CN109905218B - 用于发送与传统802.11系统兼容的测距分组的装置和方法 - Google Patents

用于发送与传统802.11系统兼容的测距分组的装置和方法 Download PDF

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Abstract

本公开涉及用于发送与传统802.11系统兼容的测距分组的装置和方法。本发明公开了一种通信无线设备，其进行协作并利用波形来实现安全信道估计。为了防止重复重放攻击，一些实施方案包括单载波物理层(SC‑PHY)波形和/或不包括可重复或可预测结构的内插OFDM波形。波形在测距分组结构中传输，该分组结构与不使用安全信道估计的传统802.11技术兼容。结合先前交换的信息接收测距分组，以使接收无线系统能够安全地确定信道估计(例如，确定没有在无线系统之间的多径信道中不是真实的第一到达路径的闯入者传输的信道估计)。因此，无线系统中的一者或两者可估计它们之间的距离(或范围)。利用传统802.11技术的设备可接收测距分组结构并确定延缓对信道的访问的持续时间。

Description

用于发送与传统802.11系统兼容的测距分组的装置和方法
技术领域
所描述的实施方案总体涉及安全信道估计以及与无线通信中的传统802.11系统的兼容性。
背景技术
利用可预测和重复结构(例如，循环前缀正交频分复用(CP-OFDM)和Golay序列)的无线通信系统易受可导致质量差和/或服务中断的攻击。例如，黑客设备可由未参与安全测距但是试图篡改由参与安全测距的实体交换的到达时间(ToA)测量/测量报告的实体使用。黑客设备可收听无线传输-例如，从发起站到响应站-利用循环前缀(CP)。黑客设备可发送在响应站处接收的闯入者信号，这导致启发送站和响应站之间的范围(例如，距离)的不正确计算。范围计算可基于从到达时间(ToA)和离开时间(ToD)导出的往返时间(RTT)。ToA可基于导频从多径信道估计导出。因此，依赖重复结构的信道估计容易受到对抗性攻击。此外，通过传统802.11技术进行通信的各种设备可能存在于相同的频带内，并且可能干扰用于安全测距的通信。
发明内容
一些实施方案包括用于发送和接收实现安全信道估计的波形的电子设备、方法和计算机程序产品。在一些实施方案中，波形不包括易受安全问题影响的重复或预测结构-例如，黑客设备在发送系统和接收系统之间解密无线传输。因此，黑客设备将无法生成和发送闯入者传输以欺骗接收系统。在没有闯入者传输的情况下，接收系统可基于所接收的无线传输安全地计算信道估计，并确定接收系统和发送系统之间的范围。
一些实施方案包括用于接收实现安全信道估计的波形的电子设备。在电子设备和第二电子设备之间的测距过程开始之前，一些实施方案包括从另一电子设备接收一个或多个核心符号，其中一个或多个核心符号中的每者包括可表示例如密码代码的不同训练序列。一些实施方案包括接收具有零前缀、零后缀和一个或多个核心符号中的核心符号的符号。零后缀的长度可等于保护间隔，并且零后缀的长度可等于零前缀的长度。在一些实施方案中，核心符号的长度和零后缀的长度的总和等于接收系统的离散傅立叶变换(DFT)分析窗口的大小。至少基于所接收的符号，一些实施方案包括确定电子设备与另一电子设备的范围或距离。范围可为估计范围。
一些实施方案包括无线测距系统，其生成、发送和接收测距分组，该测距分组包括实现安全信道估计的波形。测距分组结构可与传统802.11系统兼容，其中传统802.11系统包括例如IEEE 802.11az之前的IEEE 802.11系统。当发送测距分组结构时，支持传统802.11技术的设备可接收测距分组结构，确定测距分组结构的持续时间，然后相应地延缓它们的信道访问。该确定可至少基于测距分组结构的前导码的一个或多个字段。
一些实施方案包括用于发送具有实现安全信道估计的波形的测距分组结构的电子设备。电子设备可包括存储器和通信地耦接到存储器的一个或多个处理器(本文是“处理器”)。在测距过程开始之前，处理器可从第二电子设备接收一个或多个核心符号，其中每个核心符号包括不同的训练序列。处理器可生成测距分组结构，其包括实现安全信道估计的波形。测距分组结构与传统802.11系统兼容，并且处理器可发送测距分组。测距分组可由与电子设备进行安全测距的第二电子设备接收，和/或接收第三电子设备。第三电子设备可从测距分组结构的前导码确定第三电子设备对信道的访问应该延缓多长时间。因此，第三电子设备不会干扰安全测距通信。
在一些实施方案中，波形包括符号，该符号包括零前缀、零后缀和一个或多个核心符号的核心符号。零后缀的长度可等于保护间隔，零后缀的长度可等于零前缀的长度，并且核心符号的长度和零后缀的长度的总和可等于离散傅立叶变换(DFT)分析窗口的大小。
电子设备的处理器还可确定2.4GHz或5GHz下的WiFi传输频率，并选择高吞吐量(HT)物理层，其中波形替换高吞吐量长训练字段(HT-LTF)。HTz测距分组结构可包括传统前导码、高吞吐量信号字段(HT-SIG)和高吞吐量短训练字段(HT-STF)。对于40MHz带宽信道，HTz测距分组结构、传统前导码和HT-SIG在40MHz带宽的每个20MHz信道上复制。处理器可选择非常高吞吐量(VHT)的物理层，其中波形取代了非常高吞吐量的长训练字段(VHT-LTF)。VHTz测距分组结构包括传统前导码、非常高吞吐量信号字段A(VHT-SIGA)和非常高吞吐量的短训练字段(VHT-STF)。可省略非常高吞吐量的信号字段B(VHT-SIGB)。对于具有40/80/160MHz信道带宽的VHTz测距分组结构，传统前导码和VHT-SIGA在40/80/160MHz带宽的每个20MHz信道上被复制。处理器可选择高效(HE)物理层，其中波形替换高效长训练字段(HE-LTF)。HEz测距分组结构包括传统前导码、重复传统信号字段(RL-SIG)、高效信号字段A(HE-SIGA)和高效短训练字段(HE-STF)。用于40/80/160MHz带宽的HEz测距分组结构在40/80/160MHz带宽的每个20MHz信道上复制传统前导码、RL-SIG和HE-SIGA。
当处理器确定60GHz下的WiFi传输频率时，处理器可选择定向多吉比特(DMG)物理层，其中波形遵循包括传统标头(L标头)的801.11ad控制物理层前导码。处理器可选择增强的定向多吉比特(EDMG)物理层，其中波形替换增强的定向多吉比特信道估计字段(EDMG-CEF)。EDMGz测距分组结构包括801.11ad控制物理层前导码、EDMG-标头-A和EDMG短训练字段(EDMG-STF)。对于具有4.32/6.48/8.64GHz信道带宽的EDMGz测距分组结构，在4.32/6.48/8.64GHz带宽的每个2.16GHz信道上复制801.11ad控制物理层前导码、EDMG-标头-A和EDMG-STF。
附图说明
并入本文并形成说明书一部分的附图示出了所公开的公开内容，并且与说明书一起进一步用于解释本公开的原理并使相关领域的技术人员能够制造并使用该公开内容。
图1示出了根据本公开的一些实施方案的实现用于安全信道估计和测距分组结构的波形系统的示例系统。
图2示出了根据本公开的一些实施方案的具有安全信道估计的示例性无线测距系统的框图。
图3示出了根据本公开的一些实施方案的具有安全信道估计的无线测距系统的多个连续符号的示例通信。
图4示出了根据本公开的一些实施方案的具有安全信道估计的无线测距系统的多个连续符号的另一示例通信。
图5示出了根据本公开的一些实施方案的用于安全信道估计的单载波物理层(SC-PHY)波形的示例发送和接收方案。
