CN110636606A

CN110636606A - 用于确定节点位置的方法和系统

Info

Publication number: CN110636606A
Application number: CN201910551788.8A
Authority: CN
Inventors: 吉亚斯·阿尔-卡迪; 迈克尔·朔贝尔; 乌尔里希·安德烈亚斯·米尔曼; 布里马·巴巴通德·易卜拉欣
Original assignee: En Zhi Pu Co Ltd
Current assignee: En Zhi Pu Co Ltd
Priority date: 2018-06-22
Filing date: 2019-06-20
Publication date: 2019-12-31
Anticipated expiration: 2039-06-20
Also published as: EP3589038A1; US20190394748A1; US10631265B2; CN110636606B; EP3589038B1

Abstract

根据本公开的第一方面，构想用于在通信网络中确定节点位置的方法，其中所述网络包含所述节点和多个锚，所述方法包括：所述节点将轮询消息传输到所述多个锚；所述多个中的第一锚将响应消息传输到所述节点并且传输到所述多个锚中的一个或多个其它锚；处理单元使用通过所述节点的所述轮询消息传输、通过所述多个锚的所述轮询消息接收、通过所述第一锚的所述响应消息传输和通过所述节点和所述其它一个锚或多个锚的所述响应消息接收的时序信息计算所述节点的所述位置。根据本公开的其它方面，提供用于在通信网络中确定节点位置的对应计算机程序和对应系统。

Description

用于确定节点位置的方法和系统

技术领域

本公开涉及用于在通信网络中，例如在超宽带(UWB)通信网络中确定节点位置的方法。此外，本公开涉及用于在通信网络中，例如在UWB通信网络中确定节点位置的对应系统。

背景技术

UWB通信网络通常用于例如在建筑物或另一个结构中确定节点的二维或三维位置。一般来说，节点的位置应快速并且精确地确定，而不需要大量处理资源。

发明内容

根据本公开的第一方面，构想用于在通信网络中确定节点位置的方法，其中所述网络包含所述节点和多个锚，方法包括：节点将轮询消息传输到多个锚；所述多个中的第一锚将响应消息传输到节点并且传输到所述多个锚中的一个或多个其它锚；处理单元使用通过节点的轮询消息传输、通过多个锚的轮询消息接收、通过第一锚的响应消息传输和通过节点和其它一个锚或多个锚的响应消息接收的时序信息计算节点的位置。

在一个实施例中，通信网络为超宽带通信网络。

在一个实施例中，时序信息包括时戳。

在一个实施例中，处理单元包括在节点中、在多个锚中的一个锚中或在外部装置中。

在一个实施例中，时序信息通过所述通信网络或通过另外的通信网络被传输到处理单元。

在一个实施例中，锚执行彼此之间的常规飞行时间测量以确定彼此之间的距离。

在一个实施例中，方法另外包括根据通过多个锚接收的探测信号的强度或品质从多个锚选择第一锚。

在一个实施例中，选择第一锚包括：节点通过另外的通信网络将探测信号传输到锚；每个锚确定探测信号的信号强度或品质参数值，从而产生多个信号强度或品质参数值；锚在彼此之间交换所述强度或品质参数值；锚选择已提供最高信号强度或品质参数值的锚作为第一锚。

在一个实施例中，选择第一锚包括：节点通过另外的通信网络将探测信号传输到锚；每个锚确定探测信号的信号强度或品质参数值，从而产生多个信号强度或品质参数值；锚将所述强度或品质参数值传输到处理单元；处理单元选择已提供最高信号强度或品质参数值的锚作为第一锚。

