CN113302517A - Ieee 802.15.4z的测距特定的mac服务和pib属性 - Google Patents

Ieee 802.15.4z的测距特定的mac服务和pib属性 Download PDF

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Abstract

提供了一种无线通信系统中的支持测距能力的网络实体和该网络实体的方法。该网络实体和方法包括：由网络实体的较高层识别测距回复时间节点列表(RrtiNodeList)，该RrtiNodeList指示请求测距回复时间瞬时信息元素(RRTI IE)以及接收测距计数器值的相邻网络实体的列表；由网络实体的较高层生成包括RrtiNodeList的MCPS‑DATA.request原语；将所生成的MCPS‑DATA.request原语传输到网络实体的MAC层；以及向相邻网络实体的列表中的另一网络实体传输包括测距信息、RRTI和测距测量信息IE(RMI IE)的MAC数据，其中网络实体的MAC层进一步被配置为向网络实体的较高层传输MCPS‑DATA.confirm原语。

Description

IEEE 802.15.4Z的测距特定的MAC服务和PIB属性
技术领域
本公开总体上涉及无线通信系统中的测距操作。具体地，呈现了无线通信网络中的测距特定的MAC服务和PIB属性。
背景技术
对等感知通信(PAC)网络是完全分布式通信网络，其允许在PAC设备(PD)之间直接通信。PAC网络可以采用多种拓扑，如网状拓扑、星形拓扑等，来支持各种服务的PD之间的交互。
发明内容
技术问题
需要无线通信网络中的测距特定的MAC服务和PIB属性。
问题的解决方案
本公开的实施例提供了无线通信网络中的测距特定的MAC服务和PIB属性。
附图说明
为了更完整地理解本公开及其优点，现在结合附图参考以下描述，其中相同的附图标记表示相同的部分：
图1图示了根据本公开的实施例的示例无线网络；
图2图示了根据本公开的实施例的示例gNB；
图3图示了根据本公开的实施例的示例UE；
图4a图示了根据本公开的实施例的正交频分多址发送路径的高级图；
图4b图示了根据本公开的实施例的正交频分多址接收路径的高级图；
图5图示了根据本公开的实施例的示例电子设备；
图6图示了根据本公开的实施例的示例多对多场景；
图7图示了根据本公开的实施例的示例单侧双向测距；
图8图示了根据本公开的实施例的具有三个消息的示例双侧双向测距；
图9图示了根据本公开的实施例的示例测距请求回复时间IE内容字段格式；
图10图示了根据本公开的实施例的示例目的地列表内容字段格式；
图11图示了根据本公开的实施例的示例测距飞行时间IE内容字段格式；
图12图示了根据本公开的实施例的示例测距往返测量IE内容字段格式；
图13图示了根据本公开的实施例的示例测距回复时间瞬时IE内容字段格式；
图14图示了根据本公开的实施例的示例测距回复时间延迟IE内容字段格式；
图15图示了根据本公开的实施例的示例测距到达角延迟IE内容字段格式；
图16图示了根据本公开的实施例的示例测距控制单侧TWR IE内容字段格式；
图17图示了根据本公开的实施例的示例测距控制双侧TWR IE内容字段格式；
图18图示了根据本公开的实施例的竞争期(CP)IE的示例内容字段；
图19图示了根据本公开的实施例的CP表的示例行；
图20图示了根据本公开的实施例的测距调度(RS)IE的示例内容字段；
图21图示了根据本公开的实施例的RS表的示例行；
图22图示了根据本公开的实施例的示例测距下一信道和前导IE内容字段格式；
图23图示了根据本公开的实施例的示例测距最大重传IE内容字段格式；
图24图示了根据本公开的实施例的示例性三种安全测距PPDU格式；
图25图示了根据本公开的实施例的示例MAC子层参考模型；
图26图示了根据本公开的实施例的测距回合的示例时间结构；
图27图示了根据本公开的实施例的另一个示例测距设备术语：控制器和受控器；
图28图示了根据本公开的实施例的示例测距回合结构；
图29图示了根据本公开的实施例的示例测距块结构；
图30图示了根据本公开的实施例的示例ARC IE内容字段格式；
图31图示了根据本公开的实施例的示例RS IE内容字段格式；
图32图示了根据本公开的实施例的示例RS表元素格式；
图33图示了根据本公开的实施例的其中MAC层能够存储接收的RFRAME的时间戳和对应的源地址的多播DS-TWR的示例消息序列图；
