CN112771397B - 无线网络中基于定时测量的位置信息确定 - Google Patents

Abstract

本发明描述了用于基于定时测量来确定位置信息的方法、系统和设备。一种示例性方法包括：通信装置向多个网络设备发送定时请求，其中所述定时请求包括针对所述多个网络设备中的每一个的相应的预期响应时间；在多个时间从所述多个网络设备中的每一个接收多个定时测量，其中所述多个时间中的每一个均基于相应的预期响应时间，并且所述多个定时测量包括相应的到达时间(ToA)时间戳和相应的出发时间(ToD)时间戳；以及基于往返延迟的估算值确定所述通信装置的位置信息，所述估算值是使用根据所述多个定时测量的相应的ToA和ToD时间戳的差来计算的。

Description

无线网络中基于定时测量的位置信息确定

相关申请的交叉引用

本专利文档要求2018年8月27日提交的第16/114098号美国专利申请的优先权。前述专利申请的全部内容通过引用并入作为本申请公开的一部分。

技术领域

本文档总体上针对无线通信。

背景技术

现有的无线通信技术正在将世界推向一个日益互联和网络化的社会。无线通信的快速增长和技术的进步导致对容量和连接性的更大需求。诸如能耗、设备成本、频谱效率和等待时间之类的其他方面对于满足各种通信场景的需求也很重要。与现有的无线网络相比，下一代系统和无线通信技术需要为更多的用户和设备提供支持，并对更高的数据速率提供支持，其中需要提高定位和测量的精度和效率。

发明内容

本文档涉及用于基于定时测量来确定位置信息的方法、系统和设备，该方法、系统和设备使无线站在例如GPS不可用时确定其位置。

在一个示例性方面，公开了一种无线通信方法。该方法包括：由通信装置向多个网络设备的子集发送定时请求，其中所述定时请求包括针对所述多个网络设备的子集中的每一个的相应的预期响应时间；在多个时间从所述多个网络设备的子集中的每一个接收多个定时测量，其中所述多个时间中的每一个基于相应的预期响应时间，并且所述多个定时测量包括相应的到达时间(ToA)时间戳和相应的出发时间(ToD)时间戳；并且基于使用根据所述多个定时测量的相应的ToA和ToD时间戳之差计算出的往返延迟的估计来确定所述通信装置的位置信息。

在另一个示例性方面，公开了一种无线通信方法。该方法包括：向多个网络设备发送多个初始定时请求；从所述多个网络设备的子集接收多个初始定时响应；向所述多个网络设备的子集发送定时请求，其中所述定时请求标识要由所述多个网络设备的子集中的每一个要使用的传输资源；通过相应的传输资源从所述多个网络设备的子集接收多个定时测量，其中所述多个定时测量包括相应的ToA时间戳和相应的ToD时间戳，并基于使用根据所述多个定时测量的相应的ToA和ToD时间戳之差计算出的往返延迟的估计来确定所述设备的位置信息。

在又一个示例性方面，公开了一种无线通信方法。该方法包括：向一组网络设备发送请求定时测量响应的定时请求，所述定时请求包括用于以无冲突的方式接收所述定时测量响应的信息；以无冲突的方式从该组中的至少一些网络设备接收所述定时测量响应，其中每个所述定时测量响应包括指示相应的网络设备接收所述定时请求的接收时间的第一字段和指示相应网络设备发送其定时测量响应的响应时间的第二字段；以及基于所述定时测量响应确定所述通信装置的位置。

在又一个示例性方面，公开了一种无线通信方法。该方法包括：从通信装置接收包括第一ToD、期望响应时间(ERT)和传输资源的标识的定时请求；以及在计算的时间通过所述传输资源发送包括ToA时间戳和第二ToD时间戳的定时测量，其中所述ToA时间戳对应于何时接收到所述定时请求，其中所述第二ToD时间戳对应于所述计算的时间，并且其中所述第二ToD等于所述ToA时间戳和预期响应时间的总和。

在又一个示例性方面，上述方法以处理器可执行代码的形式体现，并存储在计算机可读程序介质中。

在又一示例性实施方式中，公开了一种被配置为或可操作为执行上述方法的设备。

在附图、说明书和权利要求书中更详细地描述了上述和其他方面及其实施方式。

附图说明

图1示出了分布式系统中包括多个基本服务集(BSS)的增强服务集(ESS)的示例。

图2示出了用于精确定时测量测量的消息交换的示例。

图3示出了具有基于多用户定时测量(MU-TM)定位的Wi-Fi网络的示例。

图4示出了用于MU-TM协议的消息交换的示例。

图5示出了时域中的MU-TM消息交换的示例。

图6A和图6B分别示出了在HE能力IE和相邻BSS报告IE中的MU-TM支持指示的示例。

图7A和7B分别示出了MU-TM请求格式和MU-TIM响应格式的示例。

图8示出了无线通信方法的示例。

图9示出了另一种无线通信方法的示例。

图10示出了又一种无线通信方法的示例。

图11示出了又一种无线通信方法的示例。

图12是通信装置的一部分的框图表示。

具体实施方式

无线通信系统可以包括一个或多个接入点(AP)的网络，以与一个或多个无线站(STA)通信。AP可以向一个或多个无线站发射承载管理信息、控制信息或用户数据的无线信号，并且站点也可以经由时分双工(TDD)在同一频道中或经由频分双工(FDD)在不同频道中向接入点发射无线信号。

