CN107113049B - 用于极高频(ehf)设备的位置报告 - Google Patents

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Abstract

本公开的某些方面涉及用于极高频(EHF)设备的位置报告。本公开的某些方面提供了一种用于无线通信的装置。该装置一般包括：传送接口，其配置成在第一时间输出第一帧以供传输至另一装置；接收接口，其配置成在第二时间获得由另一装置响应于第一帧而传送的第二帧；以及处理系统，其配置成生成第三帧以供经由传送接口来传输至另一装置，第三帧包括指示第一时间与第二时间之间的差值的信息以及对第一帧的离开角度或第二帧的抵达角度中的至少一者的指示。

Description

用于极高频(EHF)设备的位置报告
背景
根据35U.S.C.§119的优先权要求
本专利申请要求于2015年1月12日提交的美国临时专利申请S/N.62/102,588、以及于2016年1月11日提交的美国专利申请No.14/992,857的权益，这两篇申请由此通过援引明确纳入于此。
公开领域
本公开的某些方面一般涉及无线通信，且尤其涉及例如用于极高频(EHF)设备的位置报告。
相关技术描述
无线通信网络被广泛部署以提供各种通信服务，诸如语音、视频、分组数据、消息接发、广播等。这些无线网络可以是能够通过共享可用的网络资源来支持多个用户的多址网络。此类多址网络的示例包括码分多址(CDMA)网络、时分多址(TDMA)网络、频分多址(FDMA)网络、正交FDMA(OFDMA)网络、以及单载波FDMA(SC-FDMA)网络。
为了解决无线通信系统所要求的持续增大的带宽需求这一问题，正在开发不同的方案以允许多个用户终端通过共享信道资源的方式与单个接入点通信，同时达成高数据吞吐量。多输入多输出(MIMO)技术代表一种此类办法，其已显露为用于通信系统的流行技术。MIMO技术已在若干无线通信标准(诸如电气电子工程师协会(IEEE)802.11标准)中被采用。IEEE 802.11表示由IEEE 802.11委员会为短程通信(例如，几十米到数百米)开发的无线局域网(WLAN)空中接口标准集。
60GHz频带是以大带宽量和大全球交叠为特征的无执照频带。大带宽意味着非常大量的信息能被无线地传送。结果，各自要求传输大量数据的多个应用可被开发以允许围绕60GHz频带周围的无线通信。此类应用的示例包括但不限于：游戏控制器、移动交互设备、无线高清TV(HDTV)、无线坞站、无线千兆比特以太网、以及许多其他应用。
60GHz频带中的操作相比于较低频率而言允许使用更小的天线。然而，相比于较低频率中的操作，60GHz频带周围的无线电波具有较高的大气衰减并且经受大气层气体、雨、物体等的较高吸收水平，从而导致较高的自由空间损耗。较高的自由空间损耗可通过使用许多小型天线(例如安排成相控阵的小型天线)来补偿。
多个天线可被协调以形成在期望方向上行进的相干波束。电场可被旋转以改变该方向。结果所得的传输基于电场被极化。接收机也可包括能适配成匹配或适应变化的传输极性的天线。
概述
本公开的系统、方法和设备各自具有若干方面，其中并非仅靠任何单一方面来负责其期望属性。在不限定如所附权利要求所表述的本公开的范围的情况下，现在将简要地讨论一些特征。在考虑此讨论后，并且尤其是在阅读题为“详细描述”的章节之后，将理解本公开的特征是如何提供包括无线网络中的改进通信的优点的。
本公开的各方面一般涉及例如用于极高频(EHF)设备的位置报告。
本公开的某些方面提供了一种用于无线通信的装置。该装置一般包括：传送接口，其配置成在第一时间输出第一帧以供传输至另一装置；接收接口，其配置成在第二时间获得由另一装置响应于第一帧而传送的第二帧；以及处理系统，其配置成生成第三帧以供经由传送接口来传输至另一装置，第三帧包括指示第一时间与第二时间之间的差值的信息以及对第一帧的离开取向或第二帧的抵达取向中的至少一者的指示。
本公开的某些方面提供了一种用于无线通信的装置。该装置一般包括：传送接口，其配置成响应于从另一装置接收到的第二帧而输出第一帧以供传输至另一装置；接收接口，其配置成获得由另一装置响应于第一帧而传送的第三帧，第三帧包括指示另一装置接收第一帧的第一时间与另一装置传送第二帧的第二时间之间的差值的信息以及对第二帧的离开取向或第一帧的抵达取向中的至少一者的指示；以及处理系统，其配置成至少部分地基于第一时间与第二时间之间的差值以及第二帧的离开取向或第一帧的抵达取向中的至少一者来估计该装置相对于另一装置的位置。
本公开的某些方面提供了一种用于无线通信的方法。该方法一般包括：由一装置在第一时间输出第一帧以供传输至另一装置；在第二时间获得由另一装置响应于第一帧而传送的第二帧；以及生成第三帧以供经由传送接口来传输至另一装置，第三帧包括指示第一时间与第二时间之间的差值的信息以及对第一帧的离开取向或第二帧的抵达取向中的至少一者的指示。
本公开的某些方面提供了一种用于无线通信的方法。该方法一般包括：由一装置响应于从另一装置接收到的第二帧而输出第一帧以供传输至另一装置；获得由另一装置响应于第一帧而传送的第三帧，第三帧包括指示另一装置接收第一帧的第一时间与另一装置传送第二帧的第二时间之间的差值的信息以及对第二帧的离开取向或第一帧的抵达取向中的至少一者的指示；以及至少部分地基于第一时间与第二时间之间的差值以及第二帧的离开取向或第一帧的抵达取向中的至少一者来估计该装置相对于另一装置的位置。
本公开的某些方面提供了一种用于无线通信的设备。该设备一般包括：用于由一设备在第一时间输出第一帧以供传输至另一设备的装置；用于在第二时间获得由另一设备响应于第一帧而传送的第二帧的装置；以及用于生成第三帧以供经由传送接口来传输至另一设备的装置，第三帧包括指示第一时间与第二时间之间的差值的信息以及对第一帧的离开取向或第二帧的抵达取向中的至少一者的指示。
本公开的某些方面提供了一种用于无线通信的设备。该设备一般包括：用于由一设备响应于从另一设备接收到的第二帧而输出第一帧以供传输至另一设备的装置；用于获得由另一设备响应于第一帧而传送的第三帧的装置，第三帧包括指示另一设备接收第一帧的第一时间与另一设备传送第二帧的第二时间之间的差值的信息以及对第二帧的离开取向或第一帧的抵达取向中的至少一者的指示；以及用于至少部分地基于第一时间与第二时间之间的差值以及第二帧的离开取向或第一帧的抵达取向中的至少一者来估计该设备相对于另一设备的位置的装置。
本公开的某些方面提供了一种计算机程序产品。该计算机程序产品一般包括其上存储有用于以下操作的指令的计算机可读介质：由一装置在第一时间输出第一帧以供传输至另一装置；在第二时间获得由另一装置响应于第一帧而传送的第二帧；以及生成第三帧以供经由传送接口来传输至另一装置，第三帧包括指示第一时间与第二时间之间的差值的信息以及对第一帧的离开取向或第二帧的抵达取向中的至少一者的指示。
本公开的某些方面提供了一种计算机程序产品。该计算机程序产品一般包括其上存储有用于以下操作的指令的计算机可读介质：由一装置响应于从另一装置接收到的第二帧而输出第一帧以供传输至另一装置；获得由另一装置响应于第一帧而传送的第三帧，第三帧包括指示另一装置接收第一帧的第一时间与另一装置传送第二帧的第二时间之间的差值的信息以及对第二帧的离开取向或第一帧的抵达取向中的至少一者的指示；以及至少部分地基于第一时间与第二时间之间的差值以及第二帧的离开取向或第一帧的抵达取向中的至少一者来估计该装置相对于另一装置的位置。
本公开的某些方面提供一种无线站。该无线站一般包括：至少一个天线；发射机，其配置成在第一时间经由该至少一个天线向另一无线站传送第一帧；接收机，其配置成在第二时间经由该至少一个天线接收由另一无线站响应于第一帧而传送的第二帧；以及处理系统，其配置成生成第三帧以供经由传送接口来传输至另一无线站，第三帧包括指示第一时间与第二时间之间的差值的信息以及对第一帧的离开取向或第二帧的抵达取向中的至少一者的指示。
本公开的某些方面提供一种无线站。该无线站一般包括：至少一个天线；发射机，其配置成响应于从另一无线站接收的第二帧而经由该至少一个天线向另一无线站传送第一帧；接收机，其配置成经由该至少一个天线接收由另一无线站响应于第一帧而传送的第三帧，第三帧包括指示另一无线站接收第一帧的第一时间与另一无线站传送第二帧的第二时间之间的差值的信息以及对第二帧的离开取向或第一帧的抵达取向中的至少一者的指示；以及处理系统，其配置成至少部分地基于第一时间与第二时间之间的差值以及第二帧的离开取向或第一帧的抵达取向中的至少一者来估计该无线站相对于另一无线站的位置。
为了能达成前述及相关目的，这一个或多个方面包括在下文中充分描述并在所附权利要求中特别指出的特征。以下描述和附图详细阐述了这一个或多个方面的某些解说性特征。但是，这些特征仅仅是指示了可采用各种方面的原理的各种方式中的若干种，并且本描述旨在涵盖所有此类方面及其等效方案。