图34图示了根据本公开的实施例的其中MAC层不能存储接收的RFRAME的时间戳和对应的源地址的多播DS-TWR的示例消息序列图；
图35图示了根据本公开的实施例的用于多节点测距配置的示例消息序列图；
图36图示了根据本公开的实施例的多节点基于调度的测距配置的示例消息序列图；
图37图示了根据本公开的实施例的多节点基于竞争的测距配置的示例消息序列图；以及
图38图示了根据本公开的实施例的用于安全测距操作的方法的流程图。
具体实施方式
在一个实施例中，提供了一种无线通信系统中的支持测距能力的网络实体。网络实体包括处理器，该处理器被配置为：由网络实体的较高层识别测距回复时间节点列表(RrtiNodeList)，该测距回复时间节点列表指示请求测距回复时间瞬时信息元素(RRTIIE)以及接收测距计数器值的相邻网络实体的列表；由网络实体的较高层生成包括RrtiNodeList的媒体访问控制(MAC)公共部分子层(CPS)数据请求(MCPS-DATA.request)原语；将所生成的MCPS-DATA.request原语传输到网络实体的MAC层。该网络实体还包括收发器，该收发器可操作地连接到处理器并且被配置为：向相邻网络实体的列表中的另一网络实体传输包括测距信息、RRTI和测距测量信息IE(RMI IE)的MAC数据。网络实体的MAC层进一步被配置为向网络实体的较高层传输MCPS-DATA.confirm原语。
在另一个实施例中，提供了一种无线通信系统中的支持测距能力的网络实体的方法。该方法包括：由网络实体的较高层识别测距回复时间节点列表(RrtiNodeList)，该测距回复时间节点列表指示请求测距回复时间瞬时信息元素(RRTI IE)以及接收测距计数器值的相邻网络实体的列表；由网络实体的较高层生成包括RrtiNodeList的媒体访问控制(MAC)公共部分子层(CPS)数据请求(MCPS-DATA.request)原语；将所生成的MCPS-DATA.request原语传输到网络实体的MAC层；以及向相邻网络实体的列表中的另一网络实体传输包括测距信息、RRTI和测距测量信息IE(RMI IE)的MAC数据。该网络实体的MAC层进一步被配置为向网络实体的较高层传输MCPS-DATA.confirm原语。
根据所附附图、说明书和权利要求，本领域技术人员可以容易地了解其他技术特征。
在进行下面的详细描述之前，阐明贯穿本专利文件中使用的某些词和短语的定义可能是有利的。术语“耦合”及其派生词是指两个或更多个元件之间的任何直接或间接通信，无论这些元件是否彼此物理接触。术语“发送”、“接收”和“通信”及其派生词包括直接通信和间接通信。术语“包括”和“包含”以及其派生词意指包括但不限于。术语“或”是包含性的，意指和/或。短语“关联”及其派生词意指包括、包括在其中、互连、包含、包含在其中、连接到或与之连接、耦合到或与之耦合、与之可通信、合作、交错、并列、接近、绑定或与之绑定、具有、具有…的属性、具有关系或与之有关系等。术语“控制器”是指控制至少一个操作的任何设备、系统或其部分。此种控制器可以以硬件或硬件和软件和/或固件的组合来实现。与任何特定控制器相关联的功能可以是集中式或分布式的，无论是本地的还是远程的。短语“至少一个”在与项目列表一起使用时，意指可以使用一个或更多个所列项目的不同组合，并且可以仅需要列表中的一个项目。例如，“A、B和C中的至少一个”包括以下任意组合：A、B、C、A和B、A和C、B和C、以及A和B和C。
此外，下面描述的各种功能可以由一个或更多个计算机程序实现或支持，每个计算机程序由计算机可读程序代码形成并实施在计算机可读介质中。术语“应用”和“程序”是指一个或更多个计算机程序、软件组件、指令集、过程、功能、对象、类、实例、相关数据或其一部分，其适用于以合适的计算机可读程序代码实现。短语“计算机可读程序代码”包括任何类型的计算机代码，包括源代码、对象代码和可执行代码。短语“计算机可读介质”包括能够被计算机访问的任何类型的介质，例如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、硬盘驱动器、光盘(CD)、数字视频光盘(DVD)或任何其他类型的内存。“非暂时性”计算机可读介质不包括传输暂时性电信号或其他信号的有线、无线、光学或其他通信链路。非暂时性计算机可读介质包括可以永久存储数据的介质和可以存储数据并在以后重写的介质，例如可重写光盘或可擦除存储设备。
贯穿本专利文件提供了其他某些词和短语的定义。本领域普通技术人员应该理解，在许多(如果不是大多数)情况下，此类定义适用于此类定义的单词和短语的先前和未来使用。