在一个实施例中，另外的通信网络为ZigBee网络、低功耗蓝牙网络或Wi-Fi网络。

在一个实施例中，信号强度或品质参数值为接收信号强度指示符RSSI值或信噪比SNR值。

在一个实施例中，定期重复选择第一锚。

根据本公开的第二方面，提供计算机程序，所述计算机程序包括可执行指令，该可执行指令当被执行时进行或控制所阐述种类的方法。

在一个实施例中，非暂时性计算机可读媒体包括所阐述种类的计算机程序。

根据本公开的第三方面，提供用于在通信网络中确定节点位置的系统，该系统包括所述网络和处理单元，其中所述网络包括所述节点和多个锚，其中：节点被配置成将轮询消息传输到多个锚；所述多个中的第一锚被配置成将响应消息传输到节点并且传输到所述多个锚中的一个或多个其它锚；处理单元被配置成使用通过节点的轮询消息传输、通过多个锚的轮询消息接收、通过第一锚的响应消息传输和通过节点和其它一个锚或多个锚的响应消息接收的时序信息计算节点的位置。

附图说明

将参考附图更详细地描述实施例，在附图中：

图1示出UWB通信网络的例子；

图2示出时序图的例子；

图3示出UWB通信网络的另一个例子；

图4示出时序图的另一个例子；

图5A示出用于确定节点位置的方法的说明性实施例；

图5B示出UWB通信网络的说明性实施例；

图6示出时序图的说明性实施例；

图7示出用于确定响应锚的方法的说明性实施例。

具体实施方式

基于UWB的室内位置确定系统通常使用双向测距(TWR)或到达时间差(TDOA)测量用于估计节点位置。尽管TWR提供低系统复杂度和高精度，尤其是当补偿时钟漂移时，但是处理成本高，因为每一次距离测量应发送两条消息。如果期望位置确定系统的高稳定性，那么需要高冗余，这导致大量的锚。因为每一次距离测量需要两条消息，所以消息的数量与在系统中锚的数量成正比并且与节点的数量成正比。由于有限的信道容量，所以此大量的消息导致高的能量消耗和在系统中减少的最大节点数量。

图1示出UWB通信网络100的例子。具体来说，图1示出网络100，其中节点102的位置使用TWR确定。三个锚104、106、108用于确定所述位置。锚可例如固定网络节点，其排他性地或非排他性地用于确定节点102的位置。其位置确定的节点102可例如为移动装置或无线传感器节点。其位置应确定的节点或装置的其它例子为：电话或平板计算机、汽车钥匙或门钥匙、遥控器、用于追踪儿童的装置、需要被追踪的机器人、用于追踪动物的装置，和需要被追踪的任何货物，如需要被运送的包裹。

图1示出在一个节点102和三个锚104、106、108之间的消息交换。节点102通过发送轮询消息初始化测距，并且锚104、106、108通过发送响应消息响应。这导致应发送6条消息。在追踪系统中，在锚104、106、108和节点102之间测量的距离可与锚104、106、108的位置组合，并且可应用三边测量方案。三边测量为用于确定具有在节点和其位置已知的若干固定锚之间的已知距离的节点位置的方法。测量数据可传输到中心点或装置，其使用测量数据计算节点的位置。测量数据可包括轮询消息传输、轮询消息接收、响应消息传输和响应消息接收的时戳。对于测量数据的集中化，可使用单独的有线或无线网络；这减少UWB测量信道的污染。根据应用(例如室内导航)，节点102还需要知道其位置。因此，节点的位置应传达到节点。

若干方法可用于将位置传达到节点：

-另一个通信信道可用于在节点和系统之间的位置交换，这导致额外的硬件成本；

-节点可使用通过UWB通信网络传输的额外消息被告知关于该节点的位置，这意味着可使用UWB通信网络完成较少的测量；

-位置可在下一个测距会话中交换，这意味着不需要额外的信道容量，但是节点将始终具有先前测量的位置。

关于节点的位置如何交换的决策可取决于应用和硬件，这在考虑到节点可能必须提供的任何额外功能性的节点中可用。应注意，节点通常不能够确定其自身的位置，但是其位置可通过锚确定。这使所阐述种类的系统特别地适合于例如资产的实时追踪。在应用层面上，如果节点需要知道其位置，那么额外的消息应通常从主锚发送到节点。为此，例如，其它锚通常需要与骨干网络共用数据测量。这可通过不同信道和/或通过不同通信网络完成。