图6示出了根据本公开的一些实施方案的用于安全信道估计的内插正交频分复用(OFDM)波形的示例发送和接收方案。
图7A示出了根据本公开的一些实施方案的由具有安全信道估计的无线测距系统的发射器执行的示例方法。
图7B示出了根据本发明的一些实施方案的由具有安全信道估计的无线测距系统的接收器执行的示例方法。
图8是用于实现一些实施方案或其一部分的示例计算机系统。
图9示出了重复结构波形的示例符号。
图10示出了循环前缀(CP)OFDM波形的示例发送和接收方案。
图11示出了根据本公开的一些实施方案的用于20MHz和40MHz信道带宽的高吞吐量z(HTz)的示例性测距分组结构。
图12示出了根据本公开的一些实施方案的用于20MHz和40/80/160MHz信道带宽的非常高吞吐量z(VHTz)的示例性测距分组结构。
图13示出了根据本公开的一些实施方案的用于20MHz和40/80/160MHz信道带宽的高效率z(HEz)的示例性测距分组结构。
图14示出了根据本公开的一些实施方案的用于2.16GHz信道带宽的定向多千兆位z(DMGz)的示例性测距分组结构。
图15示出了根据本公开的一些实施方案的用于2.16GHz和4.32GHz信道带宽的增强定向多千兆位z(EDMGz)的示例性测距分组结构。
图16示出了根据本公开的一些实施方案的由具有2.4GHz或5GHz的安全信道估计的无线测距系统的发射器执行的示例方法。
图17示出了根据本公开的一些实施方案的由具有60GHz的安全信道估计的无线测距系统的发射器执行的示例方法。
图18示出了用于20MHz信道带宽信号的高吞吐量(HT)、极高吞吐量(VHT)和高效率(HE)的示例物理层一致性过程(PLCP)分组数据单元(PPDU)。
图19示出了用于20MHz信道带宽信号的示例性定向多千兆位(DMG)PLCP分组数据单元(PPDU)。
图20示出了用于20MHz信道带宽信号的示例增强方向多千兆位(EDMG)PLCP分组数据单元(PPDU)。
参考附图描述了本公开。在附图中，通常，相同的附图标记表示相同或功能相似的元件。另外，通常，附图标记的最左边的数字标识首先出现参考标号的附图。
具体实施方式
一些实施方案能够使无线设备通信彼此协作并且利用实现安全信道估计的波形，这对于安全测距是重要的。为了防止重复重放攻击，一些实施方案包括单载波物理层(SC-PHY)波形和/或不包括可重复或可预测结构的内插OFDM波形。
在测距过程开始之前，信息(例如，随机序列)被安全地从一个无线系统交换到另一个无线系统。交换的信息支持当测距过程开始时一个无线系统在测距分组中向另一个无线系统发送的波形结构。所接收的测距分组(包含波形结构)和由无线系统先前交换的信息使得接收无线系统能够安全地确定信道估计(例如，在没有无线系统之间的多路径信道中的不真实的第一到达路径的闯入者传输的情况下)。因此，无线系统可安全地确定彼此之间的距离。
此外，支持传统802.11系统的设备也可以接收与传统802.11系统兼容的测距分组。例如，传统802.11系统可能不支持用于安全信道估计的波形系统，并且可能包括IEEE802.11az之前的IEEE 802.11技术。支持接收测距分组的传统802.11系统的设备可确定测距分组的持续时间，并因此确定延缓信道接入的持续时间。这允许从事测距的无线系统获得对信道的控制。测距分组包括与传统802.11系统兼容的测距分组结构。
图1示出了根据本公开的一些实施方案的实现用于安全信道估计的波形系统的示例系统100。提供示例系统100仅用于说明的目的，而不是对所公开的实施方案的限制。系统100可包括但不限于无线通信设备110,120、车辆应答器设备130、进入应答器设备140、票据输入设备150和接近度检测设备160。可以受益于一些或所有实施方案的其他设备-为简单起见，图1中未示出-可以包括其他计算设备，包括但不限于笔记本电脑、台式机、平板电脑、个人助理、路由器、监视器、电视、打印机、家用设备(例如恒温器)和电器。示例用途可包括一旦接近就访问设备。
当无线通信设备110与车辆应答器设备130或进入应答器设备140接近(例如，一百米)时，一些实施方案可使相应的车门或入口(例如，房屋、办公室或者建筑的门的入口)解锁或打开。同样，当无线通信设备110在票据输入设备150附近时，一些实施方案允许识别、验证与无线通信设备110相关联的票证(例如，音乐会门票、地铁轨道票证或体育赛事票证)并且允许持票人(通过无线通信设备110)进入场地。票据输入设备150可包括其他具体实施，包括但不限于允许进入的旋转门，或者解锁或打开的自动门。接近检测设备160可利用商店前端附近的无线通信设备110检测潜在客户，并将促销优惠券或广告发送到无线通信设备110以诱使潜在客户访问商店。同样，第一用户的无线通信设备120可识别第二用户的无线通信设备110何时接近并且向无线通信设备110发送邀请以邀请第二用户见面(例如，帮助朋友和家庭成员找到彼此)。又如(未示出)，当无线通信设备110接近时，可将家用设备的设置调整为与无线通信设备110相关联或存储在无线通信设备110上的偏好。又如，牵引标签(未示出)可是附接到宠物项圈或流浪幼儿的衣服的可移除设备，其中牵引标签和无线通信设备110之间的安全通信导致当牵引标签与无线通信设备110超过可配置的距离阈值时无线通信设备110上的警报通知。
上述无线通信设备可是便携式的或移动的，并且可确定彼此的相对位置和/或距离。一些无线设备可是静止的(例如，接近检测设备160)并且可确定绝对位置或地理位置。
系统100还可包括无线通信设备165，其利用可能不支持用于安全信道估计的波形结构的传统802.11技术。当无线通信设备165接收到包括波形结构的测距分组时，无线通信设备165可确定测距分组的持续时间(例如，测距分组的长度)并且至少在该持续时间内延缓对该信道的访问。可从测距分组结构的前导码的一个或多个字段确定测距分组的持续时间。
图2是示出根据本公开的一些实施方案的具有安全信道估计的示例性无线测距系统200的框图。系统200可是系统100的任何设备(例如，110、120、130、140、150和/或160)。系统200可包括中央处理单元(CPU)210、系统215、收发器220、通信接口225、通信基础设施230、存储器235和天线250。系统215可是片上系统，并且可包括一个或多个处理器、包括高速缓存的存储器以及一起执行实现包括安全信道估计的无线通信的操作的指令。根据一些实施方案，收发器220发送和接收包括测距分组结构的通信信号，该测距分组结构包括用于安全信道估计的波形，并且可耦合到天线250。通信接口225允许系统200与可是有线和/或无线的其他设备通信。通信基础设施230可是总线。存储器235可包括随机存取存储器(RAM)和/或高速缓存，并且可包括控制逻辑(例如，计算机软件)和/或数据。天线250可包括可是相同或不同类型的一个或多个天线。
图9和图10是用于说明利用已知和/或重复符号结构的无线通信系统如何易受黑客设备攻击的示例说明。图9示出了重复结构波形的示例符号900。在该示例中，符号900是循环前缀(CP)OFDM波形。符号900包括核心符号910、末端920(例如，核心符号910的最后25％)和CP 930。发送和接收符号900的离散傅里叶逆变换(IDFT)/离散傅立叶变换(DFT)对的大小等于核心符号910的长度。符号900是已知结构，并且黑客设备可容易地收听并开始记录符号900的部分。一旦检测到重复末端920，黑客设备就可以通过定时超前发送符号900的闯入者传输。当在任何真实的无线传输之前接收到符号900的闯入者传输时，接收器可将闯入者传输解释为第一到达路径并且计算相对于接收器正在与之进行通信的系统(例如，不是黑客设备)的不正确的范围。因此，黑客设备可篡改定时测量/报告，导致不正确的信道估计和不正确的范围计算。这种不正确的信道估计会导致安全问题。例如，由于闯入者传输，当无线通信设备110比预期更远离车辆(例如，50m)时，图1中的车辆应答器130可解锁或打开门。