本发明的模式
下文讨论的图1至图38以及用于描述本专利文件中的本公开的原理的各种实施例仅作为说明，不应以任何方式解释为限制本公开的范围。本领域技术人员可以理解，可以在任何适当布置的系统或设备中实现本公开的原理。
以下文件和标准描述通过引用并入本公开，就像在本文中完全阐述一样：IEEEStandard for Wireless Media Access Control(MAC)and Physical Layer(PHY)Specifications for Peer Aware Communications,IEEE Std 802.15.8,2017(用于对等感知通信的IEEE标准无线媒体访问控制(MAC)和物理层(PHY)规范，IEEE Std 802.15.8,2017)；和IEEE Standard Wireless Medium Access Control(MAC)and Physical Layer(PHY)Specifications for Low Rate Wireless Personal Area Networks(WPANs),IEEEStd 802.15.4,2105(用于低速率无线个人区域网(WPAN)的IEEE标准无线媒体访问控制(MAC)和物理层(PHY)规范，IEEE Std 802.15.4,2105)。
从以下详细描述中，本公开的方面、特征和优点将变得显而易见，仅通过图示说明多个特定实施例和实施方式，包括为实施本公开而设想的最佳模式。本公开还可以具有其他不同的实施例，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，其若干细节可以在各种明显的方面进行修改。因此，附图和描述在本质上被认为是说明性的，而不是限制性的。在附图的图中通过示例而非限制的方式示出了本公开。
下面的图1-4b描述了在无线通信系统中使用正交频分复用(OFDM)或正交频分多址(OFDMA)通信技术实现的各种实施例。图1-3的描述并不意味着暗示对不同实施例可以实现的方式的物理或架构限制。本公开的不同实施例可以在任何适当布置的通信系统中实现。
图1图示了根据本公开的实施例的示例无线网络。图1所示的无线网络的实施例仅用于说明。在不脱离本公开的范围的情况下，可以使用无线网络100的其他实施例。
如图1所示，无线网络包括gNB 101(例如，基站(BS))、gNB 102和gNB 103。gNB 101与gNB 102和gNB 103通信。gNB 101还与至少一个网络130通信，诸如互联网、专有互联网协议(IP)网络或其他数据网络。
gNB 102为gNB 102的覆盖区域120内的第一多个用户设备(UE)提供对网络130的无线宽带接入。第一多个UE包括：UE 111，其可以位于小型企业(SB)中；UE 112，其可以位于企业(E)中；UE 113，其可以位于WiFi热点(HS)中；UE 114，其可以位于第一住所(R)中；UE115，其可以位于第二住所(R)中；以及UE 116，其可以是移动设备(M)，诸如蜂窝电话、无线膝上型计算机、无线PDA等。gNB 103为gNB 103的覆盖区域125内的第二多个UE提供对网络130的无线宽带接入。第二多个UE包括UE 115和UE 116。在一些实施例中，gNB 101-103中的一个或更多个可以使用5G、LTE、LTE-A、WiMAX、WiFi或其他无线通信技术彼此通信并与UE111-116通信。
根据网络类型，术语“基站”或“BS”可以指配置为提供对网络的无线接入的任何组件(或组件的集合)，诸如发送点(TP)、发送接收点(TRP)、增强型基站(eNodeB或eNB)、5G基站(gNB)、宏小区、毫微微小区、WiFi接入点(AP)或其他无线使能设备。基站可以根据一种或更多种无线通信协议提供无线接入，例如5G 3GPP新空口接口/接入(NR)、长期演进(LTE)、高级LTE(LTE-A)、高速分组接入(HSPA)、Wi-Fi 802.11a/b/g/n/ac等。为方便起见，术语“BS”和“TRP”在本专利文件中可互换使用，以指代提供对远程终端的无线访问的网络基础设施组件。此外，根据网络类型，术语“用户设备”或“UE”可以指任何组件，诸如“移动站”、“用户站”、“远程终端”、“无线终端”、“接收点”或“用户装置”。为方便起见，本专利文献中使用的“用户设备”和“UE”是指无线接入基站的远程无线设备，无论该UE是移动设备(诸如移动电话或智能电话)或通常被视为固定设备(诸如台式计算机或自动售货机)。
