CN108702728B

CN108702728B - 用于测距操作的方法和设备

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Publication number: CN108702728B
Application number: CN201780012065.XA
Authority: CN
Inventors: N·张; 张小欣; C·H·阿尔达纳; Y·金
Original assignee: Qualcomm Inc
Current assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 2016-02-19
Filing date: 2017-01-13
Publication date: 2020-10-16
Anticipated expiration: 2037-01-13
Also published as: TW201731332A; EP3417662B1; CN108702728A; US20170245193A1; US10057832B2; EP3417662A1; WO2017142655A1

Abstract

公开了可以在第一设备和第二设备之间执行测距操作的装置和方法。第二设备发送指示多种支持的非传统ACK帧格式的FTM请求帧，并且接收第一FTM帧，第一FTM帧指示第一设备接收第二设备所支持的非传统ACK帧格式中的每种非传统ACK帧格式的能力。第二设备至少部分地基于所指示的第一设备的能力，选择非传统ACK帧格式或传统ACK帧格式中的一种，并且然后在测距操作期间使用所选择的帧格式来发送ACK帧。

Description

用于测距操作的方法和设备

技术领域

概括地说，示例实施例涉及无线网络，并且更具体地说，示例实施例涉及在无线设备之间执行的测距操作。

背景技术

无线局域网(WLAN)中的

接入点的最近激增已经使得定位系统有可能使用这些接入点来进行位置确定，尤其是在存在高度集中的活跃Wi-Fi接入点的区域(例如，城市中心、购物中心、办公楼、体育场馆等)中。例如，无线设备(比如蜂窝电话或平板计算机)可以使用与接入点(AP)交换的信号的往返时间(RTT)来确定无线设备和AP之间的距离。一旦确定了无线设备与具有已知位置的三个AP之间的距离，就可以使用三边测量技术来确定无线设备的位置。

因为测距操作对于位置确定变得越来越重要，所以期望提高测距操作的准确度。

发明内容

提供该发明内容以便以简化的形式对下面在具体实施方式中进一步描述的一些发明构思进行介绍。该发明内容并不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在限制所要求保护的主题的范围。

公开了可以允许无线设备通过以非传统帧格式发送精细定时测量(FTM)帧和确认(ACK)帧来增加测距操作的准确度的装置和方法。非传统帧格式可以与例如高效率(HE)协议、极高吞吐量(VHT)协议、高吞吐量(HT)协议和/或后续由电气与电子工程师协会采用的任何其它高吞吐量协议相关联。

在一个方面中，公开了一种用于发起第一设备和第二设备之间的测距操作的方法。所述方法可以由所述第二设备通过以下操作来执行：向所述第一设备发送精细定时测量(FTM)请求帧，所述FTM请求帧指示所述第二设备所支持的多种非传统确认(ACK)帧格式；从所述第一设备接收第一FTM帧，所述第一FTM帧指示所述第一设备接收所述第二设备所支持的所述多种非传统ACK帧格式中的每种非传统ACK帧格式的能力；至少部分地基于所指示的所述第一设备的能力，选择所述多种非传统ACK帧格式或传统ACK帧格式中的一种；以及响应于对所述第一FTM帧的接收，向所述第一设备发送ACK帧，所述ACK帧是使用所选择的ACK帧格式发送的。

在另一个方面中，公开了一种被配置为发起与第一设备的测距操作的第二设备。所述第二设备可以包括一个或多个处理器以及被配置为存储指令的存储器。所述指令由所述一个或多个处理器执行可以使所述第二设备进行以下操作：向所述第一设备发送精细定时测量(FTM)请求帧，所述FTM请求帧指示所述第二设备所支持的多种非传统确认(ACK)帧格式；从所述第一设备接收第一FTM帧，所述第一FTM帧指示所述第一设备接收所述第二设备所支持的所述多种非传统ACK帧格式中的每种非传统ACK帧格式的能力；至少部分地基于所指示的所述第一设备的能力，选择所述多种非传统ACK帧格式或传统ACK帧格式中的一种；以及响应于对所述第一FTM帧的接收，向所述第一设备发送ACK帧，所述ACK帧是使用所选择的ACK帧格式来发送的。

在另一个方面中，公开了一种非暂时性计算机可读存储介质。所述非暂时性计算机可读存储介质可以存储一个或多个程序，所述一个或多个程序包含在由第二设备的一个或多个处理器执行时使得所述第二设备通过执行多个操作来发起与第一设备的测距操作的指令。所述多个操作可以包括：向所述第一设备发送精细定时测量(FTM)请求帧，所述FTM请求帧指示所述第二设备所支持的多种非传统确认(ACK)帧格式；从所述第一设备接收第一FTM帧，所述第一FTM帧指示所述第一设备接收所述第二设备所支持的所述多种非传统ACK帧格式中的每种非传统ACK帧格式的能力；至少部分地基于所指示的所述第一设备的能力，选择所述多种非传统ACK帧格式或传统ACK帧格式中的一种；以及响应于对所述第一FTM帧的接收，向所述第一设备发送ACK帧，所述ACK帧是使用所选择的ACK帧格式来发送的。

在另一个方面中，公开了一种被配置为发起与第一设备的测距操作的第二设备。所述第二设备可以包括：用于向所述第一设备发送精细定时测量(FTM)请求帧的单元，所述FTM请求帧指示所述第二设备所支持的多种非传统确认(ACK)帧格式；用于从所述第一设备接收第一FTM帧的单元，所述第一FTM帧指示所述第一设备接收所述第二设备所支持的所述多种非传统ACK帧格式中的每种非传统ACK帧格式的能力；用于至少部分地基于所指示的所述第一设备的能力，选择所述多种非传统ACK帧格式或传统ACK帧格式中的一种的单元；以及用于响应于对所述第一FTM帧的接收，向所述第一设备发送ACK帧的单元，所述ACK帧是使用所选择的ACK帧格式来发送的。

附图说明

示例实施例是通过举例的方式说明的，而并不旨在受附图中的图所限制。在整个附图和说明书中，相同的附图标记指代相同的元素。

图1是可以在其中实现示例实施例的WLAN系统的框图。

图2是根据示例实施例的无线设备的框图。

图3是示例测距操作的信号图。

图4是另一个示例测距操作的信号图。

图5A是根据示例实施例的测距操作的信号图。

图5B是描绘根据示例实施例的、图5A的测距操作的序列图。

图5C是根据示例实施例的另一测距操作的信号图。

图5D是描绘根据示例实施例的、图5C的测距操作的序列图。

图6描绘了根据示例实施例的示例FTM请求帧。

图7描绘了根据示例实施例的示例ACK能力字段。

图8描绘了根据示例实施例的示例FTM帧。

图9描绘了可以根据示例实施例来使用的示例ACK帧。

图10A描绘了可以根据示例实施例来发送的帧的传统前导码。

图10B描绘了可以根据示例实施例来发送的帧的高吞吐量(HT)前导码。

图10C描绘了可以根据示例实施例来发送的帧的极高吞吐量(HT)前导码。

图10D描绘了可以根据示例实施例来发送的帧的高效率(HE)前导码。

图11示出了描绘根据示例实施例的示例测距操作的说明性流程图。

具体实施方式

仅是为了简单起见，下面在由启用Wi-Fi的设备执行的测距操作以及在启用Wi-Fi的设备之间执行的测距操作的背景下描述了示例实施例。应当理解的是，示例实施例同样适用于使用其它各种无线标准或协议的信号来执行测距操作，以及适用于在各种设备之间(例如，在STA与无线AP之间，在AP之间，在STA之间等等)执行测距操作。因此，尽管下面在WLAN系统的背景下描述了示例实施例，但是示例实施例同样适用于其它无线网络(例如，蜂窝网络、微微网络、毫微微网络、卫星网络)以及使用一种或多种有线标准或协议(例如，以太网和/或HomePlug/PLC标准)的信号的系统。如本文中所使用的，术语WLAN和

可以包括由IEEE 802.11标准、蓝牙、HiperLAN(与IEEE 802.11标准类似的主要在欧洲使用的一组无线标准)以及具有相对短的无线电传播范围的其它技术管理的通信。因此，术语“WLAN”和“Wi-Fi”在本文中可以互换使用。