图2示出时序图200的例子。具体来说，图2示出记录在图1中示出的UWB通信网络100中确定节点102的位置的时戳。作为一个例子，时戳t_{发送_轮询1_N}表示节点102将轮询消息传输到第一锚104的时间，并且时戳t_{接收_轮询_A1}表示第一锚104接收所述轮询消息的时间。为了计算在一个节点和一个锚之间的飞行时间(TOF)，需要四个时戳，因为时戳在不同时钟上获取，所以仅在一侧上(锚或节点)的时戳可用于计算相对时间差。这意味着，为了计算TOF，应执行以下计算：T飞行A1-N＝((t_{接收_响应1_N}-t_{发送_轮询1_N})-(t_{接收_轮询_A1}-t_{接收_轮询_A1}))/2。以此方式，在TWR系统中计算TOF。因为通过应用此式，时钟不需要同步，所以时钟仅需要能够被获取精确时戳。基本上需要两条消息，即，请求消息和响应消息，这导致4个时戳(t_{发送_轮询1_N}、t_{接收_轮询_A1}、t_{发送_响应_A1}和t_{接收_响应1_N})用于计算T飞行_A1-N。因为时间上小的延迟，所以请求消息的飞行时间与响应消息的飞行时间相同。如图2所示的其它四条消息的飞行时间可以类似方式计算。这些时戳和从其导出的飞行时间数据随后可用于计算节点的位置。

在此例子中，应传输六条消息。一般来说，为了确定节点位置，在TWR系统中应传输的消息的数量可表示为：

(1)N_消息＝#节点*#锚*2

其中：

N_消息为应发送的消息的数量

#节点为在系统中节点的数量

#锚为在系统中锚的数量

图3示出UWB通信网络300的另一个例子。具体来说，图3示出网络300，其中节点302的位置使用TDOA确定。TDOA和TWR之间的差异在于，TDOA测量仅节点302需要发送消息，该消息通过所有锚304、306、308接收。这意味着，应发送的消息的数量与应定位(即其位置应确定)的节点的数量成比例。换句话说，应发送的消息的数量独立于锚的数量。此小数量的需要发送的消息导致可通过锚定位的较高的最大节点数量。

如果使用TDOA，那么在相应消息的接收之间的时间差的检测应在以精度发生，这意味着锚的时钟可很少偏移并且应周期性地同步。同步可通过使用共用时钟或通过使用无线同步方案执行。这意味着，与TWR相比，系统复杂度和硬件成本显著提高。另外，三维位置确定仅通过使用至少四个锚为可以的。此外，TDOA测量的精度比TWR的精度较差，因为整个位置确定基于消息接收的相对时间差完成。此外，在锚侧上的时钟漂移降低精度。仅基于一个相对时戳，在也不知道系统的其它时戳的情况下不可计算在锚和节点之间的绝对距离。这意味着整个TDOA测量取决于时戳的比较，这可导致不稳定并且不精确的系统。如果例如仅一个时戳为错误的或不在视线(LOS)中获取，那么在锚和节点之间的整个位置计算和距离计算可受到负面影响。另外，通过使用TDOA测量，在视线中较高的节点数量需要三维位置确定。因此，在有限的锚数量的情况下，TDOA测量系统比基于TWR的室内位置确定系统较不稳定。例如，在LOS中仅具有三个锚的基于TDOA的定位系统将不能够定位节点，而基于TWR的系统将能够定位节点。

图3示出在一个节点302和三个锚304、306、308之间的消息交换。节点302通过发送轮询消息开始测距，该轮询消息通过所有锚304、306、308接收。对于位置确定不需要另外的消息交换，因为时戳可在消耗较少功率或具有较高容量的任何有线或无线信道上共用。一般来说，为了确定节点位置，在TDOA系统中应传输的消息的数量可表示为：