虚线示出了覆盖区域120和125的大致范围，仅出于说明和解释的目的，将其示出为大致圆形。应当清楚地理解，与gNB相关联的覆盖区域，诸如覆盖区域120和125，可以具有其他形状，包括不规则形状，这取决于gNB的配置以及与自然和人造障碍相关联的无线电环境中的变化。
如下文更详细描述的，UE 111-116中的一个或更多个包括用于高级无线通信系统中的CSI报告的电路、编程或其组合。在某些实施例中，gNB 101-103中的一个或更多个包括用于高级无线通信系统中的CSI获取的电路、编程或其组合。
尽管图1图示了无线网络的一个示例，但可以对图1进行各种改变。例如，无线网络可以在任何合适的布置中包括任何数量的gNB和任何数量的UE。此外，gNB 101可以直接与任意数量的UE通信并且为那些UE提供对网络130的无线宽带接入。类似地，每个gNB 102-103可以直接与网络130通信并向UE提供对网络130的直接无线宽带接入。此外，gNB 101、102和/或103可以提供对其他或附加的外部网络的接入，诸如外部电话网络或其他类型的数据网络。
图2图示了根据本公开的实施例的示例gNB 102。图2中所示的gNB 102的实施例仅用于说明，并且图1的gNB 101和103可以具有相同或相似的配置。然而，gNB具有多种配置，并且图2不将本公开的范围限制为gNB的任何特定实施方式。
如图2所示，gNB 102包括多个天线205a-205n、多个RF收发器210a-210n、发送(TX)处理电路215和接收(RX)处理电路220。gNB 102还包括控制器/处理器225、存储器230和回程或网络接口235。
RF收发器210a-210n从天线205a-205n接收输入RF信号，诸如由网络100中的UE发送的信号。RF收发器210a-210n将输入RF信号下变频以生成IF或基带信号。IF或基带信号被发送到RX处理电路220，RX处理电路220通过对基带或IF信号进行滤波、解码和/或数字化来生成经处理的基带信号。RX处理电路220将经处理的基带信号传输到控制器/处理器225以供进一步处理。
TX处理电路215从控制器/处理器225接收模拟或数字数据(诸如语音数据、网络数据、电子邮件或交互式视频游戏数据)。TX处理电路215对输出基带数据进行编码、多路复用和/或数字化以生成经处理的基带或IF信号。RF收发器210a-210n从TX处理电路215接收输出的经处理的基带或IF信号并将基带或IF信号上变频为经由天线205a-205n发送的RF信号。
控制器/处理器225可以包括控制gNB 102的整体操作的一个或更多个处理器或其他处理设备。例如，控制器/处理器225可以根据众所周知的原理控制由RF收发器210a-210n、RX处理电路220和TX处理电路215对正向信道信号的接收和反向信道信号的发送。控制器/处理器225也可以支持附加功能，诸如更高级的无线通信功能。
例如，控制器/处理器225可以支持波束形成或定向路由操作，其中来自多个天线205a-205n的输出信号被不同地加权以有效地将输出信号导向所需方向。控制器/处理器225可以在gNB 102中支持多种其他功能中的任何一种。
控制器/处理器225还能够执行驻留在存储器230中的程序和其他进程，诸如OS。控制器/处理器225可以根据执行过程的需要将数据移入或移出存储器230。
控制器/处理器225还耦合到回程或网络接口235。回程或网络接口235允许gNB102通过回程连接或通过网络与其他设备或系统通信。接口235可以支持通过任何合适的有线或无线连接的通信。例如，当gNB 102被实现为蜂窝通信系统(诸如支持5G、LTE或LTE-A的系统)的一部分时，接口235可以允许gNB 102通过有线或无线回程连接与其他gNB通信。当gNB 102被实现为接入点时，接口235可以允许gNB 102通过有线或无线局域网或者通过到更大的网络(诸如因特网)的有线或无线连接进行通信。接口235包括支持通过有线或无线连接进行通信的任何合适的结构，诸如以太网或RF收发器。
存储器230耦合到控制器/处理器225。存储器230的一部分可以包括RAM，存储器230的另一部分可以包括闪存或其他ROM。
尽管图2图示了gNB 102的一个示例，但可以对图2进行各种改变。例如，gNB 102可以包括任意数量的图2所示的每个组件。作为特定示例，接入点可以包括多个接口235，并且控制器/处理器225可以支持路由功能以在不同网络地址之间路由数据。作为另一特定示例，虽然示出为包括TX处理电路215的单个实例和RX处理电路220的单个实例，但是gNB 102可以包括每个的多个实例(诸如每个RF收发器一个)。此外，图2中的各种组件可以组合、进一步细分或省略，并且可以根据特定需要添加附加组件。
