CN108776324B - 用于使用往返时间通过在网络中广播来测距的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及用于使用往返时间通过在网络中广播来测距的设备和方法。本发明提供一种用于无线通信的方法、设备和计算机程序产品。所述设备从第一无线通信装置接收第一消息且从第二无线通信装置接收第二消息；获得与关于所述第一消息的第一处理延迟和关于所述第二消息的第二处理延迟相关联的信息；以及发射包括与所述第一和第二处理延迟相关联的所述信息的指示的第三消息。

Description

用于使用往返时间通过在网络中广播来测距的设备和方法
分案申请的相关信息
本申请是申请日为2014年7月22日、发明名称为“用于使用往返时间通过在网络中广播来测距的设备和方法”、申请号为201480041311.0的发明专利申请的分案申请。
相关申请案的交叉参考
本申请案主张2013年7月25日提交的名称为“用于使用往返时间通过在网络中广播来测距的设备和方法(APPARATUS AND METHOD FOR RANGING USING ROUND-TRIP TIMEBY BROADCASTING IN A NETWORK)”的第13/951,115号美国非临时申请案的优先权，所述申请案明确地以全文引用的方式并入本文中。
技术领域
本发明大体上涉及通信系统，且更具体来说，涉及一种用于使用往返时间通过在网络中广播来测距的方法和设备。
背景技术
通过车辆之间的无线通信能力经由无线通信协议(例如IEEE 802.11p)启用的车辆安全应用需要亚米级相对位置精度。现有的定位系统(例如全球定位系统(GPS))不能提供如此高的精度。通常，为了实现所需的相对定位精度，定位系统需要用用于执行相邻车辆之间的距离测量的另外的传感器来增强。然而，此类另外的传感器增加定位系统的成本和复杂性两者。
发明内容
在本发明的方面中，提供一种方法、一种计算机程序产品及一种设备。所述设备从第一无线通信装置接收第一消息且从第二无线通信装置接收第二消息；获得与关于所述第一消息的第一处理延迟和关于所述第二消息的第二处理延迟相关联的信息；以及发射包括与所述第一和第二处理延迟相关联的所述信息的指示的第三消息。
附图说明
图1是图示两个节点之间的测距过程的图式。
图2是图示三个节点之间的测距过程的图式。
图3是图示实例消息格式的图式。
图4是图示三个节点之间的测距过程的图式。
图5是图示实例消息格式的图式。
图6是无线通信的方法的流程图。
图7是无线通信的方法的流程图。
图8是图示在示例性设备中的不同模块/装置/组件之间的数据流的概念数据流图。
图9是图示采用处理系统的设备的硬件实施方案的实例的图式。
具体实施方式
下文结合附图阐述的具体实施方式意图作为对各种配置的描述，且并不意图表示可实践本文中所描述的概念的仅有配置。所述具体实施方式出于提供对各种概念的透彻理解的目的而包含具体细节。然而，所属领域的技术人员将显而易见，可在没有这些具体细节的情况下实践这些概念。在一些情况下，以框图形式示出众所周知的结构和组件以免混淆此类概念。
现将参考各种设备和方法来呈现通信系统的若干方面。将通过各种块、模块、组件、电路、步骤、过程、算法等(统称为“元件”)在以下具体实施方式中描述且在附图中图示这些设备和方法。这些元件可使用电子硬件、计算机软件或其任何组合来实施。此类元件是实施为硬件还是软件取决于特定应用及施加于整个系统的设计约束。
作为实例，元件或元件的任何部分或元件的任何组合可以用包含一或多个处理器的“处理系统”来实施。处理器的实例包含微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑装置(PLD)、状态机、门控逻辑、离散硬件电路和经配置以执行贯穿本发明描述的各种功能性的其它合适的硬件。处理系统中的一或多个处理器可以执行软件。软件应被广义上解释为意指指令、指令集、代码、代码段、程序代码、程序、子程序、软件模块、应用、软件应用、软件包、例程、子例程、对象、可执行文件、执行线程、程序、函数等，而不管其是被称作软件、固件、中间件、微码、硬件描述语言还是其它。
因此，在一或多个示例性实施例中，所描述的功能可以用硬件、软件、固件或其任何组合来实施。如果用软件来实施，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或编码为计算机可读媒体上的一或多个指令或代码。计算机可读媒体包含计算机存储媒体。存储媒体可为可由计算机存取的任何可用媒体。作为实例而非限制，此类计算机可读媒体可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储装置、磁盘存储装置或其它磁性存储装置，或可以用于携载或存储呈指令或数据结构的形式的所要的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)和软性磁盘，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。上述各者的组合也应包含在计算机可读媒体的范围内。
如本文中所使用，术语“无线通信装置”可以指蜂窝式电话、智能手机、会话发起协议(SIP)电话、膝上型计算机、个人数字助理(PDA)、卫星无线电、全球定位系统、多媒体装置、视频装置、数字音频播放器(例如，MP3播放器)、相机、游戏控制台、平板计算机，或任何其它类似功能的装置。此外，术语“无线通信装置”还可由所属领域的技术人员称作移动台、订户台、移动单元、订户单元、无线单元、远程单元、移动装置、无线装置、远程装置、移动订户台、接入终端、移动终端、无线终端、远程终端、手持机、用户代理、移动客户端、客户端或某一其它合适的术语。
图1是图示两个节点之间的测距过程的图式100。例如，测距过程可以是在两个或两个以上节点之间执行的用于确定所述两个或两个以上节点之间的相对距离的过程。图1包含第一节点(也称为“装置A”)102和第二节点(也称为“装置B”)104。装置A 102和装置B104可以各自为经配置以使用无线通信协议进行通信的无线通信装置。例如，装置A 102和装置B 104可以经配置以使用IEEE 802.11p无线通信协议。在一方面中，装置A 102可以位于一个车辆中且装置B 104可以位于另一车辆中。
