CN107430190B - 使用广播消息的位置和范围确定 - Google Patents

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Abstract

本发明公开方法、装置、系统、设备、服务器、计算机/处理器可读媒体和其它实施方案，包含一种估计第一无线装置与第二无线装置之间的范围的方法，所述方法包含在所述第一无线装置处获得与通过所述第一无线装置发射的第一广播消息相关的第一信息，且在所述第一无线装置处获得与通过所述第二无线装置发射的第二广播消息相关的第二信息，其中所述第二广播消息包含所述第一信息中的至少一些。所述方法还包含至少部分地基于所述第一信息和所述第二信息来确定所述第一无线装置与所述第二无线装置之间的所述范围。

Description

使用广播消息的位置和范围确定
根据35 U.S.C.§119主张优先权
本申请案主张2015年3月16日申请的美国临时申请第62/133,843号和2015年9月8日申请的美国非临时申请案第14/848,151号的权益和优先权，所述申请案的标题分别为“使用广播消息的可缩放测距(SCALABLE RANGING WITH BROADCAST MESSAGES)”和“使用广播消息的位置和范围确定(LOCATION AND RANGE DETERMINATION USING BROADCASTMESSAGES)”。所述申请案转让给本受让人，且以引入的方式明确地并入本文中。
背景技术
存在需要快速且有效的确定移动装置的相对和/或绝对位置的各种情况。举例来说，可出于安全原因(例如，为避免车辆碰撞)需要移动车辆相对于其它车辆的位置。另外，可需要装置的绝对位置以促进导航功能。
发明内容
在一些变化形式中，提供一种估计第一无线装置与第二无线装置之间的范围的实例方法。所述方法包含：在第一无线装置处获得与通过第一无线装置发射的第一广播消息相关的第一信息；在第一无线装置处获得与通过第二无线装置发射的第二广播消息相关的第二信息，其中所述第二广播消息包括与第一广播消息相关的第一信息中的至少一些；且至少部分地基于在第一无线装置处获得的第一信息和第二信息来确定第一无线装置与第二无线装置之间的范围。
在一些变化形式中，提供一种实例无线装置，其包含经配置以发射第一广播消息且接收通过另一无线装置发射的第二广播消息的收发器。所述无线装置进一步包含：一或多个处理器，其耦合到收发器，所述一或多个处理器经配置以获得与通过无线装置发射的第一广播消息相关的第一信息，获得与通过其它无线装置发射的第二广播消息相关的第二信息，其中所述第二广播消息包括与第一广播消息相关的第一信息中的至少一些，且至少部分地基于在无线装置处获得的第一信息和第二信息来确定无线装置与其它无线装置之间的范围。
在一些变化形式中，提供一种实例设备，其包含：用于在第一无线装置处获得与通过第一无线装置发射的第一广播消息相关的第一信息的装置；用于在第一无线装置处获得与通过第二无线装置发射的第二广播消息相关的第二信息的装置，其中所述第二广播消息包括与第一广播消息相关的第一信息中的至少一些；和用于至少部分地基于在第一无线装置处获得的第一信息和第二信息来确定第一无线装置与第二无线装置之间的范围的装置。
在一些变化形式中，提供实例非暂时性计算机可读媒体。以指令对所述计算机可读媒体进行编程，所述指令可在处理器上执行以：在第一无线装置处获得与通过第一无线装置发射的第一广播消息相关的第一信息；在第一无线装置处获得与通过第二无线装置发射的第二广播消息相关的第二信息，其中所述第二广播消息包括与第一广播消息相关的第一信息中的至少一些；且至少部分地基于在第一无线装置处获得的第一信息和第二信息来确定第一无线装置与第二无线装置之间的范围。
本发明的其它和进一步目标、特征、方面和优点通过以下附图的详细描述将变得更好理解。
附图说明
图1是用以确定无线装置的范围和/或估计位置的包含多个移动(非固定)无线装置的系统的图式。
图2是用于在两个无线装置之间交换的广播消息的通信流的流程图。
图3是可包含于广播消息中的实例数据段的示意图。
图4是用以确定两个或更多个无线装置之间的范围估计的实例程序的流程图。
图5是说明实例设备中的不同模块/装置/组件之间的数据流的概念数据流图。
图6是用以基于通过固定无线装置发送的广播消息确定移动装置的位置信息的另一实例系统的示意图。
图7是用以触发广播消息的发射的信令图。
图8是用以基于包含于来自固定无线装置的广播消息中的信息确定移动装置的位置信息的实例程序的流程图。
图9是通常在固定无线装置处执行的用以促进移动装置的位置信息的确定的实例程序的流程图。
图10是说明实例无线装置的各种组件的示意图。
图11是实例计算系统的示意图。
不同附图中的类似参考符号指示类似元件。
具体实施方式
飞行时间测量可用于估计两个无线装置之间的范围或距离。当两个无线装置的时钟不同步(例如，WiFi、LTE-D不具有纳秒级同步)时，往返时间(RTT)消息交换可用于去除时钟偏移且获得两个装置之间的范围。WiFi中的典型的基于RTT的测距实施方案可涉及精细定时测量(FTM)数据包和确认(ACK)数据包。
基于FTM-ACK的测距可扩展到涉及大量无线装置的情境，其中每一装置需要对其附近的多个装置进行范围估计。作为一实例，考虑车载专用短程通信(DSRC)标准，所述标准是WiFi的变体。假设在彼此的无线电范围内存在数目为N(例如，100)的车辆，且目标是相对于所述其它车辆中的每一个为每一车辆获得每秒10个范围测量值。在此情境下，每一车辆将需要传达10N个(例如，当N＝100时1000个)FTM-ACK消息。由于DSRC以相对较低的频谱效率在10MHz带宽上操作，所以在期望的时间量内传达这个数目的消息可为低效的并且可能是不切实际的。
本文中公开通过使用广播消息在无线装置之间执行测距(即不需要明确ACK(或某一其它类型的响应消息))的可扩展实施方案。因此，在涉及多个移动(非固定)无线装置(例如，安装于移动车辆中)的实施例中，每一车辆需要广播固定数目(例如，10)个消息，而不是在附近每一车辆发送一消息。这些广播消息可再使用具有提供定时信息以确定无线装置之间的范围的额外嵌入型时间戳的现有周期性广播消息(DSRC中的实例、周期性广播安全消息(BSM))。因此，在本文中所描述的实施方案中，参与无线装置以可扩展方式(即，以每一装置固定数目的消息)执行范围估计。
本文中所描述的实施方案涉及通过每一装置发射周期性广播消息。在一些实施例中，广播消息可具有对应于广播消息的装置的标识(ID)。这可在慢速时标中变化。每一无线装置能够确定其所发射广播消息的出发时间(ToD)(通常，所述ToD时间经记录但不包含于所述ToD所对应的广播消息中)、ID和所接收广播消息的到达时间(ToA)。每一装置可将时间戳和标识符(即，ToD、ID(i)、ToA(i))包含在广播消息或额外数据包中。额外信息可包含消息ID。
因此，本文中描述用以估计第一无线装置与第二无线装置之间的范围的方法、系统、装置、计算机可读媒体和其它实施方案，包含一种方法，所述方法包含在第一无线装置处获得与通过第一无线装置发射的第一广播消息(例如，第一广播消息的出发时间、第一广播消息在第二无线装置处的到达时间等)相关的第一信息(例如，定时信息、标识信息)。所述方法还包含：在第一无线装置处获得与通过第二无线装置发射的第二广播消息相关的第二信息(例如，定时信息、用以识别发射第二广播消息的无线装置的标识信息等)，其中第二广播消息包括与第一广播消息相关的第一信息中的至少一些；且至少部分地基于在第一无线装置处获得的第一信息和第二信息来确定第一无线装置与第二无线装置之间的范围。在一些实施例中，发射广播消息的无线装置包含非固定(即，移动/漫游)接入点，例如安装于车辆中的WiFi接入点。在一些实施例中，通过第一无线装置发射的第一广播消息可包含包括与先前通过第一无线装置从一或多个无线装置接收的一或多个早期广播通信相关的早期信息的内容。也就是说，在一些实施例中，通过特定无线装置发射的广播消息可包含与通过特定无线装置从一或多个无线装置接收的早期广播消息相关的信息(例如，定时信息、标识信息)。在一些实施方案中，为了使关于早期广播消息的同样多的信息合并到当前广播消息中，可压缩(例如，通过截断表示包含于广播消息中的信息的数据的最高有效位的一部分)待与广播消息包含在一起的信息(即，关于早期/先前广播消息的信息和与当前广播消息相关的信息)。
还公开方法、系统、装置、计算机可读媒体和其它实施方案，包含用以确定从固定无线装置被动地接收广播消息的移动装置的位置信息(例如，估计位置)的方法。所述方法包含：在移动装置处接收分别由多个固定无线装置发射的多个广播消息；且在移动装置处获得与分别从多个固定无线装置接收的多个广播消息中的每一个相关的第一信息，其中第一信息中的至少一些包含于分别从多个固定无线装置接收的多个广播消息中。所述方法进一步包含：在移动装置处从多个广播消息中的至少一个获得与在发射多个广播消息中的至少一个之前通过多个固定无线装置中的至少一个从多个固定无线装置中的至少一个其它固定无线装置接收的至少一个早期广播通信相关的第二信息，其中第二信息包含于多个广播消息中的至少一个中；且至少部分地基于第一信息、第二信息和多个固定无线装置中的至少一些的已知位置来确定所述移动装置的位置信息。
非固定无线装置之间的范围确定
参看图1，展示用以确定那些无线装置的范围和/或估计位置(且因此确定在其上安装有无线装置的物体的范围和/或位置)的包含多个移动(非固定)无线装置的实例系统100的图式。在所说明的实例中，描绘三个车辆110、120和130，但本文中所描述的系统、方法和其它实施方案可与任何数目的物体(无论其是移动物体还是固定物体或其某一组合)和/或无线装置结合使用。安装(或以其它方式固定或装设)到所说明车辆中的每一个的是相应无线装置112、122和132。在一些实施例中，无线装置112、122和/或132可包含可用于与彼此和/或与其它无线装置(例如，固定接入点，例如图1中描绘的接入点142，移动装置114等)无线语音和/或数据通信的局域网无线接入点(LAN-WAP)，所述局域网无线接入点经配置用于与无线装置112、122和/或132通信。无线装置112、122和/或132可以是无线局域网(WLAN)的部分，且可进一步经配置以在较小地理区域上进行通信操作(数据和/或语音通信)。另外，在一些实施例中，无线装置112、122和/或132还可包含微微或毫微微小区。在一些实施例中，无线装置112、122和/或132可以是(例如)WiFi网络(802.11x)、蜂窝式微微网和/或毫微微小区、
Figure GDA0003005680540000051
无线技术网络等的部分。如本文中所描述，在一些实施例中，使用802.11标准的实施方案可提供用于WLAN的物理层和媒体接入控制(MAC)规范。除交换无线装置之间的信息的主要用途以外，所述技术还可用于通过飞行时间测量执行测距和/或定位。变体802.11p为车载环境中的无线接入提供规范。这包含车辆之间以及车辆与基础设施之间的数据交换。数据交换可用于实现车辆之间的测距以及车辆与基础设施之间的测距和/或定位。
在一些实施例中，无线装置112、122和/或132中的一或多个可与安置于其附近的相应移动装置通信。如图1中所说明，移动装置114可与无线装置112进行通信(例如，经由近场通信信道、WLAN通信信道或其它类型的通信链路)。举例来说，所述移动装置可以是由车辆110内的个人携带的移动电话。如下文将更详细地论述，在一些实施例中，移动装置114可用的数据(例如，通过移动装置114确定的GPS位置)可传达到无线装置112(且可能通过无线装置112传达到其附近的其它无线装置，例如无线装置122和132)，且可因此供系统100的无线装置使用以改进范围估计和/或确定无线装置112、122和/或132的实际位置。
如图1中进一步展示，系统100可包含一或多个不同类型的固定无线通信系统或节点。还被称作无线接入点(或WAP)的此类节点可包含LAN和/或WAN无线收发器，包含(例如)WiFi基站、毫微微小区收发器、
Figure GDA0003005680540000052
无线技术收发器、蜂窝式基站、WiMax收发器等。因此，举例来说，一或多个局域网无线接入点(LAN-WAP)(例如LAN-WAP 142)可用于(例如)与无线装置112、122、132和/或114进行无线数据通信和/或无线语音通信。在一些实施例中，LAN-WAP 142还可(例如)通过实施基于多边定位的程序用作位置数据的独立来源(可能连同其它网络节点一起)。LAN-WAP 142可以是无线局域网(WLAN)的一部分，其可以在建筑物中操作且在比WWAN更小的地理区域上执行通信。另外，在一些实施例中，LAN-WAP 142还可以是为WWAN网络的部分的微微或毫微微小区。在一些实施例中，LAN-WAP 142可以是(例如)WiFi网络(802.11x)、蜂窝式微微网和/或毫微微小区、
Figure GDA0003005680540000053
无线技术网络等的部分。LAN-WAP 142还可形成室内定位系统的部分。
系统100还可经配置用于与一或多个固定广域网无线接入点(例如图1中描绘的WAN-WAP 140)通信，所述一或多个固定广域网无线接入点可用于无线语音和/或数据通信，且还可充当无线装置112、114、122和/或132可借以例如确定其位置/地点的独立信息的另一来源。WAN-WAP 140可以是广域无线网络(WWAN)的部分，其可包含蜂窝式基站，和/或其它广域无线系统，例如WiMAX(例如，802.16)、毫微微小区收发器等。WWAN可包含图1中未展示的其它已知网络组件。通常，WWAN内的WAN-WAP 140可从固定位置操作，且提供大城市和/或地区性区域上的网络覆盖。WWAN可为码分多址(CDMA)网络、时分多址(TDMA)网络、频分多址(FDMA)网络、正交频分多址(OFDMA)网络、单载波频分多址(SC-FDMA)网络、WiMax(IEEE802.16)等等。CDMA网络可实施一或多种无线电接入技术(RAT)，例如cdma2000、宽带CDMA(W-CDMA)等等。Cdma2000包含IS-95、IS-2000和/或IS-856标准。TDMA网络可以实施全球移动通信系统(GSM)、数字高级移动电话系统(D-AMPS)或一些其它RAT。GSM和W-CDMA描述于来自名称为“第三代合作伙伴计划”(3GPP)的联盟的文件中。Cdma2000描述于来自名称为“第三代移动通信标准化伙伴项目2”(3GPP2)的联盟的文件中。3GPP和3GPP2文件是公开可用的。在一些实施例中，4G网络、长期演进(“LTE”)网络、高级LTE网络、超移动宽带(UMB)网络以及所有其它类型的蜂窝式通信网络也可以实施且与本文中所描述的系统、方法和其它实施方案一起使用。WLAN还可以至少部分地使用IEEE802.11x网络实施，且WPAN可为