图10示出了诸如符号900的CP OFDM波形的示例发送和接收方案1000。为了方便而不是限制，将参照图9的元件来描述图10。方案1000包括IDFT 1010、添加零前缀1020、信道1030、减去零前缀1040和DFT 1050。IDFT 1010和DFT 1050的大小都等于核心符号910的长度，如IDFT/DFT大小940所示。在此示例中，CP包括零。由于已知CP 930等于末端920，并且已知末端920是核心符号910的25％，因此黑客设备可识别核心符号910并发送闯入者传输。
为了防止可篡改测距/定时测量和/或报告的闯入者传输，实施方案包括在测距过程开始之前在无线系统之间安全地交换信息。所交换的信息对于测距过程中涉及的无线系统是已知的，但是其他实体不知道。当设备接近并且测距过程开始时，无线系统交换不包括重复和/或可预测结构的波形(例如，CP-OFDM和Golay序列)。在一些实施方案中，波形的符号可包括三个部分：零前缀、核心符号和零后缀。将零前缀插入符号前面以消除来自先前符号的符号间干扰。零前缀的长度(表示为“Lgi”)表示零信号样本的数量，并且可等于保护间隔(GI)。零前缀大于或等于发送和/或接收用于安全信道估计的波形的无线系统的最大信道延迟。零后缀是附加在核心符号末端的零信号。虽然不是每个符号的静态长度像CP一样，但是零后缀的长度(表示为“Lgi”)可与相应的零前缀(Lgi)的长度相同。利用这种结构，可将发送波形和信道的线性卷积转换为循环卷积。因此，在一些实施方案中，例如，可在没有失真的情况下应用具有有效实现的变换域信道估计，并且可通过相应的接收器/发送器对中的DFT/IDFT对来实现。
核心符号的样本的数量表示为其长度Lcore。在一些实施方案中，在无线系统之间交换的信息可包括一个或多个核心符号，其中在两个无线系统之间交换的每个核心符号是不同的。核心符号可包括样本序列s(n)。核心符号可基于不同的样本序列、不同的调制方案和/或不同的长度Lcore(或者根据下面的公式1为Lgi)彼此不同。
与上述CP OFDM相反，其中CP与重复的核心符号的最后25％(或其他百分比)相同，黑客设备不能基于零前缀确定核心符号。此外，核心符号对于每个符号是不同的。由于没有重复部分，侦听黑客设备没有确定核心符号波形的基础。
在一些实施方案中，核心符号(Lcore)和零后缀(Lgi)的长度之和是2的幂，其中DFT/IDFT的大小可以等于2的幂，使得：
(Lgi+lcore)＝2n，其中n为大于零的整数。 (公式1)
使用2.4/5GHz中的WiFi(11a/g/n/ac)中的数字命理的和长度(Lgi+Lcore)的实施例(例如，使得能重用现有接收器模块)如表1所示：
表1
Figure GDA0003230314680000091
例如，对于20MHz带宽，64个样本大小的DFT/IDFT可具有等于16个样本的Lgi，并且根据上述公式1，Lcore等于48个样本。在此实施例中，Lgi可是任何小于64的数字。Lgi和Lcore的其他组合是可能的，诸如Lgi＝17和Lcore＝47，Lgi＝48和Lcore＝12等等。可根据公式1确定类似的组合用于剩余的带宽。
在一些实施方案中，核心符号的长度(Lcore)可与传统802.11系统(11a/g/n/ac)中的长度相同，以在发送器侧重用传统数字命理。可将接收器侧的DFT大小选择为(Lgi+Lcore)或更大，通过添加更多的零以用于有效实现(例如，2的幂)。
使用2.4/5GHz WiFi(11a/g/n/ac)中的数字命理的Lcore的实施例(例如，使得能够重用现有发射器模块)如表2所示：
表2
Figure GDA0003230314680000092
当多个连续符号用于信道估计时，一些实施方案包括用于插入零前缀和零后缀的选项。关于图3和图4对这些进行了描述。图3示出了根据本公开的一些实施方案的具有安全信道估计的无线测距系统的多个连续符号的示例通信300。在通信300中，每个符号a-c包括零前缀310、核心符号320和零后缀330。如上所述，Lgi 340a与Lgi 360a相同，因为零前缀310a是零后缀330a的相同长度。如上所述，每个芯符号320a-c是不同的。因此，Lgi 310a可与Lgi 310b和/或Lgi 310c不同，以适应核心符号320a-c的变化。如图3所示，DFT/IDFT分析窗口370指示接收器/发射器处的DFT/IDFT的大小。
图4示出了根据本公开的一些实施方案的具有安全信道估计的无线测距系统的多个连续符号的另一示例通信400。在通信400中，符号a和b中省略了零后缀。在一些实施方案中，每个符号a-c包括零前缀410和核心符号420，但是仅最后一个符号c具有零后缀430c。如上所述，Lgi 440c与Lgi 460c相同，因为零前缀410c是零后缀430c的相同长度。每个符号a-c具有不同的核心符号，其可基于Lgi、核心符号中的序列s(n)和/或调制方案而变化。如图4所示，DFT/IDFT分析窗口470指示接收器/发射器处的DFT/IDFT的大小。
具有附加零前缀330a和330b的通信300的开销导致比通信400更高的开销(例如，更大的时间资源)，如下所示：
通信300开销：
Figure GDA0003230314680000101
通信400开销：
Figure GDA0003230314680000102
其中符号的数量表示为N。然而，与通信400相比，由于附加的零后缀，通信300对符号定时误差具有更大的容限。
核心符号的数字信号可表示为s(n)，其中
s(n),n＝1,…,Lcore。
核心符号和零后缀的数字信号可表示为s'(n)，其中
Figure GDA0003230314680000103
其中Ndft表示DFT的大小。
为了发送符号，可在时域或频域中的发射器处将训练序列加载到核心符号上，分别如图5和图6所示。图5示出了根据本公开的一些实施方案的用于安全信道估计的单载波物理层(SC-PHY)波形的示例发送和接收方案500。方案500可利用通信300或通信400来发送具有安全信道估计的无线测距系统的多个连续符号。可在通过信道530生成和发送的测距分组内发送通信300或通信400。
为了将训练序列加载到时域中的核心符号上，将数字信号的样本s(n),n＝1,…,Lcore被视为所选调制格式的星座点(例如，二进制相移键控(BPSK)、移位正交相移键控(QPSK)、π/2-BPSK、π/4-QPSK、16QAM等)。如上所述，在测距过程开始之前，可在无线系统(例如，发起站和响应站)之间安全地交换每个s(n)以及包括但不限于Lcore、Lgi和/或调制方案的信息。因此，每个接收器可基于先前交换的信息来检测和确定s(n)。在方案500中，发射器通过“+零前缀和零后缀”520将零前缀和零后缀添加到数字信号s(n)，其中符号通过信道530发送到接收器。在接收器处，通过“-零前缀”540去除零前缀，并且信号经过DFT 550的分析以确定接收信号的频率响应Y(k)。DFT 550的大小是(Lcore+Lgi)或更大，通过添加更多的零以用于有效实现(例如，2的幂)。