另外，虽然下文依据包括一个或多个AP和多个STA的基础设施WLAN系统进行了描述，但是示例实施例同样适用于其它WLAN系统，包括例如多个WLAN、独立基本服务集(IBSS)系统、对等系统(例如，根据Wi-Fi直连协议进行操作)和/或热点。另外，尽管在本文中依据在无线设备之间交换数据帧进行了描述，但是示例实施例可以应用于无线设备之间的任何数据单元、分组、帧和/或信号的交换。因此，术语“帧”可以包括任何信号、帧、分组或数据单元，例如，协议数据单元(PDU)、介质访问控制(MAC)协议数据单元(MPDU)以及物理(PHY)层汇聚过程协议数据单元(PPDU)。术语“A-MPDU”可以指代聚合的MPDU。

此外，如本文中所使用的，术语“HT”可以指代例如由IEEE 802.11n标准定义的高吞吐量帧格式或协议；术语“VHT”可以指代例如由IEEE 802.11ac标准定义的极高吞吐量的帧格式或协议；术语“HE”可以指代例如由IEEE 802.11ax标准定义的高效率帧格式或协议；而术语“非HT”可以指代例如由IEEE 802.11a/g标准定义的传统帧格式或协议。因此，术语“传统”和“非HT”在本文中可以互换使用。此外，如本文所使用的，术语“传统ACK帧格式”可以指代由IEEE 802.11a/g标准定义的ACK帧格式，而术语“非传统ACK帧格式”可以指代由IEEE 802.11n/ac/ax标准定义的ACK帧格式和/或指代可以在一种或多种未来IEEE 802.11标准中定义的高吞吐量ACK帧格式。

本文中使用的术语仅用于描述特定方面的目的，而不是意在限制这些方面。如本文中所使用的，单数形式“一(a)”、“一个(an)”和“该(the)”旨在也包括复数形式，除非上下文另有明确指示。还将理解的是，当在本文中使用时，术语“包括(comprises)”、“包括(comprising)”、“包含”(includes)或“包含(including)”指定所陈述的特征、整数、步骤、操作、元素或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元素、组件或它们的组的存在或添加。此外，应当理解的是，词语“或”具有与布尔运算符“OR”相同的含义，即，其涵盖“任一”和“二者”的可能性，并且除非另有明确说明，否则不限于“异或”(“XOR”)。还应当理解的是，除非另有明确说明，否则两个相邻词之间的符号“/”具有与“或”相同的含义。

在下面的描述中，阐述了大量具体的细节(比如具体组件、电路和过程的例子)以便提供对本公开内容的透彻理解。另外，在下面的描述中以及出于解释的目的，阐述了特定的术语以便提供对示例实施例的透彻理解。然而，对于本领域技术人员将显而易见的是，实施示例实施例可以不需要这些具体的细节。在其它实例中，为了避免模糊本公开内容，以框图形式示出了公知的电路和设备。如本文中所使用的术语“耦合”意指直接连接或者通过一个或多个中间组件或电路进行连接。在本文中描述的各个总线上提供的信号中的任何信号可以与其它信号进行时间复用，并且在一个或多个公共总线上提供。另外，电路元件或软件块之间的互连可以被示为总线或单信号线。这些总线中的每一个可以替代地是单信号线，并且这些单信号线中的每一个可以替代地是总线，并且单线或总线可以表示用于组件之间的通信的种种物理或逻辑机制中的任意一种或多种。示例实施例不应被解释为限于本文中描述的特定例子，而是将由所附的权利要求限定的所有实施例包括在它们的范围内。

除非具体描述为以特定方式实现，否则本文中描述的技术可以用硬件、软件、固件或它们的任意组合来实现。被描述为模块或组件的任何特征也可以一起实现在集成逻辑器件中，或者单独实现为分立但是可互操作的逻辑器件。如果用软件来实现，则可以至少部分通过包括指令的非暂时性处理器可读存储介质来实现这些技术，所述指令在被执行时执行上述方法中的一种或多种方法。非暂时性处理器可读数据存储介质可以形成计算机程序产品的一部分，计算机程序产品可以包括封装材料。

非暂时性处理器可读存储介质可以包括随机存取存储器(RAM)(比如同步动态随机存取存储器(SDRAM))、只读存储器(ROM)、非易失性随机存取存储器(NVRAM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、闪速存储器、其它已知存储介质等。另外或替代地，这些技术可以至少部分地由处理器可读通信介质来实现，所述处理器可读通信介质携带或传送具有指令或数据结构形式的代码并且可以由计算机或其它处理器访问、读取和/或执行。

结合本文公开的实施例描述的各种说明性逻辑块、模块、电路和指令可以由一个或多个处理器执行，比如一个或多个数字信号处理器(DSP)、通用微处理器、专用集成电路(ASIC)、专用指令集处理器(ASIP)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它等效的集成或分立逻辑电路。如本文中所使用的术语“处理器”可以指代前述结构或适于本文中所描述的技术的实现的任何其它结构中的任何一项。另外，在一些方面中，本文中描述的功能可以在如本文所述而配置的专用软件模块或硬件模块内提供。此外，这些技术可以完全在一个或多个电路或逻辑元件中实现。通用处理器可以是微处理器，但是在替代方式中，处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器或者状态机。处理器也可以实现为计算设备的组合(例如，DSP和微处理器的组合)、多个微处理器、一个或多个微处理器与DSP核的结合、或者任何其它合适的配置。

图1是可以在其中实现示例实施例的无线系统100的框图。无线系统100被示为包括四个无线站STA1-STA4、无线接入点(AP)110和无线局域网(WLAN)120。WLAN 120可以由可以根据IEEE 802.11系列标准(或根据其它合适的无线协议)操作的多个Wi-Fi接入点(AP)形成。因此，尽管为了简单起见在图1中仅示出了一个AP 110，但是应理解的是，WLAN 120可以由诸如AP 110之类的任何数量的接入点形成。向AP 110分配由例如接入点的制造商编程在其中的唯一的介质访问控制(MAC)地址。类似地，还为站STA1-STA4中的每个站分配了唯一的MAC地址。对于一些实施例，无线系统100可以与多输入多输出(MIMO)无线网络相对应，并且可以支持单用户MIMO(SU-MIMO)和多用户(MU-MIMO)通信。此外，虽然WLAN 120在图1中被描绘为基础设施BSS，但是对于其它示例实施例来说，WLAN 120可以是IBSS、自组织网络或对等(P2P)网络(例如，根据Wi-Fi直连协议进行操作)。

站STA1-STA4中的每个站可以是任何合适的启用Wi-Fi的无线设备，包括例如蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、平板设备、膝上型计算机等。站STA1-STA4中的每个站也可以被称为用户设备(UE)、用户站、移动单元、用户单元、无线单元、远程单元、移动设备、无线设备、无线通信设备、远程设备、移动用户站、接入终端、移动终端、无线终端、远程终端、手机、用户代理、移动客户端、客户端或者某个其它合适的术语。对于至少一些实施例来说，站STA1-STA4中的每个站可以包括一个或多个收发机、一个或多个处理资源(例如，处理器和/或ASIC)、一个或多个存储器资源以及电源(例如，电池)。存储器资源可以包括存储用于执行下文关于图5A-图5D和图11描述的操作的指令的非暂时性计算机可读介质(例如，诸如EPROM、EEPROM、闪速存储器、硬盘驱动器等的一个或多个非易失性存储器元件)。

AP 110可以是允许一个或多个无线设备使用Wi-Fi、蓝牙或任何其它合适的无线通信标准，经由AP 110连接到网络(例如，局域网(LAN)、广域网(WAN)、城域网(MAN)和/或互联网)的任何合适的设备。对于至少一个实施例，AP 110可以包括一个或多个收发机、一个或多个处理资源(例如，处理器和/或ASIC)、一个或多个存储器资源以及电源。存储器资源可以包括存储用于执行下文关于图5A-图5D和图11描述的操作的指令的非暂时性计算机可读介质(例如，诸如EPROM、EEPROM、闪速存储器、硬盘驱动器等的一个或多个非易失性存储器元件)。

对于站STA1-STA4和/或AP 110，一个或多个收发机可以包括用于发送和接收无线通信信号的Wi-Fi收发机、蓝牙收发机、蜂窝收发机和/或其它合适的射频(RF)收发机(为了简单起见未示出)。每个收发机可以在不同的操作频带和/或使用不同的通信协议与其它无线设备进行通信。例如，Wi-Fi收发机可以在2.4GHz频带内、在根据IEEE 802.11规范的5GHz频带内和/或在60GHz频带内通信。蜂窝收发机可以根据由第三代合作伙伴计划(3GPP)描述的4G长期演进(LTE)协议(例如，在大约700MHz与大约3.9GHz之间)和/或根据其它蜂窝协议(例如，全球移动通信系统(GSM)通信协议)来在各个RF频带内进行通信。在其它实施例中，被包括在站STA1-STA4中的每个站内的收发机可以是任何技术上可行的收发机，比如由来自ZigBee规范的规范描述的ZigBee收发机、WiGig收发机和/或由来自HomePlug联盟的规范描述的HomePlug收发机。