(2)N_消息＝#节点

图4示出时序图400的另一个例子。具体来说，图4示出记录在图3中示出的UWB通信网络300中确定节点302的位置的时戳。作为一个例子，时戳t_{发送_轮询_N}表示节点302将轮询消息传输到第一锚304的时间，并且时戳t_{接收_轮询_A1}表示第一锚304接收所述轮询消息的时间。在图4中示出的不同t_{接收_轮询}时戳可用于类似于GPS的多边测量方案，但是除非节点和锚为同步的，否则在节点和锚之间的TOF不可计算，这由于漂移时钟而非常难以实现。基本上，在TDOA系统中，不同TOF导致不同消息接收时间，这可用于确定节点的位置。对于TDOA，直接TOF计算是不可以的；因此需要多边测量。

总之，在TWR中的关键挑战在于系统受到信道容量限制，这继而限制可服务的节点的数量，而TDOA具有需要的跨锚时间同步的限制，这增加用于时间同步的骨干网络的复杂度，以及当所有锚为朝向节点的LOS时系统仅可提供有意义的信息的限制。现在讨论用于确定节点位置的方法和系统，其中克服至少一些上述限制。具体来说，本发明所公开的方法和系统通过减少轮询消息-响应消息交换的数量，但不完全排除它们来结合TWR和TDOA的优点：这类交换仅在节点和多个锚中的第一锚之间执行。这意味着，精度与TWR的精度一样好，但是应发送的消息的数量与在系统中的节点的数量成比例，这导致测量速度与TDOA相当。其它锚不响应于节点；相反，第一锚还将响应消息传输到其它锚。使用通过这些其它锚接收此响应消息的时戳，仍然可精确地确定节点的位置。应注意，在本文第一锚也被称作“响应锚”，并且其它一个或多个锚也被称作“无源锚”。此外，应注意，在系统中可存在多于一个响应锚，但是在此情况下，与仅具有一个响应锚的系统相比，优于TWR和TDOA的优点可更小。

图5A示出用于在所阐述种类的UWB通信网络中确定节点位置的方法500的说明性实施例。方法500包括在502处节点将轮询消息传输到多个锚。此外，方法500包括在504处所述多个中的第一锚将响应消息传输到所述多个锚中的一个或多个其它锚。此外，方法500包括在506处处理单元使用通过节点的轮询消息传输、通过多个锚的轮询消息接收、通过第一锚的响应消息传输和通过节点和其它一个锚或多个锚的响应消息接收的时序信息计算节点的位置。在实用和有效的实施方案中，时序信息包括时戳。应注意，本发明所公开的方法不限于UWB通信网络，即它原则上也可在其中应确定节点位置的其它通信网络中应用。

图5B示出UWB通信网络508的说明性实施例。节点510和第一锚512(即，响应锚)有效地执行TWR距离测量，其中节点510传输轮询消息并且第一锚512以响应消息响应。其它锚514、516(即，无源锚)接收来自节点510的轮询消息以及通过第一锚512传输的响应消息。因此，第一锚512和节点510可存储一个消息接收时戳和一个消息发送时戳。其它锚514、516可存储两个接收时戳。锚中的哪个响应——即锚512、514、516中的哪个应用作第一锚——的决策可基于随机选择、基于以节点位置为基础的算法，或基于以信号强度或信号品质为基础的算法，如在下文另外详细描述。例如，后者意味着最靠近节点的锚被选择为第一锚。可假定锚为静止的，并且已知或在锚的位置已改变之后已测得锚之间的距离或TOF。锚还可在彼此之间执行低重复常规TOF测量，例如一天一次。锚之间的距离的测量可通过使用例如TWR完成；为了提高TWR的精度，可完成若干测量值的求平均。因此，在一个实施例中，锚执行彼此之间的常规飞行时间测量以确定彼此之间的距离。当确定节点的位置时，可考虑这些测量的距离。以此方式，节点的位置可以较高的精度确定。