Figure GDA0003005680540000061
无线技术网络、IEEE 802.15x或一些其它类型的网络。本文中所描述的技术还可用于WWAN、WLAN和/或WPAN的任何组合。
如在图1进一步展示，在一些实施例中，无线装置112、114、122和/或132还可经配置以至少从包含卫星144的卫星定位系统(SPS)接收信息，所述卫星定位系统可被用作各种移动无线装置的位置信息的独立源。经配置以接收和处理SPS信号的无线装置可因此包含经专门设计以接收用于从SPS卫星导出地理位置信息的信号的一或多个专用SPS接收器。发射的卫星信号可包含(例如)标记有设定数目的码片的重复伪随机噪声(PN)码的信号且可位于基于地面的控制台、用户装备和/或航天器上。本文中所提供的技术/方法可应用于或以其它方式经启用以用于各种其它系统中，例如，全球定位系统(GPS)、伽利略、格洛纳斯、指南针、日本上方的准天顶卫星系统(QZSS)、印度上方的印度地区性导航卫星系统(IRNSS)、中国上方的北斗卫星等，及/或可与一或多个全球及/或地区性导航卫星系统相关联或以其它方式经启用以与一或多个全球的及/或地区性导航卫星系统一起使用的各种增强系统(例如，基于卫星的增强系统(SBAS))。借助于实例但非限制，SBAS可包含提供完整性信息、微分校正等的增强系统，例如，广域增强系统(WAAS)、欧洲地球同步卫星导航重叠服务(EGNOS)、多功能卫星增强系统(MSAS)、GPS辅助地理增强导航或GPS和地理增强导航系统(GAGAN)，和/或其类似系统。因此，如本文中所使用，SPS可以包含一或多个全球和/或地区性导航卫星系统和/或增强系统的任何组合，且SPS信号可以包含SPS、类SPS和/或与所述一或多个SPS相关联的其它信号。
所述系统100可进一步包含服务器150(例如，位置服务器或任何其它类型的服务器)，所述服务器经配置以经由(例如)网络152(例如，蜂窝式无线网络、WiFi网路、基于数据包的专用或公用网络，例如公共因特网)或经由与服务器150包含在一起的无线收发器与多个网络元件或节点和/或移动装置通信。举例来说，服务器150可经配置以与图1的无线装置中的一或多个(例如，与装置112、114、122、132、140和142中的任一个)建立通信链路(所述通信链路中的每一个可以是网络152的部分)，从而将数据和/或控制信号传达到那些接入点，且从所述接入点接收数据和/或控制信号。在一些实施例中，服务器150可实施例如安全用户平面位置(SUPL)等的协议。用户平面位置协议(ULP)、LTE定位协议(LPP)和/或LPP扩展(LPPe)协议用于直接通信且控制和转移测量。LPP协议由3GPP定义，且ULP和LPPe协议由开放移动联盟(OMA)定义。在一些实施例中，服务器150还可用于至少部分地促进本文中所描述的范围确定和位置确定操作。
如本文中所描述，各种非固定无线装置112、122和/或132中的每一个(且在一些实施例中，同样地，移动装置114)可经配置以传达广播信息，所述广播信息包含与非固定无线装置中的特定一个发射的当前广播消息相关的信息(例如，定时信息和/或标识信息)，且在当前广播消息中进一步包含与无线装置发射的一或多个早期广播消息相关的信息(定时信息和/或标识信息)，当前广播消息早期从发射广播消息的其它无线装置得以接收。广播消息可因此包含与先前/早期消息(例如，先前消息的到达时间信息、来自发射那些早期消息的无线装置的各种早期消息的出发时间等)相关的信息的累积记录。包含于广播消息中的信息的量受用于发射这些广播消息的可用带宽限制。因此，为最大化包含于任何给定消息中的信息的量，可对与广播消息包含在一起的内容执行压缩程序。如下文将进一步详细地论述，通过各种无线装置(还被称作无线节点)收集与广播消息相关的信息且将其用于确定各种参与无线装置之间的范围(距离)。
在一些实施例中，从移动无线装置发射的广播消息可包含信标帧(例如，通过发射无线装置周期性地发送的控制帧，其中的每一个包含识别和控制数据)或数据帧(例如，包含经编码数据的帧，且还可包含报头/控制信息)。在一些实施例中，例如通过无线装置112、122和/或132发射的广播消息可为根据IEEE 802.11标准格式化的周期性信标消息。根据IEEE 802.11标准格式化的信标帧可包含中值接入控制(MAC)报头、帧体和帧控制序列(FCS)。MAC报头通常用以为信标帧提供基础控制和/或路由信息，且可包含帧控制(FC)字段、持续时间字段、目的地地址(DA)字段(例如，用以在帧用于单播发射时识别特定目标或用以指示帧是广播发射)、源地址(SA)字段、基础服务集标识(BSSID)字段和序列控制字段。
所述帧体经配置以提供额外控制字段以及保存非信标数据的信息单元(例如，基于其可确定无线装置之间的范围的信息)。举例来说，在一些实施例中，所述帧体可包含信标间隔字段、能力信息字段、服务集标识(SSID)字段、支持速率字段、跳频(FH)参数集字段和各种其它控制字段。所述帧体还可包含通过发射无线装置添加的信息(例如定时信息和标识信息)，所述信息有关于来自多个无线装置(例如，图1中描绘的非固定装置)的广播消息，可从所述信息导出那些非固定装置之间的范围。下文相对于图2提供关于可包含于根据IEEE 802.11配置的广播消息的信息单元中的数据(例如，与广播消息相关的定时信息，包含先前所接收的广播消息的定时信息)的另外细节。
在一些实施例中，可根据精细定时测量(FTM)协议来配置通过各种无线装置(例如，装置112、122和/或132)发射的广播消息。一般来说，在FTM协议下，第一起始无线装置(还被称作“接收STA”)可至少部分地基于在所述起始无线装置与另一第二无线装置(还被称作“发送STA”)之间发射的消息或帧的定时来获得或计算RTT的一或多个测量值。在一些实施例中，起始无线装置可通过向其它无线装置发射精细定时测量请求(FTMR)消息或帧(还被称作“请求”)来起始与其它无线装置(“发送STA”)的消息交换事务。起始无线装置可随后接收响应于所述请求从其它无线装置发射的动作帧或确认消息(还被称作“Ack”)。在一些实施例中，无线装置中的每一个可经配置以周期性地发送打算到请求无线装置附近的多个其它无线装置的广播FTM请求消息。替代地和/或另外，在一些实施例中，经配置以根据FTM协议发射消息的装置可经配置以在特定时间间隔期间将多个FTM协议消息发送到单独的相应多个目标装置，以便借助于多个单播发射有效地实现消息广播。无线装置还可经配置以不响应于FTM请求消息，例如，不响应于FTM请求发送ACK消息或任何其它类型的消息，或替代地，在无线装置发送确认消息的情况下，不考虑从其它无线装置接收的ACK消息。
在一些实施例中，FTM请求(FTMR)消息可包含指示FTMR消息所针对的一般用途的类别字段、保存指示待传达的动作帧的类型的值(且因此针对所指定的特定动作帧待遵循的格式)的公共动作字段和用以指示请求无线装置要求第二(响应)无线装置执行的操作的类型的触发字段(例如，将触发字段设置为值零(‘0’)可指示起始装置请求第二无线装置不发送任何响应精细定时测量帧)。FTMR消息还可包含LCI测量请求字段(含有例如纬度/经度坐标值)、位置城市测量请求字段，以及精细定时测量参数字段(包含由起始STA请求且由响应STA分配的不同设定值)。
如同根据IEEE 802.11格式化的广播消息，FTMR消息还可包含信息单元字段以保存杂项数据。因此，举例来说，通过多个无线装置中的一个发射的FTMR消息可将关于来自一或多个无线装置(例如，图1中描绘的非固定装置)的定时信息和/或标识信息包含在一或多个此类信息单元字段中，可从所述定时信息和/或标识信息导出那些非固定装置之间的范围。相对于图2提供关于可包含于FTMR广播消息的信息单元中的数据(例如，与广播消息相关的定时信息，包含先前所接收广播消息的定时信息)的另外细节。
在一些实施例中，通过无线装置(例如，图1的装置112、122和/或132)周期性地发射的广播消息可为有时由车载系统采用(以提供其中装置周期性地向其它装置宣告其位置、速度和其它属性的基础安全消息，因此使得相邻的路上行驶的车辆跟踪其位置并且避免碰撞，改进交通流量等)的专用短程通信(DSRC)广播消息。在一些实施例中，DSRC广播消息可包含时间戳和/或标识信息(基于其可确定测距/位置信息，如本文中所描述)，所述时间戳和/或标识信息包含于DSRC消息的专用字段中，或替代地，包含于DSRC消息的信息单元字段(例如，基础安全消息或BSM的信息单元字段)中。在一些实施例中，其它类型的通信协议可用于发射广播消息，基于所述广播消息可导出用于非固定无线装置(其发射此类广播消息)的测距数据。
现参看图2，用于在两个无线装置202和204(其中的任一个可在其配置和/或功能中类似于图1中描绘的无线装置112、122和/或132中的任一个)之间交换的广播消息的通信流程200的流程图，所述装置提供信息以使得能够估计两个装置之间的距离或范围。举例来说，第一无线装置202可根据以下定时信息计算到第二无线装置204的范围：
1.与第一无线装置202广播消息相关联的时间戳，其包含(例如)：
a.通过第一无线装置广播的消息的出发时间(ToD)(在图2中标示为tD(n))，如由第一无线装置所记录。通常，特定消息的ToD不与所述特定消息包含在一起(通常直到广播消息实际上离开无线装置才足够精确地知道确切ToD)，但替代地可在后续消息中发射。在那些环境下，后续消息可包含早期消息的ToD和用以识别ToD所对应的消息的标识信息。
b.通过第一无线装置广播且通过第二无线装置接收的消息的到达时间(ToA)(在图2的实例中标示为sA(n))。通过第一无线装置从随后由(例如)第二无线装置广播的消息获得由第一装置发射的消息的ToA。
2.与来自第二无线装置的广播消息相关联的时间戳，其包含(例如)：
a.通过第二无线装置广播的消息的ToD(在图2中标示为sD(n))，如由第二无线装置所记录，所述ToD通过第一无线装置从随后由第二无线装置广播的消息获得。
b.通过第二无线装置广播且通过第一无线装置接收的消息的ToA(在图2中标示为tA(n))。通过第一无线装置确定(例如，测量)ToA(tA(n))。
因此，如图2的实例通信流程200中所说明，第一无线装置202可周期性地(例如，以可由用户控制的预定间隔)发射广播消息，且可因此在第一时间实例T1(沿着从表示第一和第二无线装置202和204的块延伸的竖直线的竖直位置对应于不同时间实例)处发射第一广播消息220。时间T1还是来自第一无线装置202的第一消息的出发时间tD(1)，且记录和存储于装置202的存储元件中。然而，由于通常可仅在接近消息正在广播时确定出发时间，所以所述时间通常不包含于所发射的广播消息220中所含有的信息中。
第一广播消息220在第二时间例项T2处在所述第二无线装置204处经接收，且记录为第一广播消息220的ToA(sA(1))。尽管图2的图式仅展示接收第一广播消息220的第二装置204，但经配置以接收广播消息(例如第一广播消息220)以便确定从那些其它无线装置到第一无线装置和/或到一些其它无线装置的范围的其它无线装置可接收第一广播消息220。应了解，视第一无线装置与那些其它无线装置之间的特定距离(范围)而定，那些其它无线装置可在不同时间处接收第一广播消息。第二无线装置204从构成第一广播消息220的信号(例如，通过处理第一广播消息以(例如)提取和解码放置在构成第一广播消息220的信号上的基于内容的数据)获得关于第一广播消息的信息，以及与关于早期广播消息的第一广播消息包含在一起的任何信息。举例来说，第一广播消息可包含通过第一无线装置在早期时间(即，比T1早的时间)处接收的先前消息的到达时间信息、识别发射那些早期广播消息的无线节点/装置的数据、识别所发射的广播消息(例如，每一广播消息可被分配唯一的消息ID号)的数据、通过第一无线装置发射的任何早期消息的ToD等。
在后续时间T3(此时间可基于第二无线装置204发射广播消息的预定周期)处，第二无线装置发射在时间实例T4处由第一无线装置202接收的广播消息222(其被称作图2的通信流程200的“第二广播消息”)，且所述消息222供其它无线装置(包含图2的第一无线装置202)使用以获得关于可随后(由接收无线装置)用于导出从接收无线装置到第二无线装置204的范围的第二广播消息222的信息。因此，在图2的实例中，第一无线装置确定第二广播消息的ToA(tA(1))(即，第一无线装置处的第二广播消息222的到达时间)。另外，第二无线装置204包含与第一广播消息相关的信息中的至少一些以及所发射的第二广播消息222。举例来说，表示第二无线装置204处的第一广播消息220的ToA(sA(1))的数据(例如，编码为数据包类型消息的主体中的数字数据)可与第二广播消息222包含在一起。第二广播消息还可包含与通过第二无线装置204或通过其它无线装置接收的其它早期消息相关的信息。举例来说，在时间T3之前在第二无线装置204处的各种其它广播消息的到达时间可与第二广播消息222包含在一起。另外，可将关于包含于第一广播消息220所含有的数据中的早期广播消息的信息中的一些或全部添加到第二广播消息222(归因于带宽限制，发射广播消息的每一无线装置可以能够仅包含其先前从其所接收的广播消息获得的全部信息的一部分)。
在时间T5处，第一无线装置202发射包含与先前在第一无线装置处接收的消息相关的信息中的至少一些的另一广播消息224(所述消息224可以在第一无线装置202处经配置以发射广播消息的经调度周期性时间实例处被发射)。如图2中所说明，第一无线装置202包含至少广播消息222在第一无线装置处的到达时间tA(1)以及广播消息224且第一无线装置202在T1处发射的先前发射的广播消息220的出发时间tD(1)(如所提到，当第一无线装置发射广播消息220时，所述ToD、tD(1)可能已由第一无线装置202事先记录)。尽管不专门展示，但消息224可进一步包含关于其从其它无线装置接收的其它消息的信息(例如，定时信息、标识信息等)。举例来说，消息224可包含其在第一无线装置202所发射的任何两个广播消息之间的时间间隔内所接收的消息中的至少一些的ToA(例如，在图2的实例中，其在T1与T5之间所接收的任何广播消息的ToA)。在一些实施例中，消息224(以及其它广播消息)还可包含与(例如)早期接收消息(例如消息222)包含在一起的信息。举例来说，包含(例如，经编码或嵌入)于消息222中的信息(例如第二无线装置204处的消息220的到达时间sA(1))可与例如消息224、226等的后续广播消息包含在一起。取决于带宽限制，所包含的信息可涉及可在T1之前已由第一无线装置202接收的消息。因此，在这些实施例中，消息224可包含可能事先已包含于来自第一无线装置202的早期消息中且经发射的信息(即，与特定接收的消息相关的信息可多次包含于来自接收特定消息的无线装置的多个广播发射中)。记录来自第一无线装置202的消息224的出发时间tD(2)，且所述出发时间通常将在后续广播消息中从第一无线装置202发射。