图3图示了根据本公开的实施例的示例UE 116。图3中所示的UE 116的实施例仅用于说明，并且图1的UE 111-115可以具有相同或相似的配置。然而，UE具有多种配置，并且图3不将本公开的范围限制为UE的任何特定实施方式。
如图3所示，UE 116包括天线305、射频(RF)收发器310、TX处理电路315、麦克风320和接收(RX)处理电路325。UE 116还包括扬声器330、处理器340、输入/输出(I/O)接口(IF)345、触摸屏350、显示器355和存储器360。存储器360包括操作系统(OS)361和一个或更多个应用362。
RF收发器310从天线305接收由网络100的gNB发送的输入RF信号。RF收发器310将输入RF信号下变频以生成中频(IF)或基带信号。IF或基带信号被发送到RX处理电路325，RX处理电路325通过对基带或IF信号进行滤波、解码和/或数字化来生成经处理的基带信号。RX处理电路325将经处理的基带信号传输到扬声器330(诸如用于语音数据)或传输到处理器340以进行进一步处理(诸如用于网页浏览数据)。
TX处理电路315接收来自麦克风320的模拟或数字语音数据或来自处理器340的其他输出基带数据(诸如网络数据、电子邮件或交互式视频游戏数据)。TX处理电路315对输出基带数据进行编码、多路复用和/或数字化以生成经处理的基带或IF信号。RF收发器310从TX处理电路315接收输出的经处理的基带或IF信号并将基带或IF信号上变频为通过天线305发送的RF信号。
处理器340可以包括一个或更多个处理器或其他处理设备并且执行存储在存储器360中的OS 361以便控制UE 116的整体操作。例如，处理器340可以根据众所周知的原理控制RF收发器310、RX处理电路325和TX处理电路315对正向信道信号的接收和反向信道信号的发送。在一些实施例中，处理器340包括至少一个微处理器或微控制器。
处理器340还能够执行驻留在存储器360中的其他进程和程序，诸如用于在上行链路信道上报告CSI的过程。处理器340可以根据执行过程的需要将数据移入或移出存储器360。在一些实施例中，处理器340被配置为基于OS 361或响应于从gNB或运营商接收的信号来执行应用362。处理器340还耦合到I/O接口345，其为UE 116提供连接到诸如膝上型计算机和手持计算机之类的其他设备的能力。I/O接口345是这些附件和处理器340之间的通信路径。
处理器340还耦合到触摸屏350和显示器355。UE 116的操作者可以使用触摸屏350将数据输入到UE 116中。显示器355可以是液晶显示器、发光二极管显示器或能够呈现诸如来自网站的文本和/或至少有限图形的其他显示器。
存储器360耦合到处理器340。存储器360的一部分可以包括随机存取存储器(RAM)，存储器360的另一部分可以包括闪存或其他只读存储器(ROM)。
尽管图3图示了UE 116的一个示例，但是可以对图3进行各种改变。例如，图3中的各种组件可以被组合、进一步细分或省略，并且可以根据特定需要添加附加组件。作为特定示例，处理器340可以被划分为多个处理器，例如一个或更多个中央处理单元(CPU)和一个或更多个图形处理单元(GPU)。此外，虽然图3图示了被配置为移动电话或智能电话的UE116，但是UE也可以被配置为作为其他类型的移动设备或固定设备操作。
图4a是发送路径电路的高级图。例如，发送路径电路可以用于正交频分多址(OFDMA)通信。图4b是接收路径电路的高级图。例如，接收路径电路可以用于正交频分多址(OFDMA)通信。在图4a和图4b中，针对下行链路通信，发送路径电路可以被实现在基站(gNB)102或中继站中，并且接收路径电路可以被实现在用户设备(例如，图1的用户设备116)中。在其他示例中，针对上行链路通信，接收路径电路450可以被实现在基站(例如，图1的gNB102)或中继站中，并且发送路径电路可以被实现在用户设备(例如，图1的用户设备116)中。
发送路径电路包括信道编码和调制块405、串行到并行(S-to-P)块410、大小为N的快速傅里叶逆变换(IFFT)块415、并行到串行(P-to-S)块420、添加循环前缀块425和上变频器(UC)430。接收路径电路450包括下变频器(DC)455、去除循环前缀块460、串行到并行(S-to-P)块465、大小为N的快速傅里叶变换(FFT)块470、并行到串行(P-to-S)块475、以及信道解码和解调块480。