附图简述
图1解说了根据本公开的某些方面的示例无线通信网络。
图2是根据本公开的某些方面的示例接入点(AP)和用户终端的框图。
图3是根据本公开的某些方面的示例无线设备的框图。
图4是解说根据本公开的某些方面的波束训练阶段的示例呼叫流。
图5解说了根据本公开的某些方面的示例双极化贴片振子。
图6是解说根据本公开的某些方面的相控阵天线的实现中的信号传播的图示。
图7是解说精细定时测量(FTM)规程的示例呼叫流。
图8是根据本公开的某些方面的用于无线通信的示例操作的流程图。
图8A解说了能够执行图8中所示的操作的示例装置。
图9是根据本公开的某些方面的用于无线通信的示例操作的流程图。
图9A解说了能够执行图9中所示的操作的示例装置。
图10是解说根据本公开的某些方面的FTM规程的示例呼叫流。
图11解说了根据本公开的某些方面的示例FTM帧格式。
图12解说了根据本公开的某些方面的示例AOA字段格式。
图13解说了根据本公开的某些方面的示例AOD字段格式。
图14解说了根据本公开的某些方面的示例FTM帧格式。
图15解说了根据本公开的某些方面的示例AOA和AOD字段格式。
为了促进理解，在可能之处使用了相同的附图标记来指定各附图共有的相同要素。构想了一个实施例中所公开的要素可有益地用在其他实施例上而无需具体引述。
详细描述
以下参照附图更全面地描述本公开的各个方面。然而，本公开可用许多不同形式来实施并且不应解释为被限定于本公开通篇给出的任何具体结构或功能。相反，提供这些方面是为了使得本公开将是透彻和完整的，并且其将向本领域技术人员完全传达本公开的范围。基于本文中的教导，本领域技术人员应领会，本公开的范围旨在覆盖本文中所披露的本公开的任何方面，不论其是与本公开的任何其他方面相独立地实现还是组合地实现的。例如，可以使用本文所阐述的任何数目的方面来实现装置或实践方法。另外，本公开的范围旨在覆盖使用作为本文中所阐述的本公开的各个方面的补充或者另外的其他结构、功能性、或者结构及功能性来实践的此类装置或方法。应当理解，本文中所披露的本公开的任何方面可由权利要求的一个或多个元素来实施。
本公开的各方面一般涉及用于极高频(EHF)设备的位置报告。如本文中将更详细地描述的，可随波束训练阶段和/或波束改善阶段中的相对取向(例如，方向)信息(诸如抵达角度(AoA)和/或离开角度(AoD))包括关于两个站之间的距离的精细定时测量(FTM)。例如，响应站可在第一时间输出第一帧以供传输至发起站。响应站可在第二时间获得响应于第一帧而来自发起站的第二帧。响应站可生成第三帧以供传输至发起站，第三帧包括指示第一时间与第二时间之间的差值的信息并且还包括第一帧的AoD和/或第二帧的AoA。发起站可使用第一时间与第二时间之间的差值以及AoA和/或AoD来估计发起站相对于响应站的位置。
措辞“示例性”在本文中用于表示“用作示例、实例或解说”。本文中描述为“示例性”的任何方面不必被解释为优于或胜过其他方面。
尽管本文描述了特定方面，但这些方面的众多变体和置换落在本公开的范围之内。尽管提到了优选方面的一些益处和优点，但本公开的范围并非旨在被限定于特定益处、用途或目标。相反，本公开的各方面旨在宽泛地适用于不同的无线技术、系统配置、网络、和传输协议，其中一些藉由示例在附图和以下对优选方面的描述中解说。详细描述和附图仅仅解说本公开而非限定本公开，本公开的范围由所附权利要求及其等效技术方案来定义。
本文所描述的技术可用于各种宽带无线通信系统，包括基于正交复用方案的通信系统。此类通信系统的示例包括空分多址(SDMA)系统、时分多址(TDMA)系统、正交频分多址(OFDMA)系统、以及单载波频分多址(SC-FDMA)系统。SDMA系统可利用充分不同的方向来同时传送属于多个用户终端的数据。TDMA系统可通过将传输信号划分在不同时隙中、每个时隙被指派给不同的用户终端来允许多个用户终端共享相同的频率信道。OFDMA系统利用正交频分复用(OFDM)，这是一种将整个系统带宽划分成多个正交副载波的调制技术。这些副载波也可以被称为频调、频槽等。在OFDM中，每个副载波可以用数据来独立地调制。SC-FDMA系统可以利用交织式FDMA(IFDMA)在跨系统带宽分布的副载波上传送，利用局部化FDMA(LFDMA)在毗邻副载波的块上传送，或者利用增强型FDMA(EFDMA)在毗邻副载波的多个块上传送。一般而言，调制码元在OFDM下是在频域中发送的，而在SC-FDMA下是在时域中发送的。
本文中的教导可被纳入各种有线或无线装置(例如节点)中(例如实现在其内或由其执行)。在一些方面，根据本文中的教导实现的无线节点可包括接入点或接入终端。
接入点(“AP”)可包括、被实现为、或被称为B节点、无线电网络控制器(“RNC”)、演进型B节点(eNB)、基站控制器(“BSC”)、基收发机站(“BTS”)、基站(“BS”)、收发机功能(“TF”)、无线电路由器、无线电收发机、基本服务集(“BSS”)、扩展服务集(“ESS”)、无线电基站(“RBS”)、或其它某个术语。
接入终端(“AT”)可包括、被实现为、或被称为订户站、订户单元、移动站(MS)、远程站、远程终端、用户终端(UT)、用户代理、用户设备、用户装备(UE)、用户站、或其他某个术语。在一些实现中，接入终端可包括蜂窝电话、无绳电话、会话发起协议(“SIP”)话机、无线本地环路(“WLL”)站、个人数字助理(“PDA”)、具有无线连接能力的手持式设备、站(“STA”，诸如充当AP的“AP STA”或者“非AP STA”)、或连接到无线调制解调器的其他某个合适的处理设备。相应地，本文中所教导的一个或多个方面可被纳入到电话(例如，蜂窝电话或智能电话)、计算机(例如，膝上型计算机)、平板设备、便携式通信设备、便携式计算设备(例如，个人数据助理)、娱乐设备(例如，音乐或视频设备、或卫星无线电)、全球定位系统(GPS)设备、或配置成经由无线或有线介质通信的任何其它合适的设备中。在一些方面，AT可以是无线节点。此类无线节点可例如经由有线或无线通信链路来为网络(例如，广域网(诸如因特网)或蜂窝网络)提供连通性或提供至该网络的连通性。
示例无线通信系统
图1解说了其中可执行本公开的各方面的系统100。例如，在第一时间，这些无线站中的任何无线站(诸如接入点110或用户终端120)可以向这些无线站中的另一无线站(其可以是接入点110或用户终端120)进行发送。在第二时间，该无线站可从另一无线站接收响应于第一帧的第二帧。该无线站可向另一无线站传送第三帧，第三帧包括指示第一时间与第二时间之间的差值的信息并且还包括相对取向信息，诸如第一帧的离开角度(AoD)和/或第二帧的抵达角度(AoA)。另一无线站可使用第一时间与第二时间之间的差值以及AoA和/或AoD来估计另一无线站相对于该无线站的位置。
系统100可以是例如具有接入点和用户终端的多址多输入多输出(MIMO)系统100。为简单起见，图1中仅示出了一个接入点110。接入点一般是与各用户终端通信的固定站，并且也可被称为基站或其他某个术语。用户终端(也被称为站或STA)可以是固定的或者移动的，并且也可以被称为移动站、无线设备、或其他某个术语。接入点110可在任何给定时刻在下行链路和上行链路上与一个或多个用户终端120通信。下行链路(即，前向链路)是从接入点至用户终端的通信链路，而上行链路(即，反向链路)是从用户终端至接入点的通信链路。用户终端还可与另一用户终端进行对等通信。
系统控制器130可提供对这些AP和/或其他系统的协调和控制。这些AP可由系统控制器130来管理，系统控制器130例如可处置对射频功率、信道、认证和安全性的调整。系统控制器130可经由回程与各AP通信。这些AP还可彼此例如经由无线或有线回程直接或间接地通信。
尽管以下公开的各部分将描述能够经由空分多址(SDMA)来通信的用户终端120，但对于某些方面，用户终端120还可包括不支持SDMA的一些用户终端。因此，对于此类方面，AP 110可被配置成与SDMA用户终端和非SDMA用户终端两者通信。这一办法可便于允许较老版本的用户终端(“传统”站)仍被部署在企业中从而延长其有用寿命，同时允许在认为恰适的场合引入较新的SDMA用户终端。
系统100采用多个发射天线和多个接收天线来进行下行链路和上行链路上的数据传输。接入点110装备有Nap个天线并且对于下行链路传输而言表示多输入(MI)而对于上行链路传输而言表示多输出(MO)。具有K个选定的用户终端120的集合共同地对于下行链路传输表示多输出而对于上行链路传输表示多输入。对于纯SDMA而言，如果用于这K个用户终端的数据码元流没有通过某种手段在码、频率或时间上被复用，则期望有Nap≥K≥1。如果数据码元流能够使用TDMA技术、在CDMA下使用不同的码道、在OFDM下使用不相交的子带集合等进行复用，则K可以大于Nap。每个选定的用户终端向接入点传送因用户而异的数据和/或从接入点接收因用户而异的数据。一般而言，每个选定的用户终端可装备有一个或多个天线(即，Nut≥1)。这K个选定的用户终端可具有相同或不同数目的天线。