在T6处，第二无线装置接收广播消息224，且测量和记录第二无线装置204处的消息224的到达时间sA(2)。也在通常不同于T6的时间处在第一无线装置202附近的其它无线装置处接收消息224，所述时间取决于那些其它无线装置距第一无线装置202的距离。第二无线装置准备待与其后续广播消息一起发射的数据，其中所述数据包含(例如)：用于后续广播消息的标识信息(用于第二无线装置的消息ID和/或装置ID)和用于先前所接收的消息的定时数据，至少包含用于消息224的第二无线装置204处的到达时间sA(2)和通过第二无线装置204发射的早期广播消息的出发时间(即，对应于消息222的时间sD(1))。另外，待发射的数据可包含：与来自其它无线装置的先前所接收的消息相关的定时信息、用于来自第一无线装置的消息的早期到达时间信息(例如，用于先前接收的消息220的定时信息sA(1))、先前发送的出发时间信息、与先前所接收的消息包含在一起的定时信息(例如，tD(1)、tA(1))等。接着，经组合的数据包含于广播消息226(在T7处发出)中且在所述广播消息中发射。
现参看图3，展示可包含于广播消息中且提供与先前所接收的消息相关的信息的实例数据段300的示意图。如所提到，例如图2中所描绘的广播消息220、222、224和226的广播消息可各自包含一或多个此类段，其中每一段含有与不同广播消息相关的信息。如所展示，数据段300可包含用以保存数据以识别关于待提供的定时信息的消息的消息标识字段310。消息标识可为分配给消息的唯一值。数据段300进一步包含源装置字段320，所述源装置字段保存识别数据以识别最初发射(在消息标识字段310中识别的)消息的无线装置。在一些实施例中，消息标识字段310和源装置字段320可经组合以保存识别装置和消息的复合值。举例来说，所述值的第一部分可指示发送数据段300所涉及的特定消息的无线装置，且接着所述值的第二部分可为用以表示消息数目的递增分配值(例如，如果所讨论的消息是通过特定无线装置从那天的开始或某一其它参考时间发射的第10个消息，那么消息标识部分可为值10)。
数据段300还包含具有对应于所讨论的消息(即，在消息标识字段310和/或源装置字段320中识别的消息)的时间(和可能日期)的定时信息字段330。在一些实施例中，可使用通过获得/记录包含于定时信息字段330中的定时信息的装置采用的内部时钟来获得时间/日期信息。在一些实施例中，保存于定时信息字段330中的数据可能已经调整以考虑时钟漂移和/或经调整为根据由某一参考时钟维持的全球时间来表示。如进一步展示，数据段300还可包含指示包含于数据段中的定时信息的类型(例如，到达时间定时信息、出发时间定时信息等)的时间信息类型字段340。还可包含关于由数据段300的消息标识字段310和/或源装置字段320识别的消息的额外信息。数据段300的字段可具有任何给定大小，其可取决于带宽限制、成本等。
此外，为增加可包含于任何特定广播消息中的数据段的数目(以提供与大量先前发射的广播消息相关的信息)，可截断每一消息段中的信息以便去除字段中的一或多个(例如，消息标识字段310)，去除构成消息段的字段中的每一个中的最高有效位等。去除(例如)包含于广播消息中的定时信息的最高有效位的实施方案是基于这样的假设，即由于每一车辆正在获得周期性测距估计，所以对应于高阶位的当前时间处的大致距离估计是已知的，且仅需要低阶位以增强估计精度。
更确切地说，将ΔsA(n)的经压缩时间戳标示为[ΔsA(n)]。那么对于一些固定正整数L：
Figure GDA0003005680540000133
假设ΔsA(n)以秒计用纳秒分辨率测量ΔsA(n)，那么可使用L个位对数量[ΔsA(n)]进行编码。这些L个位接着从远程发射到本地车辆。
为从[ΔsA(n)]恢复ΔsA(n)，可观察到对于某一整数kA(n)：
109·ΔsA(n)＝[ΔsA(n)]+kA(n)2L。
因此，本地车辆的目标是确定kA(n)。其可展示：
Figure GDA0003005680540000131
为用于kA(n)的合适估计器。在本文中，算子
Figure GDA0003005680540000134
将其自变量舍入为最近整数。应注意，ΔtD(n)和ΔtD(n-1)在本地车辆处是可用的，这是因为其是在本地测量的且ΔsA(n-1)通过假设是可用的。此外，其可展示：如果位数L大于log(2·109ρ·ΔtD(n))(其中ρ是关于一个时间步长中的ΔsA(n)/ΔtD(n)的最大变化的先验上限)，那么
Figure GDA0003005680540000132
等于kA(n)，且可从其压缩值[ΔsA(n)]恢复ΔsA(n)。在基于DSRC的广播协议中，L确定为等于7.7，意指需要8个位来发射[ΔsA(n)]，且因此，为了发射对应于(例如)在广播消息中发射的先前在无线装置处接收的消息的到达时间的定时信息，1个字节可为足够的。实验和测试展示，在实践中，可使用L＝12个位的更保守数目，以便处置具有丢弃的或NLOS测量的情况。
因此，在一些实施例中，在已恢复ΔsA(n-1)的假设下，可从[ΔsA(n)]恢复ΔsA(n)的数据。在一些实施例中，为开始恢复过程，可在未经压缩的情况下发射初始测量值ΔsA(1)。替代地，可通过(例如)求解丢番图(Diophantine)近似值问题来联合地解压缩[ΔsA(1)](即，对应于ΔsA(1)的经压缩值)和[ΔsA(2)]。应注意，可以类似方式执行其它定时信息值(例如，ΔsD(n)、ΔtA(n)、ΔtD(n)等的时间戳)的压缩和解压缩。
替代地和/或另外，在一些实施例中，可将压缩方案(有损或无损)应用于保存于包含于广播消息中的数据段中的一或多个中的数据(例如，早期数据段可被压缩到比最近构建的数据段更高的程度)。
不时地，无线装置(来自接收和广播包含与(例如)先前接收的广播消息和当前广播消息相关的定时和标识信息的消息的多个无线装置)经配置以使用其在一段时间(其可为与装置发射其广播消息的时间段相同或不同的预定时间段)内获得的信息以确定其自身与其它无线装置(例如，非固定无线装置)中的一或多个之间的范围(距离)，所述装置从所述其它无线装置接收广播消息。在一些实施例中，计算到第二无线装置(例如图2的装置204)的范围的第一无线装置(例如图2的无线装置202)可需要考虑第一无线装置的时钟与第二无线装置的第二时钟之间的相对时钟漂移，且还考虑装置的移动性(如果存在)。相对时钟漂移和移动性二者随时间推移缓慢地变化。因此，在一些实施例中，低阶模型可用于(例如，通过优化过程)导出第一无线装置与第二无线装置之间的范围值。低阶模型减少未知参数的数目且因此使得范围估计是可行的。低阶模型的一些特定实例包含：1)用以粗略估计相对时钟漂移的线性模型；和2)用以粗略估计两个装置之间的范围的二次模型。
一般来说，(例如，图2中所说明的实例中的第一无线装置202的)本地时间t和(例如，图2的第二无线装置204的)远程时间s凭借线性关系是相关的：s(t)＝θ+(1+δ)t，其中θ是时钟偏移且δ是时钟漂移。δ的典型值是约±10-5，其通常表达为百万分之10(ppm)的漂移。在本文中所描述的周期性广播测距方法中，消息出发与后续消息到达之间的延迟可为约T/2。因此，在此时段期间的时钟漂移是约δT/2。举例来说，在T＝0.1s的DSRC情况中，所述时间期间的10ppm时钟的漂移是约0.5ms。当保持未经补偿时，0.5ms的此时钟漂移可导致大约150m的测距误差。因此，谨慎的建模和处理时钟漂移对于使用周期性广播方法成功的测距来说是重要的。
继续DSRC实例，假设探寻约0.3m的测距精度，在此情况下，连续样本之间的至多0.01ppm的未经补偿的时钟漂移是可容许的。WiFi接收器时钟的测量表明，时钟漂移可经建模为针对几秒的窗口(对应于几十个DSRC消息交换)是近似恒定的。
出发和到达时间戳可因此如下相关：
sA(n)＝θ+(1+δ)tD(n)+dD(n)/c+zA(n)
sD(n)＝θ+(1+δ)tA(n)-dA(n)/c+zD(n)
其中dD(n)和dA(n)是时间tD(n)和tA(n)处的车辆间距离，其中c是光速，且其中zA(n)和zD(n)是假设为具有平均值零和方差σ2的独立且同分布(i.i.d.)的附加性接收器噪声项。假设在两个车辆之间的数据包飞行时间期间车辆移动和时钟漂移是可忽略的，那么以上关系式保持成立。由于对于车辆距离小于100m来说此飞行时间小于300ns，此假设是合理的。以上关系式将出发和到达信息(其可表示为时间戳)链接到车辆间距离。由于车辆的移动，这些距离是时变(即，依据n变化)的。由于车辆距离可能每秒改变几十米，所以当使用周期性数据包广播以供测距时，需要再次考虑距离的此时变性质。举例来说，在T＝0.1s的DSRC中，在连续消息到达之间的距离的变化可为约若干米。
可能需要基于所涉及的时标再估计与用于估计范围和/或时钟漂移的模型相关联的参数。用于联合估计模型参数的过程可包含经加权局部多项式回归。举例来说，后续过程可用于基于针对涉及第一无线装置和第二无线装置(例如图2的无线装置)的广播测量值所获得的定时测量值联合地求解时钟漂移δ和距离da(n)。在范围和时钟漂移估计过程中，定时测量ta(n)对应于来自第二无线装置的消息的第n个到达时间，td(n)对应于来自第一无线装置的消息的第n个出发时间，两者都相对于第一无线装置的时钟得以测量。sa(n)对应于针对来自第一无线装置的消息在第二无线装置处测量的第n个到达时间，且sd(n)对应于来自第二无线装置的消息的第n个出发时间，两者都相对于第二无线装置的时钟得以测量。
在一些实施例中，基于第一无线装置与第二无线装置之间的广播消息的定时测量值来联合地估计两个装置之间的范围和时钟漂移的过程可因此涉及以下表达式的最小化：
Figure GDA0003005680540000151
其中在以上表达式中，w是窗口长度(其用于确定用于估计当前时间的参数的过去测量的数目)。可接着以矩阵形式将以上最小化呈现为以下表达式的最小化：
·||β-Bx||2
·β＝c[Δsa(n-w：n)-Δtd(n-w：n)；Δsd(n-w：n)-Δta(n-w：n)]
·
Figure GDA0003005680540000152
Figure GDA0003005680540000153
·
Figure GDA0003005680540000154
Figure GDA0003005680540000155
·x＝[cδ；a0；a1；a2]
其中c是光速，x是参数的向量(如上文最后一个项目编号中所定义)，δ是漂移，且a0、a1和a2是通过窗口拟合到车载距离的二次参数。
闭合形式解接着为：
Figure GDA0003005680540000161
由此，可根据以下导出距离估计(例如使用低阶二次模型表示)：
Figure GDA0003005680540000162
在一些实施例中，当导出距离(范围)估计时，其可为合理的以对旧测量的给出较小权重。此可通过对角加权矩阵W来实施。在一些实施例中，可使用应用于窗口内的标准化时间偏移的三次方加权函数来计算W的对角线元素。举例来说，经加权最小平方解可表达为：
Figure GDA0003005680540000163
在一些实施例中，可在导出范围估计时考虑经变换测距噪声的相关性质。可通过首先使观察结果白化来改进考虑经变换的测距噪声的估计。
在替代过程中，全部装置相对于参考时钟计算ToD和ToA时间戳。举例来说，此参考时钟可与所选择的簇头相关联。应注意，以上方法仅需要时钟漂移校正。
现参看图4，展示用以确定两个或更多个无线装置(例如，移动(非固定)无线装置)之间的范围估计的实例程序400的流程图。程序400包含在第一无线装置(例如，经配置以确定其到第二无线装置的范围的本地无线装置，例如图2中描绘的装置202)处获得与通过第一无线装置发射的第一广播消息相关的第一信息410。如本文中所描述，在一些实施例中，相对于广播消息(例如图2的广播消息220和/或224)获得的信息可包含那些消息的出发时间(ToD)，在此情况下，第一无线装置可记录那些相应ToD，但不必将所述ToD与广播消息包含在一起。然而，在一些实施例中，一个广播消息的ToD可与后续消息包含在一起。因此，在图2的实例中，消息220的ToD(例如，标示为tD(1)的定时信息)可与后续广播消息224包含在一起。
如图4中进一步展示，程序400还包含在第一无线装置处获得与通过第二无线装置发射的第二广播消息相关的第二信息420。举例来说，在一些实施例中，与第二消息(例如图2中描绘的消息222)相关的信息可包含第一无线装置处的广播消息222的到达时间(ToA)。第二广播消息包含与第一广播消息相关的第一信息中的至少一些。举例来说，当第二无线装置接收由第一无线装置发射的广播消息(例如，消息220)时，第二无线装置记录所述ToA(在图2的实例中标示为消息220的sA(1))，且接着将所述ToA信息(例如，呈时间戳形式)与其下一周期性广播消息(在此情况下，广播消息222)包含在一起。另外，取决于带宽限制，第二无线装置包含其它先前所接收的广播消息(包含来自一或多个其它无线装置的先前所接收的广播消息)的定时信息(例如，ToA)。关于那些其它先前所接收的消息的额外信息可包含那些消息的定时信息(例如，第二无线装置处的那些消息的到达时间、标识信息，例如消息ID信息、无线装置ID信息等)，且还可包含包含/编码于其接收的广播消息中的定时信息中的至少一些。如在本文中所提到，由于广播消息可包含关于(从潜在地大量广播无线装置发射的)潜在地大量早期消息的较大容量的信息，在一些实施例中，可压缩包含在广播消息(例如，图2中所说明的消息222和224以及消息220和226)内的数据。举例来说，在一些实施方案中，可通过去除时间戳数据的最高有效位(例如，仅保留和发射特定时间戳值的8到12个最低有效位)来压缩数据(例如时间戳数据)。
继续参看图4，已获得关于(通过第一无线装置发射的)第一广播消息的第一信息和关于(通过第一无线装置接收的)第二广播消息的第二信息，至少部分地基于在第一无线装置处获得的第一信息和第二信息来确定第一无线装置与第二无线装置之间的范围430。在一些实施例中，确定第一无线装置与第二无线装置之间的范围可包含通过将第一信息和第二信息应用于(例如)低阶线性模型、低阶二次模型和/或经加权局部线性回归中的一或多个来导出范围。举例来说且如本文中所描述，可用使用通过第一无线装置获得的定时信息的最小平方最小化程序(例如，如关于上文方程所论述)来导出第一无线装置与第二无线装置之间的范围。在一些实施例中，第一信息和第二信息中的一个或两个可经调整以考虑与第一无线装置相关联的第一时钟与参考时钟之间的相对时钟漂移。参考时钟可以是与第二无线装置相关联的第二时钟。可基于第一无线装置与第二无线装置之间的信令交换来选择参考时钟。