如图1中所示，装置A 102在时间TA1处将请求106发射到装置B 104。在一方面中，请求106可以是请求来自装置B 104的测距信息的数据包。装置B 104存储接收请求106的时间(例如，时间TAB1)且针对所接收的请求106在时间TAB2处向装置A 102发射确认(“ACK”)108。装置B 104通过确定发射ACK 108的时间(例如，时间TAB2)和接收请求106的时间(例如，时间TAB1)之间的差值来确定装置B 104关于请求106的处理延迟。例如，处理延迟可以包含媒体访问控制(“MAC”)访问延迟和/或处理和发射ACK 108所涉及的其它延迟。
如图1中所示，装置B 104将指示装置B 104的处理延迟的消息110发射到装置A102。在一方面中，消息110可以是包含发射ACK 108的时间(例如，时间TAB2)和接收请求106的时间(例如，时间TAB1)之间的差值的数据包。在另一方面，消息110可以是指示通过装置B 104发射ACK 108的时间(例如，时间TAB2)和通过装置B 104接收请求106的时间(例如，时间TAB1)的数据包。在此方面中，装置A 102可以通过确定TAB2和TAB1之间的差值确定处理延迟。在一个实例中，消息110可以是作为ACK 108的部分发射的数据包。
例如，装置A 102可以确定相对于装置B 104的往返时间(“RTT”)。如本文中所使用，术语“RTT”是指用于第一无线信号(例如，请求106)从第一无线通信装置(例如，装置A102)行进到第二无线通信装置(例如，装置B 104)和用于第二无线信号(例如，ACK108)从第二无线通信装置(例如，装置B 104)行进回到第一无线通信装置(例如，装置A102)所需的总时间。在本实例中，装置A 102可以使用等式1确定相对于装置B 104的RTT：
RTT(A,B)＝(TA2-TA1)-(TAB2-TAB1) (等式1)
其中RTT(A,B)是装置A 102和装置B 104之间的往返时间，TA1是从装置A 102发射请求106的时间，TA2是在装置A 102处接收ACK 108的时间，TAB1是在装置B 104处接收请求106的时间，且TAB2是从装置B 104发射ACK 108的时间。装置A 102可以使用等式2确定装置A 102和装置B 104之间的距离：
Distance(A,B)＝RTT(A,B)/2×(光速) (等式2)
因此，为了使装置A 102确定RTT(A,B)，装置B 104将装置B 104的处理延迟(例如，TAB2-TAB1)发射到装置A 102。例如，如先前论述，处理延迟可以是作为ACK 108的部分发射到装置A 102的数据包(例如，消息110)。应注意，如果参考图1所描述的测距过程将在包含N个节点的网络中的节点对之间执行，那么将需要(N-1)2次消息交换。
如本文中所描述，为了减少在包含N个节点的网络中的所需消息交换的数目，测距信息可以在单一消息中经组合用于多个节点且作为单一数据包的部分发射。如本文中进一步描述，测距信息在单一消息中的此类组合可以允许包含N数目个节点的系统使用在相邻节点之间的最小数目的消息发射来从相邻节点获得所有测距信息。
图2是图示三个节点之间的测距过程的图式200。图2包含第一节点(也称为“装置D”)202、第二节点(也称为“装置E”)204以及第三节点(也称为“装置F”)206。装置D 202、装置E 204以及装置F 206可以各自为经配置以使用无线通信协议进行通信的无线通信装置。例如，装置D 202、装置E 204以及装置F 206可以经配置以使用IEEE802.11p无线通信协议。在一方面中，装置D 202、装置E 204以及装置F 206可以各自位于不同车辆中。
在图2中，装置D 202、装置E 204以及装置F 206经配置以测量自从上次从特定的无线通信装置接收消息后经过的时间。例如，装置E 204经配置以测量自从上次从装置D202接收消息后经过的时间和自从上次从装置F 206接收消息后经过的时间。在一方面中，装置(例如，装置E 204)可以通过当从特定的无线通信装置接收消息时启动所述特定的无线通信装置(例如，装置D 202)的计数器(也称为“计时器”)来测量经过的时间。在此方面中，通过无线通信装置(例如，装置E 204)维持的特定无线通信装置(例如，装置D 202)的计数器的值可以表示在当前时间和自从上次从特定的无线通信装置(例如，装置D 202)接收消息的时间之间的差值。
参考图2，装置D 202在时间TD1处将请求208发射到装置E 204。在方面中，请求208可以是请求来自装置E 204的测距信息的数据包。装置E 204在时间TDE1处接收请求208。例如，装置E 204可以在接收请求208后启动装置D 202的计数器。装置F206在时间TF1处将请求210发射到装置E 204。在一方面中，请求210可以是请求来自装置E 204的测距信息的数据包。装置E 204在时间TFE1处接收请求210。例如，装置E 204可以在接收请求210后启动装置F 206的计数器。图2中的无线通信装置中的每一者都可以存储发射消息的对应的时间。例如，装置D 202可以存储发射请求208的时间TD1且装置F 206可以存储发射请求210的时间TF1。
如图2中示出，装置E 204在时间TE处发射消息212。在一方面中且如下文关于图3所描述，消息212可以包含已经从其接收消息的两个或两个以上无线通信装置的装置ID和所述两个或两个以上无线通信装置的相对应的计数器值。在一方面中，消息212可以进一步包含装置E 204从其请求测距信息的装置的一或多个装置ID。例如，消息212可以是数据包，所述数据包被广播到其它无线通信装置，例如装置D 202和装置F206。例如，装置E 204可以在发射消息212之后重置装置D 202和装置F 206的计数器的值。在一方面中，当无线通信资源可用且或者装置E 204需要来自相邻无线通信装置的测距信息或者从阈值数目或相邻无线通信装置接收到测距请求时，装置E 204可以发射消息212。