对于至少一些实施例，站STA1-STA4中的每个站和AP 110可以包括射频(RF)测距电路(例如，使用公知的软件模块、硬件组件和/或它们合适的组合形成)，其可以用于使用本文所述的测距技术来对其自身与另一个启用Wi-Fi的设备之间的距离进行估计，并且确定其自身相对于一个或多个其它无线设备的位置。此外，站STA1-STA4中的每个站和/或AP110可以包括本地存储器(为了简单起见未在图1中示出)，其用于存储Wi-Fi接入点的高速缓存和/或站数据。

对于至少一些实施例，可以在不使用AP 110的情况下执行本文描述的测距操作，例如，通过使多个站以自组织或对等模式进行操作，从而允许站即使是在AP 110或可见WLAN(或其它无线网络)的接收范围之外时也能对彼此进行测距。另外，对于至少一些示例实施例，可以在处于彼此的无线范围内的两个AP之间执行本文描述的测距操作。

图2示出了无线设备200，其可以是图1的站STA1-STA4和/或AP 110的一个实施例。无线设备200可以包括PHY设备210(其包括至少多个收发机211和基带处理器212)，可以包括MAC 220(其包括至少多个竞争引擎221和帧格式化电路222)，可以包括处理器230，可以包括存储器240，并且可以包括多个天线250(1)-250(n)。收发机211可以直接或通过天线选择电路(为了简单起见未示出)耦合到天线250(1)-250(n)。收发机211可以用于向AP 110、其它站和/或其它合适的无线设备(也参见图1)发送信号并且从其接收信号，并且可以用于扫描周围环境以检测和识别附近的接入点和其它无线设备(例如，在无线设备200的无线范围内)。虽然为了简单起见未在图2中示出，但是收发机211可以包括任何数量的发送链来处理信号和经由天线250(1)-250(n)来向其它无线设备发送信号，并且可以包括任何数量的接收链来对从天线250(1)-250(n)接收的信号进行处理。因此，对于示例实施例，无线设备200可以被配置用于MIMO操作。MIMO操作可以包括SU-MIMO操作和/或MU-MIMO操作。

基带处理器212可以用于对从处理器230和/或存储器240接收的信号进行处理，并且将经处理的信号转发给收发机211以便经由天线250(1)-250(n)中的一个或多个天线进行传输，并且可以用于对经由收发机211从天线250(1)-250(n)中的一个或多个天线接收的信号进行处理，并且将经处理的信号转发给处理器230和/或存储器240。

为了本文中讨论的目的，MAC 220在图2中被示为耦合在PHY设备210和处理器230之间。对于实际的实施例，PHY设备210、MAC 220、处理器230和/或存储器240可以使用一条或多条总线(为了简单起见未示出)连接在一起。

竞争引擎221可以竞争对一个或多个共享无线介质的访问，并且还可以对分组进行存储以供在一个或多个共享无线介质上传输。对于其它实施例，竞争引擎221可以与MAC220分离。对于其它实施例，竞争引擎221可以被实现为包含指令的一个或多个软件模块(例如，存储在存储器240中或存储在MAC 220内提供的存储器中)，所述指令在由处理器230执行时执行竞争引擎221的功能。

帧格式化电路222可以用于创建和/或格式化从处理器230和/或存储器240接收的帧(例如，通过将MAC报头添加到由处理器230提供的PDU)，并且可以用于对从PHY设备210接收的帧重新格式化(例如，通过从接收自PHY设备210的帧中剥离MAC报头)。

存储器240可以包括Wi-Fi数据库241，其可以存储位置数据、配置信息、数据速率、MAC地址以及关于(或有关)多个接入点、站和/或其它无线设备的其它合适的信息。Wi-Fi数据库241还可以存储用于多个无线设备的简档信息。用于给定无线设备的简档信息可以包括：包括例如无线设备的服务集标识(SSID)、信道信息、接收信号强度指示符(RSSI)值、实际吞吐量值、信道状态信息(CSI)以及与无线设备200的连接历史的信息。

存储器240还可以包括可以存储以下软件(SW)模块的非暂时性计算机可读介质(例如，诸如EPROM、EEPROM、闪速存储器、硬盘驱动器等的一个或多个非易失性存储器元件)：

·测距SW模块242，其用于确定RTT值和/或估计无线设备200与一个或多个其它设备之间的距离，例如，如下文针对图5A-图5D和图11的一个或多个操作所描述的；

·时间戳SW模块244，其用于捕获由无线设备200接收的信号的时间戳(例如，TOA信息)和/或捕获从无线设备200发送的信号的时间戳(例如，TOD信息)，例如，如下文针对图5A-图5D和图11的一个或多个操作所描述的；

·协议确定SW模块245，其用于确定一个或多个其它无线设备的帧格式或协议能力，向一个或多个其它无线设备通告无线设备200的帧格式或协议能力，和/或选择用于在测距操作期间向一个或多个其它无线设备发送帧(例如，ACK帧、FTM帧和/或其它帧)的帧格式或协议，例如，如下文针对图5A-图5D和图11的一个或多个操作所描述的；

·帧格式化和交换SW模块246，其用于创建、发送和/或接收去往和来自其它无线设备的帧，将帧格式或协议能力信息嵌入到向其它无线设备发送的帧中，和/或至少部分地基于其它无线设备的帧格式或协议能力来对ACK帧进行格式化，例如，如下文针对图5A-图5D和图11的一个或多个操作所描述的；以及

·定位SW模块248，其用于至少部分地基于由测距SW模块242确定的距离来确定无线设备200的位置，例如，如下文针对图5A-图5D和图11的一个或多个操作所描述的。

每个软件模块包括：当由处理器230执行时使无线设备200执行相应功能的指令。因此，存储器240的非暂时性计算机可读介质包括用于执行图5A-图5D和图11的操作的全部或一部分的指令。

处理器230(其耦合到MAC 220和存储器240)可以是能够执行被存储在无线设备200中(例如，在存储器240内)的一个或多个软件程序的脚本或指令的一个或多个合适的处理器。例如，处理器230可以执行测距SW模块242以确定RTT值和/或估计无线设备200与一个或多个其它设备之间的距离。处理器230可以执行时间戳SW模块244以捕获由无线设备200接收的信号的时间戳(例如，TOA信息)和/或捕获从无线设备200发送的信号的时间戳(例如，TOD信息)。处理器230可以执行协议确定SW模块245以确定一个或多个其它无线设备的帧格式或协议能力，向一个或多个其它无线设备通告无线设备200的帧格式或协议能力，和/或选择用于在测距操作期间向一个或多个其它无线设备发送帧(例如，ACK帧、FTM帧和/或其它帧)的帧格式或协议。处理器230可以执行帧格式化和交换SW模块246以创建、发送和/或接收去往和来自其它无线设备的帧，将帧格式或协议能力信息嵌入到向其它无线设备发送的帧中，和/或至少部分地基于其它无线设备的帧格式或协议能力来对ACK帧进行格式化。处理器230可以执行定位SW模块248以至少部分地基于由测距SW模块242确定的距离来确定无线设备200的位置。

如上所述，可以使用在设备之间交换的信号的RTT来确定一对设备之间的距离。例如，图3示出了第一设备D1和第二设备D2之间的示例测距操作300的信号图。第一设备D1和第二设备D2之间的距离(d)可以被估计为d＝c*RTT/2，其中，c是光速，而RTT是在设备D1和设备D2之间交换的请求(REQ)帧和确认(ACK)帧的实际信号传播时间的总和。设备D1和设备D2均可以是例如接入点(例如，图1的AP 110)、站(例如，图1的站STA1-STA4中的一个)、或者另一个合适的无线设备(例如，图2的无线设备200)。

更具体地，设备D2可以使用从设备D2发送的REQ帧的离开时间(TOD)、由设备D2接收的ACK帧的到达时间(TOA)以及设备D1的短帧间间隔(SIFS)持续时间来估计其自身与设备D1之间的RTT。SIFS持续时间指示设备D1接收REQ帧与发送ACK帧之间的持续时间。SIFS持续时间(由IEEE 802.11标准针对其提供的一系列值)为启用Wi-Fi的设备提供了将它们的收发机从接收模式(例如，以便接收REQ帧)切换到发送模式(例如，以便发送ACK帧)的时间。