系统100可以是时分双工(TDD)系统或频分双工(FDD)系统。对于TDD系统，下行链路和上行链路共享相同频带。对于FDD系统，下行链路和上行链路使用不同频带。MIMO系统100还可利用单载波或多载波进行传输。每个用户终端可装备有单个天线(例如为了抑制成本)或多个天线(例如在能够支持附加成本的场合)。如果诸用户终端120通过将传送/接收划分到不同时隙中、每个时隙被指派给不同的用户终端120的方式来共享相同的频率信道，则系统100还可以是TDMA系统。
图2解说了图1中所解说的AP 110和UT 120的示例组件，其可被用来实现本公开的各方面。AP 110和UT 120的一个或多个组件可被用来实践本公开的各方面。例如，天线224、Tx/Rx 222、处理器210、220、240、242、和/或控制器230或天线252、Tx/Rx 254、处理器260、270、288和290、和/或控制器280可被用于执行本文描述的以及参照图8和8A和/或图9和9A解说的操作。
图2解说了MIMO系统100中接入点110以及两个用户终端120m和120x的框图。接入点110装备有Nt个天线224a到224ap。用户终端120m装备有Nut,m个天线252ma到252mu，而用户终端120x装备有Nut,x个天线252xa到252xu。接入点110对于下行链路而言是传送方实体，而对于上行链路而言是接收方实体。每个用户终端120对于上行链路而言是传送方实体，而对于下行链路而言是接收方实体。如本文所使用的，“传送方实体”是能够经由无线信道传送数据的独立操作的装置或设备，而“接收方实体”是能够经由无线信道接收数据的独立操作的装置或设备。在以下描述中，下标“dn”标示下行链路，下标“up”标示上行链路，Nup个用户终端被选择进行上行链路上的同时传输，Ndn个用户终端被选择进行下行链路上的同时传输，Nup可以等于或不等于Ndn，且Nup和Ndn可以是静态值或者可随每个调度区间而改变。可在接入点和用户终端处使用波束转向或其他某种空间处理技术。
在上行链路上，在被选择用于上行链路传输的每个用户终端120处，发射(TX)数据处理器288接收来自数据源286的话务数据和来自控制器280的控制数据。控制器280可耦合到存储器282。TX数据处理器288基于与为该用户终端选择的速率相关联的编码及调制方案来处理(例如，编码、交织、和调制)该用户终端的话务数据并提供数据码元流。TX空间处理器290对该数据码元流执行空间处理并向Nut,m个天线提供Nut,m个发射码元流。每个发射机单元(TMTR)254接收并处理(例如，转换为模拟、放大、滤波以及上变频)相应的发射码元流以生成上行链路信号。Nut,m个发射机单元254提供Nut,m个上行链路信号以从Nut,m个天线252传输到接入点。
Nup个用户终端可以被调度用于在上行链路上进行同时传输。这些用户终端中的每个用户终端对其数据码元流执行空间处理并在上行链路上向接入点传送其发射码元流集。
在接入点110处，Nap个天线224a到224ap从在上行链路上进行传送的所有Nup个用户终端接收上行链路信号。每个天线224向各自相应的接收机单元(RCVR)222提供收到信号。每个接收机单元222执行与由发射机单元254执行的处理互补的处理，并提供收到码元流。RX空间处理器240对来自Nap个接收机单元222的Nap个收到码元流执行接收机空间处理并提供Nup个恢复出的上行链路数据码元流。接收机空间处理是根据信道相关矩阵求逆(CCMI)、最小均方误差(MMSE)、软干扰消去(SIC)、或其他某种技术来执行的。每个恢复出的上行链路数据码元流是对由各自相应用户终端传送的数据码元流的估计。RX数据处理器242根据用于每个恢复出的上行链路数据码元流的速率来处理(例如，解调、解交织、和解码)此恢复出的上行链路数据码元流以获得经解码数据。给每个用户终端的经解码数据可被提供给数据阱244以供存储和/或提供给控制器230以供进一步处理。控制器230可耦合到存储器232。
在下行链路上，在接入点110处，TX数据处理器210接收来自数据源208的给被调度用于下行链路传输的Ndn个用户终端的话务数据、来自控制器230的控制数据、以及可能来自调度器234的其他数据。可在不同的传输信道上发送各种类型的数据。TX数据处理器210基于为每个用户终端选择的速率来处理(例如，编码、交织、和调制)该用户终端的话务数据。TX数据处理器210为Ndn个用户终端提供Ndn个下行链路数据码元流。TX空间处理器220对Ndn个下行链路数据码元流执行空间处理(诸如预编码或波束成形，如本公开中所描述的那样)并为Nap个天线提供Nap个发射码元流。每个发射机单元222接收并处理相应的发射码元流以生成下行链路信号。Nap个发射机单元222提供Nap个下行链路信号以用于从Nap个天线224传输给用户终端。给每个用户终端的经解码数据可被提供给数据阱272以供存储和/或提供给控制器280以供进一步处理。
在每个用户终端120处，Nut,m个天线252接收Nap个来自接入点110的下行链路信号。每个接收机单元254处理来自相关联的天线252的收到信号并提供收到码元流。RX空间处理器260对来自Nut,m个接收机单元254的Nut,m个收到码元流执行接收机空间处理并提供恢复出的给该用户终端的下行链路数据码元流。接收机空间处理是根据CCMI、MMSE、或其他某种技术来执行的。RX数据处理器270处理(例如，解调、解交织和解码)恢复出的下行链路数据码元流以获得给该用户终端的经解码数据。
在每个用户终端120处，信道估计器278估计下行链路信道响应并提供下行链路信道估计，该下行链路信道估计可包括信道增益估计、SNR估计、噪声方差等。类似地，在接入点110处，信道估计器228估计上行链路信道响应并提供上行链路信道估计。每个用户终端的控制器280通常基于该用户终端的下行链路信道响应矩阵Hdn,m来推导该用户终端的空间滤波器矩阵。控制器230基于有效上行链路信道响应矩阵Hup,eff来推导接入点的空间滤波器矩阵。每个用户终端的控制器280可向接入点发送反馈信息(例如，下行链路和/或上行链路本征向量、本征值、SNR估计等)。控制器230和280还分别控制接入点110和用户终端120处的各个处理单元的操作。
图3解说了可在MIMO系统100内采用的无线设备302中可利用的各种组件。无线设备302是可被配置成实现本文描述的各种方法的设备的示例。例如，该无线设备可实现分别在图8和图9中解说的操作800和900。无线设备302可以是接入点110或用户终端120。
无线设备302可包括控制无线设备302的操作的处理器304。处理器304也可被称为中央处理单元(CPU)。可包括只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM)两者的存储器306向处理器304提供指令和数据。存储器306的一部分还可包括非易失性随机存取存储器(NVRAM)。处理器304通常基于存储器306内存储的程序指令来执行逻辑和算术运算。存储器306中的指令可以是可执行的以实现本文描述的方法。
无线设备302还可包括外壳308，该外壳308可内含发射机310和接收机312以允许在无线设备302与远程节点之间进行数据的传输和接收。发射机310和接收机312可被组合成收发机314。单个或多个发射天线316可被附连至外壳308且电耦合至收发机314。无线设备302还可包括(未示出)多个发射机、多个接收机和多个收发机。
无线设备302还可包括可被用于力图检测和量化由收发机314接收到的信号电平的信号检测器318。信号检测器318可检测诸如总能量、每副载波每码元能量、功率谱密度之类的信号以及其它信号。无线设备302还可包括用于处理信号的数字信号处理器(DSP)320。
无线设备302的各个组件可由总线系统322耦合在一起，该总线系统322除数据总线外还可包括电源总线、控制信号总线以及状态信号总线。
示例波束成形训练
本公开的各方面可被用于基于训练信号来确定设备(例如，AP和/或非AP STA)的相对旋转。在一些情形中，根据例如IEEE 802.11ad标准，训练信号可作为波束成形(BF)训练过程的一部分被传送。知晓相对旋转可允许每个设备优化用于传送和接收的天线设置。
图4中解说了示例BF训练过程。BF过程通常由一对毫米波站(例如，接收机和发射机)采用。这些站的每个配对为那些网络设备之间的后续通信达成必需的链路预算。由此，BF训练通常涉及BF训练帧传输的双向序列，其使用扇区扫掠并提供必要的信号以允许每个站为传送和接收两者确定恰适的天线系统设置。在成功完成BF训练之后，可建立(例如，毫米波)通信链路。
波束成形过程可帮助解决有高路径损耗的毫米波频谱上的通信问题之一。由此，大量天线被安置在每个收发机处以利用波束成形增益来延伸通信射程。即，相同的信号从阵列中的每个天线发送但在略微不同的时间发送。