在一个实施例中，处理单元包括在节点中、在多个锚中的一个锚中或在外部装置中。外部装置可例如为骨干网络的一部分。在实用和有效的实施方案中，时戳通过另外的通信网络传输到处理单元。以此方式，UWB通信网络可充分部署以用于轮询和响应消息传输。另外的通信网络(在图5B中被称作二级信道“第2PHY”)可例如为ZigBee网络、低功耗蓝牙(BLE)网络或Wi-Fi网络。或者，时戳可部分通过UWB通信网络传输到处理单元。以此方式，在节点侧上将不需要另外的通信网络。然而，为了使测距操作的数量最大化，锚仍然可通过另外的通信网络连接。

图6示出时序图600的说明性实施例。具体来说，图6示出记录在图5B中示出的UWB通信网络508中确定节点510的位置的时戳。作为一个例子，时戳t_{发送_轮询_N}表示节点510将轮询消息传输到第一锚512的时间，并且时戳t_{接收_轮询_A1}表示第一锚512接收所述轮询消息的时间。为了计算在节点510和第一锚512之间的飞行时间(TOF)，需要四个时戳。时戳和从其导出的TOF数据可用于计算节点的位置。应注意，只要已知在节点510和第一锚512(即，响应锚)之间的TOF，就可计算在节点510和无源锚514、516之间的距离。应注意，锚514和516为系统的无源部分，这意味着它们仅接收消息。本发明所公开的方法可与至少两个锚一起使用；不存在最大的锚数量。在图6中，使用以下表示：

t_{接收_响应_A3}...当锚A3接收响应消息时的时戳

t_{接收_轮询_A3}...当锚A3接收轮询消息时的时戳

t_{接收_响应_A2}...当锚A2接收响应消息时的时戳

t_{接收_轮询_A2}...当锚A2接收轮询消息时的时戳

t_{发送_响应_A1}...当锚A1发送响应消息时的时戳

t_{接收_轮询_A1}...当锚A1接收轮询消息时的时戳

t_{接收_响应_N}...当节点N接收响应消息时的时戳

t_{发送_轮询_N}...当节点N发送响应消息时的时戳

T_{飞行_A1-N}...在锚A1和节点N之间的飞行时间

T_{飞行_A2-N}...在锚A2和节点N之间的飞行时间

T_{飞行_A3-N}...在锚A3和节点N之间的飞行时间

T_{飞行_A1-A2}...在锚A1和锚A2之间的飞行时间

T_{飞行_A1-A3}...在锚A1和锚A3之间的飞行时间

一般来说，为了确定节点位置，在本发明所公开的系统中应传输的消息的数量可表示为：

(3)N_消息＝#节点*2

其中：

N_消息为必须发送的消息的数量

#节点为在系统中节点的数量

应注意，锚的时戳在不同时钟上获取，这意味着在等式中仅使用相对时序。这可通过使用在锚之间的TOF信息和通过使用通过响应锚发射的消息作为参考来补偿。现在，将给出可设定用于计算在第三锚516(A3)和节点510(N)之间的TOF的等式系统的例子。在任何其它锚和节点510之间的TOF的计算可以相同方式完成。

(5)

t_{接收_响应_A3}＝t_{发送_轮询_N}+T_{飞行_A1-N}+T_{处理_A1}+T_{飞行_A1-A3}

(6)

t_{发送_轮询_N}＝t_{接收_轮询_A3}-T_{飞行_A3-N}

(7)

T_{处理_A1}＝t_{发送_响应A1}-t_{接收_轮询_A1}

其中：

T_{处理_A1}＝锚A1准备响应消息所需要的时间

此等式系统导致：

(8)

t_{接收_响应_A3}＝t_{接收_轮询_A3}-T_{飞抗_A3-N}+T_{飞抗_A1-N}+t_{发送_响应_A1}

-t_{接收_轮询_A1}+T_{飞行_A1-A3}

在节点510(N)和锚516(A3)之间的TOF可以以下等式计算：

因为每一个时戳在锚之间的TOF为已知的，并且在等式(9)的右侧的TOF为已知的，这意味着可计算在节点510和第三锚516之间的TOF。仅在节点侧上已知的TOF信息的交换可通过使用另一个数据信道-即另外的通信网络，如ZigBee、低功耗蓝牙或Wi-Fi，其可更加电力高效-或使用UWB接口完成。如果在UWB接口上完成交换，那么可通过发送额外的消息或通过在下一个测距会话的轮询消息中发送TOF完成。