IEEE 802.11是无线局域网(WLAN)使用的异步时分双工技术。WLAN的基本单元称为基本服务集(BSS)。基础设施BSS是具有通过与接入点(AP)关联来连接到有线网络或互联网进行通信的站点的BSS。在BSS中，接入点和站点都经由使用具有冲突避免功能的载波侦听多路接入(CSMA/CA)技术(一种TDD机制)共享同一频道，以进行多路接入和数据传输。

全球定位系统(GPS)是无线通信系统和消费产品中广泛使用的定位机制。为了获取地理位置信息，GPS接收器从至少四颗GPS卫星接收信号。这种GPS机制在室外情况下可能效果很好，但在室内环境下效果不佳，因为来自GPS卫星的信号太弱而无法穿透室内，以致GPS接收器无法获取并同步。因此，对于室内和/或室外环境，除了GPS以外还有地理定位机制是有益的。

用于室内环境的典型地理定位机制包括基于Wi-Fi的接收信号强度指示(RSSI)测量和到达时间(ToA)测量。基于RSSI的方法利用了无线信号传播随行进的衰减特性，并利用测量的RSSI来推导发射机和接收机之间的距离。另一方面，基于ToA的方法依赖于根据发起站发送测量信号以接收从响应站发送的响应信号的定时测量。由于室内环境的空间的限制，定时测量方法应该非常精确，否则定时测量误差可能会使测量结果无法使用。

来自参考站的单个RSSI或ToA测量不能用于精确确定请求站的位置。为了准确地确定站点的位置，可能需要对其地理位置预先已知的多个参考站(例如AP)进行多次距离测量。利用多个测量的RSSI或ToA信息，可以使用定位机制(例如，三角测量或指纹识别)来定位与那些参考站进行通信的站点。

但是，在密集的网络部署中，当许多站点试图获取其位置信息时，多次测量会降低介质/资源使用的效率，并可能导致空中链路流量拥塞。

图1示出了无线通信系统100的示例。BSS 1、BSS 2和BSS 3是基础设施BSS。BSS 1由一个接入点(AP1)和几个非AP站(STA 11、STA 12和STA 13)组成。AP1与站STA11、STA12和STA13保持关联，例如保持无线连接或为其保留无线通信资源。BSS 2由一个接入点(AP2)和两个非AP站(STA 21和STA 22)组成。AP 2与站STA21和STA22保持关联。BSS 3包含一个接入点(AP 3)和一个非AP站STA 31。AP 3与站STA31保持关联。基础设施BSS 1、BSS 2和BSS 3可以经由AP 1、AP 2和AP 3互连，或通过分布系统(DS)连接到交换机/网关，并形成为增强服务集(ESS)。ESS可以由接入控制器(AC)进行管理和控制。所公开技术的实施例可以例如在诸如图1中所描述的系统中实施。

图2图示了由IEEE 802.11规范定义的精确定时测量(FTM)过程的示例，该过程允许一个站点测量其与另一个站点的距离。在一个示例中，FTM可以包括以下步骤：

201：发起站iSTA发送初始FTM请求，以发起精确定时测量过程。

202：响应站rSTA发送ACK，以确认精确定时测量的一致性。

211：rSTA发送具有时间戳(T1_1)(在该时间戳下发送FTM帧)的第一FTM帧，。iSTA捕获该FTM帧到达的时间(T2_1)。

212：iSTA在时间(T3_1)用ACK帧响应第一FTM帧。rSTA捕获该ACK帧到达的时间(T4_1)。

213：rSTA可以开始发送另一个(第二)FMT帧，该帧具有时间戳T1_1(在该时间戳下发送第一FTM帧)和时间戳T4_1(在该时间戳下接收到第一ACK)。iSTA捕获第二FTM帧到达的时间(T2_2)。

214：iSTA用ACK帧(T3_2)响应第二个FTM帧。rSTA接收ACK并捕获ACK帧到达的时间(T4_2)。

217：类似地，rSTA可以通过发送第n个FTM帧来重复精确定时测量过程。

218：iSTA用ACK帧响应第n个FMT帧。

219：在收到最终的FTM/ACK之后，rSTA可以基于以下等式，使用多个测量值来计算iSTA与rSTA之间的传播时间：

T＝Sum[(T4_i–T1_i)–(T3_i–T2_i)]/2n，其中i＝1…n。

然后，rSTA将TM报告发送给iSTA。

然而，图2中描述的过程具有导致效率降低和更多流量的缺点。这些缺点包括：

(A)FTM是点对点(P2P)单用户协议。对于每次定时测量交换，它只能获得一对出发时间(ToD)和ToA时间戳。为了提高测量的准确性并减小测量方差，P2P站点需要执行多次FTM消息交换。但这会降低介质的效率，尤其是对于密集的室内部署。