再次参看图1，如所提到，在一些实施例中，非固定无线装置中的一或多个可与移动装置通信，所述移动装置能够(例如)基于来自卫星或来自地面固定接入点的信号通过根据(例如)到达时间技术、信号强度测量等实施(例如)基于多边定位程序和/或指纹识别程序来确定其位置。无线装置112可建立与移动装置114的通信链路(所述通信链路可为近场链路，例如
Figure GDA0003005680540000171
无线技术、WLAN链路等)。
因此，当经配置以确定其位置的移动装置在广播无线装置(例如图1的无线装置112或图2的第一无线装置)中的一个的附近，且建立与所述无线装置的通信链路(例如，通过移动装置或通过无线装置起始)时，在此类实施例中，所述无线装置可从位于无线装置附近的移动装置接收由移动装置确定的位置估计。无线装置可接着导出第一无线装置的第一大致位置(例如，在一些实施例中，所述无线装置的位置经估计在与移动装置相同的位置处)。无线装置还可基于由移动装置确定的位置估计且基于无线装置与其它无线装置之间的范围(所述范围至少部分地基于第一信息和第二信息确定)(如本文中更具体描述)来导出另一无线装置(例如，图1的无线装置122和/132或图2的第二无线装置204)的大致位置。同样在本文中，可使用优化程序或通过一些其它位置确定过程来导出其它无线装置的位置。在一些实施例中，无线装置可从多个移动装置接收位置和范围估计。此通常需要计算无线装置处的良好位置估计。
在一些实施例中，无线装置的所导出估计可随后作为另一信息单元包括于通过无线装置发射的周期性广播消息中。通过(通过其中包含位置估计的广播消息)向其它无线装置提供无线装置的位置估计，接收那些广播消息的其它无线装置可使用发射无线装置的位置估计信息以便于确定到发射无线装置的范围和/或确定其自身位置估计。
现参看图5，展示说明实例中设备502中的不同模块/装置/组件之间的数据流的概念性数据流图500。设备可为经配置以估计其自身与第二设备512之间的范围的第一无线装置(与图1和2中展示的装置112、122、132、202或204中的任一个的实现和/或功能性类似)。设备502包含接收模块504、获取模块506、范围确定模块508和发射模块510。
接收模块504经配置以接收通过第二设备512和/或通过发射广播消息(例如，例如根据IEEE 802.11标准配置的信标帧消息、基于精细定时测量(FTM)协议的消息、专用短程通信(DSRC)消息等的广播消息)的其它无线装置广播的消息。如本文中所描述，所接收的广播消息可包含与在第二设备512所接收的早期广播消息(包含来自第一设备502的早期消息)相关的信息(例如，使用时间戳表示的定时信息)。所接收的广播消息还可包含关于实际当前所接收的广播消息的信息(例如，标识信息)。
发射模块510经配置以从第一设备502发射广播消息，其中此类广播消息包含(例如)：根据IEEE 802.11标准配置的信标帧消息、基于精细定时测量(FTM)协议的消息、专用短程通信(DSRC)消息、其它类型的基于数据包或基于非数据包的广播发射等。获取模块506获得与通过第一设备广播的消息相关的第一信息(例如，第一设备例如经由发射模块510发射的广播消息的出发时间)和与通过第二设备512广播的消息相关的第二信息(例如，例如经由接收模块504所接收的消息的到达时间)。如所提到，获取模块还可从所接收消息提取关于早期广播消息的数据(其中已通过第二设备512接收此类消息，且其对应信息中的至少一些包含在随后发射的广播消息的主体内)。广播消息的出发时间信息可(例如)通过获取模块506来记录通过第一设备502发射(且存储于耦合到获取模块506的存储器装置中)，且类似地，可同样地通过获取模块506记录所接收的广播消息的到达时间信息。范围确定模块508经配置以基于第一信息和第二信息确定第一设备502与第二设备512之间的范围。
第一设备502可包含执行关于图1、2和4描述的操作中的一或多个的额外模块。因此，图2和4中描绘的操作(例如)可通过模块执行，且设备可包含那些模块中的一或多个。模块可实施为专门经配置以实行本文中所描述的方法的一或多个硬件组件，可通过经配置以执行本文中所描述的方法的处理器实施，或可通过可在处理器上执行的计算机可读媒体实施，或其某一组合。
无源定位系统
现参看图6，展示用以基于由固定无线装置发送的广播消息确定位置信息(例如，范围和/或位置估计)的另一实例系统600的示意图。在图6的实例实施例中，发射广播消息的无线装置包含具有已知位置的固定无线装置(例如，WLAN接入点，例如WiFi接入点、WWAN基站、非移动移动装置等)。因此，如图6中所展示，系统600包含固定无线装置642a-c，其可(在实施和/或功能性上)类似于图1中描绘的无线装置112、122、132和/或142中的任一个，其中那些固定无线装置中的至少一个经配置以发射周期性广播消息(例如图2中展示的广播消息220、222、224和226中的任一个)，所述周期性广播消息包含：关于当前发射的广播消息的信息，以及关于先前通过发射无线装置(例如，在当前发射之前的某一时间间隔期间)接收的的早期广播消息的信息。在一些实施例中，系统600还可包含WWAN无线装置640a-b(例如，基站)，其可(在实施和/或功能性上)类似于图1中描绘的无线装置140，且这些无线装置640a-b中的至少一个可经配置以发射周期性广播消息，例如图6中描绘的具有与其发射的当前消息相关的信息以及与WLAN无线装置先前所接收的广播消息相关的信息的广播消息650(其还可类似于图2的消息220、222、224、和/或226中的任一个)。
如在图6中进一步展示，系统600还包含移动无线装置614，例如个人移动电话，其可(在实施和/或功能性上)类似于图1的移动装置114。移动无线装置可移动，且因此其位置通常是未知的且需要确定(例如，基于其接收的广播消息，如本文中所描述)。移动装置614通常为经配置以接收(即，窃听)源自其附近的各种无线装置的消息(包含来自发射周期性广播消息的至少一个无线装置的广播消息)，但不必发射任何回复或广播通信的被动装置(在一些实施例中，尽管移动装置614可利用发射功能予以实施以发射类似于通过无线装置640a-b和/或642a-c发射的广播消息配置或根据任何其它通信协议配置的单播或广播消息)。移动装置614(视情况通过例如图1的服务器150的远程服务器促进)经配置以部分地基于从无线装置640a-b和/或642a-c中的一或多个接收的广播消息且基于发射通过移动装置被动地拾取(接收)的那些消息的固定无线装置的位置信息来确定位置信息(例如，到一或多个其它无线装置的范围估计和/或实际位置估计)。固定无线装置通常具有可经由(例如)辅助数据通信提供给移动装置614的已知预定位置。在一些实施例中，移动装置还可从例如无线装置622(其可在其实施和/或功能性上以与图1的无线装置112、122和/或132中的任一个类似的方式配置)的一或多个非固定无线装置接收消息(例如，广播消息)，且同样基于来自一或多个非固定无线装置的所接收消息来确定其位置或到无线装置中的一或多个的范围。
因此，图6的系统600为具有相对低专用额外通信开销的潜在地大量用户/装置(其全部可被动地接收通过图6中描绘的固定无线装置发射的相同消息)提供位置或范围确定功能。在图6的实施例中，由于位置信息有待确定的移动装置将通常以“收听”模式操作，所述移动装置将具有较低的STA功率消耗。另外，收听移动装置接收通过多个固定无线装置发射的消息，其中发射包含关于来自另一固定移动装置的至少一个其它消息的信息(例如，定时信息)的广播消息的多个固定无线装置中的至少一个可使其位置以与利用往返时间(RTT)实施方案实现相同的精度水平得以确定(但无需移动装置发射消息，或以其它方式与任何其它无线装置互动)。
在一些实例实施例中，一个固定无线装置(其可被称为“中心”、“主机”或“超级接入点”)可经配置以发送类似于图2的广播消息220、222、224和226的广播消息(即，包含关于通过一个固定无线装置在早期时间处所接收的早期消息的信息的消息)，且还可经配置以向其它固定无线装置(例如，AP装置)发射请求消息(例如，探测消息)以使得那些其它固定无线装置发送既在移动装置处(在第一到达时间实例处)又在请求/起始一个固定无线装置处(在第二到达时间实例处)所接收的响应消息。请求固定无线装置可随后发射包含关于通过请求固定无线装置接收的早期响应消息的定时信息(例如，在请求固定无线装置处的响应消息中的任一个的到达时间的时间戳)的广播消息。当移动装置从中心固定无线装置(例如，超级AP)接收随后发射的广播消息时，其将具有关于通过其它固定无线装置发射的每一响应消息的多个到达时间信息，且将因此能够基于到达时间信息的多个实例导出位置信息(例如，导出在移动装置获得足够数据点时的位置估计)。在另一方面，在一些实施例中，如果其它无线装置/节点已经配置用于周期性广播操作(类似于图1和2的非静止无线装置的功能)，那么可能不需要使用超级AP来起始从其它无线装置/节点发射广播消息(例如，广播数据包)。在一些实施例中，超级AP还可经配置以有助于位置计算，其中移动时钟漂移与超级AP有关，且所有部AP测量值与超级AP有关。应注意，可使用通用广播情境、一或多个时钟漂移项，且一或多个AP可用作超级AP。
在图6的实例中，固定无线装置640a可经配置为周期性地发射广播消息的超级AP(或“超级基站”)，所述广播消息为例如可与图2的广播消息220、222、224和226的广播消息650类似地配置。无线装置640a还可经配置以向其它固定无线装置(例如固定无线装置640b)发送广播或单播消息(例如请求消息652)。响应于接收请求消息652，无线装置640b发射响应消息654(根据各种可能的通信协议中的任一个格式化)，所述响应消息(例如)通过移动装置614接收(如所发射的响应的第一消息实例654a所说明)且还通过请求无线装置640a接收(如所发射的响应消息的第二消息实例654b所说明)。消息654a将在对应第一ToA实例处在移动装置614处接收，而消息654b将在第二ToA实例处在无线装置640a处接收。如所提到，在一些实施例中，广播消息654(在图6中表示为两个消息实例654a和654b)可经发射作为无线装置640b经配置以执行的调度周期性发射的部分(即，广播消息654的发射并不响应于某一所接收的请求/探测消息)。在响应消息654b到达固定无线装置640a处之后，无线装置640a将产生和发射包含关于其先前(在早期时间处)所接收的早期消息654b的信息的广播消息(例如消息650)。举例来说，消息650可包含无线装置640a处的消息654b的第二ToA的时间戳(且还可包含其它信息，例如关于其它先前所接收的消息的其它ToA信息、识别(例如)发射那些早期所接收的早期消息的源无线装置的标识数据，等等)。移动装置614随后接收消息650，且从其获得移动装置614处的消息650的ToA实例。另外，除此以外，移动装置614获得(例如，提取或解码在消息650上编码的数据)固定无线装置640a处的消息654b的ToA。
图7是说明发信过程700的实例信令图，其中超级接入点710向多个经部署接入点7200-n(即，固定无线装置)发射单独的单播请求消息7120-n，所述接入点使得那些无线装置响应于接收相应单独的请求消息而发射通过移动装置730(也被称作受测装置(DUT)或STA)且通过超级AP 710接收的相应响应消息7140-n(如所提到，图7中描绘的发信通常用于接收固定无线装置不经配置用于周期性广播的实施例中)。响应消息中的每一个将通过超级AP710和对应ToA处的移动装置730接收。在一些实施例中，响应消息7140-n可响应于通过超级/中心无线装置广播的单个请求消息发射到多个固定无线装置的(即，单个广播请求消息触发来自接收请求消息的所有AP的响应消息)。如图7中进一步展示，超级AP 710(即，经配置以将请求消息发射到其它AP的AP)将周期性地产生和发射可类似于图2的广播消息220、222、224和226中的任一个(或本文中所描述的其它广播消息中的任一个)格式化/配置的广播消息(信标)716，且所述广播消息包含关于来自AP的早期所接收的消息中的一或多个(例如，响应于请求消息7120-n接收的响应消息7140-n，和/或例如在早期时间段处所接收的消息的其它消息)的信息。在图7的实例中，通过移动装置730接收的广播消息716因此向移动装置提供移动装置730单独接收的响应消息7140-n的另一组ToA(和其它相关信息)，且对于所述响应消息移动装置730确定对应ToA。移动装置还将能够根据所接收的广播消息716确定消息716的到达时间。
返回到图6，基于通过无线装置614(通过从发射无线装置被动地接收发射)获得的信息，在一些实施例中，移动装置614可通过导出和求解各种所获得的ToA值相关的‘双差分’方程来确定位置信息。举例来说，考虑其中移动装置(例如图6的移动装置614或图7的移动装置730)在到达时间ToAi mob处从某一固定无线装置APi接收在时间实例ti处从APi发射的消息的实施方案。如所提到，来自APi的消息可响应于来自超级接入点(SAP)的请求消息而发射。SAP还在时间ToAi sap处接收来自APi的消息(即，在时间ti处发送的消息)，且随后通过发射包含表示ToAi sap的数据的广播消息向移动装置提供所确定的到达时间。由于移动装置的时钟通常不与各种AP处的时钟同步，在一些实施例中，为缓和缺乏时钟之间的同步的问题，参考AP(例如，AP0)经配置以在已知时间t0(相对于SAP处的时钟所测量的时间)处发射参考信号(例如，周期性参考信号)。同样，假设移动装置处的时间可(使用相对于SAP的时钟的时钟偏移和时钟漂移)根据
Figure GDA0003005680540000221
Figure GDA0003005680540000222
建模，其中t是在SAP处记录的时间，
Figure GDA0003005680540000223
表示漂移效应，且θ是偏移(如果期望较高程度的精度，那么可使用漂移和偏移的高阶模型)。因此，使用表示从AP0(参考AP)和APi发射且在移动装置处和SAP处接收的信号的ToA之间的关系式的以下方程：
ToA0 SAP＝t0+c-1d0 SAP+n0 SAP
ToAi SAP＝ti+c-1di SAP+ni SAP
Figure GDA0003005680540000224
Figure GDA0003005680540000225