图6示出了根据本公开的一些实施方案的用于安全信道估计的内插正交频分复用(OFDM)波形的示例发送和接收方案600。方案600可利用通信300或通信400来发送具有安全信道估计的无线测距系统的多个连续符号。可在通过信道630生成和发送的测距分组内发送通信300或通信400。
为了将训练序列加载到频域中的核心符号上，将频域中的数字信号s(n),n＝1,…,Lcore的样本记为S(k),k＝1,…,Lcore，其中经由大小为Lcore的IDFT 610，s(n)＝IDFT(S(k))。时域符号传递到“+零前缀和零后缀”620以添加相应的零前缀和后缀，并且信号遍历信道630。在接收器处，在“-零前缀”640处移除零前缀，并且信号经历DFT 650的分析以确定接收信号的频率响应Y(k)。DFT 650的大小是(Lcore+Lgi)或更大，通过添加更多零来用于有效实现(例如，2的幂)。如上所述，在测距过程之前，可在无线系统(例如，发起站和响应站)之间安全地交换每个s(n)以及包括但不限于Lcore、Lgi和/或调制方案的信息。因此，每个接收器可基于先前交换的信息确定S’(k)，其中S’(k)表示s’(n)的频率响应。在一些实施方案中，可实现恒模星座。为了减轻噪声增强，一些实施方案采用移位的BPSK或移位的QPSK(例如，π/2-BPSK、π/4-QPSK)调制方案。由于相邻移位的BPSK或移位的QPSK符号之间的转换不会越过零，因此s’(n)的频率响应具有较小的下降，这意味着频率响应的幅度远远高于零，使得如果在将其用作分母时执行除法运算则不会放大噪声。
对于方案500和方案600，频域中的信道可来源于：
Figure GDA0003230314680000121
其中S’(k)表示s’(n)的频率响应，Ndft表示DFT的大小。S'(k)是s(k)的插值版本。
图7A示出了根据本公开的一些实施方案的由具有安全信道估计的无线测距系统的发射器执行的方法700。图7B示出了根据本发明的一些实施方案的由具有安全信道估计的无线测距系统的接收器执行的方法750。作为方便而非限制，可关于图1-6的元件描述图7A和图7B。方法700可由图2的收发器220执行。
方法700开始于705，其中在使用波形以实现安全信道估计的无线设备之间交换信息，例如，在无线通信设备110与图1的设备120,130,140,150和160之间。在一些实施方案中，信息可在带内(例如，在测距过程开始之前在前导码或加密消息中)、通过无线接口(Wi-Fi、蜂窝、
Figure GDA0003230314680000122
Zigbee等)或有线接口(例如，车载应答器设备130的USB接口)在带外交换信息。在该信息交换期间或在该信息交换之前，无线通信设备110和图1的设备120,130,140,150和160可交换诸如每个设备支持的技术之类的能力(例如，IEEE 802.11a/g/n/ac/ax/ad/ay/az)。
所交换的信息对于测距过程中涉及的无线系统是已知的，但是其他实体不知道。例如，无线通信设备110与车载应答器设备130交换信息以允许交换能够进行安全信道估计的波形(例如，防止黑客设备发送闯入者传输)。安全信道估计允许准确确定无线通信设备110和车辆应答器设备130之间的距离，使得当无线通信设备的用户在附近(例如，3m远)时车辆解锁或打开门。当无线通信设备110距离远(例如，50米远)时，不准确的距离计算可能导致车辆解锁、打开门和/或启动发动机。根据本公开的一些实施方案，所交换的信息可包括彼此不同的核心符号、与每个核心符号相关联的调制方案，和/或针对每个核心符号的Lcore(或者根据公式1为Lgi)。
在710处，测距过程开始。例如，无线通信设备110可在车辆应答器设备130附近，并且基于接收的信号强度指示，无线通信设备110根据通信300或通信400开始发送一个或多个符号。
在715处，方法700确定选择哪个波形，例如SC-PHY或内插OFDM。方法700确定是否将训练序列加载到时域(例如，图5的方案500)或频域(例如，图6的方案600)中的相应核心符号上。当在时域中加载训练序列时，方法700进行到725。当在频域中加载时，方法700进行到720。
在720处，训练序列(例如，S(1),...S(Lcore))，在频域中加载。例如，频域中的训练序列被转换到具有大小为Lcore的IDFT的时域。例如，图6的IDFT 610可接收频域中的核心符号并将该核心符号转换到时域。
在725处，零前缀和零后缀被添加到核心符号。例如，如图6所示，时域核心符号传递到“+零前缀和零后缀”620以添加相应的零前缀和后缀。相应的零前缀可是零前缀310c或410c，相应的零后缀可分别是零后缀330c或430c，并且核心符号可分别是图3或图4的核心符号320c或420c。
在727处，一个或多个符号包括在测距分组中，其中测距分组的结构与传统802.11系统兼容。
在730处，包括一个或多个符号的测距分组通过无线信道发送到接收无线系统(例如，车载应答器设备130)。无线信道可使用支持SC-PHY波形或内插OFDM波形的无线接口。例如，发送的测距分组中的一个或多个符号可分别是图3或图4的通信300或通信400。用于SC-PHY波形的发射器可是图5中所示的发射器。用于内插OFDM波形的发射器可是图6中所示的发射器。方法700结束。
如上所述，图7B示出了根据本公开的一些实施方案的用于具有安全信道估计的无线测距系统的接收器的方法750。方法750可由图2的收发器220执行。
在755处，其可与方法700中的705基本相似，如上所述在测距过程开始之前在无线系统(例如，无线通信设备110和车辆应答器设备130)之间交换信息。
在757处，基于所交换的信息，收发器220可从无线通信设备110接收包括一个或多个符号和/或核心符号的测距分组。同样，测距分组结构与实现传统802.11技术的设备(例如，无线通信设备165)兼容。
在760处，车辆应答器设备130的接收器基于先前交换的信息来检测无线信号。例如，车辆应答器设备130可接收满足阈值的接收信号强度指示(RSSI)，并且可监听来自先前在755中其与之交换信息的无线通信设备110的无线信号。例如，车辆应答器设备130中的接收器可识别从无线通信设备110接收的测距分组中的一个或多个符号和/或核心符号。
在765处，车辆应答器设备130的接收器从接收的无线信号中移除零前缀。例如，图5的“-零前缀”540或图6的640可在通信信道上接收一个或多个符号，然后移除零前缀，诸如例如分别是图3或图4中的零前缀310c或者零前缀410c。
在770处，车辆应答器设备130的接收器使用(Lcore+Lgi)大小或者更大(通过添加零用于有效实现(例如，2的幂))的DFT的大小将所接收的无线信号转换到频域。例如，图5的DFT 550或图6的650可接收时域中包括(Lcore+Lgi)或者更大(通过添加更多的零用于有效实现(例如，2的幂))长度的符号的无线信号并且可将该符号转换到频域以产生所接收的无线传输的频率响应Y(k)。
在775处，车辆应答器设备130的接收器计算信道估计并确定车辆应答器设备130和无线通信设备110之间的范围。因为信道估计是安全的(例如，没有将导致信道估计不准确并且因此范围计算不准确的闯入者传输)，所以本文的一些实施方案使得能够使用依赖于安全范围计算的案例。例如，当无线通信设备距离车辆应答器设备130为3m或更小时，车门将解锁，行李箱可以打开，和/或点火可以开始。方法750结束。