如图4中解说的示例BF训练过程400中所示，BF过程可包括扇区级扫掠(SLS)阶段410和后续波束改善阶段420。在SLS阶段，STA之一通过进行发起方扇区扫掠412来充当发起方，此后由响应站进行发射扇区扫掠414(其中响应站进行响应方扇区扫掠)。扇区一般是指对应于特定扇区ID的发射天线模式或接收天线模式。如以上所提及的，站可具有包括天线阵(例如，相控天线阵)中的一个或多个有源天线的收发机。
SLS阶段410通常在发起站接收到扇区扫掠反馈416并发送扇区确收(ACK)418之后完结，由此建立BF。发起方站和响应站的每个收发机被配置成经由不同扇区进行对扇区扫掠(SSW)帧的接收机扇区扫掠(RXSS)接收(其中扫掠是在相继接收之间执行的)、以及经由不同扇区进行对定向多千兆比特(DMG)信标帧的多扇区扫掠(SSW)传送(TXSS)(其中扫掠是在相继传输之间执行的)。
在波束改善阶段420期间，每个站可扫掠由短波束成形帧间空间(SBIFS)区间分隔开的传输(422和424)的序列，其中发射机或接收机处的天线配置可在各传输之间改变，终至最终BRP反馈426和428的交换。以此方式，波束改善是其中站能针对传送和接收两者改善其天线配置(或天线权重向量)的过程。即，每个天线包括天线权重向量(AWV)，AWV进一步包括描述天线阵的每个振子的激励(振幅和相位)的权重向量。
图5解说了根据本公开的某些方面的可采用的示例双极化贴片振子500。如图5中所示，天线阵的单个振子可包含多个极化天线。多个振子可被组合在一起以形成天线阵。极化天线可放射状地间隔开。例如，如图5中所示，两个极化天线可相互垂直地安排，从而对应于水平极化天线510和垂直极化天线520。替换地，可使用任何数目的极化天线。替换地或附加地，振子的一个或两个天线也可被圆极化。
图6是解说相控阵天线的实现中的信号传播600的示图。相控阵天线使用相同的振子610-1到610-4(下文分别称为振子610或统称为振子610)。信号传播的方向对于每个振子610产出大致相同的增益，而振子610的相位是不同的。由这些振子接收的信号被组合成在期望方向上具有正确增益的相干波束。天线设计的附加考虑是电场的预期方向。在发射机和/或接收机关于彼此旋转的情形中，电场除了方向改变以外还被旋转。这要求相控阵能够通过使用匹配特定极性的天线或天线馈送来处置电场的旋转并且能够在极性改变的情形中适应于其他极性或组合极性。
关于信号极性的信息可被用于确定信号的发射机的各方面。信号的功率可由在不同方向上极化的不同天线测量。这些天线可被安排成使得这些天线在正交方向上极化。例如，第一天线可被安排成垂直于第二天线，其中第一天线表示水平轴而第二天线表示垂直轴，以使得第一天线被水平极化而第二天线被垂直极化。附加天线也可被包括，且关于彼此以各种角度间隔开。一旦接收机确定了传输的极性，接收机就可通过使用经由将天线匹配于收到信号的接收来优化性能。
用于极高频(EHF)设备的示例位置报告
本公开的某些方面提供了在用于极高频(EHF)设备(诸如毫米波设备)的波束成形训练协议(BTP)中随抵达角度(AoA)和离开角度(AoD)信息包括精细定时测量(FTM)。
在某些系统中，诸如在IEEE 802.11mc系统中，FTM消息被用于测量两个无线站之间的距离，例如基于在发起STA与响应STA之间传送的消息的往返行进时间(RTT)来测量距离。根据某些方面，“无线站”可以指接入点(AP)或非AP移动设备。这两个无线站可被称为发起STA和响应STA。
根据本公开的各方面，FTM消息还可被用于报告方向信息，诸如AoA和AoD。通过使用方向报告，单个流可被用于位置估计，且移动跟踪可以更加容易，因为方向测量与时间测量相耦合。
如本文给出的，用于FTM的消息和确收(ACK)也可被用于报告AoA和AoD。然而，在某些(例如，毫米波)设备中，AoA和AoD测量可在波束训练阶段和/或波束改善阶段(其不是典型FTM协议的一部分)期间执行。
图7是解说FTM规程的帧交换的示例呼叫流700。如图7中所示，发起STA可以向响应STA发送FTM请求(FTMR)帧以开始FTM规程。响应STA可向发起STA发送ACK。
在FTMR和ACK之后，响应STA可以开始发送FTM帧(连同这些FTM帧的传输时间，其被指示为t1)，这些FTM帧可在被指示为t2的时间被发起STA接收。在t3，发起STA可用ACK进行响应，该ACK可在t4被响应STA接收。该过程可针对由响应STA传送的每个FTM帧(FTM_1、FTM_2、FTM_3)重复。
当前FTM帧中可嵌入有对来自先前FTM/ACK帧交换的t1和t4值的指示。发起STA可随后使用t1、t2、t3和t4(因为其已经知道t2和t3，在t2接收到FTM且在t3发送了ACK)来估计响应STA与发起STA之间的RTT。
该RTT可随后被用于估计这两个无线站之间的路程(距离)。为了确定其自己的位置(例如，2维位置)，一个无线站可从在该无线站已知的位置处的至少三个其他无线站获取RTT测量。该无线站可使用来自这些其他无线站的RTT测量来计算其自己的2D位置(例如，使用三角测量算法)。
遗憾的是，这会增大所交换的FTM帧的数目并减小网络吞吐量。
相应地，本公开的各方面提供了可允许通过仅与一个其他无线站交换FTM帧来估计无线站的位置的技术。
例如，本文提供的技术可允许AoA估计并将AoA和/或AoD信息嵌入到FTM消息中，这可允许无线站仅与一个其他无线站交换FTM帧来计算其(2D或3D)位置。
根据某些方面，此类FTM消息可与波束改善协议(BRP)信息元素(IE)相耦合。以此方式，在执行BRP时(其中可测量AoA和AoD)，也可执行FTM中的距离测量阶段。
图8是根据本公开的某些方面的用于无线通信的示例操作800的流程图。操作800可例如由响应STA来执行，诸如图10中所示的响应STA(例如，AP110或UT 120或任何类型的站)。
操作800始于在802，在第一时间(例如，t1)输出第一帧(例如，FTM_1)以供传输至另一装置(例如，发起STA)。根据某些方面，第一帧可包括针对先前由响应STA传送的帧的AoD的指示。
在804，响应STA可在第二时间(例如，t4)获得由另一装置响应于第一帧(例如，在t2接收的ACK)而(例如，在t3)传送的第二帧。根据某些方面，第二帧可经由多个接收天线被接收。
在806，响应STA可生成第三帧(例如，FTM_2)以供经由传送接口来传输至另一装置，第三帧包括指示第一时间与第二时间之间的差值(例如，t4–t1)的信息以及对第一帧的离开取向(例如，AoD)或第二帧的抵达取向(例如，AoA)中的至少一者的指示。
响应站可使用任何合适的机制来估计AoA。例如，响应STA可基于关于接收天线校准的数据来估计第二帧(例如，ACK)的AoA。天线校准数据可从任何现有的天线校准方法获得，并且在一些情形中，该校准可离线进行并被保存供以后使用。
根据某些方面，响应STA可在接收第二帧时选择性地启用不同的接收天线组合，并基于针对(通过启用不同组合所允许的)不同的接收天线组合所计算出的信道估计来估计第二帧的AoA。例如，响应STA可在ACK接收期间将接收天线切换到不同时段并针对每种模式来估计信道。在响应STA只能进行长训练字段(LTF)处理的情形中，响应STA可针对N种天线模式基于N个FTM帧和ACK帧来执行AoA估计。
根据某些方面，AoA和/或AoD可被表达为第一平面(例如，(y,z)平面)中的第一角度(例如，θAoA)以及与第一平面垂直的第二平面(例如，(x,y)平面)中的第二角度
Figure BDA0001345738130000161
AoA可包含θAoA和
Figure BDA0001345738130000162
两者。θAoA可以是表示0-180°的12位(例如，具有0.044°分辨率)，且
Figure BDA0001345738130000163
可以是表示0-360°的12位(例如，具有0.088°分辨率)。在一些情形中，AoD可包含θAoD和
Figure BDA0001345738130000164
两者。类似地，θAoD可以是表示0-180°的12位，且
Figure BDA0001345738130000165
可以是表示0-360°的12位。
根据当前FTM协议的FTM消息提供用于离开时间(ToD)报告(例如，t1)的48位以及用于抵达时间(ToA)报告(例如，t4)的48位。根据某些方面，ToD报告字段可被使用(例如，转用)以报告t4-t1(ToD与ToA的差值，其可能足以供发起STA计算RTT)，并且ToA报告字段可被转用以将AoA和AoD报告为(例如，各自12位)θAoA、
Figure BDA0001345738130000171
θAoD和
Figure BDA0001345738130000172