接收由装置E 204发射的消息212的每个无线通信装置可以使用消息212来确定相对于装置E 204的RTT。例如，当装置D 202在时间TD2处从装置E 204接收消息212时，装置D202可以使用消息212来确定与装置D 202相对应的计数器值。例如，装置D 202可以使用等式3确定相对于装置E 204的RTT(D,E)：
RTT(D,E)＝(TD2-TD1)-Counter(D,E) (等式3)
其中RTT(D,E)是装置D 202和装置E 204之间的往返时间，TD1是请求208从装置D202发射到装置E 204的时间，TD2是在装置D 202处接收消息212的时间，且Counter(D,E)是与装置D 202相对应的计数器值。例如，Counter(D,E)可以是自从装置E204上次从装置D202接收数据包后经过的时间。因此，在此类实例中，Counter(D,E)可以表示装置E 204关于来自装置D 202的请求208的处理延迟。装置D 202可以使用等式4确定装置D 202和装置E204之间的距离：
Distance(D,E)＝RTT(D,E)/2×(光速)。 (等式4)
在另一个实例中，装置F 206可以使用等式5确定相对于装置E 204的RTT(F,E)：
RTT(F,E)＝(TF2-TF1)-Counter(F,E) (等式5)
其中RTT(F,E)是装置F 206和装置E 204之间的往返时间，TF1是请求210从装置F206发射到装置E 204的时间，TF2是在装置F 206处接收消息212的时间，且Counter(F,E)是与装置F 206相对应的计数器值。例如，Counter(F,E)可以是自从装置E 204上次从装置F206接收数据包后经过的时间。因此，在此类实例中，Counter(F,E)可以表示装置E 204关于来自装置F 206的请求210的处理延迟。装置F 206可以使用等式6确定装置F 206和装置E204之间的距离：
Distance(F,E)＝RTT(F,E)/2×(光速)。 (等式6)
在一方面中，由装置E 204发射的消息212可以包含针对来自装置F 206的测距信息的请求。在此方面中，装置F 206可以测量自从上次从装置E 204接收消息后经过的时间。例如，装置F 206可以通过当在装置F 206处接收消息212时启动装置E 204的计数器来测量经过的时间。例如，通过装置F 206维持的装置E 204的计数器的值可以表示在当前时间和自从上次从装置E 204接收消息212的时间之间的差值。
在一方面中，消息212可以包含与每个相对应的计数器值相关联的精度值。例如，消息212可以包含与Counter(D,E)相对应的第一精度值且可以包含与Counter(F,E)相对应的第二精度值。精度值可以是与相对应的计数器值相关联的百分比误差。
在一方面中，请求208可以包含第一识别符且请求210可以包含第二识别符。例如，第一和第二识别符可以各自为唯一序列号或唯一发射识别符。装置E 204可以从请求208确定第一识别符且可以从请求210确定第二识别符。装置E 204可以在消息212中包含第一和第二识别符。因此，通过在消息212中包含第一和第二识别符，请求测距信息的装置(例如，装置D 202)随后可以使在消息212中指示的处理延迟(例如，Counter(D,E))与特定请求(例如，请求208)相关。
如图2中示出，装置F 206在接收消息212之后发射消息214。在一方面中，消息214可以包含已经从其接收消息(例如，消息212)的装置(例如，装置E 204)的装置识别号(“ID”)和所述装置(例如，装置E 204)的相对应的计数器值。例如，装置F 206可以在接收消息212后启动计数器且可以在消息214中指示计数器值。在一方面中，消息214可以进一步包含装置F 206从其请求测距信息的装置的一或多个装置ID。例如，消息214可以是数据包，所述数据包被广播到其它无线通信装置，例如装置E 204。在一个实例中，装置F 206可以在发射消息214之后将计数器值重置为零。
装置E 204可以在时间TFE2处接收消息214且可以使用消息214来确定相对于装置F 206的RTT。例如，当装置E 204在时间TFE2处从装置F 206接收消息214时，装置E 204可以使用消息214来确定与装置E 204相对应的计数器值(例如，Counter(E,F))。例如，装置E204可以使用等式7确定相对于装置F 206的RTT(E,F)：
RTT(E,F)＝(TFE2-TE)-Counter(E,F) (等式7)
其中RTT(E,F)是装置E 204和装置F 206之间的往返时间，TE是从装置E 204发射消息212的时间，TFE2是在装置E 204处接收消息214的时间，且Counter(E,F)是与装置E204相对应的计数器值。例如，Counter(E,F)可以是自从装置F 206上次从装置E 204接收数据包后经过的时间。因此，在此类实例中，Counter(E,F)可以表示装置F 206关于来自装置E204的消息212的处理延迟。装置E 204可以使用等式8确定装置E 204和装置F 206之间的距离：
Distance(E,F)＝RTT(E,F)/2×(光速)。 (等式8)
在一个实例中，N数目个无线通信装置中的每一者可以在多个时隙中的一者中发送发射，使得允许仅一个装置在特定时隙期间发射。所述多个时隙中的每一者可以是预定时间段，例如2.0毫秒(ms)。例如，装置D 202可以在第一时隙期间发射消息，装置E 204可以在第二时隙期间发射消息，且装置F 206可以在第三时隙期间发射消息。装置D 202可以发射包含装置D 202从其请求测距信息的装置的装置ID的消息。例如，装置ID可以是可以用于识别特定无线通信装置(例如装置E 204)的任何信息。装置E 204可以从装置D 202接收消息且可以在第二时隙中发射消息，所述消息包含用于装置D 202的计数器值(例如，Counter(D,E))并且还包含装置E 204从其请求测距信息的装置ID。装置F 206可以在第三时隙中发射消息，所述消息包含装置D 202的计数器值(例如，Counter(D,F))和装置E 204的计数器值(例如，Counter(E,F))并且还包含装置F 206从其请求测距信息的装置ID。此类发射序列可以继续，直到所有装置获得所需的测距信息。