因为通信设备的不同品牌和型号(有时甚至是相同的品牌和型号)具有不同的处理延迟，因此SIFS的精确值在设备之间(甚至在同一设备中的连续帧接收/发送之间)可能是不同的。因此，SIFS的值通常是估计的，这经常导致估计两个设备之间的距离的误差。更具体地说，IEEE 802.11标准将SIFS持续时间定义为2.4GHz处的10us+/-900ns、5GHz处的16us+/-900ns、以及60GHz处的3us+/-900ns。这些“标准”SIFS持续时间包括可以降低RTT估计的准确度的容差。例如，即使设备D1的SIFS持续时间可以被估计在+/-25ns内，也可能导致+/-7.5米的测距误差(这对于许多定位系统来说可能是不可接受的)。

为了减小由SIFS值的不确定性导致的测距误差，最近对IEEE 802.11标准的修订要求每个测距设备捕获传入帧和传出帧的时间戳，以便可以在不使用SIFS的情况下确定RTT的值。例如，图4示出了在设备D1和设备D2之间使用根据IEEE 802.11REVmc标准的精细定时测量(FTM)帧而执行的示例测距操作400的信号图。设备D1和设备D2均可以是例如接入点(例如，图1的AP 110)、站(例如，图1的站STA1-STA4中的一个)、或者其它合适的无线设备(例如，图2的无线设备200)。对于图4的例子，设备D2请求测距操作；因此，设备D2是发起方设备(或者替代地，请求方设备)，而设备D1是响应方设备。注意的是，术语“发起方设备”还可以指代发起方STA，并且术语“响应方设备”也可以指代响应方STA。

设备D2可以通过向设备D1发送FTM请求(FTM_REQ)帧来请求或发起测距操作。FTM_REQ帧还可以包括对设备D1捕获由设备D1接收的帧的时间戳(例如，TOA信息)并且捕获从设备D1发送的帧的时间戳(例如，TOD信息)的请求。设备D1接收FTM_REQ帧，并且可以通过向设备D2发送确认(ACK)帧来确认所请求的测距操作。ACK帧可以指示设备D1是否能够捕获所请求的时间戳。注意的是，FTM_REQ帧和ACK帧的交换是握手过程，其不仅用信号通知执行测距操作的意图，而且还允许设备D1和D2确定彼此是否支持捕获时间戳。

在时间t_a1处，设备D1向设备D2发送第一FTM(FTM_1)帧，并且可以捕获FTM_1帧的TOD为时间t_a1。设备D2在时间t_a2处接收FTM_1帧，并且可以捕获FTM_1帧的TOA为时间t_a2。设备D2通过在时间t_a3处向设备D1发送ACK帧来进行响应，并且可以捕获ACK帧的TOD为时间t_a3。设备D1在时间t_a4处接收ACK帧，并且可以在时间t_a4处捕获ACK帧的TOA。在时间t_b1处，设备D1向设备D2发送第二FTM(FTM_2)帧，其包括在时间t_a1和t_a4处捕获的时间戳(例如，FTM_1帧的TOD和ACK帧的TOA)。设备D2在时间t_b2处接收FTM_2帧，并且可以捕获其时间戳为时间t_b2。设备D2在时间t_b3处向设备D1发送ACK帧。设备D1在时间t_b4处接收ACK帧。该过程可以继续用于例如在设备D1和D2之间的任何数量的后续FTM和ACK帧交换，其中，设备D1将给定FTM和ACK帧交换的时间戳嵌入到向设备D2发送的后续FTM帧中。

当在时间t_b2处接收到FTM_2帧时，设备D2具有时间t_a1、t_a2、t_a3和t_a4的时间戳值，其分别与从设备D1发送的FTM_1帧的TOD、设备D2处的FTM_1帧的TOA、从设备D2发送的ACK帧的TOD以及设备D1处的ACK帧的TOA相对应。此后，设备D2可以将RTT确定为(t_a4–t_a3)+(t_a2–t_a1)。因为RTT估计不涉及估计设备D1或设备D2的SIFS，所以RTT估计不涉及由SIFS持续时间的不确定性而导致的错误。因此，提升了所得到的对设备D1和D2之间的距离的估计的准确度(例如，与图3的测距操作300相比)。设备可以利用至少具有已知位置的三个其它设备来执行该测距操作，并且使用已知的三边测量技术来估计其位置。

设备D1和设备D2之间的RTT估计的准确度可以与用于发送FTM和ACK帧的频率带宽(例如，信道宽度)成比例。因此，针对其使用相对大的频率带宽发送FTM和ACK帧的测距操作可以比针对其使用相对小的频率带宽发送FTM和ACK帧的测距操作更准确。例如，在80MHz宽的信道上使用FTM帧交换执行的测距操作比在40MHz宽的信道上使用FTM帧交换执行的测距操作更准确，其进而比在20MHz宽的信道上使用FTM帧交换执行的测距操作更准确。

另外，因为Wi-Fi测距操作通常使用作为正交频分复用(OFDM)符号发送的帧来执行，所以RTT估计的准确度可以与用于在测距设备之间发送FTM和ACK帧的音调的数量(例如，OFDM子载波的数量)成比例。例如，虽然可以使用52个音调在20MHz宽的信道上发送传统(例如，非HT)帧，但是可以使用56个音调在20MHz宽的信道上发送HT帧或VHT帧，并且可以使用242个音调在20MHz宽的信道上发送HE帧。因此，对于给定的频率带宽或信道宽度，HT/VHT/HE帧使用比非HT帧更多的音调，因此可以提供比非HT帧更准确的信道估计和RTT估计。因此，利用HT/VHT/HE帧执行的测距操作可以比利用非HT帧执行的测距操作更准确。

IEEE 802.11REVmc标准允许使用HT格式、VHT格式、HE格式和/或传统(例如，非HT)格式发送FTM帧(例如，图4的示例测距操作400的FTM_1帧、FTM_2帧和FTM_3帧)。然而，IEEE802.11REVmc标准没有为在测距操作期间发送的ACK帧指定特定格式或协议。通常，在FTM测距操作(例如，如图4的示例测距操作400)期间，发起方设备(默认)发送传统或非HT ACK帧。因为使用比使用HT、VHT和HE格式发送的ACK帧更少的音调来发送非HT ACK帧，所以使用非HT ACK帧执行测距操作可能不期望地限制了这种测距操作的准确度。此外，IEEE 802.11ax标准以用于室外无线传输的长延迟扩展信道为目标，并且增加了保护间隔和OFDM符号长度二者(例如，与IEEE 802.11a/g/n/ac标准中定义的较早期协议相比)。与IEEE 802.11ax标准相关联的较长保护间隔还可以提高在长延迟扩展信道中使用HE帧交换来执行的测距操作的准确度。

因此，将期望的是，不仅使用以HT/VHT/HE格式发送的FTM帧而且使用以HT/VHT/HE格式发送的ACK帧来执行测距操作，例如以提高测距操作的准确度(例如，与图4的示例测距操作400相比)。这些是示例实施例要解决的技术问题中的至少一些。

根据示例实施例，公开了可以允许无线设备使用以HT、VHT和/或HE格式发送的FTM和ACK帧(例如，而不是默认使用用于测距操作的非HTACK帧)来执行测距操作的方法和装置。因为使用比非HT ACK帧更多的音调来发送具有HT、VHT和HE格式的ACK帧，所以根据示例实施例的测距操作可以实现比常规测距操作更准确的信道估计和/或更准确的RTT估计。通过使用HE ACK帧可以实现测距准确度的额外增加，如上所述，HE ACK帧具有比其它ACK帧格式更长的保护间隔。下文更详细地描述了为上述技术问题提供一种或多种技术方案的示例实施例的这些和其它细节。

图5A示出了根据示例实施例的在第一设备D1和第二设备D2之间的测距操作500的信号图，并且图5B示出了描绘图5A的示例测距操作500的序列图510。设备D1和设备D2均可以是例如接入点(例如，图1的AP110)、站(例如，图1的站STA1-STA4中的一个)、或者另一个合适的无线设备(例如，图2的无线设备200)。

作为发起方设备，设备D2可以向设备D1发送FTM_REQ帧，FTM_REQ帧请求设备D1执行测距操作并且指示设备D2所支持的多种类型的非传统ACK帧格式(512)。更具体地，在一些方面中，FTM_REQ帧可以包括ACK能力字段，其指示设备D2是否支持以HE格式、VHT格式和/或HT格式(或任何其它合适的非传统格式)来发送ACK帧。在下文关于图6-图7更详细地描述了ACK能力字段(其可以以任何合适的方式包括在FTM_REQ帧内或附加到FTM_REQ帧)。在其它方面中，可以使用FTM_REQ帧的多个保留比特来指示设备D2所支持的非传统ACK帧格式。