在无线通信设备165还接收测距分组的情况下，无线通信设备165可分析测距分组结构并确定测距分组的持续时间，即使无线通信设备165支持传统802.11技术(例如，无线通信设备165不支持用于安全信道估计技术诸如IEEE 802.11az的波形)。能够确定持续时间使得无线通信设备165能够延迟对信道的访问，因此测距分组结构使得具有支持用于安全信道估计的波形的技术的设备与利用先前技术的设备之间(例如，传统802.11技术)能够兼容并且共存。
支持安全信道估计并且与传统技术兼容的测距分组结构的一些实施方案如下。例如，实现传统802.11技术的设备可接收测距分组结构并且正确地延缓该信道上的传输以与支持安全信道估计的技术(例如，IEEE 802.11az)共存。测距分组结构与传统802.11技术中使用的传统分组互操作并共存。例如，2.4GHz和/或5GHz的WiFi技术包括IEEE 802.11a/g/n/ac/ax分组。支持2.4GHz和/或5GHz的安全信道估计的IEEE 802.11az测距分组结构包括例如高吞吐量z(HTz)、非常高吞吐量z(VHTz)和高效z(HEz)测距分组结构。
60GHz的WiFi技术包括IEEE 802.11ad/ay数据包。支持60GHz安全信道估计的IEEE802.11az测距分组结构包括例如定向多千兆位z(DMGz)分组和增强定向多千兆位z(EDMGz)测距分组结构。
图18示出了用于20MHz带宽信号的高吞吐量(HT)1800、极高吞吐量(VHT)1835和高效率(HE)1855的示例物理层一致性过程(PLCP)分组数据单元(PPDU)。传统前导码1810、1840和1860各自包括传统短训练字段(L-STF)、传统长训练字段(L-LTF)和与传统IEEE802.11a/g一致的传统信号字段(L-SIG)。HT分组数据单元1800包括传输速率和长度信息的HT信号(HT-SIG)1815、HT短训练字段(HT-STF)1820用于改善自动增益控制(AGC)，以及HT长训练字段(HT-LTF)1825用于接收器解调HT数据1830并支持探测扩展。VHT PPDU 1835还包括VHT信号A(VHT-SIGA)1846、VHT训练短场(VHT-STF)1848、VHT长训练场(VHT-LTF)1850、VHT信号B(VHT-SIGB)1852和数据1854同样，HE PPDU 1855还包括重复的传统信号字段(RL-SIG)1866、HE信号字段A(HE-SIGA)1868、HE短训练字段(HE-STF)1870、可变数目的HE长训练字段(HE-LTF)1874、数据1880和分组扩展(PE)1882。
图19示出了用于20MHz信道带宽信号的示例性定向多千兆位(DMG)PLCP分组数据单元(PPDU)1900。IEEE 802.11ad控制物理层(PHY)前导码包括传统短训练字段(L-STF)1910、传统信道估计字段(L-CEF)1920、传统标头(L-标头)1930、数据1940和波束形成训练字段1950年。
图20示出了用于20MHz信道带宽信号的示例增强方向多千兆位(EDMG)PLCP分组数据单元(PPDU)2000。IEEE 802.11ay控制物理层(PHY)前导码包括传统短训练字段(L-STF)2005、传统信道估计字段(L-CEF)2010、传统标头(L-标头)2015、EDMG标头A 2020、EDMG-STF2025、EDMG信道估计字段(EDMG-CEF)2030，以及EDMG标头B 2040、数据2035和训练序列字段(TRN)245。
图11示出了根据本公开的一些实施方案的用于20MHz信道带宽的高吞吐量z(HTz)和用于40MHz信道带宽的测距分组结构1150的示例性测距分组结构1100。HTz测距分组结构可以2.4GHz和/或5GHz频率实现。在一些实施方案中，测距分组结构1100包括波形1130，其实现安全信道估计，并且替换HT-LTF字段(例如，图18的HT-LTF字段1825)。波形1130可是图3的通信300或者图4的通信400。在测距分组结构1100中，传统前导码包括L-STF 1105、L-LTF 1110和L-SIG 1115，以适应实现诸如IEEE 802.11a/g的传统802.11技术的设备。实现诸如IEEE 802.11n/ac/ax的传统802.11技术的设备可通过分析HT-SIG 1120和/或L-SIG1115来确定测距分组结构1100的持续时间。一旦测距分组结构1100的持续时间已知，实现传统802.11技术的设备可适当地延缓信道接入。因此，用于HTz的测距分组结构1100包括波形1130，其实现安全信道估计并且与实现传统802.11技术的设备(例如，无线通信设备165)兼容地共存。可至少基于对应于测距分组结构1100的物理层格式的HT-STF 1125来重新计算自动增益控制。
同样，在具有40MHz信道带宽的测距分组结构1150中，波形1180实现安全信道估计并替换HT-LTF字段(例如，图18的HT-LTF字段1825)。波形1180可为图3的通信300或图4的通信400。传统前导码包括L-STF 1155a、L-LTF 1160a和L-SIG 1165a，以适应实现诸如IEEE802.11a/g的传统802.11技术的设备。实现诸如IEEE 802.11n/ac/ax的传统802.11技术的设备可通过分析HT-SIG 1170和/或L-SIG 1165来确定测距分组结构1100的持续时间。需注意，如Dup L-STF 1155b、Dup L-LTF 1160b、Dup L-SIG 1165b和Dup HT-SIG 1170b所述，在每个20MHz信道上复制传统前导码和HT-SIG字段。一旦测距分组结构1150的持续时间已知，实现传统802.11技术的设备可延缓信道接入。因此，用于HTz的测距分组结构1150包括波形1180，其实现安全信道估计并且与实现传统802.11技术的设备(例如，无线通信设备165)兼容地共存。可至少基于对应于测距分组结构1150的物理层格式的HT-STF 1175来重新计算自动增益控制。
图12示出了根据本公开的一些实施方案的用于20MHz信道带宽的非常高吞吐量z(VHTz)和用于40/80/160MHz信道带宽的测距分组结构1240的示例性测距分组结构1200。VHTz测距分组结构可以2.4GHz和/或5GHz频率实现。在一些实施方案中，测距分组结构1200包括波形1230，其实现安全信道估计1230并替换VHT-LTF字段(例如，图18的VHT-LTF1850)。波形1230可为图3的通信300或图4的通信400。在测距分组结构1200中，传统前导码包括L-STF 1205、L-LTF 1210和L-SIG 1215，以适应实现诸如IEEE 802.11a/g/n的传统802.11技术的设备。实现诸如IEEE 802.11ac/ax的传统802.11技术的设备可通过分析VHT-SIGA 1220和/或L-SIG 1215来确定测距分组结构1200的持续时间。可以不使用多用户格式，因此可以省略VHT-SIGB。一旦测距分组结构1200的持续时间已知，实现传统802.11技术的设备可延缓信道接入。因此，用于VHTz的测距分组结构1200包括波形1230，其实现安全信道估计并且与实现传统802.11技术的设备(例如，无线通信设备165)兼容地共存。可至少基于对应于测距分组结构1200的物理层格式的VHT-STF 1225来重新计算自动增益控制。