其适合于可用的48位。根据某些方面，一位可被设置成指示ToD和ToA时间戳是否为连续的。
根据某些方面，响应STA可基于由另一装置提供的能力信息来确定另一装置能够理解AoA和/或AoD。根据某些方面，响应STA可例如在第一帧和/或第三帧中向另一装置提供关于第三帧包括或将包括AoA和/或AoD值的指示。
图9是根据本公开的某些方面的用于无线通信的示例操作900的流程图。操作900可被考虑为与图8中解说的由响应STA执行的操作800互补。换言之，操作900可例如由图10中所示的发起STA(例如，AP 110或UT 120)来执行。
操作900始于在902，获得来自另一装置的第一帧。在904，发起STA在(例如，在t2)获得第一帧(例如，FTM_1)之后(例如，在t3)输出第二帧(例如，ACK)以供传输至另一装置(例如，响应STA)。根据某些方面，第二帧可包括针对先前由另一装置传送的帧的取向(例如，AoD)的指示。
在906，发起STA可获得由另一装置在接收第二帧之后传送的第三帧(例如，FTM_2)，第三帧包括指示另一装置接收第二帧的第一时间与另一装置传送第一帧的第二时间之间的差值(例如，t4–t1)的信息以及对第一帧的离开取向(例如，AoD)或第二帧的抵达取向(例如，AoA)中的至少一者的指示。如上所述，对AoA和/或AoD的指示可被表达为第一平面(例如，(y,z)平面)中的第一角度(例如，θ)以及与第一平面垂直的第二平面(例如，(x,y)平面)中的第二角度
Figure BDA0001345738130000173
在908，发起STA可至少部分地基于第一时间与第二时间之间的差值以及第一帧的离开取向或第二帧的抵达取向中的至少一者来估计发起STA相对于另一装置的位置。
虽然提供了抵达和/或离开角度作为指示两个设备之间的相对取向的方向参数的示例，但是也可以使用任何其他类型的指示取向的参数。此外，一般而言，此类指示取向或方向的参数可以相对于两个或更多个轴来报告，并且此外还可以在其他类型的坐标系(例如，除x、y和z坐标以外的坐标系)中报告(诸如极轴)。
根据某些方面，发起STA可基于第一时间与第二时间之间的差值、接收第二帧的时间(例如，t2)、以及传送第一帧的时间(例如，t3)来确定RTT。根据某些方面，发起STA可基于该装置相对于另一装置的所估计位置以及该装置的已知位置来估计另一装置的绝对(例如，3D)位置。类似地，发起STA可例如基于发起STA相对于另一装置的所估计位置以及另一装置的已知位置来估计发起STA的绝对(例如，3D)位置。
根据某些方面，发起STA可向另一装置提供指示发起站能够理解AoA和/或AoD指示的能力信息。该能力信息可例如被包括作为供应商专用IE中的专用位以指示AoA/AoD能力。供应商专用IE可以是初始FTMR和FTM_1的一部分。替换地，可使用来自FTM IE的保留位。例如，如果发起STA将FTMR中的AoA/AoD能力位设置为1，则这可指示理解FTM帧中的AoA/AoD信息的能力。
根据某些方面，代替具有一位以指示AoA/AoD能力，两位可分开地指示AOA和/或AOD能力。
在任何情形中，响应站可随后基于由发起站所指示的能力来生成第三帧。例如，如果发起站指示它能够理解AOA/AOD信息，则响应站可仅包括AOA/AOD信息。否则，响应站可使用常规的报告格式。在一些情形中，响应站可(例如，在第二或第三帧中)提供关于它在第三帧中包括AOA/AOD信息的指示，从而允许发起站知晓如何处理第三帧中的信息。
在此类情形中，发起STA可基于在第二帧或第三帧中的至少一者中提供的指示来确定第三帧包括或将包括对AOA和/或AOD的指示。例如，当响应STA看到来自发起STA的被设置为1的AoA/AoD能力位时，响应STA可决定在FTM_1中将AoA/AoD能力位设置为1以指示AOA/AOD被(或将被)嵌入在FTM帧中。替换地，为了减少空中时间，响应STA可以不发送供应商专用IE，并且不存在供应商专用IE传输可以指示AOA/AOD将不被嵌入在FTM帧中。
图10是对应于图8和图9中分别由响应STA和发起STA执行的操作800和900的FTM协议的示例呼叫流1000。如所解说的，该消息交换可类似于图7中所示的消息交换，但响应站可随FTM消息(例如，所解说示例中的FTM_2)包括对t4与t1之间的差值的指示(因为这是发起站计算RTT所需的所有外部信息)以及对(先前ACK的)AOA和/或(先前FTM消息的)AOD的指示。
如上所述，在一些情形中，现有FTM消息格式的ToD和ToA字段可被转用以传达t4与t1之间的差值(例如，使用ToD字段的位)以及AOA和AOD(例如，使用ToA字段的位)。然而，使用替换格式，ToD和ToA字段可被用于分开地传达t1和t4，并且分开的字段可被用于传达AOA和/或AOD。
例如，图11解说了根据本公开的某些方面的此类替换格式1100。如图11中所示，FTM字段除了其他字段以外还包括TOD字段、TOA字段、TOD错误字段、TOA错误字段、以及可任选的FTM参数字段。如图所示，该格式还可包括可任选的AOD字段1110、以及可任选的AOA字段1120。如图11中所示，在一些情形中，AOA字段1110和AOD字段1120可各自为4字节长以允许元素ID字段加上长度字段。根据某些方面，关于先前交换的AOD(若可用)可被嵌入在FTM帧中。
图12-13解说了根据本公开的某些方面的分别用于AOA字段1110和AOD字段1120的示例格式。如图12中所示，AOA字段1110可具有5字节以容适元素ID和长度字段。对于AOA字段1110，元素ID字段1112可被设置为指示AOA元素的值，且长度字段1114可被设置为3。如上所述的θ_AOA和
Figure BDA0001345738130000191
值可被携带在3字节字段1116中。类似地，如图13中所示，对于AOD字段1120，元素ID字段1122可被设置为指示AOD元素的值，长度字段1124可被设置为3，并且如上所述的θ_AOD和
Figure BDA0001345738130000192
值可被携带在3字节字段1126中。
图14解说了根据本公开的某些方面的示例FTM帧格式1400。如图14中所示，并非具有分开的(4字节)AOA和AOD字段，帧格式1400可包括携带AOA和AOD值中的一者或两者的单个可任选的(例如，8字节)AOD字段1410。
图15解说了根据本公开的某些方面的AOD字段1410的示例格式。如图15中所示，AOD字段1410可具有8字节，因为其包含元素ID字段1412加上长度字段1414。元素ID字段1412可被设置成指示单个(联合)AOD元素的值，并且长度字段1414可被设置为6以指示两个3字节字段1416和1418。如上所述的θ_AOA和
Figure BDA0001345738130000201
值可被携带在字段1416中，而如上所述的θ_AOD和
Figure BDA0001345738130000202
值可被携带在字段1418中。
根据本文所描述的某些方面，将FTM消息与BRP规程中的AoD和AoA相耦合可允许无线STA(例如，毫米波设备)能通过仅与一个其他无线STA交换FTM帧来估计其位置，这可帮助节省空中资源并提高网络吞吐量。附加地，每当无线STA之间的几何改变时(例如，基于一个或两个STA的移动)，位置-距离报告可被自动更新。
本文所公开的方法包括用于实现所描述的方法的一个或多个步骤或动作。这些方法步骤和/或动作可以彼此互换而不会脱离权利要求的范围。换言之，除非指定了步骤或动作的特定次序，否则具体步骤和/或动作的次序和/或使用可以改动而不会脱离权利要求的范围。
如本文所使用的，引述一列项目中的“至少一个”的短语是指这些项目的任何组合，包括单个成员。作为示例，“a、b或c中的至少一个”旨在涵盖：a、b、c、a-b、a-c、b-c、和a-b-c，以及具有多个相同元素的任何组合(例如，a-a、a-a-a、a-a-b、a-a-c、a-b-b、a-c-c、b-b、b-b-b、b-b-c、c-c、和c-c-c，或者a、b和c的任何其他排序)。
如本文所使用的，术语“确定”涵盖各种各样的动作。例如，“确定”可包括演算、计算、处理、推导、研究、查找(例如，在表、数据库或其他数据结构中查找)、探知及诸如此类。而且，“确定”可包括接收(例如，接收信息)、访问(例如，访问存储器中的数据)及诸如此类。而且，“确定”还可包括解析、选择、选取、确立及类似动作。
在一些情形中，并非实际上传送帧，设备可具有用于输出帧以供传输的接口。例如，对于传送，处理器可经由总线接口向RF前端输出帧。类似地，并非实际上接收帧，设备可具有用于获得从另一设备接收的帧的接口。例如，对于传送，处理器可经由总线接口从RF前端获得(或接收)帧。