其中d对应于通过两个下标标示的两个装置之间的距离，且n表示噪声项(一般来说，使用针对噪声项的方差和/或一些其它统计特性是足够的)。因此，距离可被写成AP和移动装置的坐标的函数，其中移动装置的坐标是未知的。
因此可如下定义双差分关系式(以米计)：
Figure GDA0003005680540000231
且所测量的与真实的双差分之间的关系式可表达为：
DDmeas i(δ)＝(di SAP-d0 SAP)-(di mob-d0 mob)+ni＝DDtrue i+ni，
因此，如本文中所提到，移动装置与固定无线装置(例如，AP)之间的距离可表达为移动装置的未知坐标的函数，其可接着使用(例如)双差分方程求解。
还可使用用于确定从多个固定无线装置(例如，多个AP)接收通信的移动装置的位置的其它过程和技术。
在一些实施例中，提供由被动移动装置使用的定时信息的两个AP装置的时钟的相对时钟漂移(即，不同装置之间的定时的相对精确度)可同样需要经估计以避免明显的定位错误。在此类实施例中，估计相对时钟漂移的两种方式可包含执行联合参数估计(例如，在同样导出移动装置的位置时)以确定两个或更多个AP装置之间的时钟漂移，和/或基于来自需要相对时钟漂移估计的每一AP装置的多个数据包的接收。举例来说，在一些实施例中，当建立双差分方程时，存在四个装置，即两个固定无线装置(例如，两个AP)、一个超级AP和一移动装置。两个AP的时钟漂移不出现在双差分方程中，但相对于移动装置的超级AP的时钟漂移出现在双差分方程中。如果使用多于一个超级AP，那么多于一个漂移项δ(Δ)可引入到方程组中。
现参看图8，展示用以基于来自多个无线装置(一般来说，固定无线装置)的广播消息确定移动装置(例如图6的移动装置614)的位置信息的实例程序800的流程图。程序800还可用于确定移动装置的位置估计和/或移动装置与多个固定无线装置中的一或多个之间的范围估计。因此，程序800包含在移动装置处接收分别通过多个固定无线装置发射的多个广播消息810。举例来说，如图6和7中所说明，广播消息可从固定无线装置(例如，固定AP)中的一些发射。这些广播消息可能已响应于从例如系统600的AP 640a的固定无线装置中的一个(例如，超级AP)发射的请求或触发消息经发射。可将广播消息或一连串单播消息发射到无线装置(包含(例如)固定AP 640b或642a-c中的任一个)或甚至发射到移动装置，以使得所述装置发射由发射无线装置的范围内的无线装置接收的广播消息。在一些实施例中，发射广播消息的固定无线装置可周期性地如此且独立于来自一些其它无线装置的请求或触发消息。响应于来自起始AP的请求或触发消息发射的广播消息可包含例如以下的信息：发射装置的标识、所发射消息的标识和或定时信息(在一些实施中，例如，出发时间信息)。在一些实施例中，广播消息可包含(例如)根据IEEE802.11标准配置的信标帧消息、基于精细定时测量(FTM)协议的消息、专用短程通信(DSRC)消息和/或可由被动地接收(收听)这些广播消息的特定移动装置接收和处理的任何其它类型的广播消息中的一或多个。
在接收多个广播消息(此类消息可在某一时间段内接收)后，移动装置获得与分别从多个固定无线装置接收的多个广播消息中的每一个相关的第一信息，其中第一信息中的至少一些包含于分别从多个固定无线装置接收的多个广播消息中820。第一信息可包含在所接收广播消息中编码的数据(例如标识信息)以识别发射装置和/或识别消息本身(例如，可通过某一唯一标识值来识别每一消息)。获得此类标识信息或与所接收广播消息包含在一起的任何其它信息可因此包含经由移动装置的收发器和处理器/控制器执行解调、信号处理和/或解码操作以提取包含于消息中的信息。另外，在一些实施例中，获得第一信息还可包含对所接收广播消息执行测量(例如，定时测量、信号强度测量等)。举例来说，移动装置(例如，图6的装置614)将确定且记录所接收广播消息中的每一个的到达时间测量值。
如图8中进一步说明，移动装置还从多个广播消息中的至少一个(例如，消息650)获得与在发射多个广播消息中的至少一个之前通过多个固定无线装置中的至少一个从多个固定无线装置中的至少另一个接收的至少一个早期广播通信相关的第二信息，其中所述第二信息包含于多个广播消息中的至少一个中830。举例来说，固定无线装置640a可从发射广播消息(例如，响应于固定无线装置的起始请求/触发消息发射或发射周期性广播消息)的其它无线装置接收的广播消息的实例。如图6中所展示，无线装置640a接收消息654b，其可为同样在移动装置614处作为消息实例654a经接收的广播消息的实例/副本。换句话说，无线装置可接收通过移动装置614接收(或已接收)的相同广播消息中的至少一些的副本，且可因此测量/确定那些所接收的消息的对应到达时间。固定无线装置可随后将此到达时间信息(和/或其它信息)包含于广播消息(其可类似于图2的广播消息220、222、224或226)中，所述广播消息接着作为广播消息650通过移动装置614发射和接收(包含用于消息654b的定时信息的消息650将通常在于装置614处接收消息654a之后在移动装置614处得以接收)。经配置以包含关于早期所接收消息(即，在发射消息650之前所接收的消息)的信息的广播消息650可与从其它无线装置发射的广播消息不同地配置(例如，所述消息654a可或可不经配置以包含关于早期所接收的消息的数据)。
包含于广播消息650中的第二信息还可包含一些其它先前发射的广播消息的出发时间(ToD)(即，由发射当前广播消息的无线装置为早期广播消息记录的ToD)和/或用以识别早期/先前广播消息的标识数据，相对于早期/先前广播消息，至少一些定时信息包含于通过移动装置接收的当前广播消息中。如本文中所描述，归因于带宽限制，包含于当前广播消息中的信息中的至少一些(例如，识别无线装置640a的信息和关于通过装置640a接收的至少一个早期消息的第二信息)可包含表示(例如)识别信息和关于至少一个早期所接收消息的第二信息的经压缩内容。经压缩内容可包含经压缩数据，使得去除(例如)标识信息和第二信息的最高有效位的预定部分(或替代地，保持包含于至少一个广播消息中的数据的最低有位的预定数目，例如8个位、12个位等)。
在从多个广播消息获得第一和第二信息后，移动装置至少部分地基于所述第一和第二信息且在一些实施例中还基于多个固定无线装置中的至少一些的已知位置确定移动装置的位置信息(例如移动装置614的位置估计)840。举例来说，在一些实施例中，确定移动装置的位置可包含确定移动装置与(发射广播消息的)固定无线装置之间的范围(距离)，或确定最小化应用所获得的信息的一些误差函数的实际位置。在一些实施例中，误差函数经最小化，且执行最小化的程序可类似于上文相对于图1、2和4所描述的最小化程序。因此，在此等实施例中，可通过将第一信息和第二信息应用于(例如)低阶线性模型、低阶二次模型和/或经加权局部线性回归模型来导出移动装置与发射广播消息的无线装置之间的范围/距离。在一些实施例中，固定无线装置的已知位置可包含于最小化过程中从而不仅确定(移动装置与发射广播消息的固定无线装置之间)的范围，还确定移动装置的位置/定位估计。替代地，在一些实施例中，对移动装置的位置估计的确定可通过基于固定无线装置的所确定范围估计和已知位置导出位置估计来执行(即，执行双管齐下式程序，其中范围估计的确定和位置估计的确定作为单独步骤执行)。
在一些实施例中，对移动装置的位置信息的确定可通过以类似于本文中相对于图6所描述的方式导出双差分关系式来执行。因此，在此类实施例中，移动装置可从第一无线装置(例如，图6的装置640b)接收第一广播消息(例如，图6的消息654a)和从第二无线装置(例如，装置640a)接收第二广播消息(例如，消息650)，其中还在第二无线装置处接收第一广播消息(消息实例654b)，且其中第二广播消息包含第二无线装置处的第一广播消息的到达时间信息。也就是说，装置640a处的消息654b的ToA经测量、记录且与广播消息650(如所提到，广播消息650可与图2的广播消息220、222、224或226中的任一个类似地配置)包含在一起，使得当在移动装置614处接收到广播消息650时，移动装置614可从包含在消息650内的数据获得装置640a处的消息654b的ToA。另外，移动装置614从所接收的消息654a获得所述消息的ToA。可接着通过至少部分地基于第二无线装置处的第一广播消息的到达时间信息和在移动装置处接收的第一广播消息的额外到达时间信息导出双差分关系式来确定移动装置614的至少一些位置信息。移动装置可获得额外广播消息(其可从其它无线装置发射)的定时信息，以及从包含于另一广播消息定时信息(例如，ToA信息)中的数据获得通过(发射其它广播消息的)另一无线装置接收的那些额外广播消息。尽管如本文中所描述的使用广播消息执行的位置确定可需要至少两个固定装置以在被动地接收广播消息的移动装置处产生有意义的方程(例如，双差分)，但可需要多个此类方程以求解移动装置的位置。举例来说，对于2D情境，将需要三个固定装置来计算移动装置的位置。然而，应注意，在存在移动装置的位置的一些先验知识的情境中，可通过(例如)改进基于滤波操作的移动装置的早期/先前位置估计基于更少测量来获得关于移动装置的位置的更精确位置估计。
在一些实施例中，多于一个无线装置可发射包含关于通过那些装置接收的早期消息的第二信息(例如，定时信息)的广播消息，且被动地接收那些广播消息的移动装置可使用包含(编码)于那些广播消息中的信息中的一些或全部来导出位置信息。同样如所提到，在一些实施例中，可独立于通过一些中心/主无线装置(例如，超级AP)发送的触发/请求消息来发射来自各种固定无线装置的广播消息。相反地，在此类实施例中，那些各种固定无线装置可周期性地发射可或可不经配置以包含关于通过其接收的早期消息的信息(例如，定时信息，例如到达时间信息)的广播消息。在一些实施例中，还可通过基于三角测量的计算或通过其它类型的基于多边定位的计算程序来促进位置确定。
应注意，当移动装置执行用以确定其位置的过程(例如，基于与来自固定无线装置的广播消息相关或包含于来自固定无线装置的广播消息中的信息)时，移动装置可具有包含固定无线装置的已知位置的先前所接收和存储的辅助数据(例如，来自远程服务器，例如图1的服务器150，或来自发射广播消息的多个固定无线装置中的至少一个)。同样如相对于图1和2所论述，在一些实施例中，程序800可包含调整第一信息和第二信息中的一或多个以考虑与多个固定无线装置中第一个相关联的第一时钟与多个固定无线装置中的第二个的第二时钟之间的相对时钟漂移。
现参看图9，展示通常在固定无线装置(例如，第一中心/超级无线装置，类似于(例如)图6和7的装置640a和710)处执行的实例程序900的流程图。实例程序900有助于确定从多个固定无线装置被动地接收广播消息的移动装置的位置信息(包含位置估计)。如所展示，实例程序包含在固定无线装置处从至少一个其它、第二、固定无线装置(例如图6的固定无线装置640b)接收至少一个广播消息(例如，图6中描绘的广播消息654b)910。如所提到，在一些实施例中，至少一个广播消息可响应于通过固定无线装置发射的起始请求/触发消息(例如图6中展示的消息652)而通由至少一个其它固定无线装置发射。此起始请求/触发消息可为单播或广播消息。同样如所提到，在一些实施例中，至少一个广播消息可在固定无线装置周期性发射广播消息的过程中(即，独立于且不响应于通过某一其它装置发送的任何触发/请求消息)由至少一个其它固定无线装置发射。
在从至少一个其它固定无线装置接收广播消息后，固定无线装置获得关于从至少一个其它固定无线装置接收的至少一个广播消息的信息920。举例来说，可测量/确定所接收的至少一个广播消息的到达时间，且从至少一个广播消息获得(解码或提取)与至少一个广播消息相关的标识信息(例如，发射广播消息的至少一个其它固定无线装置的标识、实际至少一个广播消息的标识，例如数据包ID等)。
随后，固定无线装置发射包含关于至少一个广播消息的信息中的至少一些的后续广播消息930。举例来说，固定无线装置产生后续广播消息(其可为数据包类型消息或任何其它类型的通信)，所述后续广播消息包含(例如，在所述消息中编码的)关于先前所接收的至少一个广播消息的例如以下的信息：固定无线装置处的至少一个广播消息的到达时间、与所接收的至少一个广播消息相关联的标识信息中的一些或全部等。在一些实施例中，后续广播消息可包含关于在固定无线装置处接收的若干早期广播消息的信息，且还可包含包含于那些广播消息中的一或多个(通过装置发射那些一或多个广播消息)中的其它信息，其中所述其它信息关于早期由发射一或多个广播消息的装置接收的额外广播消息。在一些实施例中，发射后续广播消息可包含发射具有关于至少一个广播消息的信息中的至少一些的经压缩数据的后续广播消息。
在移动装置处接收通过固定无线装置发射的后续广播消息，所述移动装置经配置以接收至少一个广播消息(即，接收通过至少一个其它固定无线装置发射且接着还通过第一固定无线装置接收的至少一个广播消息的副本/实例)，且从固定无线装置(即，图9的第一固定无线装置)接收后续广播消息。移动装置还经配置以获得与至少一个广播消息和后续广播消息相关的广播信息，获得包含于后续广播消息中的关于通过固定无线装置从至少一个其它固定无线装置接收的至少一个广播消息的信息，且至少部分地基于广播信息、关于至少一个广播消息的信息以及固定无线装置和至少一个其它固定无线装置的已知位置来确定移动装置的位置信息。
额外的实施方案
参看图10，展示说明实例无线装置1000的各种组件的示意图，所述无线装置(在实施和/或功能性上)可至少部分地类似于图1、2、5、6和/或7的无线装置112、114、122、132、202、204、500、512、614、622和/或730中的任一个。在一些实施例中，实例装置1000还可至少部分地用于图1和6中描绘的装置140、142、150、640a-b、642a-c、710和/或7200-n中的任一个的实施方案中。为简单起见，图10的示意性方框中所说明的不同特征/组件/功能使用共用总线连接在一起以表示这些不同特征/组件/功能以操作方式耦合在一起。可提供其它连接、机制、特征、功能或类似物，且在必要时对其进行调适从而以可操作方式耦合且配置便携式无线装置。此外，图10的实例中所说明的特征或功能中的一或多个可进一步再分，或图10中所说明的特征或功能中的两个或更多个可组合。另外，可不包含图10中说明的特征或功能中的一或多个。
如所展示，移动装置1000可包含可连接到一或多个天线1002的一或多个局域网收发器1006。一或多个局域网收发器1006包括用于与图1中描绘的WLAN接入点112、114、122、132和/或142、图6的WLAN接入点622和/或642a-c中的一或多个通信和/或检测到/来自所述WLAN接入点的信号，和/或直接地与网络内的其它无线装置通信的适合装置、电路、硬件和/或软件。在一些实施例中，局域网收发器1006可包括适合于与一或多个无线接入点通信的WiFi(802.11x)通信收发器；然而，在一些实施例中，局域网收发器1006可经配置以与其它类型的局域网、个人局域网(例如，