对于每个P2P测量，都需要FTM、ACK帧和短帧间间隔(SIFS)时间。SIFS是检测介质从忙到空闲的时间与发射机发送帧的时间之间的时间。它包括RX PHY延迟、RX/TX周转时间、MAC处理延迟。当站点接收到FTM帧并且将要发送ACK帧时，或者站点将在接收到ACK帧之后开始下一FTM帧时，延迟时间至少是SIFS时间。例如，对于2.4GHz的802.11n，SIFS时间(aSIFSTime)为10μs，对于5GHz，SIFS时间为16μs。如果为定时测量而执行多个(例如，N个)FTM会话，则消耗的空口时间为N×(发送FTM的时间+aSIFSTime+发送ACK的时间)。

(B)一个P2P定时测量不能提供站点的位置信息。它需要至少三个不同站点的P2P定时测量，即通过三角定位获得发起站到参考点的位置。因此，发起站需要与不同的响应站进行多次连续的FTM会话。这将导致最终地理定位的一些延迟。如果每个P2P测量会话的一个FTM测量持续时间约为20ms，则每个一个位置请求的基于FTM的定位机制的总持续时间至少为60ms，这不包括能力交换时间。当许多站点要求为导航或其他业务提供定位信息时，这不仅会造成测量的延迟，而且仅仅是为了进行FTM信息交换就会消耗大量的空口时间。

(C)FTM机制的精度与定时测量中使用的信道带宽有关，因为定时测量的波动随无线信道的变化而变化。对于带宽为20MHz的信道，定时测量精度约为4ns，相当于1.2m左右的距离分辨率；而对于带宽为160MHz的信道，定时测量精度提高到0.5ns左右，相当于0.15m左右的距离分辨率。因此，为了提高定时测量精度，有必要对FTM会话使用更宽的带宽。但这也会导致中等使用效率问题，特别是在密集部署中。

所公开的技术的实施例经由点对多点定时测量交换(例如，多用户定时测量(MU-TM)协议，尤其提高了定时测量的效率等。

图3示出了用于多用户定时测量协议的WLAN的一个示例。该示例中的无线通信网络(300)包括三个接入点(AP)311、321和331，它们分别形成三个BSS 310、320和330。在这个示例中，WLAN 300还包含一个可以与AP1 311相关联的无线站(312)。三个BSS可以在覆盖区域内重叠，使得无线站(312)能够从那些AP 311、321和331接收无线电信号/向那些AP 311、321和331发送无线电信号。

这些AP 311、321和331是具有MU-TM能力的接入点，并且周期性地或根据请求在管理帧中广播MU-TM能力信息，例如信标帧、探测响应帧等。这些AP工作在同一频道上，除了20MHz带宽外，还可以支持更宽的带宽，如80MHz或160MHz。

站312在三个BSS的覆盖区域内。它可以从所有AP 311、321和331接收管理和其他类型的帧。AP在管理帧中广播MU-TM能力指示，如信标帧。如果站312接收到AP的管理帧并知道支持MU-TM，则它可以与AP 311、321和331执行基于MU-TM的消息交换，以进行地理定位。站312还可以从AP 311、321和331获取本地地图、平面图和其他地理参考信息，以便它可以确定其相对于那些参考点的相对位置。

图4示出了MU-TM协议的消息交换的一个示例。在该示例中，用于地理定位的定时测量涉及一个发起站(iSTA)，以及三个响应站(rSTA1)、(rSTA2)和(rSTA3)。响应站可以是接入点(AP)或其他站点，这些站可以为iSTA提供地理定位参考，以便iSTA通过MU-TM测量确定其位置。

MU-TM协议的消息交换可以包括两个阶段：

·MU-TM准备阶段：在该阶段，发起站点搜索的MU-TM识别覆盖区域内具有MU-TM能力的响应站。MU-TM发起站与具有MU-TM能力的响应站交换消息，以建立MU-TM测量阶段的多用户定时测量机会(MU-TM OP)。其他站点将设置NAV，以防止在MU-TM测量阶段干扰起始站和响应站执行的定时测量。

·MU-TM测量阶段：在该阶段，MU-TM发起站与多个具有MU-TM能力的响应站一起执行定时测量，以测量它们之间的往返延迟(RTD)。MU-TM测量阶段可以有多次MU-TM尝试，以提高定时测量的准确性，每个MU-TM尝试包括来自iSTA的一个MU-TM请求和来自不同rSTA的多个MU-TM(诸如图4示例中的rSTA1，rSTA2和rSTA3)响应。

在MU-TM准备和测量阶段，响应站rSTA1、rSTA2和rSTA3可以使用iSTA中发送的定时参考进行精确定时同步。示例性MU-TM消息交换的细节如下：

401：iSTA扫描附近的站点以获得MU-TM能力的支持，并以广播或组播模式向那些站点(即rSTA1、rSTA2、rSTA3)发送初始MU-TM请求，以建立多用户定时测量机会。iSTA应在初始MU-TM请求中包含多用户定时测量持续时间，以便其他站点计算MU-TM机会。

402：具有MU-TM能力的响应站(即rSTA1、rSTA2、rSTA3)接收初始MU-TM请求，并以初始MU-TM响应进行响应，以确认多用户定时测量它们是否能够与iSTA执行MU-TM消息交换以进行地理定位。接收到初始MU-TM请求/响应的其他站必须将NAV设置为MU-TM OP，以防止在MU-TM测量阶段进行传输。