以上所描述的方法的各种操作可由能够执行相应功能的任何合适的装置来执行。这些装置可包括各种硬件和/或软件组件和/或模块，包括但不限于电路、专用集成电路(ASIC)、或处理器。一般而言，在存在附图中解说的操作的场合，这些操作可具有带相似编号的相应配对装置加功能组件。例如，图8中解说的操作800和图9中解说的操作900分别对应于图8A中解说的装置800A和图9A中解说的装置900A。
例如，用于接收的装置和用于获得的装置可以是图2中解说的用户终端120的接收机(例如，收发机254的接收机单元)和/或(诸)天线252、或者是图2中解说的接入点110的接收机(例如，收发机222的接收机单元)和/或(诸)天线224。用于传送的装置和用于输出的装置可以是图2中解说的用户终端120的发射机(例如，收发机254的发射机单元)和/或(诸)天线252、或者图2中解说的接入点110的发射机(例如，收发机222的发射机单元)和/或(诸)天线224。
用于估计的装置、用于生成的装置、用于包括的装置、用于确定的装置、以及用于提供的装置可包括处理系统，该处理系统可包括一个或多个处理器，诸如图2中所解说的用户终端120的RX数据处理器270、TX数据处理器288、和/或控制器280，或者图2中所解说的接入点110的TX数据处理器210、RX数据处理器242、和/或控制器230。
根据某些方面，此类装置可由配置成通过实现以上所描述的用于在PHY报头中提供立即响应指示的各种算法(例如，以硬件或通过执行软件指令)来执行相应功能的处理系统来实现。例如，用于在第一时间输出第一帧以供传输至另一装置的算法；用于在第二时间获得由另一装置响应于第一帧而传送的第二帧的算法；以及用于生成第三帧以供经由传送接口来传输至另一装置的算法，第三帧包括指示第一时间与第二时间之间的差值的信息以及对第一帧的离开角度或第二帧的抵达角度中的至少一者的指示。在另一示例中，用于响应于从另一装置接收到的第一帧而输出第二帧以供传输至另一装置的算法；用于获得由另一装置响应于第二帧而传送的第三帧的算法，第三帧包括指示第一时间与第二时间之间的差值的信息以及对第一帧的离开角度或第二帧的抵达角度中的至少一者的指示；以及用于至少部分地基于第一时间与第二时间之间的差值以及第一帧的离开角度或第二帧的抵达角度中的至少一者来估计该装置相对于另一装置的位置的算法。
结合本公开所描述的各种解说性逻辑块、模块、以及电路可用设计成执行本文描述的功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其他可编程逻辑器件(PLD)、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或其任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但在替换方案中，处理器可以是任何市售的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心协同的一个或多个微处理器、或任何其它此类配置。
如果以硬件实现，则示例硬件配置可包括无线节点中的处理系统。处理系统可以用总线架构来实现。取决于处理系统的具体应用和整体设计约束，总线可包括任何数目的互连总线和桥接器。总线可将包括处理器、机器可读介质、以及总线接口的各种电路链接在一起。总线接口可用于尤其将网络适配器等经由总线连接至处理系统。该网络适配器可用于实现PHY层的信号处理功能。在用户终端120(见图1)的情形中，用户接口(例如，按键板、显示器、鼠标、操纵杆，等等)也可以被连接到总线。总线还可以链接各种其他电路，诸如定时源、外围设备、稳压器、功率管理电路以及类似电路，它们在本领域中是众所周知的，因此将不再进一步描述。处理器可用一个或多个通用和/或专用处理器来实现。示例包括微处理器、微控制器、DSP处理器、以及其他能执行软件的电路系统。取决于具体应用和加诸于整体系统上的总设计约束，本领域技术人员将认识到如何最佳地实现关于处理系统所描述的功能性。
如果以软件实现，则各功能可作为一条或多条指令或代码存储在计算机可读介质上或藉其进行传送。软件应当被宽泛地解释成意指指令、数据、或其任何组合，无论是被称作软件、固件、中间件、微代码、硬件描述语言、或其他。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质两者，这些介质包括促成计算机程序从一地向另一地转移的任何介质。处理器可负责管理总线和一般处理，包括执行存储在机器可读存储介质上的软件模块。计算机可读存储介质可被耦合到处理器以使得该处理器能从/向该存储介质读写信息。替换地，存储介质可以被整合到处理器。作为示例，机器可读介质可包括传输线、由数据调制的载波、和/或与无线节点分开的其上存储有指令的计算机可读存储介质，其全部可由处理器通过总线接口来访问。替换地或补充地，机器可读介质或其任何部分可被集成到处理器中，诸如高速缓存和/或通用寄存器文件可能就是这种情形。作为示例，机器可读存储介质的示例可包括RAM(随机存取存储器)、闪存、ROM(只读存储器)、PROM(可编程只读存储器)、EPROM(可擦式可编程只读存储器)、EEPROM(电可擦式可编程只读存储器)、寄存器、磁盘、光盘、硬驱动器、或者任何其他合适的存储介质、或其任何组合。机器可读介质可被实施在计算机程序产品中。
软件模块可包括单条指令、或许多条指令，且可分布在若干不同的代码段上，分布在不同的程序间以及跨多个存储介质分布。计算机可读介质可包括数个软件模块。这些软件模块包括当由装置(诸如处理器)执行时使处理系统执行各种功能的指令。这些软件模块可包括传送模块和接收模块。每个软件模块可以驻留在单个存储设备中或者跨多个存储设备分布。作为示例，当触发事件发生时，可以从硬驱动器中将软件模块加载到RAM中。在软件模块执行期间，处理器可以将一些指令加载到高速缓存中以提高访问速度。随后可将一个或多个高速缓存行加载到通用寄存器文件中以供处理器执行。在以下述及软件模块的功能性时，将理解此类功能性是在处理器执行来自该软件模块的指令时由该处理器来实现的。
任何连接也被正当地称为计算机可读介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线(DSL)、或无线技术(诸如红外(IR)、无线电、以及微波)从web网站、服务器、或其他远程源传送而来，则该同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL或无线技术(诸如红外、无线电、以及微波)就被包括在介质的定义之中。如本文中所使用的盘(disk)和碟(disc)包括压缩碟(CD)、激光碟、光碟、数字多用碟(DVD)、软盘、和
Figure BDA0001345738130000231
碟，其中盘(disk)常常磁性地再现数据，而碟(disc)用激光来光学地再现数据。因此，在一些方面，计算机可读介质可包括非瞬态计算机可读介质(例如，有形介质)。另外，对于其他方面，计算机可读介质可包括瞬态计算机可读介质(例如，信号)。上述的组合应当也被包括在计算机可读介质的范围内。
因此，某些方面可包括用于执行本文中给出的操作的计算机程序产品。例如，此类计算机程序产品可包括其上存储(和/或编码)有指令的计算机可读介质，这些指令能由一个或多个处理器执行以执行本文中所描述的操作。例如，用于在第一时间输出第一帧以供传输至另一装置的指令；用于在第二时间获得由另一装置响应于第一帧而传送的第二帧的指令；以及用于生成第三帧以供经由传送接口来传输至另一装置的指令，第三帧包括指示第一时间与第二时间之间的差值的信息以及对第一帧的离开角度或第二帧的抵达角度中的至少一者的指示。在另一示例中，用于响应于从另一装置接收到的第一帧而输出第二帧以供传输至另一装置的指令；用于获得由另一装置响应于第二帧而传送的第三帧的指令，第三帧包括指示第一时间与第二时间之间的差值的信息以及对第一帧的离开角度或第二帧的抵达角度中的至少一者的指示；以及用于至少部分地基于第一时间与第二时间之间的差值以及第一帧的离开角度或第二帧的抵达角度中的至少一者来估计该装置相对于另一装置的位置的指令。
此外，应当领会，用于执行本文中所描述的方法和技术的模块和/或其它恰适装置能由用户终端和/或基站在适用的场合下载和/或以其他方式获得。例如，此类设备能被耦合至服务器以促成用于执行本文中所描述的方法的装置的转移。替换地，本文所述的各种方法能经由存储装置(例如，RAM、ROM、诸如压缩碟(CD)或软盘等物理存储介质等)来提供，以使得一旦将该存储装置耦合至或提供给用户终端和/或基站，该设备就能获得各种方法。此外，可利用适于向设备提供本文所描述的方法和技术的任何其他合适的技术。
将理解，权利要求并不被限定于以上所解说的精确配置和组件。可在以上所描述的方法和装置的布局、操作和细节上作出各种改动、更换和变形而不会脱离权利要求的范围。

Claims (55)

1.一种用于无线通信的装置，包括：
传送接口，其配置成在第一时间输出第一帧以供传输至另一装置；