本发明所公开的方法具有TWR的精度并且还具有TDOA的速度。这意味着即使一次距离测量为没有视线(NLOS)，但其余距离测量仍然有效并且可用于计算节点位置。此方法还可仅仅用于快速距离测量，例如用于卡车队列。对于三维定位也仅需要三个锚，而不是用于TDOA的情况的四个锚。锚不需要同步，因为响应锚的时戳可用作参考，这降低系统的复杂度和成本。此外，本发明所公开的方法使得能够降低节点的电力消耗，因为它应仅发送一条轮询消息并且接收一条响应消息。如果节点将开始接收消息，那么电力消耗将在节点侧上显著提高，因为节点应接通以便等待锚的轮询消息。出于此原因，本发明所公开的方法在节点侧上电力高效，如果使用小尺寸电池驱动的节点，那么这为重要的。

在一个实施例中，方法另外包括根据通过多个锚接收的探测信号的强度或品质从多个锚选择第一锚。以此方式，最合适的锚可被选择为第一锚(即，响应锚)。举例来说，最好能够接收探测信号的锚可被选择为响应锚：可以的是此锚将随后还能够从节点接收轮询消息。对于在节点侧上节省能量，重要的是在节点和锚之间没有消息被丢弃。另外，当在测量之间的时间偏移增加时，追踪算法变得较不稳定或可靠，如果消息被丢弃，那么这很可能发生。通过使用探测信号选择最合适的响应锚，在节点和响应锚之间消息被丢弃的可能性可降低。

在一个实施例中，选择第一锚包括：节点通过另外的通信网络将探测信号传输到锚；每个锚确定探测信号的信号强度或品质参数值，从而产生多个信号强度或品质参数值；锚在彼此之间交换所述强度或品质参数值；锚选择已提供最高信号强度或品质参数值的锚作为第一锚。此实施例导致实用和有效的实施方案。此外，因为探测信号通过另外的通信网络传输，所以UWB通信网络不被污染。例如，如果第一锚接收RSSI值为-70dB的探测信号并且第二锚接收RSSI值为-50dB的探测信号，那么第二锚应因为较高的信号功率变为响应锚。较高的信号功率通常暗示较高的信号品质，这将导致较低的消息丢弃率。

在替代实施例中，选择第一锚包括：节点通过另外的通信网络将探测信号传输到锚；每个锚确定探测信号的信号强度或品质参数值，从而产生多个信号强度或品质参数值；锚将所述强度或品质参数值传输到处理单元；处理单元选择已提供最高信号强度或品质参数值的锚作为第一锚。此实施例也导致实用和有效的实施方案。此外，不需要另外的通信网络。在此替代实施例中，处理单元包括在可选择响应锚的外部装置中而不是包括在锚中。例如，室内定位系统可具有与锚通信的中央服务器。因此，此单元(例如公司门锁系统服务器)可为其位置应确定的节点选择响应锚。

另外的通信网络可例如为ZigBee网络、低功耗蓝牙网络或Wi-Fi网络。此外，在实用和有效的实施方案中，信号强度或品质参数值为接收信号强度指示符(RSSI)值或信噪比(SNR)值。良好的信号品质估计为SNR或信号强度；对于UWB测距消息，第一路径的信号强度为最重要的一个，因为它为用于距离估计的第一路径。每一个锚可测量从节点接收的轮询消息的信号品质。基于此测量，在锚之间的任何有线或无线通信接口可用于确定哪个锚应响应。响应锚可为具有最好信号品质的锚，因为于是丢弃消息的概率将为最低。如果在锚之间的二级通信接口对于交换或使用用于确定当前消息交换的响应锚的信号品质信息来说不足够快，那么它可用于下一个消息交换。在一个实施例中，定期重复选择第一锚。以此方式，可考虑在网络中的改变，并且考虑到所述改变可选择另一个锚作为响应锚。