因为需要被发射的测距信息较小或与标头相当，所以多个无线通信装置的测距信息可以被组合且作为同一数据包的部分发射，以便摊销数据包开销。因此，与图1中的其中无线通信装置(例如，装置B 104)发射单独的且通常过长的消息(例如，消息110)以响应于每个测距请求(例如，测距请求106)的配置相比，参考图2所揭示的方面通过将多个无线通信装置(例如，装置D 202和装置F 206)的测距信息组合成单一消息(例如，消息212)而允许无线通信装置(例如，图2的装置E 204)减少消息发射的数目。因此，可以在单一发射中将此类单一消息发射到多个无线通信装置，而非将单独的消息发射到多个无线通信装置中的每一者。
图3图示实例消息格式300。例如，消息格式300可以由装置E 204用于发射消息212。如图3中所示，消息格式300包含用于指示其计数器值被包含的相邻装置的数目的字段302，用于指示第一无线通信装置的ID(例如，装置D 202的ID)的字段304，用于指示第一无线通信装置的计数器值(例如，装置D 202的计数器值)的字段306，用于指示第二无线通信装置的ID(例如，装置F 206的ID)的字段308，以及用于指示第二无线通信装置的计数器值(例如，装置F 206的计数器值)的字段310。消息格式300可以进一步包含用于指示从其请求测距信息的无线通信装置的数目的字段312，用于指示从其请求测距信息的第一无线通信装置的ID(例如，装置D 202的ID)的字段314，以及用于指示从其请求测距信息的第二无线通信装置的ID(例如，装置F 204的ID)的字段316。在一方面中，消息格式300可以包含一或多个精度值，其中每个精度值与相对应的计数器值相关联。应理解，消息格式300可以包含用于指示另外的无线通信装置的ID的另外字段和用于指示相对应的另外的无线通信装置的计数器值的另外字段。应进一步理解，消息格式300可以包含用于指示从其请求测距信息的另外的无线通信装置的另外字段。
图4是图示三个节点之间的测距过程的图式400。图4包含第一节点(也称为“装置G”)402、第二节点(也称为“装置H”)404，以及第三节点(也称为“装置I”)406。装置G 402、装置H 404以及装置I 406可以各自为经配置以使用无线通信协议进行通信的无线通信装置。例如，装置G 402、装置H 404以及装置I 406可以经配置以使用IEEE802.11p无线通信协议。在一方面中，装置G 402、装置H 404以及装置I 406可以各自位于不同车辆中。
如图4中所示，希望从相邻无线通信装置接收测距信息的每个无线通信装置将请求测距信息的消息发射到相邻无线通信装置。例如，参考图4，装置G 402在时间TG1处将请求408发射到装置H 404。在一方面中，请求408可以是包含装置H 404的装置ID且请求来自装置H 404的测距信息的数据包。装置H 404存储接收请求408的时间(例如，时间TGH1)且针对所接收的请求408在时间TGH2处将ACK 410发射到装置G 402。装置H 404通过确定发射ACK 410的时间(例如，时间TGH2)和接收请求408的时间(例如，时间TGH1)之间的差值来确定装置H 404关于来自装置G 402的请求408的处理延迟。例如，所述处理延迟可以包含MAC访问延迟和/或处理和发射ACK 410所涉及的其它延迟。
装置I 406在时间TI1处将请求412发射到装置H 404。在一方面中，请求412可以是包含装置H 404的装置ID且请求来自装置H 404的测距信息的数据包。装置H 404存储接收请求412的时间(例如，时间TIH1)且针对所接收的请求412在时间TIH2处将ACK 414发射到装置I 406。装置H 404通过确定发射ACK 414的时间(例如，时间TIH2)和接收请求412的时间(例如，时间TIH1)之间的差值来确定装置H 404关于来自装置I406的请求412的处理延迟。例如，所述处理延迟可以包含MAC访问延迟和/或处理和发射ACK 414所涉及的其它延迟。
如图4中所示，装置H 404发射消息416，所述消息指示装置H 404关于来自装置G402的请求408和来自装置I 406的请求412的处理延迟。在一方面中，消息416可以是包含发射ACK 410的时间(例如，时间TGH2)和接收请求408的时间(例如，时间TGH1)之间的差值的数据包。消息416可以进一步包含发射ACK 414的时间(例如，时间TIH2)和接收请求412的时间(例如，时间TIH1)之间的差值。在另一方面，消息416可以是数据包，所述数据包指示发射ACK 410的时间(例如，时间TGH2)和接收请求408的时间(例如，时间TGH1)，以及发射ACK414的时间(例如，时间TIH2)和接收请求412的时间(例如，时间TIH1)。在此方面中，装置G402可以通过确定TGH2和TGH1之间的差值来确定装置H 404关于请求408的处理延迟。装置I406可以通过确定TIH2和TIH1之间的差值来确定装置H 404关于请求412的处理延迟。
在一方面中，在发射消息416之前，装置H 404可以等待直到装置H 404已从所有相邻装置接收针对测距信息的请求。在另一方面，在发射消息416之前，装置H 404可以等待直到装置H 404已从相邻装置接收针对测距信息的阈值数目的请求。在另一方面，装置H 404可以在从接收请求408的时间(例如，时间TGH1)开始测量的预定最大时间段内发射消息416。例如，所述预定最大时间段可以是32.0ms。例如，所述预定最大时间段可以是基于装置H 404中的时钟的精度。在此类实例中，如果时钟的精度较低，那么可以将最大时间段设定成低时间值。然而，如果时钟的精度较高，那么可以将最大时间段设定成高时间值。