Figure GDA0003005680540000281
无线技术网络)等通信。另外，可使用任何其它类型的无线联网技术(例如，超宽带、紫蜂、无线USB等)。
在一些实施方案中，移动装置1000还可包含可连接到一或多个天线1002的一或多个广域网收发器1004。广域网收发器1004可包括用于与(例如)图1和6中所说明的WWAN无线装置通信和/或检测来自所述WWAN无线装置中的一或多个的信号的适合装置、电路、硬件和/或软件。在一些实施方案中，广域网收发器1004可包括适合于与无线基站的CDMA网络通信的CDMA通信系统。在一些实施方案中，无线通信系统可包括其它类型的蜂窝式电话网络，例如，TDMA、GSM、WCDMA、LTE等。另外，可使用任何其它类型的无线联网技术，包含(例如)WiMax(802.16)等。
在一些实施例中(例如在图1的移动装置114、图6的装置614或图7的装置730的案例中)，SPS接收器(还被称作全球导航卫星系统(GNSS)接收器)1008也可与移动装置1000包含在一起。SPS接收器1008可连接到一或多个天线1002以用于接收卫星信号。SPS接收器1008可包括用于接收并处理SPS信号的任何合适硬件和/或软件。SPS接收器1008可在适当时从其它系统请求信息，且可部分地使用通过任何合适的SPS程序获得的测量值执行确定移动装置1000的位置所必需的计算。
如图10中进一步说明，实例装置1000包含耦合到处理器/控制器1010的一或多个传感器1012。举例来说，感测器1012可包含用以提供相对移动和/或定向信息(其独立于从通过广域网收发器1004、局域网收发器1006和/或SPS接收器1008接收的信号导出的运动数据)的运动传感器。借助于实例但非限制，运动传感器可包含加速度计1012a、陀螺仪1012b以及地磁(磁力计)传感器1012c(例如，指南针)，其中的任一个可基于微机电系统(MEMS)或基于某种其它技术而实施。所述一或多个传感器1012可进一步包含高度计(例如，气压高度计)1012d、温度计(例如，热敏电阻器)1012e、音频传感器1012f(例如，麦克风)和/或其它传感器。如图10中进一步展示，在一些实施例中，一或多个传感器1012还可包含相机1012g(例如电荷耦合装置(CCD)型相机、基于CMOS的图像传感器等)，其可产生可在用户接口装置(例如显示器或屏幕)上显示的静止或移动图像(例如，视频序列)，且所述图像可进一步用于确定环境照明水平和/或与UV和/或红外照明的色彩和存在和水平相关的信息。
处理器(还被称作控制器)1010可连接到局域网收发器1006、广域网收发器1004、SPS接收器1008、天线1002和一或多个传感器1012。所述处理器可包含提供处理功能以及其它计算和控制功能的一或多个微处理器、微控制器和/或数字信号处理器。处理器1010可耦合到存储媒体(例如，存储器)1014以用于存储用于在移动装置内执行编程功能的数据和软件指令。存储器1014可机载于处理器1010上(例如，在同一IC封装内)，及/或所述存储器可为处理器外部的存储器且经由数据总线在功能上耦合。下文关于图11提供关于可类似于处理器1010的处理器或计算系统的实例实施例的其它细节。
数个软件模块和数据表可驻留于存储器1014中且可由处理器1010使用以便管理与远程装置/节点两者(例如图1、2、6和7中描绘的各种无线装置/节点和/或服务器)的通信，执行定位确定功能(例如，当装置1000分别用于例如图1、6和7的装置114、614或730的移动装置的实施方案中时)，和/或执行装置控制功能。如图10中所说明，在一些实施例中，存储器1014可包含定位和范围确定模块1016、应用程序模块1018、接收信号强度指示符(RSSI)模块1020和/或往返时间(RTT)模块1022。应注意，模块和/或数据结构的功能性可取决于移动装置1000的实施方案而以不同方式组合、分离和/或结构化。举例来说，RSSI模块1020和/或RTT模块1022可各自至少部分地实现为基于硬件的实施方案，且可因此包含例如以下的装置或电路：专用天线(例如，专用RTT和/或RSSI天线)、用以处理和分析经由天线接收和/或发射的信号(例如，以确定接收到的信号的信号强度，确定关于RTT循环的定时信息等)的专用处理单元。
应用程序模块1018可为在移动装置1000的处理器1010上运行的过程，其从定位和范围确定模块1016请求位置和/或范围信息。应用程序通常在软件架构的上部层内运行，且可包含导航应用程序、购物应用程序、位置感知服务应用程序等。举例来说，当用于确定装置1000与其附近的其它无线装置(例如安装在附近车辆中的其它无线装置)之间的范围时，应用程序模块1018可包含向安装有装置1000的车辆显示关于附近其它车辆的信息，且在另一车辆(其包含广播可导出范围信息的消息的经安装无线装置)似乎过于靠近移动装置1000时发起警报的应用程序。
定位和范围确定模块1016可使用从移动装置1000的各种接收器和模块导出的信息确定移动装置1000的位置信息。在一些实施例(例如，关于图1和4描述的那些)中，模块1016可经配置以部分地基于通过装置1000获得的用于广播装置1000周期性地发射的广播消息和用于装置从其它无线装置接收的周期性广播消息的信息(例如，定时信息和标识信息)确定到其它无线装置的范围。在一些实施例(例如，关于图6到9描述的那些)中，模块1016可经配置以基于来自用于获得信息(例如，定时信息，例如ToA信息)的多个固定无线装置的广播消息确定位置信息(例如，确定大致位置)。
如进一步说明，移动装置1000还可包含辅助数据存储器1024，其中存储例如地图信息的辅助数据(其可能已从远程服务器下载)、与装置当前所位于的区域中的位置信息相关的数据记录、固定无线装置的已知位置等。在一些实施例中，移动装置1000还可经配置以接收包含可从其它源(例如，从一或多个传感器1012)确定的辅助位置和/或运动数据的补充信息。此辅助位置数据可能不完整或有噪声，但可用为用于估计装置1000的位置或用于执行其它操作或功能的另一独立信息源。补充信息还可包含但不限于可从蓝牙信号、信标、RFID标签和/或从地图导出的信息(例如，通过(例如)用户与数字地图的互动而从地理地图的数字表示接收坐标)导出或基于其的信息。所述补充信息可任选地存储于图10中示意性描绘的存储模块1026中。
移动装置1000可进一步包含提供合适接口系统的用户接口1050，例如允许用户与移动装置1000互动的麦克风/扬声器1052、小键盘1054和显示器1056。麦克风/扬声器1052(其可与传感器1012f相同或不同)提供语音通信服务(例如，使用广域网收发器1004和/或局域网收发器1006)。小键盘1054可包括用于用户输入的合适的按钮。显示器1056可包含例如背光式LCD显示器等合适显示器，且可以进一步包含用于额外用户输入模式的触摸屏显示器。
还可通过基于处理器的计算系统来促进执行本文中所描述的程序。参看图11，展示实例计算系统1100的示意图。计算机系统1100可容纳在(例如)无线装置(例如图1、2、6、7和10的装置112、114、122、132、202、204、614、622、730和1000)中和/或可包括服务器、节点、接入点或基站的至少部分或全部，例如图1、6、7和10中描绘的节点140、142、150、640a-b、642a-c、710、7200-n和/或1000。计算机系统1100包含基于计算的装置1110，例如个人计算机、特定计算装置、控制器等，其通常包含中央处理器单元(CPU)1112。除CPU 1112之外，系统还包含主存储器、高速缓冲存储器和总线接口电路(未图示)。基于计算的装置1110可包含大容量存储装置1114，例如与计算机系统相关联的硬盘驱动器和/或快闪驱动器。计算系统1100可进一步包含键盘或小键盘1116和可放置于用户可接入处监视器1120(例如，CRT(阴极射线管)或LCD(液晶显示器)监视器)(例如，移动装置的屏幕)。
基于计算的装置1110经配置以促进(例如)实施本文中所描述的程序中的一或多个(包含用以获得与广播消息相关的信息、确定发射广播消息的装置之间的位置信息(例如范围)、基于被动地从发射此类广播消息的固定无线装置接收的广播消息确定装置的位置信息等的程序)大容量存储装置1114因此可包含计算机程序产品，其在基于计算的装置1110上执行时致使所述基于计算的装置执行操作以促进本文所描述的程序的实施。所述基于计算的装置可进一步包含用以实现输入/输出功能性的外围装置。此类外围装置可包含(例如)CD-ROM驱动器和/或快闪驱动器，或用于将相关内容下载到所连接系统的网络连接。此类外围装置还可用于下载含有计算机指令的软件以实现相应系统/装置的一般操作。举例来说，如图11中所说明，基于计算的装置1110可包含具有一或多个介接电路的接口1118(例如，包含收发器电路的无线端口、具有与一或多个网络装置介接的电路的网口等)以提供/实施与远程装置的通信(例如，以使得例如图1的无线装置112或114中的任一个或图式中的任一个中描绘的任何其它无线装置的无线装置可经由例如端口1119的端口与另一无线装置通信)。替代地和/或另外，在一些实施例中，例如FPGA(现场可编程门阵列)、DSP处理器、ASIC(专用集成电路)或其它类型的基于电路和硬件的配置的专用逻辑电路可用于计算系统1100的实施方案中。可与基于计算的装置1110包含在一起的其它模块为扬声器、声卡、用户可借以将输入提供到计算系统1100的指标装置(例如，鼠标或导航球)。基于计算的装置1110可包含操作系统。
计算机程序(还被称作程序、软件、软件应用程序或代码)包含用于可编程处理器的机器指令，且可以高级程序和/或面向对象的编程语言和/或以汇编/机器语言实施。如本文中所使用，术语“机器可读媒体”是指用以将机器指令和/或数据提供到可编程处理器的任何非暂时性计算机程序产品、设备和/或装置(例如，磁盘、光盘、存储器、可编程逻辑装置(PLD))，包含接收机器指令作为机器可读信号的非暂时性机器可读媒体。
存储器可实施于基于计算的装置1110内或在所述装置的外部。如本文中所使用，术语“存储器”是指任何类型的长期、短期、易失性、非易失性或其它存储器，且不应限于任何特定类型的存储器或任何特定数目的存储器或存储存储器的媒体的类型。
如果以固件及/或软件实施，那么可将所述功能作为一或多个指令或代码存储在计算机可读媒体上。实例包含用数据结构编码的计算机可读媒体及用计算机程序编码的计算机可读媒体。计算机可读媒体包含物理计算机存储媒体。存储媒体可以是可由计算机存取的任何可用的媒体。借助于实例而非限制，此类计算机可读媒体可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储装置、磁盘存储装置、半导体存储装置或其它存储装置，或可用于存储呈指令或数据结构形式的所要程序代码且可由计算机存取的任何其它媒体；如本文中所使用，磁盘和光盘包含压缩光盘(CD)、激光光盘、光学光盘、数字多功能光盘(DVD)、软盘和蓝光光盘，其中磁盘通常以磁性方式再现数据，而光盘用激光以光学方式再现数据。以上各项的组合也应包括在计算机可读媒体的范围内。
除非另外定义，否则本文中所使用的所有技术和科学术语具有与通常或常规理解相同的意义。如本文中所使用，冠词“一(a/an)”指所述冠词的一个或多于一个(即，至少一个)语法对象。借助于实例，“一元件”意味着一个元件或多于一个元件。当参考例如量、持续时间和类似者的可测量值时，如本文中所使用的“约”和/或“近似”涵盖从指定值的±20％或±10％、±5％或+0.1％的变化，这是由于此类变化在本文中所描述的系统、装置、电路、方法和其它实施方案的上下文中是适当的。当参考例如量、持续时间、物理属性(例如频率)和类似者等可测量值时，如本文中所使用的“大体上”也涵盖从指定值的±20％或±10％、±5％或+0.1％的变化，这是由于此类变化在本文中所描述的系统、装置、电路、方法和其它实施方案的上下文中是适当的。
如本文中所使用，包含在权利要求书中，以“…中的至少一个”或“…中的一或多个”开始的项目的列表中所使用的“或”指示分离性列表，以使得(例如)“A、B或C中的至少一个”的列表是指A或B或C或AB或AC或BC或ABC(即，A及B及C)，或与多于一个特征的组合(例如，AA、AAB、ABBC等)。并且，如本文中所使用，除非另有陈述，否则功能或操作是“基于”项目或条件的声明意味着所述功能或操作是基于所陈述的项目或条件且可基于除了所陈述的项目或条件之外的一或多个项目和/或条件。
如本文中所使用，移动装置或台(MS)指代装置，例如蜂窝式或其它无线通信装置、智能电话、平板计算机、个人通信系统(PCS)装置、个人导航装置(PND)、个人信息管理器(PIM)、个人数字助理(PDA)、膝上型计算机，或能够接收无线通信和/或导航信号(例如，导航定位信号)的其它合适移动装置。术语“移动台”(或“移动装置”或“无线装置”)还希望包含(例如)通过短程无线、红外线、电缆连接或其它连接与个人导航装置(PND)通信的装置，而不管装置处或PND处是否发生卫星信号接收、辅助数据接收和/或位置相关处理。并且，“移动台”希望包含能够例如经由因特网、WiFi或其它网络与服务器通信且与一或多种类型的节点通信的所有装置，包含无线通信装置、计算机、膝上型计算机、平板计算机装置等，而不管装置处、服务器处或与网络相关联的另一装置或节点处是否发生卫星信号接收、辅助数据接收和/或位置相关处理。上述的任何可操作组合也被视为“移动台”。移动装置还可被称作移动终端、终端、用户设备(UE)、装置、具有安全用户平面位置功能的终端(SET)、目标装置、目标或某个其它名称。
所关注的其它主题/实施例
下文提出对额外主题的陈述，所述额外主题可为受关注的且在此也连同本文中当前呈现的初始权利要求书中呈现的主题一起详细地描述：
A1-一种方法，其包括：在无线装置处从至少一个其它无线装置接收至少一个广播消息；在无线装置处获得关于从至少一个其它无线装置接收的至少一个广播消息的信息；且从无线装置发射包含关于至少一个广播消息的信息中的至少一些的后续广播消息；其中所发射后续广播消息在移动装置处经接收，所述移动装置经配置以：从至少一个其它无线装置接收至少一个广播消息；从无线装置接收后续广播消息；获得与至少一个广播消息和后续广播消息相关的广播信息；获得包含于后续广播消息中的信息，所述信息关于通过无线装置从至少一个其它无线装置接收的至少一个广播消息；且至少部分地基于广播信息、关于至少一个广播消息的信息以及无线装置和至少一个其它无线装置的已知位置来确定移动装置的位置信息。
