收到所述补偿指示符时，在所述第一通信设备处基于所述第一时间戳、所述第二时间戳、所述第三时间戳和所述第四时间戳来确定所述第一通信设备和所述第二通信设备之间的距离。

4.根据权利要求1所述的方法，其中补偿的操作包括：

针对估算第一等式：以及

针对估算第二等式：

其中：

和分别表示所述第一时间戳和所述第二时间戳；

ppm_1-2表示所述第一时钟频率和所述第二时钟频率之间以百万分之几为单位的差异；以及

和分别表示所述经补偿的第一时间戳和所述经补偿的第二时间戳。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一传输包括精细时序测量请求；以及

其中所述第二传输包括对所述精细时序测量请求的确认。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一传输和所述第二传输中的每一个均符合无线网络通信协议。

7.一种用于在i)采用具有第一时钟频率的第一时钟的第一通信设备和ii)采用具有第二时钟频率的第二时钟的第二通信设备之间进行时钟补偿的方法，所述方法包括：

在所述第一通信设备处确定对应于所述第一通信设备何时传送第一传输的第一时间戳；

在所述第一通信设备处确定对应于何时在所述第一通信设备处接收到第二传输的第二时间戳；

在所述第一通信设备处对所述第一时钟频率和所述第二时钟频率之间的差异进行补偿，以提供经补偿的第一时间戳和经补偿的第二时间戳；

从所述第一通信设备向所述第二通信设备发送所述经补偿的第一时间戳和所述经补偿的第二时间戳；以及

从所述第一通信设备向所述第二通信设备发送补偿指示符，所述补偿指示符指示所述第二通信设备无需关于所述经补偿的第一时间戳和所述经补偿的第二时间戳来对所述第一时钟频率和所述第二时钟频率之间的差异进行补偿。

8.根据权利要求7所述的方法，进一步包括：

在所述第二通信设备处基于所述第二时钟频率确定对应于何时在所述第二通信设备处接收到所述第一传输的第三时间戳；以及

在所述第二通信设备处基于所述第二时钟频率确定对应于所述第二通信设备何时传送所述第二传输的第四时间戳。

9.根据权利要求8所述的方法，进一步包括：

在所述第二通信设备处基于所述经补偿的第一时间戳、所述经补偿的第二时间戳、所述第三时间戳和所述第四时间戳来计算所述第一通信设备和所述第二通信设备之间的距离。

10.根据权利要求7所述的方法，其中补偿的操作包括：

针对估算第一等式：以及

针对估算第二等式：

其中：

和分别表示所述第一时间戳和所述第二时间戳；

ppm_1-2表示所述第一时钟频率和所述第二时钟频率之间以百万分之几为单位的差异；以及

和分别表示所述经补偿的第一时间戳和所述经补偿的第二时间戳。

11.根据权利要求7所述的方法，其中所述第一传输包括精细时序测量请求，以及

其中所述第二传输包括对所述精细时序测量请求的确认。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述第一传输和所述第二传输中的每一个均符合无线网络通信协议。

13.一种第一通信设备，被配置为利用具有第一时钟频率的第一时钟，所述第一通信设备包括：

网络接口，被配置为：

确定对应于第二通信设备何时传送第一传输的第一时间戳，所述第二通信设备利用具有第二时钟频率的第二时钟，以及

确定对应于何时在所述第二通信设备处接收到第二传输的第二时间戳；

时钟计算和补偿单元，被配置为：

确定是否从所述第二通信设备接收到补偿指示符，以及

在并未从所述第二通信设备接收到所述补偿指示符时，对所述第一时钟频率和所述第二时钟频率之间的差异进行补偿，以提供经补偿的第一时间戳和经补偿的第二时间戳，

其中所述补偿指示符的存在指示所述第一时间戳和所述第二时间戳是依据所述第一时钟频率而接收到的，并不需要进行补偿。

14.根据权利要求13所述的第一通信设备，其中所述时钟计算和补偿单元进一步被配置为在接收到所述补偿指示符时并不对所述第一时钟频率和所述第二时钟频率之间的差异进行补偿以提供所述经补偿的第一时间戳和所述经补偿的第二时间戳。