在一方面中，消息416可以包含与每个相对应的处理延迟相关联的精度值。例如，消息416可以包含与装置H 404关于来自装置G 402的请求408的处理延迟相对应的第一精度值，且可以包含与装置H 404关于来自装置I 406的请求412的处理延迟相对应的第二精度值。例如，精度值可以是与相对应的处理延迟相关联的百分比误差。例如，装置G 402可以使用等式9确定相对于装置H 404的RTT：
RTT(G,H)＝(TG2-TG1)-(TGH2-TGH1) (等式9)
其中RTT(G,H)是装置G 402和装置H 404之间的往返时间，TG1是从装置G 402发射请求408的时间，TG2是在装置G 402处接收ACK 410的时间，TGH1是在装置H404处接收请求408的时间，且TGH2是从装置H 404发射ACK 410的时间。装置G 402可以使用等式10确定装置G 402和装置H 404之间的距离：
Distance(G,H)＝RTT(G,H)/2×(光速) (等式10)
如图4中所示，装置H 404在时间TIH3处将请求418发射到装置I 406。在一方面中，请求418可以是包含装置I 406的装置ID且请求来自装置I 406的测距信息的数据包。装置I406存储接收请求418的时间(例如，时间TI3)且针对所接收的请求418在时间TI4处将ACK420发射到装置H 404。装置I 406通过确定发射ACK 420的时间(例如，时间TI4)和接收请求418的时间(例如，时间TI3)之间的差值来确定装置I 406关于来自装置H 404的请求418的处理延迟。例如，所述处理延迟可以包含MAC访问延迟和/或处理和发射ACK 420所涉及的其它延迟。
如图4中所示，装置I 406发射消息422，所述消息指示装置I 406关于来自装置H404的请求418的处理延迟。在方面中，消息422可以是包含发射ACK 420的时间(例如，时间TI4)和接收请求418的时间(例如，时间TI3)之间的差值的数据包。在另一方面，消息422可以是指示发射ACK 420的时间(例如，时间TI4)和接收请求418的时间(例如，时间TI3)的数据包。在此方面中，装置H 404可以通过确定TI4和TI3之间的差值来确定装置I 406关于请求418的处理延迟。
例如，装置H 404可以使用等式11确定相对于装置I 406的RTT：
RTT(H,I)＝(TIH4-TIH3)-(TI4-TI3) (等式11)
其中RTT(H,I)是装置H 404和装置I 406之间的往返时间，TIH3是从装置H 404发射请求418的时间，TIH4是在装置H 404处接收ACK 420的时间，TI3是在装置I 406处接收请求418的时间，且TI4是从装置I 406发射ACK 420的时间。装置H 404可以使用等式12确定装置H 404和装置I 406之间的距离：
Distance(H,I)＝RTT(H,I)/2×(光速) (等式12)
图5图示实例消息格式500。例如，消息格式500可以由装置H 404用于发射消息416。如图5中示出，消息格式500包含用于指示装置H 404关于其的处理延迟被包含的相邻无线通信装置的数目的字段502，用于指示第一无线通信装置的ID(例如，装置G402的ID)的字段504，用于指示装置H 404关于从第一无线通信装置接收的消息的处理延迟(例如，时间TGH2和TGH1之间的差值)的字段506，用于指示第二无线通信装置的ID(例如，装置I 406的ID)的字段508，以及用于指示装置H 404关于从第二无线通信装置接收的消息的处理延迟(例如，时间TIH2和TIH1之间的差值)的字段510。消息格式500可以进一步包含用于指示从其请求测距信息的无线通信装置的数目的字段512，用于指示从其请求测距信息的第一无线通信装置的ID(例如，装置G 402的ID)的字段514，以及用于指示从其请求测距信息的第二无线通信装置的ID(例如，装置I 406的ID)的字段516。在一方面中，消息格式500可以包含一或多个精度值，其中每个精度值与相对应的处理延迟相关联。应理解，消息格式500可以包含用于指示另外的无线通信装置的ID的另外字段和用于指示装置H 404关于另外的无线通信装置的处理延迟的另外字段。应进一步理解，消息格式500可以包含用于指示从其请求测距信息的另外的无线通信装置的另外字段。
图6是无线通信的方法的流程图600。所述方法可以通过无线通信装置(例如图2中的装置E 204)执行。
在步骤602处，无线通信装置从第一无线通信装置接收第一消息且从第二无线通信装置接收第二消息。例如，参考图2，第一无线通信装置可以是装置D 202且第一消息可以是请求208。在此类实例中，第二无线通信装置可以是装置F 206且第二消息可以是请求210。在一方面中，请求208和请求210可以各自为请求来自装置E 204的测距信息的数据包。
在步骤604处，无线通信装置从第一消息确定第一识别符且从第二消息确定第二识别符。例如，第一和第二识别符可以各自为唯一序列号或唯一发射识别符。
在步骤606处，无线通信装置获得与关于第一消息的第一处理延迟和关于第二消息的第二处理延迟相关联的信息。在一方面中，参考图2，装置E 204通过确定第一处理延迟和第二处理延迟来获得与关于第一消息的第一处理延迟和关于第二消息的第二处理延迟相关联的信息。例如，装置E 204可以通过当从装置D 202接收请求208时启动装置D 202的计数器来确定第一处理延迟。通过装置E 204维持的装置D 202的计数器的值可以表示在当前时间和自从从装置D 202接收请求208的时间之间的差值。因此，装置D 202的计数器可以表示装置E 204关于来自装置D 202的请求208的处理延迟。例如，进一步参考图2，装置E204可以通过当从装置F 206接收请求210时启动装置F206的计数器来确定第二处理延迟。通过装置E 204维持的装置F 206的计数器的值可以表示在当前时间和自从从装置F 206接收请求210的时间之间的差值。因此，装置F 206的计数器可以表示装置F 206关于来自装置F 206的请求210的处理延迟。