403：在收到响应站的初始MU-TM响应之后，发起站iSTA发送寻址到rSTA1、rSTA2和rSTA3的分别具有预期响应时间(即ERT1、ERT2、ERT3)的MU-TM请求(第一次尝试)。rSTA的ERT是MU-TM响应的预期出发时间(ToD)，其用于分配来自不同rSTA的MU-TM响应的传输，以避免传输冲突。iSTA还在MU-TM请求消息中包括MU-TM请求的ToD标记。

404-a：当MU-TM响应站(rSTA1)收到MU-TM请求时，它会在其预期的相应时间将MU-TM响应发送回iSTA，包括接收到MU-TM请求的到达时间(ToA1)和MU-TM响应的出发时间(ToD1)。rSTA1通过以下公式计算ToD1：ToD1＝ToA1+ERT1。

404-b：当MU-TM响应站(rSTA2)收到MU-TM请求时，它会在其预期的相应时间将MU-TM响应发送回iSTA，包括接收到MU-TM请求的到达时间(ToA2)和MU-TM响应的出发时间(ToD2)。rSTA2通过以下公式计算ToD2：ToD2＝ToA2+ERT2。

404-c：当MU-TM响应站(rSTA3)收到MU-TM请求时，它会在其预期的相应时间将MU-TM响应发送回iSTA，包括接收到MU-TM请求的到达时间(ToA3)和MU-TM响应的出发时间(ToD3)。rSTA3通过以下公式计算ToD3：ToD3＝ToA3+ERT3。

405、如404、404-a、404-b和404-c所示，iSTA和rSTA1、rSTA2、rSTA3可以重复进行几次MU-TM尝试，以提高定时测量的准确性。通过重复定时测量，可以逐步更新和改进针对iSTA的地理定位。

406：通过多次MU-TM尝试的定时测量结果，iSTA可以如下计算iSTA与rSTA1之间的RTD：

RTD1＝Sum[(ToA(i)–ToD(i))–(ToD1(i)–ToA1(i))]/N

在这里，

·i为(1，...，N)中的MU-TM尝试。

·ToA(i)为从rSTA1接收MU-TM响应的第i个到达时间。

·ToD1(i)为来自rSTA1的MU-TM响应的第i个出发时间。

·ToA1(i)为由rSTA1接收到MU-TM请求的第i个到达时间；以及

·ToD(i)为从iSTA发送MU-TM请求的第i个出发时间。

类似地，iSTA可以分别计算iSTA和rSTA2、iSTA和rSTA3之间的RTD：

RTD2＝Sum[(ToA(i)–ToD(i))–(ToD2(i)–ToA2(i))]/N，以及

RTD3＝Sum[(ToA(i)–ToD(i))–(ToD3(i)–ToA3(i))]/N。

如果RTD1(n)和RTD1(n-1)、RTD2(n)和RTD2(n-1)以及RTD3(n)和RTD3(n-1)之间的差异小于阈值，则iSTA可以停止发送进一步的MU-TM尝试。在其他实施例中，可以将差异与不同的阈值进行比较。

407：iSTA可以选择地将包括其位置信息的MU-TM报告发送给相关联的站点。

图5从时域的角度图示了MU-TM消息交换的示例。如图中所示，时域中的步骤包括：

501：MU-TM发起站iSTA识别覆盖区域中具有MU-TM能力的响应站(rSTA1、rSTA2和rSTA3)，并向它们发送寻址到它们的初始MU-TM请求，以用于建立MU-TM OP，从而保护随后的MU-TM消息交换。为了提高定时测量的准确性，如果有多个20MHz带宽的信道(如80MHz带宽)，则iSTA可以在所述多个20MHz带宽信道(例如80MHz带宽)中复制初始MU-TM请求传输。所述iSTA可以在初始MU-TM请求中指定用于从响应站接收初始MU-TM响应的资源单元和预期响应时间(ERT)。因此，iSTA可以同时控制不同信道的来自不同的rSTA的多个初始MU-TM响应的接收，也可以依次地控制同一信道的来自不同的rSTA的多个初始MU-TM响应的接收。

502：具有MU-TM能力的站点(rSTA1、rSTA2、rSTA3)接收初始MU-TM请求，并根据在预期响应时间根据分配的资源单元，在主20MHz信道或辅信道中发送初始MU-TM响应。在图5的示例中，它示出了多个初始MU-TM响应同时从不同rSTA通过不同的信道被发送。另一种选择是让多个初始MU-TM响应在不同的ERT从rSTA被依次地发送。

503：在接收到来自rSTA1、rSTA2和rSTA3的初始MU-TM响应之后，iSTA发送MU-TM请求，以在80MHz带宽信道中发起第一次定时测量尝试。MU-TM请求寻址到所识别的响应站rSTA1、rSTA2和rSTA3，并包括从这些STA发送的响应消息的预期响应时间(ERT)。rSTA1的ERT1可以被设置为MU-TM请求的传输时间+SIFS时间。rSTA2的ERT2可以被设置为MU-TM请求的传输时间+SIFS时间+MU-TM响应的传输时间+固定时延(Td)。rSTA3的ERT3可以被设置为MU-TM请求的传输时间+SIFS时间+2×MU-TM响应的传输时间+2×Td。