15.根据权利要求13所述的第一通信设备，其中所述时钟计算和补偿单元进一步被配置为：

基于所述第一时钟频率，确定对应于何时在所述第一通信设备处接收到所述第一传输的第三时间戳；以及

基于所述第一时钟频率，确定对应于何时向所述第二通信设备发送所述第二传输的第四时间戳。

16.根据权利要求15所述的第一通信设备，其中所述时钟计算和补偿单元进一步被配置为：

在并未接收到所述补偿指示符时，基于所述经补偿的第一时间戳、所述经补偿的第二时间戳、所述第三时间戳和所述第四时间戳，来计算所述第一通信设备和所述第二通信设备之间的距离；以及

在接收到所述补偿指示符时，基于所述第一时间戳、所述第二时间戳、所述第三时间戳和所述第四时间戳，来计算所述第一通信设备和所述第二通信设备之间的距离。

17.根据权利要求13所述的第一通信设备，其中所述时钟计算和补偿单元进一步被配置为通过以下来对所述第一时钟频率和所述第二时钟频率之间的差异进行补偿：

针对估算第一等式：以及

针对估算第二等式：

其中：

和分别表示所述第一时间戳和所述第二时间戳；

ppm_1-2表示所述第一时钟频率和所述第二时钟频率之间以百万分之几为单位的差异；以及

和分别表示所述经补偿的第一时间戳和所述经补偿的第二时间戳。

18.根据权利要求13所述的第一通信设备，其中所述网络接口被配置为发送包括精细时序测量请求的所述第一传输，并且接收从所述第二通信设备发送的包括对所述精细时序测量请求的确认的所述第二传输。

19.根据权利要求13所述的第一通信设备，其中所述第一传输和所述第二传输中的每一个均符合无线网络通信协议。

20.一种第一通信设备，被配置为利用具有第一时钟频率的第一时钟，所述第一通信设备包括：

网络接口，被配置为：

确定对应于所述第一通信设备何时传送第一传输的第一时间戳，以及

确定对应于何时在所述第一通信设备处接收到第二传输的第二时间戳，所述第二传输由被配置为利用具有第二时钟频率的第二时钟的第二通信设备传送；和

时钟计算和补偿单元，被配置为对所述第一时钟频率和所述第二时钟频率之间的差异进行补偿，以提供经补偿的第一时间戳和经补偿的第二时间戳，

其中所述网络接口进一步被配置为使得所述第一通信设备向所述第二通信设备发送所述经补偿的第一时间戳和所述经补偿的第二时间戳以及补偿指示符，所述补偿指示符指示所述经补偿的第一时间戳和所述经补偿的第二时间戳无需由所述第二通信设备进行补偿。

21.根据权利要求13所述的第一通信设备，其中所述网络接口被配置为：

确定对应于何时在所述第二通信设备处接收到所述第一传输的第三时间戳；以及

确定对应于所述第二通信设备何时传送所述第二传输的第四时间戳。

22.根据权利要求21所述的第一通信设备，其中所述时钟计算和补偿单元进一步被配置为：

基于所述经补偿的第一时间戳、所述经补偿的第二时间戳、所述第三时间戳和所述第四时间戳，计算所述第一通信设备和所述第二通信设备之间的距离。

23.根据权利要求20所述的第一通信设备，其中所述时钟计算和补偿单元进一步被配置为通过以下来对所述第一时钟频率和所述第二时钟频率之间的差异进行补偿：

针对估算第一等式：以及

针对估算第二等式：

其中：

和分别表示所述第一时间戳和所述第二时间戳；

ppm_1-2表示所述第一时钟频率和所述第二时钟频率之间以百万分之几为单位的差异；以及

和分别表示所述经补偿的第一时间戳和所述经补偿的第二时间戳。

24.根据权利要求20所述的第一通信设备，其中所述网络接口被配置为发送包括精细时序测量请求的所述第一传输，并且接收从所述第二通信设备发送的包括对所述精细时序测量请求的确认的所述第二传输。

25.根据权利要求20所述的第一通信设备，其中所述第一传输和所述第二传输中的每一个均符合无线网络通信协议。