图7示出用于确定响应锚的方法700的说明性实施例。具体来说，图7示出可如何确定响应锚的例子。在第一状态702中，存在用所有锚收听的UWB消息交换(UWB-测距状态)。在此测距之后，在第二状态704中，另外的通信网络(二级信道)可用于交换或收集时戳并且还用于交换或收集信号品质信息，例如RSSI值或SNR值(第二PHY数据交换状态)。基于收集的信号品质信息，在第三状态706中，可作出切换或不切换响应锚的决策(检查数据状态)。如果应改变锚，那么在第四状态708中，另外的通信网络可用于将此传达到所有锚(切换响应锚状态)。以此方式，仅具有最好信号品质的锚响应，并且在锚之间将发生冲突的可能性较小。更具体来说，可避免冲突，因为每一个锚将知道响应锚已改变，并且仅响应锚可应答轮询消息。在切换响应锚之后，系统再次处于UWB-测距状态702中，其中不同的锚响应于节点的轮询消息。如果不应改变锚，那么系统可紧接着进入到UWB-测距状态702中而不改变响应锚。当系统已达到UWB-测距状态702时，可重新启动消息交换。

本文所描述的系统和方法可至少部分由一个计算机程序或多个计算机程序实施，该计算机程序可在单个计算机系统中或跨多个计算机系统以激活和非激活两种状态呈多种形式存在。例如，它们可作为由程序指令组成的一种或多种软件程序以源代码、目标代码、可实行代码或用于执行一些步骤的其它格式存在。以上格式中的任一格式可以压缩或未压缩形式在计算机可读媒体上实施，该计算机可读媒体可包括存储装置和信号。

如本文中所使用，术语“计算机”是指包括处理器，如，通用中央处理单元(CPU)、专用处理器或微控制器的任何电子装置。计算机能够接收数据(输入)，能够对数据执行一系列预定操作，并且由此能够产生呈信息或信号形式的结果(输出)。根据上下文，术语“计算机”将意指(具体来说)处理器或(更一般地)与单个机箱或壳体内容纳的相关元件的组合相关联的处理器。

术语“处理器”或“处理单元”是指数据处理电路，该数据处理电路可为微处理器、协处理器、微控制器、微计算机、中央处理单元、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑电路和/或基于存储在存储器中的操作指令来操纵信号(模拟信号或数字信号)的任何电路。术语“存储器”是指一个存储电路或多个存储电路，如只读存储器、随机存取存储器、易失性存储器、非易失性存储器、静态存储器、动态存储器、快闪存储器、高速缓冲存储器和/或存储数字信息的任何电路。

如本文中所使用，“计算机可读媒体”或“存储媒体”可为可容纳、存储、传达、传播或传输计算机程序以供指令执行系统、设备或装置使用或结合指令执行系统、设备或装置使用的任何构件。计算机可读媒体可为(例如但不限于)电子、磁性、光学、电磁、红外线或半导体系统、设备、装置或传播媒体。计算机可读媒体的更特定的例子(非穷尽性列表)可包括以下：具有一根或多根导线的电连接、便携式计算机磁盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便携式光盘只读存储器(CDROM)、数字多功能光盘(DVD)、蓝光光盘(BD)和存储卡。

应注意，已经参考不同的主题描述以上实施例。具体来说，一些实施例可已参考方法类的权利要求来描述，而其它实施例可已参考设备类的权利要求来描述。然而，本领域的技术人员将从上述内容了解到，除非另有指示，否则除属于一种类型主题的特征的任意组合外，与不同主题相关的特征的任意组合，具体来说方法类的权利要求的特征和设备类的权利要求的特征的组合，也视为与此文档一起公开。

此外，应注意，图式为示意性的。在不同附图中，类似或相同元件以相同的附图标记提供。此外，应注意，在努力提供对说明性实施例的简洁描述的过程中，可尚未描述属于技术人员的习惯做法的实施细节。应了解，在任何这类实施方案的开发中，如在任何工程或设计项目中，必须作出大量实施方案特定的决策以便实现开发者的特定目标，如遵守在不同实施方案之间可变化的系统相关的和商业相关的约束条件。此外，应了解，这类开发工作可为复杂和耗时的，但仍然是本领域的普通技术人员进行设计、制作和制造的例行任务。