对于设备D2是接入点的至少一种实现，设备D2可以在信标帧中指示其非传统ACK帧格式能力。例如，设备D2发送(例如，广播)的信标帧可以包括信息元素(IE)或者供应商特定的信息元素(VSIE)，其包含设备D2的非传统ACK帧格式能力。IE或VSIE可以以任何合适的方式嵌入在信标帧内或附加到信标帧。在其它方面中，可以使用信标帧的多个保留比特来指示设备D2所支持的非传统ACK帧格式。

对于其它实施例，FTM_REQ帧可以指示优选的或期望的非传统ACK帧格式(例如，根据HE、VHT或HT协议)和/或可以请求设备D1使用所选择的非传统帧格式(例如，根据HE、VHT或HT协议)来发送后续FTM帧。对于这些其它实施例，对优选ACK帧格式的指示和/或对所选择的帧格式的指示可以被包括在FTM_REQ帧内所包括的(或附加到FTM_REQ帧的)一个或多个能力字段内(或在FTM_REQ帧的多个保留比特内)。

设备D1可以接收对于执行测距操作的请求和设备D2所支持的非传统ACK帧格式(513)。例如，设备D1可以接收FTM_REQ帧，并且对在ACK能力字段中包含的信息进行解码以确定设备D2是否支持以HE格式、VHT格式和/或HT格式来发送ACK帧。设备D1可以通过向设备D2发送响应来对请求进行响应(514)。对于一些实现，响应可以是ACK帧，如图5A中所描绘的。ACK帧可以确认所请求的测距操作，可以指示设备D1是否能够捕获时间戳，和/或可以指示设备D1的多个测距能力(例如，估计到达角度信息和/或出发角度信息的能力)。设备D2可以从设备D1接收响应，并且对由设备D1提供的能力(如果有的话)进行解码(515)。

设备D1可以确定其是否能够接收设备D2所支持的非传统ACK帧格式，可以发送指示其接收设备D2所支持的非传统ACK帧格式中的每种非传统ACK帧格式的能力的FTM_1帧，并且可以将FTM_1帧的TOD记录为时间t_a1(516)。更具体地，在一些方面中，FTM_1帧可以包括ACK能力字段，其指示设备D1是否支持以HE格式、VHT格式和/或HT格式(或任何其它合适的非传统格式)来接收ACK帧。在下文关于图7-图8更详细地描述了ACK能力字段(其可以以任何合适的方式被包括在FTM_1帧内或附加到FTM_REQ帧)。在其它方面中，可以使用FTM_1帧的多个保留比特来指示设备D1所支持的非传统ACK帧格式。

对于设备D1是接入点的至少一种实现，设备D1可以在信标帧中指示其非传统ACK帧格式能力。例如，设备D1发送(例如，广播)的信标帧可以包括包含设备D1的非传统ACK帧格式能力的IE或VSIE。IE或VSIE可以以任何合适的方式被嵌入到信标帧内或附加到信标帧。在其它方面中，可以使用信标帧的多个保留比特来指示设备D1所支持的非传统ACK帧格式。

设备D2在时间t_a2处从设备D1接收FTM_1帧，确定设备D1的非传统ACK帧格式能力，并且将FTM_1帧的TOA记录为时间t_a2(517)。

然后，设备D2可以至少部分地基于所指示的设备D1的能力来选择非传统ACK帧格式或传统ACK帧格式中的一种(518)。例如，如果设备D1指示其不能够接收设备D2所支持的非传统ACK帧格式中的任何非传统ACK帧格式，则设备D2可以选择传统ACK帧格式。

相反，如果设备D1指示其能够接收设备D2所支持的非传统ACK帧格式中的一种或多种，则设备D2可以选择实现最准确的信道估计和/或最准确的测距准确度的非传统ACK帧格式。举一个例子，如果设备D1和设备D2二者都支持HE协议，则设备D2可以选择HE帧格式用于在测距操作期间发送ACK帧。又例如，如果设备D1和设备D2二者都支持VHT协议而不支持HE协议，则设备D2可以选择VHT帧格式用于在测距操作期间发送ACK帧。再例如，如果设备D1和设备D2二者都支持HT协议但不支持VHT或HE协议，则设备D2可以选择HT帧格式用于在测距操作期间发送ACK帧。否则，如果设备D1不支持以任何非传统ACK帧格式接收ACK帧，则设备D2可以选择传统(例如，非HT)帧格式用于在测距操作期间发送ACK帧。

在一些方面中，设备D2可以将所接收的FTM_1帧的ACK能力字段中的比特与嵌入到FTM_REQ帧中的ACK能力字段中的相应比特进行比较，以确定设备D1和设备D2二者支持这些非传统ACK帧格式中的哪些，并且然后选择导致最准确的信道估计和/或最准确的测距准确度的非传统ACK帧格式。

设备D2然后在时间t_a3处以所选择的帧格式向设备D1发送ACK帧，并且将ACK帧的TOD记录为时间t_a3(519)。设备D1在时间t_a4处从设备D2接收ACK帧，并且将ACK帧的TOA记录为时间t_a4(520)。

然后，设备D1可以在FTM_2帧中嵌入时间值，并且在时间t_b1处向设备D2发送FTM_2帧(521)。对于图5A的示例，时间值被描绘为包括从设备D1发送的FTM_1帧的TOD(例如，时间t_a1)以及在设备D1处接收的ACK帧的TOA(例如，时间t_a4)。换句话说，设备D1将时间戳t_a1和t_a4嵌入FTM_2帧中。对于其它实现，时间值可以指示在设备D1处接收的ACK帧的TOA与从设备D1发送的FTM_1帧的TOD之间的时间差(例如，t_value＝t_a4–t_a1)。在一些方面中，设备D1可以将FTM_2帧的TOD记录为时间t_b1。

设备D2在时间t_b2处接收FTM_2帧，并且对被嵌入的时间值进行解码(522)。此时，设备D2可以确定设备D1与设备D2之间的距离(523)。更具体地，设备D2可以确定其距设备D1的距离d＝c*RTT/2，其中RTT＝(t_a4–t_a3)+(t_a2–t_a1)。

再次参照图5A，设备D2可以在时间t_b3处以所选择的帧格式向设备D1发送ACK帧(例如，以确认对FTM_2帧的接收)。设备D1在时间t_b4处接收ACK帧，并且可以将ACK帧的TOA记录为时间t_b4。设备D1可以在FTM_3帧中嵌入另一个时间值，并且然后在时间t_c1处向设备D2发送FTM_3帧。被嵌入在FTM_3帧中的时间值可以指示等于t_b4–t_b1的差值时间值。该过程可以继续用于例如在设备D1和D2之间的任何数量的后续FTM和ACK帧交换，其中，设备D1将给定FTM和ACK帧交换的时间戳嵌入到向设备D2发送的后续FTM帧中。在一些方面中，随着FTM和ACK帧交换数量的增加，测距准确度可以提高。

如上所述，示例实施例可以允许发起方设备(例如，设备D2)不仅请求与响应方设备(例如，设备D1)的测距操作，而且指示设备D1所支持的多种类型的非传统ACK帧格式。因为可以使用比传统ACK帧更多的OFDM音调来发送非传统ACK帧，所以与图4的示例测距操作400相比，本文中公开的示例测距操作500可以实现更准确的信道估计和更准确的RTT值。另外，如果设备D1和设备D2二者都支持HE ACK帧，则示例性测距操作500可以实现由HE帧传输使用的较长保护间隔导致的长延迟扩展信道中的甚至更高的准确度。

对于其它实施例，发起方设备可以不指示其ACK帧格式或协议能力，而是使用响应方设备使用的相同帧格式来发送ACK帧以发送第一FTM帧。例如，图5C示出了根据示例实施例的在设备D1和设备D2之间的另一测距操作530的信号图，并且图5D示出了描绘图5C的示例测距操作530的序列图540。设备D1和设备D2均可以是例如接入点(例如，图1的AP 110)、站(例如，图1的站STA1-STA4中的一个)、或者另一个合适的无线设备(例如，图2的无线设备200)。

作为发起方设备，设备D2可以向设备D1发送对于执行测距操作的请求(542)。对于一些实现，该请求可以是FTM_REQ帧，如图5C中所描绘的。设备D1可以接收对于执行测距操作的请求(543)。作为响应方设备，设备D1可以通过向设备D2发送响应来对该请求进行响应(544)。对于一些实现，该响应可以是ACK帧，如图5C中所描绘的。ACK帧可以确认所请求的测距操作，并且可以指示设备D1的多种测距能力。设备D2可以从设备D1接收响应，并且对由设备D1提供的能力(如果有的话)进行解码(545)。