在步骤608处，无线通信装置发射包括与第一和第二处理延迟相关联的信息的指示的第三消息。在一方面中，与第一和第二处理延迟相关联的信息的指示可以是通过装置E204维持的装置D 202的计数器的值和/或通过装置E 204维持的装置F 206的计数器的值。在一方面中，第三消息包含与第一处理延迟相关联的精度和/或与第二处理延迟相关联的精度。例如且如先前论述，第一处理延迟可以是第一计数器值且第二处理延迟可以是第二计数器值。在此类实例中，与第一处理延迟相关联的精度和/或与第二处理延迟相关联的精度可以各自为百分比误差。
在一方面中，第一消息在第一时间处被接收，第二消息在第二时间处被接收，且第三消息在第三时间处被发射，其中第一处理延迟是第三时间和第一时间之间的差值且第二处理延迟是第三时间和第二时间之间的差值。例如，参考图2，第一消息可以是在装置E 204处在时间TDE1处接收的请求208，第二消息可以是在装置E 204处在时间TFE1处接收的请求210，且第三消息可以是由装置E 204在时间TE处广播的消息212。在此类实例中，第一处理延迟可以是时间TE和TDE1之间的差值且第二处理延迟可以是时间TE和TFE1之间的差值。
在一方面中，第三消息可以包含第一识别符和第二识别符。例如，参考图2，第三消息可以是消息212且第一和/或第二识别符可以包含于消息212中。在此类实例中，通过将第一识别符包含在消息212中，请求来自装置E 204的测距信息的装置D 202随后可以使消息212中的处理延迟(例如，Counter(D,E))与请求208相关。此外，通过将第二识别符包含在消息212中，请求来自装置E 204的测距信息的装置F 206随后可以使消息212中的处理延迟(例如，Counter(F,E))与请求210相关。
在一方面中，通过将第三消息广播到第一和第二无线通信装置来发射第三消息。在一方面中，第二消息在第一消息之后。在此方面中，第三消息在相对于第一消息的预定最大时间段内发射，所述最大时间段是基于时钟精度。例如，所述预定最大时间段可以是基于装置E 204中的时钟的精度。在此类实例中，如果时钟的精度较低，那么可以将最大时间段设定成低时间值。然而，如果时钟的精度较高，那么可以将最大时间段设定成高时间值。在一方面中，第三消息包含从其请求测距信息的无线通信装置的至少一个识别符。
在步骤610处，当第三消息包含针对来自第三无线通信装置的测距信息的请求时，所述无线通信装置接收包括来自第三无线通信装置的关于第三消息的处理延迟的第四消息。例如，参考图2，第三消息可以是消息212且第四消息可以是从装置F 206接收的消息214。因此，在此实例中，装置F 206表示第二无线通信装置和第三无线通信装置两者。然而，在其它方面中，第二和第三无线通信装置可以是不同的无线通信装置。消息214可以包含从其接收消息212的装置E 204的装置ID和装置E 204关于消息212的相对应的计数器值。在一方面中，第四消息包含与处理延迟相关联的精度。例如，所述精度可以是装置E 204关于消息212的计数器值的百分比误差。
在步骤612处，无线通信装置基于所接收的第四消息且基于与处理延迟相关联的精度确定距离。在一方面中，所确定的距离可以是与从其接收第四消息的无线通信装置相距的距离。例如，参考图2，第四消息可以是从装置F 206接收的消息214。如图2中示出，装置E 204可以在时间TFE2处接收消息214且可以使用消息214使用如先前描述的等式7来确定相对于装置F 206的RTT。与处理延迟相关联的精度可以用于确定RTT的上限和下限且用于基于所述上限和下限确定RTT的平均值。装置E 204随后可以使用如先前描述的等式8确定装置E 204和装置F 206之间的距离。
应理解，图6中用点线指示的步骤604、610和612表示可选的步骤。例如，在一个实施例中，可以执行步骤602、606和608而不执行步骤604、610和612。应进一步理解，可以根据各种实施例执行步骤604、610和612的各种组合。例如，在一个实施例中，可以执行步骤602、604、606和608而不执行步骤610和612。
图7是无线通信的方法的流程图700。所述方法可以通过无线通信装置(例如图4中的装置H 404)执行。
在步骤702处，无线通信装置从第一无线通信装置接收第一消息且从第二无线通信装置接收第二消息。例如，参考图4，第一无线通信装置可以是装置G 402且第一消息可以是请求408。在此类实例中，第二无线通信装置可以是装置I 406且第二消息可以是请求412。在一方面中，请求408和请求412可以各自为请求来自装置E 204的测距信息的数据包。
在步骤704处，无线通信装置在第三时间处针对所接收的第一消息将第一ACK发送到第一无线通信装置。例如，参考图4，第一ACK可以是通过装置H 404针对所接收的请求408发射的ACK 410。
在步骤706处，无线通信装置在第四时间处针对所接收的第二消息将第二ACK发送到第二无线通信装置。例如，参考图4，第二ACK可以是通过装置H 404针对所接收的请求412发射的ACK 414。
在步骤708处，无线通信装置获得与关于第一消息的第一处理延迟和关于第二消息的第二处理延迟相关联的信息。在一方面中，参考图4，装置H 404通过确定第一处理延迟和第二处理延迟来获得与关于第一消息的第一处理延迟和关于第二消息的第二处理延迟相关联的信息。例如，装置H 404可以通过确定发射ACK 410的时间(例如，时间TGH2)和接收请求408的时间(例如，时间TGH1)之间的差值来确定第一处理延迟。。装置H 404可以通过确定发射ACK 414的时间(例如，时间TIH2)和接收请求412的时间(例如，时间TIH1)之间的差值来确定第二处理延迟。
在步骤710处，无线通信装置发射包括与第一和第二处理延迟相关联的信息的指示的第三消息。在一方面中，参考图4，与第一处理延迟相关联的信息的指示可以是发射ACK410的时间(例如，时间TGH2)和接收请求408的时间(例如，时间TGH1)之间的差值。在此方面中，与第二处理延迟相关联的信息的指示可以是发射ACK 414的时间(例如，时间TIH2)和接收请求412的时间(例如，时间TIH1)之间的差值。在另一方面，参考图4，与第一处理延迟相关联的信息的指示可以是发射ACK 410的时间(例如，时间TGH2)和接收请求408的时间(例如，时间TGH1)。在此方面中，与第二处理延迟相关联的信息的指示可以是发射ACK 414的时间(例如，时间TIH2)和接收请求412的时间(例如，时间TIH1)。