A2-列举在主题实例A1中的方法，其中广播信息至少包括在移动装置处的至少一个广播消息的第一到达时间，且其中关于至少一个广播消息的信息至少包括在无线装置处的至少一个广播消息的第二到达时间。
A3-列举在主题实例A1中的方法，其进一步包括：向至少一个其它无线装置发射请求消息以使得至少一个其它无线装置发射至少一个广播消息。
A4--列举在主题实例A3中的方法，其中发射请求消息包括以下中之一：向至少一个其它无线装置发射单播请求消息或向包含至少一个其它无线装置的多个无线装置发射广播消息。
A5-列举在主题实例A1中的方法，其中从无线装置发射包含关于至少一个广播消息的信息中的至少一些的后续广播消息包括：发射包含关于至少一个广播消息的信息中的至少一些的压缩数据的后续广播消息。
B1-一种无线装置，其包括：收发器，其经配置以从至少一个其它无线装置接收至少一个广播消息；和一或多个处理器，其耦合到收发器，所述一或多个处理器经配置以在无线装置处获得关于从至少一个其它无线装置接收的至少一个广播消息的信息；其中所述收发器进一步经配置以从无线装置发射包含关于至少一个广播消息的信息中的至少一些的后续广播消息；且其中所发射后续广播消息在移动装置处经接收，所述移动装置经配置以：从至少一个其它无线装置接收至少一个广播消息；从无线装置接收后续广播消息；获得与至少一个广播消息和后续广播消息相关的广播信息；获得包含于后续广播消息中的信息，所述信息关于通过无线装置从至少一个其它无线装置接收的至少一个广播消息；且至少部分地基于广播信息、关于至少一个广播消息的信息以及无线装置和至少一个其它无线装置的已知位置来确定移动装置的位置信息。
C1-一种设备，其包括用于在无线装置处从至少一个其它无线装置接收至少一个广播消息的装置；用于在无线装置处获得关于从至少一个其它无线装置接收的至少一个广播消息的信息的装置；和用于从无线装置发射包含关于至少一个广播消息的信息中的至少一些的后续广播消息的装置；其中所发射后续广播消息在移动装置处经接收，所述移动装置经配置以：从至少一个其它无线装置接收至少一个广播消息；从无线装置接收后续广播消息；获得与至少一个广播消息和后续广播消息相关的广播信息；获得包含于后续广播消息中的信息，所述信息关于通过无线装置从至少一个其它无线装置接收的至少一个广播消息；且至少部分地基于广播信息、关于至少一个广播消息的信息以及无线装置和至少一个其它无线装置的已知位置来确定移动装置的位置信息。
D1-一种以指令编程的非暂时性计算机可读媒体，所述指令可在处理器上执行以：在无线装置处从至少一个其它无线装置接收至少一个广播消息；在无线装置处获得关于从至少一个其它无线装置接收的至少一个广播消息的信息；且从无线装置发射包含关于至少一个广播消息的信息中的至少一些的后续广播消息；其中所发射后续广播消息在移动装置处经接收，所述移动装置经配置以：从至少一个其它无线装置接收至少一个广播消息；从无线装置接收后续广播消息；获得与至少一个广播消息和后续广播消息相关的广播信息；获得包含于后续广播消息中的信息，所述信息关于通过无线装置从至少一个其它无线装置接收的至少一个广播消息；且至少部分地基于广播信息、关于至少一个广播消息的信息以及无线装置和至少一个其它无线装置的已知位置来确定移动装置的位置信息。
虽然本文中已经详细公开具体实施例，但这仅是借助于实例出于说明的目的而完成，且并不希望相对于下文所附权利要求书的范围为限制性的。具体来说，预期在不脱离由权利要求书定义的本发明的精神和范围的情况下可做出各种替代、更改和修改。其它方面、优点和修改被视为在所附权利要求书的范围内。所呈现的权利要求书代表本文中所公开的实施例和特征。也预期其它未主张的实施例和特征。因此，其它实施例在以下权利要求书的范围内。

Claims (31)

1.一种估计第一无线装置与第二无线装置之间的测距信息的方法，所述方法包括：
从所述第一无线装置发射第一广播测距消息，所述第一广播测距消息包括指示所述第一广播测距消息是广播传输的第一字段；
在所述第一无线装置处获得与所述第一广播测距消息有关的第一信息；
在所述第一无线装置处获得与所述第二无线装置发射的第二广播测距消息有关的第二信息，所述第二广播测距消息包括与所述第一广播测距消息有关的所述第一信息中的至少一些信息，所述第二广播测距消息包括指示所述第二广播测距消息是广播传输的第二字段；以及
至少部分地基于在所述第一无线装置处获得的所述第一信息和所述第二信息来确定所述第一无线装置和所述第二无线装置之间的测距信息，
其中，所述第一广播测距消息包括从与所述第一无线装置和所述第二无线装置分开的第三无线装置接收的第三广播测距消息的早期信息，所述早期信息包括所述第三广播测距消息的到达时间。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述第一无线装置和所述第二无线装置之间的测距信息包括进一步基于与一个或多个早期广播消息有关的至少一些早期信息来确定所述第一无线装置和所述第二无线装置之间的测距信息。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二广播测距消息包括所述第二无线装置在所述第二广播测距消息之前发送的广播消息的出发时间以及所述第一广播测距消息在所述第二无线装置处的到达时间。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一广播测距消息包括具有所述第一信息的广播安全消息，所述第一信息嵌入在所述广播安全消息中。
5.根据权利要求2所述的方法，其中，所述早期信息包括：
所述一个或多个早期广播消息的定时信息；
用以识别所述一个或多个无线装置中从其发射所述一个或多个早期广播消息中的对应广播消息的至少一个无线装置的设备标识数据，或
用以识别所述一个或多个早期广播消息中的至少之一的消息标识数据，或上述任意组合。
6.根据权利要求2所述的方法，其中，所述一个或多个早期广播消息包括与由所述一个或多个无线装置发射或接收的所述一个或多个早期广播消息对应的时间戳，且其中，所述第一无线装置发射的所述第一广播测距消息包括所述时间戳中的至少一些时间戳。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，发射所述第一广播测距消息包括根据如下来发射所述第一广播测距消息：
根据IEEE 802.11标准配置的信标帧消息，
基于精细定时测量FTM协议的消息，
专用短程通信DSRC消息，或
上述任意组合。
8.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：
压缩所述第一广播测距消息中包括的内容的至少一部分。
9.根据权利要求8所述的方法，其中压缩所述第一广播测距消息中包括的内容的至少一部分包括：
去除所述第一广播测距消息的内容中包括的时间戳数据的最高有效位的预定部分。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一无线装置和所述第二无线装置各自包括安装于相应车辆中的相应接入点。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一信息包括如下中的至少之一：
来自所述第一无线装置的所述第一广播测距消息的出发时间tD，及
所述第一广播测距消息在所述第二无线装置处的到达时间sA，
且其中,所述第一广播测距消息的所述出发时间tD由所述第一无线装置记录。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述第一广播测距消息在所述第二无线装置处的到达时间sA由所述第二无线装置在接收到所述第一广播测距消息后确定且随后包括在由所述第二无线装置发射的所述第二广播测距消息中。
13.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二信息包括来自所述第二无线装置的所述第二广播测距消息的出发时间sD和所述第一无线装置处的所述第二广播测距消息的到达时间tA中的至少一个，其中所述出发时间sD由所述第二无线装置记录且包括在由所述第二无线装置广播的后续消息中，且其中所述到达时间tA由所述第一无线装置在接收到所述第二广播测距消息后确定。
14.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二信息进一步包括所述第二无线装置的标识信息。
15.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：
调整所述第一信息和所述第二信息中的一者或多者以考虑与所述第一无线装置相关联的第一时钟与参考时钟之间的相对时钟漂移。
16.根据权利要求1所述的方法，其中，基于所述第一信息和所述第二信息确定所述第一无线装置与所述第二无线装置之间的测距信息包括：
通过将所述第一信息和所述第二信息应用于如下来导出所述测距信息：
低阶、线性模型，
低阶、二次模型，或
加权局部线性回归，或
上述任意组合。
17.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：
从位于接近于所述第一无线装置的移动装置接收所述移动装置确定的位置估计；和
基于所述移动装置确定的所述位置估计且基于至少部分地基于所述第一信息和所述第二信息确定的所述第一无线装置与所述第二无线装置之间的所述测距信息来导出所述第一无线装置的第一大致位置和所述第二无线装置的第二大致位置。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述位置估计从如下中的一项或多项导出：
由所述移动装置使用与所述移动装置包括在一起的基于卫星的位置确定系统接收的卫星信号，或
从一个或多个地面无线接入点接收的无线电信号，或
上述任意组合。
19.一种无线装置，其包括：
收发器，其经配置以：
发射第一广播测距消息，所述第一广播测距消息包括指示所述第一广播测距消息是广播传输的第一字段；及
接收其它无线装置发射的第二广播测距消息，所述第二广播测距消息包括指示所述第二广播测距消息是广播传输的第二字段；以及
一个或多个处理器，其耦合到所述收发器，所述一个或多个处理器经配置以：
使得所述收发器发射所述第一广播测距消息；
获得与所述无线装置发射的所述第一广播测距消息有关的第一信息；
获得与所述其它无线装置发射的所述第二广播测距消息有关的第二信息，所述第二广播测距消息包括与所述第一广播测距消息有关的所述第一信息中的至少一些；及
至少部分地基于在所述无线装置处获得的所述第一信息、所述第二信息来确定所述无线装置和所述其它无线装置之间的测距信息，
其中，所述第一广播测距消息包括从与所述无线装置和所述其它无线装置分开的第三无线装置接收的第三广播测距消息的早期信息，所述早期信息包括所述第三广播测距消息的到达时间。
20.根据权利要求19所述的无线装置，其中，配置以确定所述无线装置和所述其它无线装置之间的测距信息的所述一个或多个处理器配置以：
进一步基于与一个或多个早期广播消息有关的至少一些早期信息确定所述无线装置和所述其它无线装置之间的测距信息。
21.根据权利要求19所述的无线装置，其中，所述第一广播测距消息包括具有所述第一信息的广播安全消息，所述第一信息嵌入在所述广播安全消息中。
22.根据权利要求20所述的无线装置，其中所述早期信息包括：
所述一个或多个早期广播消息的定时信息，
用以识别所述一个或多个无线装置中从其发射所述一个或多个早期广播消息中的对应广播消息的至少一个无线装置的设备标识数据，或
用以识别所述一个或多个早期广播消息中的至少之一的消息标识数据，或上述任意组合。
23.根据权利要求19所述的无线装置，其中，所述一个或多个处理器进一步经配置以：
压缩所述第一广播测距消息的至少一部分。
24.根据权利要求19所述的无线装置，其中所述第一信息包括如下中的至少之一：
来自所述无线装置的所述第一广播测距消息的出发时间tD，以及
所述第一广播测距消息在所述其它无线装置处的到达时间sA，
且其中，所述第一广播测距消息的所述出发时间tD由所述无线装置记录，且其中，所述第二信息包括如下中的至少之一：
来自所述其它无线装置的所述第二广播测距消息的出发时间sD，以及
所述第二广播测距消息在所述无线装置处的到达时间tA，
其中，所述出发时间sD由所述其它无线装置记录且包括在由所述其它无线装置广播的后续消息中，且其中，所述到达时间tA由所述无线装置在接收所述第二广播测距消息后确定。
25.根据权利要求19所述的无线装置，其中所述一个或多个处理器进一步经配置以：
调整所述第一信息和所述第二信息中的一者或多者以考虑在与所述无线装置相关联的第一时钟与参考时钟之间的相对时钟漂移。
26.根据权利要求19所述的无线装置，其中所述一个或多个处理器进一步经配置以：
从位于接近于所述无线装置的移动装置接收所述移动装置确定的位置估计；和
基于所述移动装置确定的所述位置估计且基于至少部分地基于所述第一信息和所述第二信息确定的所述无线装置与所述其它无线装置之间的所述测距信息来导出所述无线装置的第一大致位置和所述其它无线装置的第二大致位置。
27.根据权利要求26所述的无线装置，其中，所述位置估计从如下中的一项或多项导出：
由所述移动装置使用与所述移动装置包括在一起的基于卫星的位置确定系统接收的卫星信号，或
从一个或多个地面无线接入点接收的无线电信号，或
上述任意组合。
28.一种用于估计第一无线装置与第二无线装置之间的测距信息的设备，其包括：
用于发送第一广播测距消息的装置，所述第一广播测距消息包括指示所述第一广播测距消息是广播传输的第一字段；
用于在第一无线装置处获得与所述第一广播测距消息有关的第一信息的装置；
用于在所述第一无线装置处获得与第二无线装置发射的第二广播测距消息有关的第二信息的装置，所述第二广播测距消息包括与所述第一广播测距消息有关的所述第一信息中的至少一些信息，所述第二广播测距消息包括指示所述第二广播测距消息是广播传输的第二字段；以及
用于至少部分地基于在所述第一无线装置处获得的所述第一信息和所述第二信息来确定所述第一无线装置与所述第二无线装置之间的测距信息的装置，
其中，所述第一广播测距消息包括从与所述第一无线装置和所述第二无线装置分开的第三无线装置接收的第三广播测距消息的早期信息，所述早期信息包括所述第三广播测距消息的到达时间。
29.根据权利要求28所述的设备，其中所述早期信息包括：
一个或多个早期广播消息的定时信息，
用以识别所述一个或多个无线装置中从其发射所述一个或多个早期广播消息中的对应广播消息的至少一个无线装置的设备标识数据，或
用以识别所述一个或多个早期广播消息中的至少之一的消息标识数据，或上述任意组合。
30.一种以指令编程的非暂时性计算机可读介质，所述指令可在处理器上执行以通过如下来估计第一无线装置与第二无线装置之间的测距信息：