在上述握手过程之后，设备D1和D2可以交换FTM和ACK帧以执行测距操作530。设备D1可以选择用于后续FTM帧的帧格式(546)。例如，设备D1可以选择HE帧格式、VHT帧格式或HT帧格式(或任何其它合适的非传统帧格式)。在一些方面中，设备D1可以将对所选择的帧格式的指示嵌入到被包括在FTM_1帧内或附加到FTM_1帧的能力字段中。

然后，在时间t_a1处，设备D1可以以所选择的帧格式向设备D2发送FTM_1帧，并且将FTM_1帧的TOD记录为时间t_a1(547)。设备D2在时间t_a2处从设备D1接收FTM_1帧，确定所接收的FTM_1帧的所选择的帧格式，并且将FTM_1帧的TOA记录为时间t_a2(548)。在一些方面中，设备D2可以通过对FTM_1帧的前导码进行解码来确定所选择的帧格式。在其它方面中，可以在FTM_1帧中指示所选择的帧格式(例如，在被包括在FTM_1帧内或附加到FTM_1帧的能力字段中)。对于其它方面，设备D1可以在一个或多个所发送的(例如，广播的)信标帧中指示要在测距操作期间要使用的帧格式。

设备D2然后在时间t_a3处以所选择的帧格式向设备D1发送ACK帧，并且将ACK帧的TOD记录为时间t_a3(549)。因此，根据一些实施例，设备D2可以使用由设备D1用来发送FTM_1帧的相同帧格式或协议来自动地发送ACK帧。例如，如果设备D1根据HE协议发送FTM_1帧，则设备D2利用HE ACK帧进行响应；如果设备D1根据VHT协议发送FTM_1帧，则设备D2利用VHTACK帧进行响应；如果设备D1根据HT协议发送FTM_1帧，则设备D2利用HT ACK帧进行响应。如果设备D2不支持以这些非传统ACK帧格式中的至少一种格式来发送ACK帧，则设备D2可以在测距操作期间向设备D1发送传统ACK帧。

设备D1在时间t_a4处从设备D2接收ACK帧，并且将ACK帧的TOA记录为时间t_a4(550)。然后，设备D1可以在FTM_2帧中嵌入时间值，并且在时间t_b1处向设备D2发送FTM_2帧(551)。如图5C中所描绘的，设备D1可以将时间戳t_a1和t_a4嵌入FTM_2帧中。对于其它实现，被嵌入在FTM_2帧中的时间值可以指示在设备D1处接收的ACK帧的TOA与从设备D1发送的FTM_1帧的TOD之间的时间差(例如，t_value＝t_a4–t_a1)。在一些方面中，设备D1可以将FTM_2帧的TOD记录为时间t_b1。

设备D2在时间t_b2处接收FTM_2帧，并且对被嵌入的时间值进行解码(552)。此时，设备D2可以确定在设备D1与设备D2之间的距离(553)。该距离可以被确定为d＝c*RTT/2，其中，RTT＝(t_a4–t_a3)+(t_a2–t_a1)。

图6示出了根据示例实施例的示例FTM_REQ帧600。FTM_REQ帧600可以用于图5A的示例测距操作500中和/或图5C的示例测距操作530中。FTM_REQ帧600可以包括类别字段601、公共动作字段602、触发字段603、可选的定位城市信息(LCI)测量请求字段604、可选的定位城市测量请求字段605、可选的FTM参数字段606、以及可选的ACK能力字段607。FTM_REQ帧600的字段601-606是公知的，并且因此本文中不再详细讨论。在一些方面中，ACK能力字段607可以存储指示发起方设备(例如，图5A的设备D2)是否支持以HE格式、VHT格式和/或HT格式(或任何其它合适的非传统格式)来发送ACK帧的信息。在其它方面中，被存储在ACK能力字段607中的信息可以指示由发起方设备优选或选择的特定ACK帧格式。

图7描绘了示例字段700，其可以是图6的FTM_REQ帧600的ACK能力字段607的一个实施例。字段700可以包括元素ID字段701、长度字段702和ACK能力字段703。对于至少一个实施例，元素ID字段701可以包括一个字节，长度字段702可以包括一个字节，并且ACK能力字段703可以包括一个字节(但是对于其它实施例，可以使用其它字段长度)。元素ID字段701可以存储指示字段700包含关联设备(例如，图5A的发起方设备D2)的ACK能力的元素ID值。长度字段702可以存储指示字段700的长度(以字节为单位)的值。ACK能力字段703可以存储指示相关联的设备是否支持以HE格式、VHT格式和/或HT格式对ACK帧的传输的信息。在一些方面中，ACK能力字段703可以存储位图，例如，如下面表1中所描绘的。

表1

如上面表1中所示，比特0(b₀)的值可以指示相关联的设备是否能够以HE格式发送ACK帧，其中，b₀＝1指示相关联的设备支持HE ACK帧，而b₀＝0指示相关联的设备不支持HEACK帧。比特1(b₁)的值可以指示相关联的设备是否能够以VHT格式发送ACK帧，其中，b₁＝1指示相关联的设备支持VHT ACK帧，而b₁＝0指示相关联的设备不支持VHT ACK帧。比特2(b₂)的值可以指示相关联的设备是否能够以HT格式发送ACK帧，其中b₂＝1指示相关联的设备支持HT ACK帧，而b₂＝0指示相关联的设备不支持HT ACK帧。可以保留剩余的比特b₃-b₇。对于其它实现，表1的示例位图中的比特位置与ACK帧格式或协议之间的关系可以与表1的例子中描绘的不同。

当响应方设备(例如，图5A的设备D1)接收到包含字段700的FTM_REQ帧时，响应方设备可以对被包含在ACK能力字段703中的位图进行解码以确定发起方设备支持哪些ACK帧格式。如上所述，在一些方面中，ACK能力字段703可以指示发起方设备所支持的所有非传统ACK帧格式(例如，比特b₀-b₂中的一个以上的比特可以被声称为逻辑高或“1”状态)。响应于此，响应方设备可以向发起方设备指示其接收以发起方设备所支持的非传统ACK帧格式中的一种或多种帧格式发送的ACK帧的能力。

在其它方面中，ACK能力字段703可以指示发起方设备所支持的期望的或优选的非传统ACK帧格式(例如，比特b₀-b₂中的仅一个比特可以被声称为逻辑高或“1”状态)。响应于此，响应方设备可以接受或拒绝由发起方设备指定的期望或优选的非传统ACK帧格式。

图8描绘了根据示例实施例的示例FTM帧800。FTM帧800可以用于图5A的示例测距操作500中和/或图5C的示例测距操作530中。FTM帧800可以包括类别字段801、公共动作字段802、对话令牌字段803、后续对话令牌字段804、TOD字段805、TOA字段806、TOD误差字段807、TOA误差字段808、可选的LCI报告字段809、可选的定位城市报告字段810、可选的FTM参数字段811、以及可选的ACK能力字段812。FTM帧800的字段801-811是公知的，并且因此本文中不再详细讨论。ACK能力字段812可以存储指示响应方设备(例如，图5A的设备D1)是否能够接收以一种或多种非传统ACK帧格式发送的ACK帧的信息。

FTM帧800的ACK能力字段812可以是图7中描绘的示例字段700。因此，对于至少一些实施例，当被嵌入在FTM帧800内时，字段700中的ACK能力字段703可以指示响应方设备接收使用由发起方设备支持的非传统ACK帧格式中的一种或多种帧格式发送的ACK帧的能力。在一些方面中，FTM帧800(例如，当用作FTM_1帧时)可以包括ACK能力字段703，该字段包含下面在表2中描绘的位图。

表2

如上面表2中所示，比特0(b₀)的值可以指示响应方设备是否能够接收具有HE格式的ACK帧，其中，b₀＝1指示响应方设备能够接收HE ACK帧，而b₀＝0指示响应方设备不能够接收HE ACK帧。比特1(b₁)的值可以指示响应方设备是否能够接收具有VHT格式的ACK帧，其中，b₁＝1指示响应方设备能够接收VHT ACK帧，而b₁＝0指示响应方设备不能够接收VHT ACK帧。比特2(b₂)的值可以指示响应方设备是否能够接收具有HT格式的ACK帧，其中，b₂＝1指示响应方设备能够接收HT ACK帧，并且b₂＝0指示响应方设备不能够接收HT ACK帧。可以保留剩余的比特b₃-b₇。对于其它实现，位图中的比特位置与ACK帧格式或协议之间的关系可以与表2的例子中描绘的不同。