MU-TM请求或响应的传输时间由传输速率和消息大小决定。固定时延Td应该被设置为大于发起站与任何响应站之间的最大传播时延的值，以使MU-TM响应的两次连续传输在时域内不会相互冲突。例如，对于距离iSTA 100米的覆盖范围，Td可以被设置为0.4μs。

504：接收到MU-TM请求后，响应站(rSTA)将分别通过所分配的RU并且在ERT发送MU-TM响应。在该示例中，rSTA1预计将在ERT1(例如，SIFS时间)通过80MHz带宽发送其MU-TM响应。因此，它首先通过80MHz信道发送MU-TM响应。然后，rSTA2和rSTA3将相应地通过80MHz信道在其ERT发送其MU-TM响应。

505：在完成与多个响应站的第一次MU-TM尝试后，iSTA可以开始那些响应站的第二次(或更多次)MU-TM尝试，以获得多个定时测量结果。每增加一次MU-TM尝试，iSTA的地理位置能够被逐步地更新和改进。

506：具有MU-TM能力的响应站rSTA1、rSTA2和rSTA3分别通过80MHz信道在其ERT发送MU-TM响应。通过多次MU-TM测量，iSTA可以对测量结果进行平均(或使用其他方法)，以提高MU-TM地理定位机制的准确性。

在一些实施例中，如果连续两次RTD测量之间的差异小于给定阈值，则iSTA可以停止发送进一步的MU-TM尝试。

507：iSTA可以基于定时测量结果计算其相对于参考站的位置，或者通过与其相关联的AP将定时测量报告发送给位置确定服务器。然后，位置服务器将计算iSTA的位置信息，并将信息发送回来。

在一些实施例中，一旦定时测量完成，则iSTA可以经由发送CF-End帧来显式地终止MU-TM测量阶段，或者经由MU-TM OP超时来隐式地终止MU-TM测量阶段。

在一些实施例中，为了支持多用户定时测量机制，需要多个MU-TM消息。为此，具有MU-TM能力的响应站(例如，AP)应广播MU-TM支持指示，以便MU-TM发起站能够容易地识别并与其执行基于MU-TM的定时测量。具有MU-TM能力的站点可以在BSS能力或相邻BSS报告中包括MU-TM支持指示。图6A和图6B分别示出了在HE能力IE和相邻BSS报告IE中的MU-TM支持指示的示例。

图7A-7B示出了可用于准备阶段的初始MU-TM请求/响应或定时测量阶段的MU-TM请求/响应的MU-TM消息格式的示例。在MU-TM测量阶段，MU-TM请求可以是类似于空数据包公告(NDPA)的帧，而MU-TM响应可以是空数据包(NDP)类型的帧。

MU-TM请求包含图7A所示的字段，其包括：

·帧控制：此字段被设置为用于MU-TM请求公共操作管理帧类型或控制帧类型。

·持续时间：此字段被设置为多用户定时测量的持续时间。

·RA和TA：接收地址(RA)被设置为用于MU-TM的广播地址或响应STA的组地址。发送地址(TA)被设置为该STA的MAC地址。

·公共信息字段：它可能包含用于标识该MU-TM消息交换的令牌；TOD是MU-TM请求从该站发送(即出发)的时间；用户数字段指示该消息中遵循的用户信息数量。

·用户信息：此字段承载了关于响应站的信息，诸如STA ID(诸如MAC地址或AID)、用于从rSTA发送MU-TM响应所分配的资源单位(RU)、用于从rSTA等发送的响应消息的预期响应时间(ERT)等。

MU-TM响应包含图7B所示的字段，其包括：

·帧控制：此字段被设置为公共操作管理帧类型或控制帧类型。

·持续时间：此字段被设置为多用户定时测量的修改的持续时间，例如，从MU-TM请求接收的持续时间值减去MU-TM请求的传输时间加上aSIFSTime。

·RA和TA：接收地址(RA)被设置为发起MU-TM请求的STA的MAC地址。发送地址(TA)被设置为此响应STA的MAC地址。

·令牌：此字段用于指示此响应与哪个MU-TM请求相关联。它被设置为在MU-TM请求中接收的令牌的值。

·TOD时间戳：此字段被设置为MU-TM响应从此STA发送(例如，出发)的时间。

·TOA时间戳：此字段被设置为此STA接收(例如，到达)MU-TM请求的时间。

·FCS：此字段(帧检查序列)用于接收站检查帧的错误。

在MU-TM测量阶段，除了最后一次尝试之外，rSTA可以在MU-TM尝试中发送基于NDP的MU-TM响应。如果发送了基于NDP的MU-TM响应，则没有MAC帧被附加到基于NDP的MU-TM响应中。在最后一次MU-TM尝试中，rSTA必须在MU-TM响应中包括ToA(例如，对于rSTA1的ToA1)和ToD(例如，对于rSTA1的ToD1)与之前的MU-TM尝试中的ToA和ToD值的平均值。因此，iSTA可以应用平均的ToA1和ToD1来计算iSTA和rSTA1之间的RTD。