在一方面中，通过将第三消息广播到第一和第二无线通信装置来发射第三消息。在一方面中，第二消息在第一消息之后。在此方面中，第三消息在相对于第一消息的预定最大时间段内发射，所述最大时间段是基于时钟精度。例如，所述预定最大时间段可以是基于装置H 404中的时钟的精度。在此类实例中，如果时钟的精度较低，那么可以将最大时间段设定成低时间值。然而，如果时钟的精度较高，那么可以将最大时间段设定成高时间值。在一方面中，第三消息包含从其请求测距信息的无线通信装置的至少一个识别符。
在步骤712处，无线通信装置发射包括针对来自第三无线通信装置的测距信息的请求的第四消息。例如，参考图4，第三无线通信装置可以是装置I 406且第四消息可以是请求418。因此，在此实例中，装置I 406表示第二无线通信装置和第三无线通信装置两者。然而，在其它方面中，第二和第三无线通信装置可以是不同的无线通信装置。
在步骤714处，无线通信装置针对所发射的第四消息从第三无线通信装置接收ACK。例如，参考图4，从第三无线通信装置接收的ACK可以是ACK 420。
在步骤716处，无线通信装置接收包含与来自第三无线通信装置的关于第四消息的第三处理延迟相关联的信息的指示的第五消息。例如，参考图4，从第三无线通信装置接收的第五消息可以是消息422。
在步骤718处，无线通信装置基于所接收的第五消息且基于与处理延迟相关联的精度确定距离。在一方面中，所确定的距离可以是与向其发射请求418的第三无线通信装置相距的距离。例如，参考图4，第五消息可以是从装置I 406接收的消息422。消息422可以是包含装置I 406关于请求418的处理延迟的数据包。例如，处理延迟可以是发射ACK 420的时间(例如，时间TI4)和接收请求418的时间(例如，时间TI3)之间的差值。装置H 404可以使用处理延迟(例如，时间TI4和时间TI3之间的差值)、发射请求418的时间(例如，时间TIH3)以及接收ACK 420的时间(例如，时间TIH4)来使用如先前描述的等式11确定相对于装置I 406的RTT。与处理延迟相关联的精度可以用于确定RTT的上限和下限且基于所述上限和下限确定RTT的平均值。装置H 404随后可以使用如先前描述的等式12确定装置H 404和装置I 406之间的距离。
应理解，图7中用点线指示的步骤704、706、712、714、716和718表示可选的步骤。例如，在一个实施例中，可以执行步骤702、708和710而不执行步骤704、706、712、714、716和718。应进一步理解，可以根据各种实施例执行步骤704、706、712、714、716和718的各种组合。例如，在一个实施例中，可以执行步骤702、704、706、708和710而不执行步骤712、714、716和718。
图8是图示在示例性设备802中的不同模块/装置/组件之间的数据流的概念数据流图800。所述设备可以是无线通信装置，例如图2中的装置E 204或图4中的装置H 404。所述设备包含模块804，所述模块从第一无线通信装置(例如，装置A 814)接收第一消息且从第二无线通信装置(例如，装置C 816)接收第二消息；接收包括来自第三无线通信装置的关于第三消息的处理延迟的第四消息；针对所发射的第四消息从第三无线通信装置接收ACK；且接收包含来自第三无线通信装置的关于第四消息的处理延迟的第五消息。所述设备进一步包含模块806，所述模块在第三时间处针对所接收的第一消息将第一ACK发送(经由发射模块812)到第一无线通信装置，且在第四时间处针对所接收的第二消息将第二ACK发送(经由发射模块812)到第二无线通信装置。所述设备进一步包含模块808，所述模块获得与关于第一消息的第一处理延迟和关于第二消息的第二处理延迟相关联的信息。所述设备进一步包含模块810，所述模块从第一消息确定第一识别符且从第二消息确定第二识别符；基于所接收的第四消息且基于与处理延迟相关联的精度确定距离；且基于所接收的第五消息且基于与处理延迟相关联的精度确定距离。所述设备进一步包含模块812，所述模块发射包括与第一和第二处理延迟相关联的信息的指示的第三消息；发射包括与第一和第二处理延迟相关联的信息的指示的第三消息；且发射包括针对来自第三无线通信装置的测距信息的请求的第四消息。
所述设备可以包含执行在前述图2和4的流程图中的算法的步骤中的每一者的另外模块。因而，前述图2和4的流程图中的每个步骤可由模块执行，且所述设备可以包含那些模块中的一或多者。所述模块可为一或多个硬件组件，其经特定地配置以执行所陈述的过程/算法、由经配置以执行所陈述的过程/算法的处理器实施、存储在计算机可读媒体内以用于由处理器实施或其某一组合。
图9是图示采用处理系统914的设备802'的硬件实施方案的实例的图式900。处理系统914可以用大体上由总线924表示的总线架构来实施。总线924可取决于处理系统914的具体应用和总体设计约束而包含任何数目个互连总线和桥接器。总线924将包含一或多个处理器和/或硬件模块(由处理器904、模块804、806、808、810和812以及计算机可读媒体906表示)的各种电路链接在一起。总线924还可链接本领域中众所周知的且因此将不再进一步描述的各种其它电路，例如定时源、外设、电压调节器和电力管理电路。
处理系统914可以耦合到收发器910。收发器910耦合到一或多个天线920。收发器910提供用于经由发射媒体与各种其它设备通信的装置。收发器910从一或多个天线920接收信号、从所接收的信号提取信息且将所提取的信息提供到处理系统914(确切地说，接收模块804)。另外，收发器910从处理系统914接收信息(确切地说，发射模块812)，且基于所接收的信息产生将施加到一或多个天线920的信号。处理系统914包含耦合到计算机可读媒体906的处理器904。处理器904负责一般处理,包含执行存储在计算机可读媒体906上的软件。所述软件在由处理器904执行时使得处理系统914执行上文针对任何特定设备描述的各种功能。计算机可读媒体906还可用于存储当执行软件时由处理器904操纵的数据。处理系统进一步包含模块804、806、808、810和812中的至少一者。所述模块可为运行于处理器904中、驻留/存储在计算机可读媒体906中的软件模块，耦合到处理器904的一或多个硬件模块，或其某一组合。