图9示出了可以根据这些示例实施例使用的示例ACK帧900。在一些方面中，ACK帧900可以用作在图5A的示例测距操作500中和/或图5C的示例测距操作530中描绘的ACK帧。示例ACK帧900可以包括：2字节的帧控制字段901、2字节的持续时间字段902、6字节的接收机地址(RA)字段903、以及4字节的帧控制序列(FCS)字段904。尽管为了简单起见未在图9中示出，但是帧控制字段901可以包括2比特的帧类型字段和4比特的子类型字段，它们一起可以存储指示图9的示例帧900是ACK帧的信息。对于其它实施例，示例ACK帧900的字段长度可以是其它合适的值。持续时间字段902存储指示ACK帧900的长度的值，RA字段903存储标识ACK帧的接收者的地址，并且FCS字段904存储帧控制序列。

图10A示出了非HT(例如，传统)帧的示例前导码1000A，其中，图9的ACK帧900可以被封装在该非HT帧中，例如以便在本文中公开的测距操作期间向响应方设备发送非HT ACK帧(为了简单起见，帧主体未在图10A中示出)。将前导码1000A(其可以符合IEEE 802.11a/g标准)示为包括传统短训练字段(L-STF)1001、传统长训练字段(L-LTF)字段1002和传统信号(L-SIG)字段1003。接收设备可以使用被包含在L-STF 1001中的信息来进行粗略频率估计、自动增益控制以及定时恢复，并且可以使用被包含在L-LTF 1002中的信息进行精细频率估计以及信道估计和精细定时恢复。被包含在L-SIG字段1003中的信息可以用于传送调制和编码信息。

图10B示出了HT帧的示例前导码1000B，其中，图9的ACK帧900可以被封装在该HT帧中，例如以便在本文中公开的测距操作期间向响应方设备发送HT ACK帧(为了简单起见，帧主体未在图10B中示出)。将前导码1000B(其可以符合IEEE 802.11n标准)示为包括图10A的L-STF 1001、L-LTF 1002和L-SIG字段1003、以及第一HT信号(HT-SIG-1)字段1004、第二HT信号(HT-SIG-2)字段1005、HT短训练字段(HT-STF)1006和HT长训练字段(HT-LTF)1007。HT-SIG字段1004-1005可以用于传送用于HT传输的调制和编码信息以及信道带宽。被包含在HT-STF 1006中的信息可以用于改善针对MIMO通信的自动增益控制估计，并且被包含在HT-LTF 1007中的信息可以用于估计MIMO信道状况。

图10C示出了VHT帧的示例前导码1000C，其中，图9的ACK帧900可以被封装在该VHT帧中，例如以便在本文中公开的测距操作期间向响应方设备发送VHT ACK帧(为了简单起见，帧主体未在图10C中示出)。将前导码1000C(其可以符合IEEE 802.11ac标准)示为包括图10A的L-STF1001、L-LTF 1002和L-SIG字段1003、以及VHT信号-A(VHT-SIG-A)字段1014和1015的集合、VHT短训练字段(VHT-STF)1016、VHT长训练字段(VHT-LTF)1017和VHT信号B(VHT-SIG-B)字段1018。VHT-SIG-A字段1014-1015可以用于传送调制和编码信息、信道带宽、SU-MIMO信息、MU-MIMO信息、波束成形信息以及用于VHT传输的其它合适的信息。被包含在VHT-STF 1016中的信息可以用于改善针对SU-MIMO和MU_MIMO通信的自动增益控制估计，并且被包含在VHT-LTF 1017中的信息可以用于估计各种MIMO信道状况。VHT-SIG-B字段1018可以包括另外的SU-MIMO和MU-MIMO信息，其包括例如用户特定信息和与给定帧传输相关联的空间流的数量。

图10D示出了HE帧的示例前导码1000D，其中，图9的ACK帧900可以被封装在该HE帧中，例如以便在本文中公开的测距操作期间向响应方设备发送HE ACK帧(为了简单起见，帧主体未在图10D中示出)。将前导码1000D(其可以符合IEEE 802.11ax标准)示为包括图10A的L-STF1001、L-LTF 1002和L-SIG字段1003、以及重复传统信号(RL-SIG)字段1024、HE信号-A(HE-SIG-A1/HE-SIG-A2)字段1025的集合、HE信号B(HE-SIG-B)字段1026、HE短训练字段(HE-STF)1027和HE长训练场(HE-LTF)1028。HE-SIG-A1和HE-SIG-A2字段1025可以包括诸如指示带宽、有效载荷保护间隔(GI)、编码类型、空间流的数量(Nsts)、空时块编码(STBC)、波束成形信息等的参数。被包含在HE-STF 1027中的信息可以用于改善针对SU-MIMO和MU_MIMO通信的自动增益控制估计，并且被包含在HE-LTF 1028中的信息可以用于估计各种MIMO信道状况。

图11是描绘根据示例实施例的第二设备D2请求或发起与第一设备D1的测距操作的说明性流程图1100。设备D1和设备D2均可以是例如接入点(例如，图1的AP 110)、站(例如，图1的站STA1-STA4中的一个)、或者其它合适的无线设备(例如，图2的无线设备200)。对于图11的示例操作，设备D2是发起方设备，并且设备D1是响应方设备。

首先，设备D2可以向设备D1发送指示设备D2所支持的多种类型的非传统ACK帧格式的FTM_REQ帧(1102)。如上文所讨论的，非传统ACK帧格式可以包括或以其它方式与高效率(HE)协议、极高吞吐量(VHT)协议和高吞吐量(HT)协议(或任何其它合适的非传统协议)相关联。对于一些实现，FTM_REQ帧可以是图6的FTM_REQ帧600，并且设备D2所支持的非传统ACK帧格式的指示可以被嵌入在FTM_REQ帧600的ACK能力字段607内。FTM_REQ帧还可以包括对于发起测距操作(例如，图5A的测距操作500)的请求。设备D2可以从设备D1接收确认对FTM_REQ帧的接收的ACK帧(1104)。

接下来，设备D2可以从设备D1接收第一FTM帧，第一FTM帧指示设备D1接收设备D2所支持的多种类型的非传统ACK帧格式中的每一种的能力(1106)。对于一些实现，第一FTM帧可以是图8的FTM帧800，并且所指示的设备D1的能力可以被嵌入在FTM帧800的ACK能力字段812内。

设备D2可以至少部分地基于所指示的设备D1的能力来选择多种类型的非传统ACK帧格式或传统ACK帧格式中的一种(1108)。例如，如果设备D1指示其不能够接收设备D2所支持的非传统ACK帧格式中的任何非传统ACK帧格式，则设备D2可以选择传统ACK帧格式。相反，如果设备D1指示其能够接收设备D2所支持的非传统ACK帧格式中的一种或多种，则设备D2可以选择与最高数量的OFDM音调相关联并且是设备D1所支持的非传统ACK帧格式。在一些方面中，设备D2可以将所接收的FTM帧的ACK能力字段中的比特与FTM_REQ帧的ACK能力字段中的相应比特进行比较，以确定设备D1和设备D2二者支持这些非传统ACK帧格式中的哪些，并且然后选择导致最准确的信道估计和/或最准确的测距准确度的非传统ACK帧格式。

接下来，设备D2可以响应于对第一FTM帧的接收来向设备D1发送ACK帧，该ACK帧是使用所选择的ACK帧格式发送的(1110)。以这种方式，如果所选择的ACK帧格式是HE、VHT或HT格式，则与使用传统ACK帧格式的常规测距操作(例如，图4的示例测距操作400)相比，设备D1和设备D2之间的这种测距操作可以提供更准确的RTT估计。

此后，设备D2可以从设备D1接收第二FTM帧，第二FTM帧包括指示ACK帧的到达时间(TOA)与第一FTM帧的离开时间(TOD)之间的时间差的时间值(1112)。然后，设备D2可以至少部分地基于时间值来确定设备D1和设备D2之间的距离(1114)。

本领域技术人员将明白的是，可以使用各种不同的技术和方法中的任意一种来表示信息和信号。例如，可以贯穿上面的描述所提及的数据、指令、命令、信息、信号、比特、符号和码片可以由电压、电流、电磁波、磁场或磁性粒子、光场或光粒子、或者其任意组合来表示。

此外，本领域技术人员将明白的是，结合本文中公开的各个方面所描述的各个说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以实现成电子硬件、计算机软件或这二者的组合。为了清楚地表示硬件和软件之间的这种可交换性，上文对各个说明性的组件、框、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了总体描述。至于这种功能是实现为硬件还是实现为软件，取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束。技术人员可以针对每个特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是这种实现决策不应解释为造成对本公开内容的范围的脱离。