接收接口，其配置成在第二时间获得由所述另一装置在所述第一帧的传输之后传送的第二帧；以及
处理系统，其配置成生成第三帧以供经由所述传送接口来传输至所述另一装置，所述第三帧包括指示所述第一时间与所述第二时间之间的差值的信息以及对所述第一帧的离开取向或所述第二帧的抵达取向中的至少一者的指示，
其中所述第一帧、第二帧和第三帧是仅在所述装置与所述另一装置之间、在波束训练阶段或波束改善阶段中的至少一者中交换的精细定时测量FTM消息。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，对所述第一帧的离开取向或所述第二帧的抵达取向中的至少一者的所述指示包括：
表达为第一平面中的第一角度和第二平面中的第二角度的对所述第二帧的抵达取向的指示。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，对所述第一帧的离开取向或所述第二帧的抵达取向中的至少一者的所述指示包括：
表达为第一平面中的第一角度和第二平面中的第二角度的对所述第一帧的离开取向的指示。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第三帧包括所述第一帧的离开取向和所述第二帧的抵达取向。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第三帧包括指示所述第一时间与所述第二时间之间的差值的值。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于：
所述第二帧是经由多个接收天线获得的；并且
所述处理系统被配置成基于关于所述接收天线的校准的数据来估计所述第二帧的抵达取向。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于：
所述第二帧是经由多个接收天线获得的；并且
所述处理系统被配置成在接收所述第二帧时选择性地启用所述接收天线的不同组合，并基于针对所述接收天线的不同组合的信道估计来估计所述第二帧的抵达取向。
8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一帧包括对所述装置先前传送的帧的离开取向的指示。
9.如权利要求1所述的装置，其特征在于：
所述处理系统被配置成基于所述另一装置理解对所述第一帧的离开取向或所述第二帧的抵达取向中的至少一者的所述指示的能力来生成所述第三帧。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，基于所述能力，所述处理系统还被配置成在所述第一帧或所述第三帧中向所述另一装置提供关于所述第三帧包括所述第一帧的离开取向或所述第二帧的抵达取向中的至少一者的指示。
11.一种用于无线通信的装置，包括：
接收接口，其配置成获得来自另一装置的第一帧；
传送接口，其配置成在接收所述第一帧之后输出第二帧以供传输至所述另一装置；
接收接口，其配置成获得由所述另一装置在所述第二帧的传输之后传送的第三帧，所述第三帧包括指示所述另一装置接收所述第二帧的第一时间与所述另一装置传送所述第一帧的第二时间之间的差值的信息以及对所述第一帧的离开取向或所述第二帧的抵达取向中的至少一者的指示；以及
处理系统，其配置成至少部分地基于所述第一时间与所述第二时间之间的差值以及所述第一帧的离开取向或所述第二帧的抵达取向中的至少一者来估计所述装置相对于所述另一装置的位置，
其中所述第一帧、第二帧和第三帧是仅在所述装置与所述另一装置之间、在波束训练阶段或波束改善阶段中的至少一者中交换的精细定时测量FTM消息。
12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述处理系统被配置成基于以下至少一者来确定往返时间(RTT)：所述第一时间与所述第二时间之间的差值、接收所述第一帧的时间、或传送所述第二帧的时间或所述另一装置的已知位置。
13.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述处理系统被配置成基于所述装置相对于所述另一装置的所估计位置以及所述装置的已知位置来估计所述另一装置的绝对位置。
14.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述处理系统被配置成基于所述装置相对于所述另一装置的所估计位置以及所述另一装置的已知位置来估计所述装置的绝对位置。
15.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述处理系统被配置成：
从所述第一帧获得对所述另一装置先前传送的帧的离开取向的指示；以及
至少部分地基于对所述另一装置先前传送的帧的离开取向的所述指示来估计所述装置相对于所述另一装置的位置。
16.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述处理系统被配置成向所述另一装置提供指示所述装置能够理解对所述第一帧的离开取向或所述第二帧的抵达取向中的至少一者的所述指示的能力信息。
17.如权利要求16所述的装置，其特征在于，所述处理系统被配置成：
基于由所述另一装置在所述第一帧或所述第二帧中提供的指示来确定所述第三帧包括对所述第一帧的离开取向或所述第二帧的抵达取向中的至少一者的所述指示；以及
基于所述确定来处理所述第三帧。
18.一种用于由装置进行无线通信的方法，包括：
在第一时间输出第一帧以供传输至另一装置；
在第二时间获得由所述另一装置在所述第一帧的传输之后传送的第二帧；以及
生成第三帧以供传输至所述另一装置，所述第三帧包括指示所述第一时间与所述第二时间之间的差值的信息以及对所述第一帧的离开取向或所述第二帧的抵达取向中的至少一者的指示，
其中所述第一帧、第二帧和第三帧是仅在所述装置与所述另一装置之间、在波束训练阶段或波束改善阶段中的至少一者中交换的精细定时测量FTM消息。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，对所述第一帧的离开取向或所述第二帧的抵达取向中的至少一者的所述指示包括：
表达为第一平面中的第一角度和第二平面中的第二角度的对所述第二帧的抵达取向的指示。
20.如权利要求18所述的方法，其特征在于，对所述第一帧的离开取向或所述第二帧的抵达取向中的至少一者的所述指示包括：
表达为第一平面中的第一角度和第二平面中的第二角度的对所述第一帧的离开取向的指示。
21.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述第三帧包括所述第一帧的离开取向和所述第二帧的抵达取向。
22.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述第三帧包括指示所述第一时间与所述第二时间之间的差值的值。
23.如权利要求18所述的方法，其特征在于：
所述第二帧是经由多个接收天线获得的；并且
所述方法进一步包括基于关于所述接收天线的校准的数据来估计所述第二帧的抵达取向。
24.如权利要求18所述的方法，其特征在于：
所述第二帧是经由多个接收天线获得的；并且
所述方法包括在接收所述第二帧时选择性地启用所述接收天线的不同组合，并基于针对所述接收天线的不同组合的信道估计来估计所述第二帧的抵达取向。
25.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述第一帧包括对所述装置先前传送的帧的离开取向的指示。
26.如权利要求18所述的方法，其特征在于：
所述第三帧是基于所述另一装置理解对所述第一帧的离开取向或所述第二帧的抵达取向中的至少一者的所述指示的能力来生成的。
27.如权利要求26所述的方法，其特征在于，进一步包括基于所述能力来在所述第一帧或所述第三帧中向所述另一装置提供关于所述第三帧包括或将包括对所述第一帧的离开取向或所述第二帧的抵达取向中的至少一者的所述指示的指示。
28.一种用于由装置进行无线通信的方法，包括：
获得来自另一装置的第一帧；
在接收所述第一帧之后输出第二帧以供传输至所述另一装置；
获得由所述另一装置在所述第二帧的传输之后传送的第三帧，所述第三帧包括指示所述另一装置接收所述第二帧的第一时间与所述另一装置传送所述第一帧的第二时间之间的差值的信息以及对所述第一帧的离开取向或所述第二帧的抵达取向中的至少一者的指示；以及
至少部分地基于所述第一时间与所述第二时间之间的差值以及所述第一帧的离开取向或所述第二帧的抵达取向中的至少一者来估计所述装置相对于所述另一装置的位置，
其中所述第一帧、第二帧和第三帧是仅在所述装置与所述另一装置之间、在波束训练阶段或波束改善阶段中的至少一者中交换的精细定时测量FTM消息。