同样，在具有40/80/160MHz信道带宽的测距分组结构1240中，实现安全信道估计的波形1270替换VHT-LTF字段(例如，图18的VHT-LTF 1850)。波形1270可为图3的通信300或图4的通信400。传统前导码包括L-STF 1245a、L-LTF 1250a和L-SIG 1255a，以适应实现诸如IEEE 802.11a/g/n的传统802.11技术的设备。实现诸如IEEE 802.11ac/ax的传统802.11技术的设备可通过分析VHT-SIGA 1260a和/或L-SIG 1255a来确定测距分组结构1240的持续时间。可以不使用多用户格式，因此可以省略VHT-SIGB。需注意，例如，如Dup L-STF1245b、Dup L-LTF 1250b、Dup L-SIG 1255b和Dup VHT-SIGA 1260b等所述，在每个20MHz信道上复制传统前导码和VHT-SIGA字段。一旦测距分组结构1240的持续时间已知，则实现传统802.11技术的设备可延缓信道接入。因此，用于VHTz的测距分组结构1240包括波形1270，其实现安全信道估计并且与实现传统802.11技术的设备(例如，无线通信设备165)兼容地共存。可至少基于对应于测距分组结构1240的物理层格式的VHT-STF 1265来重新计算自动增益控制。
图13示出了根据本公开的一些实施方案的用于20MHz的高效率z(HEz)和用于40/80/160MHz信道带宽的测距分组结构1340的示例性测距分组结构1300。HEz测距分组结构可以2.4GHz和/或5GHz频率实现。在一些实施方案中，测距分组结构1300包括波形1335，其实现安全信道估计并且替换HE-LTF字段(例如，图18的VHT-LTF字段1874)。波形1335将是图3的通信300或图4的通信400。在测距分组结构1300中，传统前导码包括L-STF 1305、L-LTF1310和L-SIG 1315，以适应实现诸如IEEE 802.11a/g/n/ac的传统802.11技术的设备。实现诸如IEEE 802.11ax的传统802.11技术的设备可通过分析HE-SIGA 1325和/或L-SIG 1315来确定测距分组结构1300的持续时间。HE-SIGB是可以省略的。一旦测距分组结构1300的持续时间已知，实现传统802.11技术的设备可延缓信道接入。因此，用于HEz的测距分组结构1300包括波形1335，其实现安全信道估计并且与实现传统802.11技术的设备(例如，无线通信设备165)兼容地共存。可至少基于对应于测距分组结构1300的物理层格式的HE-STF1330来重新计算自动增益控制。
同样，在具有40/80/160MHz信道带宽的测距分组结构1340中，实现安全信道估计的波形1375取代HE-LTF字段(例如，图18的HE-LTF字段1874)。波形1375可为图3的通信300或图4的通信400。传统前导码包括L-STF 1345a、L-LTF 1350a、L-SIG 1355a，并且利用RL-SIG 1360a，它们适应实现诸如IEEE 802.11a/g/n/ac的传统802.11技术的设备。实现诸如IEEE 802.11ac/ax的传统802.11技术的设备可通过分析HE-SIGA 1365a和/或L-SIG 1355a来确定持续时间范围分组结构1340。HE-SIGB是可以省略的。需注意，传统前导码、RL-SIG和HE-SIGA字段在每个20MHz信道上被复制，例如，如Dup L-STF 1345b、Dup L-LTF 1350b、DupL-SIG 1355b、RL-SIG 1360b所述，一旦测距分组结构1340的持续时间已知，实现传统802.11技术的设备可以延缓信道接入。因此，用于HEz的测距分组结构1340包括波形1375，其实现安全信道估计并且与实现传统802.11技术的设备(例如，无线通信设备165)兼容地共存。可至少基于对应于测距分组结构1340的物理层格式的HE-STF 1370来重新计算自动增益控制。
图14示出了根据本公开的一些实施方案的用于2.16GHz信道带宽的定向多千兆位z(DMGz)的示例性测距分组结构1400。DMGz测距分组结构可以60GHz频率实现。在一些实施方案中，一种控制物理层(PHY)格式被实现用于测距分组结构1400。控制物理层格式实现更长的操作距离，并且具有与SC PHY和OFDM PHY类似的测距精度。在一些实施方案中，测距分组结构1400包括IEEE 802.11ad控制PHY前导码，诸如L-STF 1410、L-CEF 1420和L-标头1430，以适应实现诸如IEEE 802.11ad的传统802.11技术的设备。支持安全信道估计的波形1440遵循IEEE 802.11ad控制PHY前导码。IEEE 802.11ad设备(例如，实现传统技术IEEE802.11ad的站)可通过分析L-标头1430来接收测距分组结构1400并确定测距分组结构1400的持续时间。例如，可分析L头1430中的长度字段。一旦测距分组结构1400的持续时间已知，IEEE 802.11ad设备可正确地延缓信道接入。因此，用于DMGz的测距分组结构1400包括波形1440，其实现安全信道估计并且与实现传统802.11技术的设备(例如，无线通信设备165)兼容地共存。波形1440可为图3的通信300或图4的通信400。在一些实施方案中，可以应用SCPHY格式。
图15示出了根据本公开的一些实施方案的用于2.16GHz信道带宽的增强方向多千兆z(EDMGz)和用于4.32GHz信道带宽的测距分组结构1540的示例性测距分组结构1500。EDMGz测距分组结构可以60GHz频率实现。在一些实施方案中，测距分组结构1500包括波形1530，其实现安全信道估计并且替换EDMG-CEF(例如，图20的EDMG-CEF 2030)。波形1530可为图3的通信300或图4的通信400。测距分组结构1500还包括IEEE 802.11ad控制PHY前导码，其后是EDMG标头A 1520和EDMG-STF 1525。在一些实施方案中，分组结构1500包括IEEE802.11ad控制PHY前导码，诸如L-STF 1505、L-CEF 1510和L-标头1515，以适应实现诸如IEEE 802.11ad的传统802.11技术的设备。实现诸如IEEE 802.11ay的传统802.11技术的设备可以通过分析L-标头1515和/或EDMG-标头-A 1520来确定测距分组结构1500的持续时间。一旦测距分组结构1500的持续时间已知，实现传统802.11技术(例如，IEEE 802.11ay)的设备可延缓信道接入。因此，用于EDMGz的测距分组结构1500包括波形1530，其实现安全信道估计并且与实现传统802.11技术的设备(例如，无线通信设备165)兼容地共存。可至少基于EDMG-STF 1525重新计算自动增益控制。