结合本文中公开的各方面所描述的方法、序列或算法可以直接实现在硬件中、由处理器执行的软件模块中或者这二者的组合中。软件模块可以位于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM、或者本领已知的任何其它形式的存储介质中。示例性的存储介质耦合到处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息以及向该存储介质写入信息。在替代方式中，存储介质可以是处理器的组成部分。

因此，本公开内容的一个方面可以包括体现用于非地球同步卫星通信系统中的时间和频率同步的方法的非暂时性计算机可读介质。术语“非暂时性”并不排除任何物理存储介质或存储器，并且尤其不排除动态存储器(例如，常规的随机存取存储器(RAM))，而是仅排除关于介质可以被解释为暂时传播信号的解释。

尽管前面的公开内容示出了说明性方面，但是应当注意的是，在不脱离所附的权利要求的范围的情况下，可以在本文中进行各种变化和修改。除非另有明确说明，否则根据本文中描述的方面的方法权利要求的功能、步骤或动作不需要以任何特定次序执行。此外，虽然可能用单数形式来描述或要求保护元素，但是除非明确声明限于单数形式，否则复数形式也是可预期的。因此，本公开内容不限于所示出的例子，并且用于执行本文中描述的功能的任何单元被包括在本公开内容的各方面中。

Claims

1.一种发起第一设备和第二设备之间的测距操作的方法，所述方法由所述第二设备执行并且包括：

向所述第一设备发送精细定时测量FTM请求帧，所述FTM请求帧指示所述第二设备所支持的多种类型的非传统确认ACK帧格式；

从所述第一设备接收第一FTM帧，所述第一FTM帧指示所述第一设备接收所述第二设备所支持的所述多种类型的非传统ACK帧格式中的每种类型的非传统ACK帧格式的能力；

至少部分地基于所指示的所述第一设备的能力，选择所述多种类型的非传统ACK帧格式或传统ACK帧格式中的一种，其中，所述多种类型的非传统ACK帧格式包括由以下各项组成的群组中的一个或多个成员：高效率HE协议、极高吞吐量VHT协议、以及高吞吐量HT协议，并且所述传统ACK帧格式包括非HT协议；

响应于对所述第一FTM帧的接收，向所述第一设备发送ACK帧，所述ACK帧是使用所选择的ACK帧格式来发送的；

从所述第一设备接收第二FTM帧，所述第二FTM帧包括指示所述ACK帧的到达时间TOA与所述第一FTM帧的离开时间TOD之间的时间差的时间值；以及

至少部分地基于所述时间值来确定所述第一设备与所述第二设备之间的距离。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述HE协议符合IEEE 802.11ax标准，所述VHT协议符合IEEE 802.11ac标准，所述HT协议符合IEEE 802.11n标准，并且所述非HT协议符合IEEE 802.11a/g标准。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二设备基于所述第一设备指示无能力接收所述第二设备所支持的所述非传统ACK帧格式中的任何非传统ACK帧格式来选择所述传统ACK帧格式。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二设备选择与最高数量的正交频分复用OFDM音调相关联并且是所述第一设备所支持的非传统ACK帧格式。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述FTM请求帧包括指示所述第二设备所支持的所述多种类型的非传统ACK帧格式的能力字段。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一FTM帧包括指示所述第一设备能够接收所述多种类型的非传统ACK帧格式中的哪种类型的非传统ACK帧格式的能力字段。

7.根据权利要求1所述的方法，还包括：

在信标帧中包括指示所述第二设备所支持的所述多种类型的非传统ACK帧格式的能力信息；以及

发送所述信标帧。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述能力信息被包括在所述信标帧的信息元素IE内。

9.根据权利要求1所述的方法，还包括：

从所述第一设备接收信标帧，所述信标帧指示所述第一设备接收一种或多种类型的非传统ACK帧格式的能力。

10.一种发起与第一设备的测距操作的第二设备，所述第二设备包括：

一个或多个处理器；以及

存储器，其被配置为：存储在由所述一个或多个处理器执行时使得所述第二设备进行以下操作的指令：

11.根据权利要求10所述的第二设备，其中，对所述指令的执行使得所述第二设备进行以下操作：基于所述第一设备指示无能力接收所述第二设备所支持的所述非传统ACK帧格式中的任何非传统ACK帧格式来选择所述传统ACK帧格式。

12.根据权利要求10所述的第二设备，其中，对所述指令的执行使得所述第二设备进行以下操作：选择与最高数量的正交频分复用OFDM音调相关联并且是所述第一设备所支持的非传统ACK帧格式。

13.根据权利要求10所述的第二设备，其中，所述FTM请求帧包括指示所述第二设备所支持的所述多种类型的非传统ACK帧格式的能力字段。

14.根据权利要求10所述的第二设备，其中，所述第一FTM帧包括指示所述第一设备能够接收所述多种类型的非传统ACK帧格式中的哪种类型的非传统ACK帧格式的能力字段。

15.根据权利要求10所述的第二设备，其中，对所述指令的执行还使得所述第二设备进行以下操作：

发送所述信标帧。

16.根据权利要求15所述的第二设备，其中，所述能力信息被包括在所述信标帧的信息元素IE内。

17.一种存储一个或多个程序的非暂时性计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包含在由第二设备的一个或多个处理器执行时使得所述第二设备通过执行包括以下各项的操作来发起与第一设备的测距操作的指令：

18.根据权利要求17所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中，对所述指令的执行使得所述第二设备进行以下操作：基于所述第一设备指示无能力接收所述第二设备所支持的所述非传统ACK帧格式中的任何非传统ACK帧格式来选择所述传统ACK帧格式。

19.根据权利要求17所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中，对所述指令的执行使得所述第二设备进行以下操作：选择与最高数量的正交频分复用OFDM音调相关联并且是所述第一设备所支持的非传统ACK帧格式。

20.根据权利要求17所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中，所述FTM请求帧包括指示所述第二设备所支持的所述多种类型的非传统ACK帧格式的能力字段。

21.根据权利要求17所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中，所述第一FTM帧包括指示所述第一设备能够接收所述多种类型的非传统ACK帧格式中的哪种类型的非传统ACK帧格式的能力字段。

22.根据权利要求17所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中，对所述指令的执行使得所述第二设备执行还包括以下各项的操作：

发送所述信标帧。

23.一种发起与第一设备的测距操作的第二设备，所述第二设备包括：

用于向所述第一设备发送精细定时测量FTM请求帧的单元，所述FTM请求帧指示所述第二设备所支持的多种类型的非传统确认ACK帧格式；

用于从所述第一设备接收第一FTM帧的单元，所述第一FTM帧指示所述第一设备接收所述第二设备所支持的所述多种类型的非传统ACK帧格式中的每种类型的非传统ACK帧格式的能力；

用于至少部分地基于所指示的所述第一设备的能力，选择所述多种类型的非传统ACK帧格式或传统ACK帧格式中的一种的单元，其中，所述多种类型的非传统ACK帧格式包括由以下各项组成的群组中的一个或多个成员：高效率HE协议、极高吞吐量VHT协议、以及高吞吐量HT协议，并且所述传统ACK帧格式包括非HT协议；

用于响应于对所述第一FTM帧的接收，向所述第一设备发送ACK帧的单元，所述ACK帧是使用所选择的ACK帧格式来发送的；

用于从所述第一设备接收第二FTM帧的单元，所述第二FTM帧包括指示所述ACK帧的到达时间TOA与所述第一FTM帧的离开时间TOD之间的时间差的时间值；以及

用于至少部分地基于所述时间值来确定所述第一设备与所述第二设备之间的距离的单元。

24.根据权利要求23所述的第二设备，其中，所述第二设备要基于所述第一设备指示无能力接收所述第二设备所支持的所述非传统ACK帧格式中的任何非传统ACK帧格式来选择所述传统ACK帧格式。

25.根据权利要求23所述的第二设备，其中，所述第二设备要选择与最高数量的正交频分复用OFDM音调相关联并且是所述第一设备所支持的非传统ACK帧格式。

26.根据权利要求23所述的第二设备，其中，所述FTM请求帧包括指示所述第二设备所支持的所述多种类型的非传统ACK帧格式的能力字段。

27.根据权利要求23所述的第二设备，还包括：

用于在信标帧中包括指示所述第二设备所支持的所述多种类型的非传统ACK帧格式的能力信息的单元；以及

用于发送所述信标帧的单元。