在一个配置中，用于无线通信的设备802/802'包含：用于从第一无线通信装置接收第一消息和从第二无线通信装置接收第二消息的装置；用于获得与关于第一消息的第一处理延迟和关于第二消息的第二处理延迟相关联的信息的装置；用于发射包括与第一和第二处理延迟相关联的信息的指示的第三消息的装置；用于从第一消息确定第一识别符且从第二消息确定第二识别符的装置；用于接收包括来自第三无线通信装置的关于第三消息的处理延迟的第四消息的装置；用于基于所接收的第四消息且基于与处理延迟相关联的精度确定距离的装置；用于在第三时间处针对所接收的第一消息将第一ACK发送到第一无线通信装置的装置；用于在第四时间处针对所接收的第二消息将第二ACK发送到第二无线通信装置的装置；用于发射包括针对来自第三无线通信装置的测距信息的请求的第四消息的装置；用于针对所发射的第四消息从第三无线通信装置接收ACK的装置；用于接收包括来自第三无线通信装置的关于第四消息的处理延迟的第五消息的装置；以及用于基于所接收的第五消息且基于与处理延迟相关联的精度确定距离的装置。前述装置可为经配置以执行由前述装置所叙述的功能的设备802的前述模块和/或设备802'的处理系统914中的一或多者。
应理解，所揭示过程中的步骤的具体次序或层次为示例性方法的说明。基于设计偏好，应理解，可重新布置所述过程中的步骤的具体次序或层次。此外，可以组合或省略一些步骤。随附方法权利要求项以样本次序呈现各个步骤的要素，且并不意图限于所呈现的具体次序或层次。
提供先前的描述以使得所属领域的技术人员能够实践本文所描述的各种方面。对这些方面的各种修改对于所属领域的技术人员来说将是显而易见的，且可将本文中所定义的一般原理应用于其它方面。因此，权利要求书并不意图限于本文中所示的方面，而是应符合与语言权利要求一致的完整范围，其中参考呈单数形式的元件并不意图意指“一个且仅一个”(除非确切地如此陈述)，而是意指“一或多个”。除非另外确切地陈述，否则术语“一些”是指一或多个。例如“A、B或C中的至少一者”、“A、B和C中的至少一者”以及“A、B、C或其任何组合”等组合包含A、B和/或C的任何组合，且可包含多个A、多个B或多个C。确切地说，例如“A、B或C中的至少一者”、“A、B和C中的至少一者”以及“A、B、C或其任何组合”等组合可为仅A、仅B、仅C、A和B、A和C、B和C或A和B和C，其中任何此类组合可包含A、B或C中的一或多个成员。所属领域的技术人员已知或日后将知晓的贯穿本发明而描述的各种方面的元件的所有结构和功能等效物以引用的方式明确地并入本文中，且既定由所利要求书涵盖。此外，本文揭示的任何内容均不意图奉献给公众，无论权利要求书中是否明确地叙述此揭示内容。没有权利要求元素将被解释为装置加功能，除非所述元素使用短语“用于…的装置”来明确地叙述。

Claims (9)

1.一种无线通信的方法，其包括：
从第一无线通信装置接收第一消息且从第二无线通信装置接收第二消息；
获得与接收所述第一消息的时间和发射第四消息的时间之间的第一时间差和接收所述第二消息的时间和发射第五消息的时间之间的第二时间差相关联的信息；以及
发射第三消息，其包括：
与所述第一和第二时间差相关联的所述信息的指示，其特征在于，所述方法进一步包括：
获得与所述第一和第二时间差相关联的精度，并且其中
所述第三消息进一步包括与所述第一和第二时间差相关联的所述精度。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二消息在所述第一消息之后，并且其中所述第三消息在相对于所述第一消息的预定最大时间段内发射，所述最大时间段是基于时钟精度。
3.根据权利要求1所述的方法，其中获得与所述第一时间差和所述第二时间差相关联的信息包括确定所述第一时间差和所述第二时间差。
4.根据权利要求1所述的方法，其中发射所述第三消息包括将所述第三消息广播到所述第一和第二无线通信装置。
5.根据权利要求1所述的方法，所述第三消息进一步包括从其请求测距信息的无线通信装置的至少一个识别符。
6.根据权利要求1所述的方法，其中接收所述第一消息的时间、接收所述第二消息的时间以及发射所述第三消息的时间是不同的。
7.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括从所述第一消息确定第一识别符且从所述第二消息确定第二识别符，其中所述第三消息进一步包括所述第一识别符和所述第二识别符。
8.一种用于无线通信的设备，其包括：
适用于从第一无线通信装置接收第一消息且从第二无线通信装置接收第二消息的装置；
适用于获得与接收所述第一消息的时间和发射第四消息的时间之间的第一时间差和接收所述第二消息的时间和发射第五消息的时间之间的第二时间差相关联的信息的装置；并且，其特征在于进一步包括：
适用于获得与所述第一和第二时间差相关联的精度的装置，以及
适用于发射第三消息的装置，所述第三消息包括：
与所述第一和第二时间差相关联的所述信息的指示，以及
与所述第一和第二时间差相关联的所述精度。
9.一种包括代码的计算机可读介质，当被处理器执行时，所述代码进行以下步骤：
从第一无线通信装置接收第一消息且从第二无线通信装置接收第二消息；
获得与接收所述第一消息的时间和发射第四消息的时间之间的第一时间差和接收所述第二消息的时间和发射第五消息的时间之间的第二时间差相关联的信息；
其特征在于进一步包括进行以下步骤：
获得与所述第一和第二时间差相关联的精度，以及
发射第三消息，其包括：
与所述第一和第二时间差相关联的所述信息的指示，以及
与所述第一和第二时间差相关联的所述精度。
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