同样，在具有4.32GHz信道带宽的测距分组结构1540中，实现安全信道估计的波形1570替换EDMG-CEF(例如，图20的EDMG-CEF 2030)。波形1570可为图3的通信300或图4的通信400。IEEE 802.11ad控制PHY前导码包括L-STF 1545a、L-CEF 1550a和L-标头1555a，以适应实现诸如IEEE 802.11ad的传统802.11技术的设备。实现诸如IEEE 802.11ay的传统802.11技术的设备可通过分析L-标头1555a和/或EDMG-标头-A 1560a来确定测距分组结构1540的持续时间。注意，IEEE 802.11ad控制PHY前导码，即L-STF 1545a、L-CEF 1550a和L-标头1555a字段以及EDMG-标头-A 1560a在每个2.16GHz信道上被复制，如例如Dup L-STF1545b、Dup L-CEF 1550b和Dup L-标头1555b字段以及Dup EDMG-标头-A 1560b所述。一旦测距分组结构1540的持续时间已知，实现传统802.11技术(例如，IEEE 802.11ay)的设备可延缓信道接入。因此，用于EDMGz的测距分组结构1540包括波形1570，其实现安全信道估计并且与实现传统802.11技术的设备(例如，无线通信设备165)兼容地共存。可至少基于EDMG-STF 1565重新计算自动增益控制。
图16示出了根据本公开的一些实施方案的由具有2.4GHz或5GHz的安全信道估计的无线测距系统的发射器执行的示例方法1600。作为方便而非限制，可关于图1-15的元件描述图16。方法1600可由图2的系统200执行，并且可描述图7A的705和/或727。
方法1600开始于1610，其中系统200确定用于传输测距分组的2.4GHz或5GHz下的WiFi传输频率，该测距分组包括实现安全信道估计的波形。
在1615，确定是否选择了高吞吐量(HT)物理层。当选择HT物理层时，方法1600前进到1620。否则，方法1600前进至步骤1630。
在1620，确定是否选择了HTz 20MHz测距分组结构。当选择HTz 20MHz测距分组结构时，方法1600进行到1655。否则，方法1600前进至步骤1625。
在1625，方法1600选择HTz 40MHz测距分组结构并进行到1655。
在1655，方法1600生成具有波形的测距分组，该波形使得能够利用所选择的测距分组结构进行安全信道估计。
返回到1630，确定是否选择了非常高吞吐量(VHT)的物理层。当选择VHT物理层时，方法1600前进到1635。否则，方法1600前进至步骤1645。
在1635，确定是否选择了VHTz 20MHz测距分组结构。当选择VHTz 20MHz测距分组结构时，方法1600进行到1655。否则，方法1600前进至步骤1640。
在1640处，方法1600选择VHTz 40MHz测距分组结构并且进行到1655。
返回1645，确定是否选择了高效z(HE)20Mz测距分组结构。当选择HEz 20MHz测距分组结构时，方法1600前进到1655。否则，方法1600前进至步骤1650。
在1650，方法1600选择对应于40/80/160MHz的信道带宽的HEz测距分组结构，并且进行到1655。方法1600结束。
图17示出了根据本公开的一些实施方案的由具有60GHz的安全信道估计的无线测距系统的发射器执行的示例方法1700。为方便而不是限制，可关于图1-15的元件来描述图17。方法1700可由图2的系统200执行，并且可描述图7A的705和/或727。
方法1700开始于1710，其中系统200确定用于发送测距分组的60GHz下的WiFi传输频率，该测距分组包括实现安全信道估计的波形。
在1715，确定是否选择了定向多吉比特(DMG)物理层。当选择DMG物理层时，方法1700进行到1720。否则，方法1700前进至步骤1725。
在1720处，方法1700选择DMGz 2.16GHz测距分组结构。方法1700前进至1735。
在1735，方法1700生成具有波形的测距分组，该波形使得能够利用所选择的测距分组结构进行安全信道估计。
返回到1725，确定是否选择了增强的定向多吉比特(EDMG)物理层和EDMGz2.16GHz测距分组结构。当选择EDMG物理层和EDMGz 2.16GHz测距分组结构时，方法1700进行到1735。否则，方法1700前进至步骤1730。
在1730，方法1700选择具有信道绑定的EDMGz 4.32GHz测距分组结构。方法1700前进至1735。方法1700结束。
例如，可使用一个或多个计算机系统(诸如图8中所示的计算机系统800)来实现各种实施方案。计算机系统800可是能够执行本文所述功能的任何已知计算机。例如但不限于，如关于图1所描述的电子设备，诸如膝上型电脑、台式电脑和/或图中所示的其他装置和/或组件。笔记本电脑和台式机或其他无线设备可包括如图2的系统200中所示的功能和/或分别如图7A、图7B、图16和图17所示的方法700,750,1600,1700中的一些或全部。例如，计算机系统800可用在无线设备中以交换测距分组结构，该测距分组结构包括能够在无线设备之间进行安全信道估计的波形。
计算机系统800包括一个或多个处理器(也称为中央处理单元或CPU)，诸如处理器804。处理器804连接到通信基础设施或总线806。计算机系统800还包括用户输入/输出设备803，诸如监视器、键盘、指示设备等，其通过用户输入/输出接口802与通信基础设施806通信。计算机系统800还包括主存储器或主存储器808，诸如随机存取存储器(RAM)。主存储器808可包括一个或多个级别的高速缓存。主存储器808中存储有控制逻辑(例如，计算机软件)和/或数据。
计算机系统800还可包括一个或多个辅助存储设备或存储器810。辅助存储器810可包括例如硬盘驱动器812和/或可移除存储设备或驱动器814。可移除存储驱动器814可是软盘驱动器、磁带驱动器、光盘驱动器、光学存储设备、磁带备份设备和/或任何其他存储设备/驱动器。
可移除存储驱动器814可与可移除存储单元818交互。可移除存储单元818包括计算机可用或可读存储设备，其上存储有计算机软件(控制逻辑)和/或数据。可移除存储单元818可是软盘、磁带、光盘、DVD、光存储盘和/或任何其他计算机数据存储设备。可移除存储驱动器814以众所周知的方式从可移除存储单元818读取和/或写入。
根据一些实施方案，辅助存储器810可包括用于允许计算机程序和/或其他指令和/或数据被计算机系统800访问的其他装置、工具或其他方法。此类装置、手段或其他方法可包括例如可移除存储单元822和接口820。可移除存储单元822和接口820的实施例可包括程序盒和盒接口(诸如在视频游戏设备中找到的)、可移除存储器芯片(诸如EPROM或PROM)和相关插座、记忆棒和USB端口、存储卡和相关的存储卡插槽，和/或任何其他可移除存储单元和相关接口。
计算机系统800还可包括通信或网络接口824。通信接口824使计算机系统800能够与远程设备、远程网络、远程实体等的任何组合进行通信和交互(由参考标号828单独地和共同地引用)。例如，通信接口824可允许计算机系统800通过通信路径826与远程设备828通信，通信路径826可是有线和/或无线的，并且可包括LAN、WAN、因特网等的任何组合。控制逻辑和/或数据可经由通信路径826发送到计算机系统800和从计算机系统800发送。
前述实施方案中的操作可以各种各样的配置和架构实现。因而，在前实施方案中的操作中的一些或所有操作可在硬件、软件中或在硬件和软件两者中执行。在一些实施方案中，有形设备或制品包括有形计算机可用或可读的介质，其上存储有控制逻辑(软件)，在本文中也称为计算机程序产品或程序存储设备。这包括但不限于计算机系统800、主存储器808、辅助存储器810和可移除存储单元818和822，以及体现前述任何组合的有形制品。当由一个或多个数据处理设备(诸如计算机系统800)执行时，这种控制逻辑使得这样的数据处理设备如本文所述进行操作。