在iSTA和多个rSTA之间建立了MU-TM OP之后，iSTA可以开始与rSTA的第一次MU-TM尝试。它可以重复多次尝试，以提高定时测量的准确性。由于在每次MU-TM尝试中，MU-TM请求中的信息将是相同或相似的，因此iSTA可以简化MU-TM请求，以进一步提高MU-TM协议性能。

在一些实施例中，如果iSTA利用与初始MU-TM请求中相同的rSTA来执行MU-TM消息交换，并使用如RU和ERT之类的类似的参数，则iSTA可以将用户数设置为“0”(或其他特殊值)，以指示rSTA根据先前的MU-TM请求中的设置导出参数，而不在本次MU-TM请求中包含单个用户信息字段。rSTA必须根据之前的MU-TM请求导出RU、ERT和其他参数。

例如，第i次MU-TM测量的ERT1(i)可以导出为：

ERT1(i)＝ERT1(i-1)。

这里，ERT1(i-1)要么被包括在(i-1)MU-TM请求中，要么根据之前的请求或初始MU-TM请求进一步导出。类似地，第i次MU-TM测量尝试的ERT2(i)和ERT3(i)可以导出为：

ERT2(i)＝ERT2(i-1)，以及

ERT3(i)＝ERT3(i-1)。

图8示出了一种无线通信方法800的示例。该方法800包括，在步骤810处，由通信装置向多个网络设备的子集发送定时请求，其中该定时请求包括多个网络设备的子集中的每一个的相应的预期响应时间。在一些实施例中，定时请求标识与多个网络设备的子集中的每一个相关联的传输资源。通信装置可以是例如智能手机、笔记本电脑、平板电脑、物联网(IoT)设备或能够进行无线通信的另一硬件平台。

方法800包括，在步骤820处，在多个时间从多个网络设备的子集中的每一个接收多个定时测量值，其中该多个时间中的每一个均基于相应的预期响应时间，并且该多个定时测量值包括相应的到达时间(ToA)时间戳和相应的出发时间(ToD)时间戳。例如，图7A和7B中所示的帧格式可分别用于MU-TM请求和MU-TM响应。

方法800包括，在步骤830处，基于往返延迟的估算值确定通信装置的位置信息，该估算值是使用根据多个定时测量的相应的ToA和ToD时间戳的差来计算的。在本文档中描述了用于位置确定的一些示例性公式。

在一些实施例中，方法800还包括如在MU-TM准备阶段的上下文中描述的那样，在多个频道上向多个网络设备发送多个初始定时请求，以及在多个频道的相应的频道上从多个网络设备的子集接收多个初始定时响应。在一个示例中，多个初始定时请求在相同的时隙中被传输。

在一些实施例中，方法800还包括重复步骤810和820多次，其中从所述多个网络设备的子集中的每一个接收ToA时间戳和ToD时间戳，并基于多个ToA时间戳和ToD时间戳来细化往返延迟的估计。

在一些实施例中，方法800还包括在重复步骤810和820多次之后，发送终止消息。

在一些实施例中，方法800还包括向所述多个网络设备的子集发送包括通信装置的位置信息的报告。

图9示出了根据本公开的技术的一些实施例的无线通信方法的示例。这个示例包括一些特征和/或步骤，这些特征和/或步骤类似于图8中所示的特征和/或步骤，并在上面描述。这些特征和/或组件中的至少一些在本节中可能不会单独描述。方法900包括，在步骤910处，向多个网络设备发送多个初始定时请求。

方法900包括，在步骤920处，从多个网络设备的子集接收多个初始定时响应。

方法900包括，在步骤930处，向多个网络设备的子集发送定时请求，其中所述定时请求确定多个网络设备的子集中的每一个要使用的传输资源。

方法900包括，在步骤940处，通过相应的传输资源从多个网络设备的子集接收多个定时测量，其中所述多个定时测量包括相应的ToA时间戳和相应的ToD时间戳。

方法900包括，在步骤950处，基于往返延迟的估算值确定设备的位置信息，该估算值是使用根据多个定时测量的相应的ToA和ToD时间戳的差来计算的。

图10示出了根据本公开的技术的一些实施例的无线通信方法的示例。这个示例包括一些类似于图8和图9中所示并在上面描述的特征和/或步骤。这些特征和/或组件中的至少一些在本节中可能不会单独描述。方法1000包括，在步骤1010处，向一组网络设备发送请求定时测量响应的定时请求，该定时请求包括以无冲突方式接收定时测量响应的信息。在一些实施例中，无冲突方式包括时分复用(TDM)。在一些实施例中，无冲突方式包括频域复用(FDM)。在一些实施例中，可以使用诸如码分复用之类的其他无冲突通信技术。

方法1000包括，在步骤1020处，以无冲突方式从该组中的至少一些网络设备接收定时测量响应，其中每个定时测量响应包括指示相应网络设备接收定时请求的接收时间的第一字段和指示相应网络设备发送其定时测量响应的响应时间的第二字段。

该方法1000包括，在步骤1030处，基于定时测量响应来确定通信装置的位置。

在一些实施例中，方法1000还包括重复步骤1010和1020多次，其中在多个时间从该组中的至少一些网络设备接收第一字段和第二字段，并且基于在多个时间接收的第一字段和第二字段来细化通信装置的位置。