最后，应注意，技术人员应能够在不脱离所附权利要求书的范围的情况下设计许多替代实施例。在权利要求书中，置于圆括号之间的任何附图标记不应解释为限制权利要求。词语“包括(comprise(s)/comprising)”不排除在权利要求书中列出的那些元件或步骤之外的元件或步骤的存在。在元件之前的词语“一(a/an)”不排除多个这类元件的存在。在权利要求书中叙述的措施可借助于包括若干独特元件的硬件和/或借助于经适当编程的处理器来实施。在列举若干构件的装置权利要求中，可通过硬件中的同一个物件实施若干这些构件。在彼此不同的附属权利要求中叙述某些措施的单纯事实不指示不可使用这些措施的组合来获得优势。

附图标记列表

100 超宽带通信网络；

102 节点；

104 第一锚；

106 第二锚；

108 第三锚；

200 时序图；

300 超宽带通信网络；

302 节点；

304 第一锚；

306 第二锚；

308 第三锚；

400 时序图；

500 用于确定节点位置的方法；

502 节点将轮询消息传输到多个锚；

504 所述多个中的第一锚将响应消息传输到节点并且传输到所述多个锚中的一个或多个其它锚；

506 处理单元使用通过节点的轮询消息传输、通过多个锚的轮询消息接收、通过第一锚的响应消息传输和通过节点和其它一个锚或多个锚的响应消息接收的时序信息计算节点的位置；

508 超宽带通信网络；

510 节点；

512 第一锚；

514 第二锚；

516 第三锚；

600 时序图；

700 用于确定响应锚的方法；

702 超宽带测距状态；

704 通过二级通信网络交换数据；

706 检查数据；

708 切换响应锚。

Claims

1.一种用于在通信网络中确定节点位置的方法，其特征在于，所述网络包括所述节点和多个锚，所述方法包括：

所述节点将轮询消息传输到所述多个锚；

所述多个中的第一锚将响应消息传输到所述节点并且传输到所述多个锚中的一个或多个其它锚；

处理单元使用通过所述节点的所述轮询消息传输、通过所述多个锚的所述轮询消息接收、通过所述第一锚的所述响应消息传输和通过所述节点和所述其它一个锚或多个锚的所述响应消息接收的时序信息计算所述节点的所述位置。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通信网络为超宽带通信网络。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述时序信息包括时戳。

4.根据在前的任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述处理单元包括在所述节点中、在所述多个锚中的一个锚中或在外部装置中。

5.根据在前的任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述时序信息通过所述通信网络或通过另外的通信网络被传输到所述处理单元。

6.根据在前的任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述锚执行彼此之间的常规飞行时间测量以确定彼此之间的距离。

7.根据在前的任一项权利要求所述的方法，其特征在于，进一步包括根据通过所述多个锚接收的探测信号的强度或品质从所述多个锚选择所述第一锚。

8.一种计算机程序，其特征在于，包括可执行指令，所述可执行指令当被执行时进行或控制根据在前的任一项权利要求所述的方法。

9.一种非暂时性计算机可读媒体，其特征在于，包括根据权利要求8所述的计算机程序。

10.一种用于在通信网络中确定节点位置的系统，其特征在于，所述系统包括所述网络和处理单元，其中所述网络包括所述节点和多个锚，其中：

所述节点被配置成将轮询消息传输到所述多个锚；

所述多个中的第一锚被配置成将响应消息传输到所述节点并且传输到所述多个锚中的一个或多个其它锚；

所述处理单元被配置成使用通过所述节点的所述轮询消息传输、通过所述多个锚的所述轮询消息接收、通过所述第一锚的所述响应消息传输和通过所述节点和所述其它一个锚或多个锚的所述响应消息接收的时序信息计算所述节点的所述位置。