基于本公开中包含的教导，相关领域的技术人员将清楚如何使用除图8所示的数据处理设备、计算机系统和/或计算机体系结构之外的数据处理设备、计算机系统和/或计算机体系结构来制造和使用本公开的实施方案。特别地，实施方案可与除了本文描述的那些之外的软件、硬件和/或操作系统实现一起操作。
应当理解，具体实施方案部分而不是发明内容和摘要部分旨在用于解释权利要求。发明内容和摘要部分可阐述发明人所预期的本公开的一个或多个但不是所有示例性实施方案，因此，不旨在以任何方式限制本公开或所附权利要求。
尽管本文已经参考示例性领域和应用的示例性实施方案描述了本公开，但是应该理解，本公开不限于此。其他实施例和修改是可能的，并且在本公开的范围和实质内。例如，并且在不限制本段落的一般性的情况下，实施方案不限于图中所示和/或本文所述的软件、硬件、固件和/或实体。此外，实施方案(无论是否本文明确描述)对于本文描述的实施例之外的领域和应用具有显着的实用性。
这里已经借助于示出特定功能及其关系的实现的功能构建块描述了实施方案。为了便于描述，这些功能构建块的边界已在本文被任意地定义。只要适当地执行指定的功能和关系(或其等同物)，就可定义替代边界。另外，替代实施方案可使用与本文描述的顺序不同的顺序来执行功能块、步骤、操作、方法等。
本文对“一个实施方案”、“实施方案”、“示例实施方案”或类似短语的引用指示所描述的实施方案可包括特定特征结构、结构或特性，但是每个实施方案可不必包括特定特征结构、结构或特征。此外，此类措辞用语不必是指相同的实施方案。此外，当结合实施方案描述特定特征结构、结构或特性时，无论是否本文明确提及或描述，将这些特征结构、结构或特征结合到其他实施方案中在相关领域的技术人员的知识范围内。
本公开的广度和范围不应受任何上述示例性实施方案的限制，而应仅根据所附权利要求及其等同物来限定。

Claims (18)

1.一种用于发送具有实现安全信道估计的波形的测距分组结构的方法，包括：
在测距过程之前，从另一电子设备接收一个或多个核心符号，其中所述一个或多个核心符号包括一个或多个不同的训练序列；
生成所述测距分组结构，所述测距分组结构包括能够基于至少所述一个或多个核心符号实现安全信道估计的所述波形，其中所述测距分组结构与一种或多种传统802.11技术兼容，其中所述波形包括第一零前缀和所述一个或多个核心符号中的第一核心符号，其中第一零前缀的第一长度至少部分地基于第一核心符号的长度而变化；并且
发送所述测距分组结构。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述波形包括：
符号，所述符号包括第一零前缀、第一零后缀和所述一个或多个核心符号中的第一核心符号，
其中所述第一零前缀的第一长度和所述第一零后缀的长度各自等于保护间隔，并且
其中所述第一核心符号的长度和所述第一零后缀的所述长度之和等于离散傅立叶变换DFT分析窗口的大小。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括：
确定2.4GHz或5GHz下的WiFi传输频率；并且
至少基于2.4GHz或5GHz下的所述WiFi传输频率的确定来选择高吞吐量HT物理层，其中所述波形替代高吞吐量长训练字段HT-LTF。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述测距分组结构包括：传统前导码、高吞吐量信号字段HT-SIG和高吞吐量短训练字段HT-STF。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述测距分组结构包括40MHz带宽，其中所述传统前导码和所述HT-SIG在包括所述40MHz带宽的第一20MHz信道和第二20MHz信道上复制。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括：
确定2.4GHz或5GHz下的WiFi传输频率；并且
至少基于2.4GHz或5GHz下的所述WiFi传输频率的所述确定来选择非常高吞吐量VHT的物理层，其中所述波形替代非常高吞吐量长训练字段VHT-LTF。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述测距分组结构包括：传统前导码、非常高吞吐量信号字段A VHT-SIGA以及非常高吞吐量短训练字段VHT-STF，其中省略了非常高吞吐量信号字段B VHT-SIGB。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述测距分组结构包括40MHz、80MHz或160MHz带宽中的一者，并且所述传统前导码和所述VHT-SIGA在所述40MHz、所述80MHz或所述160MHz带宽的每个20MHz信道上被复制。
9.根据权利要求1所述的方法，还包括：
确定2.4GHz或5GHz下的WiFi传输频率；并且
至少基于2.4GHz或5GHz下的所述WiFi传输频率的所述确定来选择非常高效HE物理层，其中所述波形替代高效长训练字段HE-LTF。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述测距分组结构包括：传统前导码、重复传统信号字段RL-SIG、高效信号字段A HE-SIGA和高效短训练字段HE-STF。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述测距分组结构包括40MHz、80MHz或160MHz带宽中的一者，并且其中所述传统前导码、所述RL-SIG和所述HE-SIGA在所述40MHz、所述80MHz或所述160MHz带宽的每个20MHz信道上被复制。
12.根据权利要求1所述的方法，还包括：
确定60GHz下的WiFi传输频率；并且
至少基于60GHz下的所述WiFi传输频率的所述确定来选择定向多吉比特DMG物理层，其中所述波形遵循包括传统标头L-标头的801.11ad控制物理层前导码。
13.根据权利要求1所述的方法，还包括：
确定60GHz下的WiFi传输频率；并且
至少基于60GHz下的所述WiFi传输频率的所述确定来选择增强的定向多吉比特EDMG物理层，其中所述波形替代增强的定向多吉比特信道估计字段EDMG-CEF。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述测距分组结构包括：801.11ad控制物理层前导码、EDMG-标头-A和EDMG短训练字段EDMG-STF。
15.根据权利要求14所述的方法，其中：
所述测距分组结构包括4.32GHz带宽；和
所述801.11ad控制物理层前导码、所述EDMG-标头-A和所述EDMG-STF在所述4.32GHz带宽的每个2.16GHz信道上被复制。
16.一种用于发送具有实现安全信道估计的波形的测距分组结构的电子设备，包括：
存储器；和
一个或多个处理器，所述一个或多个处理器通信地耦接到所述存储器并且被配置为执行如权利要求1-15中任一项所述的方法的步骤。
17.一种具有存储在其中的指令的非暂态计算机可读介质，所述指令在由电子设备中的一个或多个处理器执行时使得所述一个或多个处理器执行如权利要求1-15中任一项所述的用于发送具有实现安全信道估计的波形的测距分组结构的方法的操作。
18.一种用于发送具有实现安全信道估计的波形的测距分组结构的设备，包括用于执行如权利要求1-15中任一项所述的方法的操作的装置。
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