在一些实施例中，该方法1000还包括，向该组网络设备发送包括通信装置的位置的报告。

图11示出了根据本公开的技术的一些实施例的无线通信方法的示例。这个示例包括一些类似于图8、图9和图10中所示并在上面描述的特征和/或步骤。这些特征和/或组件中的至少一些在本节中可能不会单独描述。方法1100包括，在步骤1110处，从通信装置接收包括第一出发时间(ToD)、预期响应时间(ERT)和传输资源的标识的定时请求。

方法1100包括，在步骤1120处，在计算出的时间并且通过传输资源发送定时测量，该定时测量包括到达时间(ToA)时间戳和第二ToD时间戳，其中，ToA时间戳对应于何时接收到定时请求，其中第二ToD时间戳对应于计算出的时间，并且其中第二ToD等于ToA时间戳和ERT之和。

在又一示例性方面，基于所公开的技术的实施例的另一种方法使得无线系统能够在无线站和多个无线参考站之间实施定时测量协议，用于对无线站进行地理定位，并且可以包括同时向多个无线参考站发送定时测量请求，并依次地接收它们的定时测量响应。

在又一示例性方面，基于所公开技术的实施例的另一种方法使得无线系统能够发起与多个无线参考站的定时测量，并且随后执行多用户定时测量准备阶段和定时测量阶段。

在又一示例性方面，基于所公开技术的实施例的另一种方法使得无线系统能够识别具有MU-TM能力的无线参考站，并且在多用户定时测量准备阶段与那些无线参考站建立定时测量周期。该方法可以包括，在初始的多用户定时测量中，从多个无线参考站发送请求，该请求包括所识别的无线参考站、所分配的资源单元和从多个无线参考站发送定时测量响应的预期响应时间。多个无线参考站在指定的时隙通过分配的资源单元发送定时测量响应。

在又一示例性方面，基于所公开技术的实施例的另一种方法使得无线系统能够指示多个响应无线参考站在指定的时间发送定时测量响应，从而使得来自多个无线参考站的多个定时测量响应能够在时域中分布，以避免接收侧的信号冲突。

在又一示例性方面，基于所公开技术的实施例的另一种方法使得无线系统能够与相同的多个无线参考站重复相同的多用户定时测量过程。通过来自多个无线参考站的多个定时测量，定时测量发起无线站可以逐步提高地理定位的准确性。一旦测量结果得到满足，则定时测量的发起无线站可以停止定时测量过程。

图12是根据本公开技术的一些实施例的通信装置的一部分的框图表示。装置1205可以包括诸如实施本文档中呈现的一种或多种技术的微处理器之类的处理器电子器件1210。装置1205可以包括收发器电子器件1215，以通过诸如一个或多个天线1220之类的一个或多个通信接口发送和/或接收无线信号。装置1205可以包括用于发送和接收数据的其他通信接口。装置1205可以包括被配置为存储诸如数据和/或指令的信息的一个或多个存储器(未明确示出)。在一些实施方式中，处理器电子器件1210可以包括收发器电子器件1215的至少一部分。在一些实施例中，所公开的技术、模块或功能中的至少一些是使用装置1205来实施的。

本说明书连同附图仅被视为示例，其中示例是指示例，除非另有说明，否则并不意味着理想或优选的实施例。如本文使用的“或”意在包括“和/或”，除非上下文另有明确指示。

本文描述的一些实施例是在方法或过程的一般上下文中描述的，这些方法或过程可以在一个实施例中由包含在计算机可读介质中的计算机程序产品来实施，该计算机程序产品包括由网络环境中的计算机执行的诸如程序代码之类的计算机可执行指令。计算机可读介质可以包括可移动和不可移动存储设备，包括但不限于只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、光盘(CD)、数字通用光盘(DVD)等。因此，计算机可读介质可以包括非暂时性存储介质。通常，程序模块可以包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等。计算机或处理器可执行指令、关联的数据结构和程序模块代表用于执行本文公开的方法的步骤的程序代码的示例。这种可执行指令或相关联数据结构的特定序列表示用于实施在这种步骤或过程中描述的功能的相应的动作的示例。

所公开的实施例中的一些可以使用硬件电路、软件或其组合来实施为设备或模块。例如，硬件电路实现可以包括分立的模拟和/或数字组件，这些组件例如被集成为印刷电路板的一部分。替代地可替选地或附加地，所公开的组件或模块可以被实施为专用集成电路(ASIC)和/或被实现为现场可编程门阵列(FPGA)设备。一些实施方式可以附加地或可替选地包括数字信号处理器(DSP)，其是具有针对与本申请的公开功能相关联的数字信号处理的操作需求而优化的架构的专用微处理器。类似地，每个模块内的各种组件或子组件可以以软件、硬件或固件来实施。模块和/或模块内的组件之间的连接可以使用本领域中已知的任何一种连接方法和介质来提供，包括但不限于使用适当的协议通过互联网、有线或无线网络的通信。