从所述第一无线装置发射第一广播测距消息，所述第一广播测距消息包括指示所述第一广播测距消息是广播传输的第一字段；
在第一无线装置处获得与所述第一广播测距消息有关的第一信息；
在所述第一无线装置处获得与第二无线装置发射的第二广播测距消息有关的第二信息，所述第二广播测距消息包括与所述第一广播测距消息有关的所述第一信息中的至少一些信息，所述第二广播测距消息包括指示所述第二广播测距消息是广播传输的第二字段；以及
至少部分地基于在所述第一无线装置处获得的所述第一信息和所述第二信息来确定所述第一无线装置与所述第二无线装置之间的测距信息，
其中，所述第一广播测距消息包括从与所述第一无线装置和所述第二无线装置分开的第三无线装置接收的第三广播测距消息的早期信息，所述早期信息包括所述第三广播测距消息的到达时间。
31.根据权利要求30所述的计算机可读介质，其中所述早期信息包括：
一个或多个早期广播消息的定时信息，
用以识别所述一个或多个无线装置中从其发射所述一个或多个早期广播消息中的对应广播消息的至少一个无线装置的设备标识数据，或
用以识别所述一个或多个早期广播消息中的至少之一的消息标识数据，或上述任意组合。
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Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10291419B2 (en) 2015-03-16 2019-05-14 Qualcomm Incorporated Location and range determination using broadcast messages
US10512047B2 (en) 2016-03-30 2019-12-17 Intel IP Corporation Access point (AP), station (STA) and method of multi-user (MU) location measurment
US10241194B2 (en) * 2016-03-31 2019-03-26 Voll, Inc. Mobile device utilizing time of flight for personal security and localization
EP3301838B1 (fr) * 2016-09-30 2021-04-14 The Swatch Group Research and Development Ltd Procédé et système de determination d'une distance entre un objet portable et une station de base
EP3407082B1 (en) * 2017-05-24 2021-06-23 Apple Inc. Apparatus and method for determining a distance to an object
US10182952B1 (en) * 2017-07-24 2019-01-22 Blanche Michelle Nelson-Herron Wheelchair systems and related methods
CN107991670B (zh) * 2017-11-21 2022-01-18 宇龙计算机通信科技(深圳)有限公司 导航方法及移动终端
CN110146905B (zh) * 2018-02-12 2021-06-29 清华大学 定位信号接收方法和接收机
US10420051B2 (en) * 2018-03-27 2019-09-17 Intel Corporation Context aware synchronization methods for decentralized V2V networks
EP3594712B1 (en) 2018-07-12 2023-11-22 Cohda Wireless Pty Ltd. A method and system for estimating range between and position of objects using a wireless communication system
US10979876B2 (en) * 2018-08-31 2021-04-13 Cohda Wireless Pty Ltd. Method for estimating the position of an object
US11493621B2 (en) 2018-11-09 2022-11-08 Apple Inc. Secure multicast/broadcast ranging
JP2022521216A (ja) * 2019-02-21 2022-04-06 テレフオンアクチーボラゲット エルエム エリクソン（パブル） 無線デバイス間の距離における変化を検知するための方法、装置、およびデバイス可読メディア
CN109819399A (zh) * 2019-03-15 2019-05-28 江苏中利电子信息科技有限公司 基于802.11信标帧的网络节点定位信息的传输方法
US11490362B2 (en) * 2019-09-06 2022-11-01 Nxp Usa, Inc. Vehicular communications packet repetition
JP7459475B2 (ja) 2019-10-08 2024-04-02 ヤマハ株式会社 無線送信装置及び無線送信方法
JP7392374B2 (ja) 2019-10-08 2023-12-06 ヤマハ株式会社 無線送信装置、無線受信装置、無線システム及び無線送信方法
CN113064116B (zh) * 2020-01-02 2024-01-30 京东方科技集团股份有限公司 车辆定位方法及装置、以及汽车
US10660806B1 (en) 2020-01-15 2020-05-26 Blanche Michelle Nelson-Herron Wheelchair safety systems and related methods
US11063738B1 (en) * 2020-04-27 2021-07-13 Equinix, Inc. Time synchronization using a weighted regression analysis
US11598836B2 (en) * 2020-11-30 2023-03-07 Motional Ad Llc Localization of vehicles using beacons
EP4080241A1 (en) * 2021-04-21 2022-10-26 Nxp B.V. Efficient uwb ranging
JP2022180088A (ja) * 2021-05-24 2022-12-06 株式会社東海理化電機製作所 通信装置およびプログラム
US11924707B2 (en) * 2021-09-28 2024-03-05 Qualcomm Incorporated Sensor data for ranging procedure

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2394628B (en) 2002-10-25 2005-10-19 Siemens Plc A method of determining a timing offset between a first clock and a second clock in a communications network
US7286624B2 (en) 2003-07-03 2007-10-23 Navcom Technology Inc. Two-way RF ranging system and method for local positioning
US7656352B2 (en) 2005-09-20 2010-02-02 Novariant, Inc. Troposphere corrections for ground based positioning systems
DE102006030297B4 (de) 2006-06-30 2009-02-12 Siemens Ag Verfahren und Netzwerkknoten zur Broadcast-Übertragung von Daten mit garantierter Datenzustellung
FR2908260A1 (fr) 2006-11-07 2008-05-09 France Telecom Procede d'estimation de la distance entre deux equipements radio
EP2174396B1 (en) 2007-07-23 2015-09-09 ABB Technology AG Method and protection device for a power network accounting for route switching in a telecommunication network
US8634853B2 (en) * 2009-05-04 2014-01-21 Nearverse, Inc. Method for enhancing location identity through incorporation of shorter-range communication and sensing (nearlocate)
WO2011068985A1 (en) * 2009-12-02 2011-06-09 Marvell World Trade Ltd. Method and apparatus for sounding multiple stations
US8121050B2 (en) 2010-04-08 2012-02-21 Exelis Inc. Maintaining time of day synchronization
WO2011128722A1 (en) 2010-04-12 2011-10-20 Nokia Corporation Selection of a relative positioning method
US8837307B2 (en) 2010-05-26 2014-09-16 Qualcomm Incorporated Two-way ranging messaging scheme
US8463290B2 (en) * 2010-07-09 2013-06-11 Digimarc Corporation Mobile device positioning in dynamic groupings of communication devices
US8370526B2 (en) * 2011-02-22 2013-02-05 Lsi Corporation Binary-shift operations such as for header compression in packet-based communications
US8547870B2 (en) 2011-06-07 2013-10-01 Qualcomm Incorporated Hybrid positioning mechanism for wireless communication devices
US9380471B2 (en) * 2011-11-08 2016-06-28 Intel Corporation Method, apparatus and system of determining a time of arrival of a wireless communication signal
US8824325B2 (en) 2011-12-08 2014-09-02 Qualcomm Incorporated Positioning technique for wireless communication system
US9143971B2 (en) 2012-04-23 2015-09-22 Lg Electronics Inc. Apparatus and method for estimating a location of a mobile station in a wireless local area network
US10039073B2 (en) 2013-01-03 2018-07-31 Qualcomm Incorporated Method for determining location of wireless devices
US9766322B2 (en) 2013-03-14 2017-09-19 Ensco, Inc. Geolocation with radio-frequency ranging
US9148752B2 (en) 2013-04-02 2015-09-29 Cisco Technology, Inc. Scalable multi-channel ranging
US9226260B2 (en) 2013-05-10 2015-12-29 Intel Corporation Initiator-conditioned fine timing measurement service request
US9320010B2 (en) * 2013-12-24 2016-04-19 Intel Corporation Apparatus, system and method of estimating a location of a mobile device
US9538321B2 (en) * 2014-07-18 2017-01-03 Intel IP Corporation Location determination of wireless stations using one-to-many communication techniques
US10291419B2 (en) 2015-03-16 2019-05-14 Qualcomm Incorporated Location and range determination using broadcast messages

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