29.如权利要求28所述的方法，其特征在于，进一步包括基于以下至少一者来确定往返时间(RTT)：所述第一时间与所述第二时间之间的差值、接收所述第一帧的时间、或传送所述第二帧的时间或所述另一装置的已知位置。
30.如权利要求28所述的方法，其特征在于，进一步包括基于所述装置相对于所述另一装置的所估计位置以及所述装置的已知位置来估计所述另一装置的绝对位置。
31.如权利要求28所述的方法，其特征在于，进一步包括基于所述装置相对于所述另一装置的所估计位置以及所述另一装置的已知位置来估计所述装置的绝对位置。
32.如权利要求28所述的方法，其特征在于，进一步包括：
从所述第一帧获得对所述另一装置先前传送的帧的离开取向的指示；以及
至少部分地基于对所述另一装置先前传送的帧的离开取向的所述指示来估计所述装置相对于所述另一装置的位置。
33.如权利要求28所述的方法，其特征在于，进一步包括向所述另一装置提供指示所述装置能够理解对所述第一帧的离开取向或所述第二帧的抵达取向中的至少一者的所述指示的能力信息。
34.如权利要求33所述的方法，其特征在于，进一步包括：
基于由所述另一装置在所述第一帧或所述第三帧中提供的指示来确定所述第三帧包括对所述第一帧的离开取向或所述第二帧的抵达取向中的至少一者的所述指示；以及
基于所述确定来处理所述第三帧。
35.一种用于无线通信的设备，包括：
用于在第一时间输出第一帧以供传输至另一设备的装置；
用于在第二时间获得由所述另一设备在所述第一帧的传输之后传送的第二帧的装置；以及
用于生成第三帧以供传输至所述另一设备的装置，所述第三帧包括指示所述第一时间与所述第二时间之间的差值的信息以及对所述第一帧的离开取向或所述第二帧的抵达取向中的至少一者的指示，
其中所述第一帧、第二帧和第三帧是仅在所述设备与所述另一设备之间、在波束训练阶段或波束改善阶段中的至少一者中交换的精细定时测量FTM消息。
36.如权利要求35所述的设备，其特征在于，对所述第一帧的离开取向或所述第二帧的抵达取向中的至少一者的所述指示包括：
表达为第一平面中的第一角度和第二平面中的第二角度的对所述第二帧的抵达取向的指示。
37.如权利要求35所述的设备，其特征在于，对所述第一帧的离开取向或所述第二帧的抵达取向中的至少一者的所述指示包括：
表达为第一平面中的第一角度和第二平面中的第二角度的对所述第一帧的离开取向的指示。
38.如权利要求35所述的设备，其特征在于，所述第三帧包括所述第一帧的离开取向和所述第二帧的抵达取向。
39.如权利要求35所述的设备，其特征在于，所述第三帧包括指示所述第一时间与所述第二时间之间的差值的值。
40.如权利要求35所述的设备，其特征在于：
所述第二帧是经由多个接收天线获得的；并且
所述设备进一步包括用于基于关于所述接收天线的校准的数据来估计所述第二帧的抵达取向的装置。
41.如权利要求35所述的设备，其特征在于：
所述第二帧是经由多个接收天线获得的；并且
所述设备包括用于在接收所述第二帧时选择性地启用所述接收天线的不同组合并基于针对所述接收天线的不同组合的信道估计来估计所述第二帧的抵达取向的装置。
42.如权利要求35所述的设备，其特征在于，所述第一帧包括对所述设备先前传送的帧的离开取向的指示。
43.如权利要求35所述的设备，其特征在于：
所述第三帧是基于所述另一设备理解对所述第一帧的离开取向或所述第二帧的抵达取向中的至少一者的所述指示的能力来生成的。
44.如权利要求43所述的设备，其特征在于，进一步包括用于基于所述能力来在所述第一帧或所述第三帧中向所述另一设备提供以下指示的装置：
所述第三帧包括对所述第一帧的离开取向或所述第二帧的抵达取向中的至少一者的所述指示。
45.一种用于无线通信的设备，包括：
用于获得来自另一设备的第一帧的装置；
用于在接收所述第一帧之后输出第二帧以供传输至所述另一设备的装置；
用于获得由所述另一设备在所述第二帧的传输之后传送的第三帧的装置，所述第三帧包括指示所述另一设备接收所述第二帧的第一时间与所述另一设备传送所述第一帧的第二时间之间的差值的信息以及对所述第一帧的离开取向或所述第二帧的抵达取向中的至少一者的指示；以及
用于至少部分地基于所述第一时间与所述第二时间之间的差值以及所述第一帧的离开取向或所述第二帧的抵达取向中的至少一者来估计所述设备相对于所述另一设备的位置的装置，
其中所述第一帧、第二帧和第三帧是仅在所述设备与所述另一设备之间、在波束训练阶段或波束改善阶段中的至少一者中交换的精细定时测量FTM消息。
46.如权利要求45所述的设备，其特征在于，进一步包括用于基于以下至少一者来确定往返时间(RTT)的装置：所述第一时间与所述第二时间之间的差值、接收所述第一帧的时间、或传送所述第二帧的时间或所述另一设备的已知位置。
47.如权利要求45所述的设备，其特征在于，进一步包括用于基于所述设备相对于所述另一设备的所估计位置以及所述设备的已知位置来估计所述另一设备的绝对位置的装置。
48.如权利要求45所述的设备，其特征在于，进一步包括用于基于所述设备相对于所述另一设备的所估计位置以及所述另一设备的已知位置来估计所述设备的绝对位置的装置。
49.如权利要求45所述的设备，其特征在于，进一步包括：
用于从所述第一帧获得对所述另一设备先前传送的帧的离开取向的指示的装置；以及
用于至少部分地基于对所述另一设备先前传送的帧的离开取向的所述指示来估计所述设备相对于所述另一设备的位置的装置。
50.如权利要求45所述的设备，其特征在于，进一步包括用于向所述另一设备提供指示所述设备能够理解对所述第一帧的离开取向或所述第二帧的抵达取向中的至少一者的所述指示的能力信息的装置。
51.如权利要求50所述的设备，其特征在于，进一步包括：
用于基于由所述另一设备在所述第一帧或所述第三帧中提供的指示来确定所述第三帧包括对所述第一帧的离开取向或所述第二帧的抵达取向中的至少一者的所述指示的装置；以及
用于基于所述确定来处理所述第三帧的装置。
52.一种无线站，包括：
至少一个天线；
发射机，其配置成在第一时间经由所述至少一个天线传送第一帧以供传输至一装置；
接收机，其配置成在第二时间经由所述至少一个天线接收由所述装置在所述第一帧的传输之后传送的第二帧；以及
处理系统，其配置成生成第三帧以供经由所述发射机来传输至所述装置，所述第三帧包括指示所述第一时间与所述第二时间之间的差值的信息以及对所述第一帧的离开取向或所述第二帧的抵达取向中的至少一者的指示，
其中所述第一帧、第二帧和第三帧是仅在所述无线站与所述装置之间、在波束训练阶段或波束改善阶段中的至少一者中交换的精细定时测量FTM消息。
53.一种无线站，包括：
至少一个天线；
接收机，其配置成经由所述至少一个天线接收来自一装置的第一帧；
发射机，其配置成在接收所述第一帧之后经由所述至少一个天线传送第二帧以供传输至所述装置；
接收接口，其配置成获得由所述装置在所述第二帧的传输之后传送的第三帧，所述第三帧包括指示所述装置接收所述第二帧的第一时间与所述装置传送所述第一帧的第二时间之间的差值的信息以及对所述第一帧的离开取向或所述第二帧的抵达取向中的至少一者的指示；以及
处理系统，其配置成至少部分地基于所述第一时间与所述第二时间之间的差值以及所述第一帧的离开取向或所述第二帧的抵达取向中的至少一者来估计所述无线站相对于所述装置的位置，
其中所述第一帧、第二帧和第三帧是仅在所述无线站与所述装置之间、在波束训练阶段或波束改善阶段中的至少一者中交换的精细定时测量FTM消息。
54.一种计算机可读介质，其上存储有用于以下操作的指令：
在第一时间从一装置输出第一帧以供传输至另一装置；
在第二时间获得由所述另一装置在所述第一帧的传输之后传送的第二帧；以及
生成第三帧以供传输至所述另一装置，所述第三帧包括指示所述第一时间与所述第二时间之间的差值的信息以及对所述第一帧的离开取向或所述第二帧的抵达取向中的至少一者的指示，
其中所述第一帧、第二帧和第三帧是仅在所述装置与所述另一装置之间、在波束训练阶段或波束改善阶段中的至少一者中交换的精细定时测量FTM消息。
55.一种计算机可读介质，其上存储有用于以下操作的指令：
由一装置获得来自另一装置的第一帧；
在接收所述第一帧之后输出第二帧以供传输至所述另一装置；
获得由所述另一装置在所述第二帧的传输之后传送的第三帧，所述第三帧包括指示所述另一装置接收所述第二帧的第一时间与所述另一装置传送所述第一帧的第二时间之间的差值的信息以及对所述第一帧的离开取向或所述第二帧的抵达取向中的至少一者的指示；以及
至少部分地基于所述第一时间与所述第二时间之间的差值以及所述第一帧的离开取向或所述第二帧的抵达取向中的至少一者来估计所述装置相对于所述另一装置的位置，
其中所述第一帧、第二帧和第三帧是仅在所述装置与所述另一装置之间、在波束训练阶段或波束改善阶段中的至少一者中交换的精细定时测量FTM消息。
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