虽然本文档包含许多细节，但是这些细节不应被解释为对要求保护的发明或可能要求保护的范围的限制，而是对特定实施例的特定特征的描述。本文中在单独实施例的上下文中描述的某些特征也可以在单个实施例中组合实施。相反，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以在多个实施例中单独实施或者在任何合适的子组合中实施。此外，尽管特征可以在上文中被描述为在某些组合中起作用，并且甚至最初被如此要求保护，但是在一些情况下，来自所要求保护的组合的一个或多个特征可以从该组合中删除，并且所要求保护的组合可以针对子组合或子组合的变型。类似地，虽然在附图中以特定顺序描述了操作，但是这不应该理解为要求以所示的特定顺序或顺序执行这些操作，或者要求执行所有示出的操作，以获得期望的结果。

仅描述了一些实施方式和示例，并且可以基于本公开中所描述和示出的内容进行其他实施方式、增强和变化。

Claims (17)

1.一种用于无线通信的方法，所述方法包括：

(a)通信装置向多个网络设备的子集发送定时请求，其中所述定时请求包括用于所述多个网络设备的子集中的每一个发送对所述定时请求的响应的预期响应时间；

(b)在多个时间从所述多个网络设备的子集中的每一个接收多个定时测量，其中所述多个时间中的每一个基于所述预期响应时间，并且所述多个定时测量包括相应的到达时间（ToA）时间戳和相应的出发时间（ToD）时间戳；

(c)基于往返延迟的估算值来确定所述通信装置的位置信息，所述估算值是使用根据所述多个定时测量的相应的ToA和ToD时间戳的差来计算的；

(d)重复步骤(a)和(b)多次，其中在多个时间中的每一个时间从所述多个网络设备的子集中的每一个中接收ToA时间戳和ToD时间戳；以及

(e)基于所述多个ToA时间戳和ToD时间戳来细化所述往返延迟的估算值。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：

在多个频道上向所述多个网络设备发送多个初始定时请求；以及

在所述多个频道中的相应的频道上从所述多个网络设备的子集接收多个初始定时响应。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述多个初始定时请求在相同的时隙中被发送。

4.根据权利要求1所述的方法，还包括：

在重复步骤(a)和(b)多次之后，发送终止消息。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述定时请求标识与所述多个网络设备的子集中的每一个相关联的传输资源。

6.根据权利要求5所述的方法，其中在所述定时请求中标识的相应的传输资源上接收所述多个定时测量中的每一个。

7.根据权利要求1所述的方法，还包括：

向所述多个网络设备的子集发送包含所述通信装置的位置信息的报告。

8.一种用于无线通信的装置，所述装置包括：

处理器；以及

在其上具有指令的非暂时性存储器，其中所述指令在由所述处理器执行时使得所述处理器：

(a)向多个网络设备发送多个第一定时请求；

(b)从所述多个网络设备的子集接收多个初始定时响应；

(c)向所述多个网络设备的子集发送定时请求，其中所述定时请求标识所述多个网络设备的子集中的每一个要使用的传输资源；

(d)通过各个传输资源从所述多个网络设备的子集接收多个定时测量，其中多个定时测量包括相应的到达时间（ToA）时间戳和相应的出发时间（ToD）时间戳；

(e)基于往返延迟的估算值确定所述设备的位置信息，所述估算值是使用根据所述多个定时测量的相应的ToA和ToD时间戳的差来计算的；

(f)重复步骤(c)和(d)多次，其中在多个时间中的每一个时间从所述多个网络设备的子集中的每一个中接收ToA时间戳和ToD时间戳；以及

(g)基于所述多个ToA时间戳和ToD时间戳来细化所述往返延迟的估算值。

9.根据权利要求8所述的装置，其中所述多个第一定时请求在多个频道中的每一个上发送。

10.根据权利要求9所述的装置，其中所述多个初始定时响应在所述多个频道中的相应的每个信道上被接收。

11.根据权利要求8所述的装置，其中所述多个第一定时请求在相同的时隙中被发送。

12.权利要求8所述的装置，其中所述处理器被进一步配置为：

在重复步骤(c)和(d)多次之后，发送终止消息。

13.根据权利要求8所述的装置，其中所述处理器被进一步配置为：

向所述多个网络设备的子集发送包含所述设备的位置信息的报告。

14.一种其上存储有计算机程序指令的计算机可读程序介质，所述计算机程序指令在由通信装置的处理器执行时，使得所述处理器实施用于无线通信的方法，所述方法包括：

(a)向一组网络设备发送请求定时测量响应的定时请求，所述定时请求包括以无冲突的方式接收定时测量响应的信息；

(b)以无冲突的方式从所述组中至少一些网络设备接收定时测量响应，其中每个定时测量响应包括指示相应的网络设备接收所述定时请求的接收时间的第一字段和指示相应的网络设备发送其定时测量响应的响应时间的第二字段；

(c)基于所述定时测量响应确定所述通信装置的位置；

(d)重复步骤(a)和(b)多次，其中所述第一字段和第二字段被从所述组中的至少一些网络设备中多次接收；以及

(e)基于被多次接收的所述第一字段和第二字段来细化所述通信装置的位置。

15.根据权利要求14所述的计算机可读程序介质，其中所述无冲突的方式包括时分复用(TDM)。

16.根据权利要求14所述的计算机可读程序介质，其中所述无冲突方式包括频域复用(FDM)。

17.根据权利要求14所述的计算机可读程序介质，所述方法还包括：

向所述组网络设备发送包含所述通信装置的位置的报告。