图4a 400和图4b 450中的至少一些组件可以以软件实现，而其他组件可以通过可配置硬件或软件和可配置硬件的混合来实现。特别地，需要注意的是，本公开文件中描述的FFT块和IFFT块可以实现为可配置的软件算法，其中大小为N的值可以根据实施方式进行修改。
此外，虽然本公开针对实现快速傅里叶变换和快速傅里叶逆变换的实施例，但这仅作为说明的方式并且不能被解释为限制本公开的范围。可以理解，在本公开的替代实施例中，快速傅里叶变换函数和快速傅里叶逆变换函数可以分别容易地由离散傅里叶变换(DFT)函数和离散傅里叶逆变换(IDFT)函数代替。可以理解，对于DFT和IDFT函数，N变量的值可以是任意整数(即1、4、3、4等)，而对于FFT和IFFT函数，N变量的值可以是作为2的幂的任何整数(即1、2、4、8、16等)。
在发送路径电路400中，信道编码和调制块405接收一组信息位，对输入位进行编码(例如，LDPC编码)和调制(例如，正交相移键控(QPSK)或正交幅度调制(QAM))以生成一系列频域调制符号。串行到并行块410将串行调制符号转换(即，解复用)为并行数据以生成N个并行符号流，其中N是在BS 102和UE 116中使用的IFFT/FFT大小。大小为N的IFFT块415然后对N个并行符号流执行IFFT操作以生成时域输出信号。并行到串行块420转换(即多路复用)来自大小为N的IFFT块415的并行时域输出符号以生成串行时域信号。添加循环前缀块425然后将循环前缀插入到时域信号。最后，上变频器430将添加循环前缀块425的输出调制(即上变频)到RF频率以用于经由无线信道传输。信号也可以在转换为RF频率之前以基带进行滤波。
发送的RF信号在通过无线信道之后到达UE 116，并且执行与gNB 102处的操作相反的操作。下变频器455将接收信号下变频到基带频率并且去除循环前缀块460去除循环前缀以生成串行时域基带信号。串行到并行块465将时域基带信号转换为并行时域信号。大小为N的FFT块470然后执行FFT算法以生成N个并行频域信号。并行到串行块475将并行频域信号转换为调制数据符号序列。信道解码和解调块480对调制符号进行解调然后解码以恢复原始输入数据流。
gNB 101-103中的每一个可以实现类似于在下行链路中向用户设备111-116发送的发送路径，并且可以实现类似于在上行链路中从用户设备111-116接收的接收路径。类似地，用户设备111-116中的每一个可以实现与用于在上行链路中向gNB 101-103发送的架构相对应的发送路径，并且可以实现与用于在下行链路中从gNB 101-103接收的架构相对应的接收路径。
对等感知通信(PAC)网络是完全分布式通信网络，其允许在PAC设备(PD)之间进行直接通信。PAC网络可以采用多种拓扑，如网状拓扑、星形拓扑等，以支持各种服务的PD之间的交互。虽然本公开使用PAC网络和PD作为示例来开发和说明本公开，但是应当注意，本公开不限于这些网络。本公开中开发的一般概念可以在具有不同类型场景的各种类型的网络中使用。
图5图示了根据本公开的实施例的示例电子设备500。图5所示的电子设备500的实施例仅用于说明。图5不将本公开的范围限制于任何特定实施方式。电子设备500可以执行如图1所示的111-116的一个或更多个功能。在一个实施例中，电子设备可以是如图1所示的111-116和/或101-103。
PD可以是电子设备。图5图示了根据各种实施例的网络环境500中的示例电子设备501。参考图5，网络环境500中的电子设备501可以通过第一网络598(例如，短距离无线通信网络)与电子设备502通信，或者通过第二网络599(例如，远程无线通信网络)与电子设备104或服务器508通信。根据实施例，电子设备501可以经由服务器508与电子设备504通信。
根据实施例，电子设备501可以包括处理器520、存储器530、输入设备550、声音输出设备555、显示设备560、音频570、传感器576、接口577、触觉579、相机580、电力管理588、电池589、通信接口590、用户识别模块(SIM)596或天线597。在一些实施例中，可以从电子设备501中省略至少一个(例如，显示设备560或相机580)组件，或者可以在电子设备501中添加一个或更多个其他组件。在一些实施例中，一些组件可以实现为单个集成电路。例如，传感器576(例如，指纹传感器、虹膜传感器、或照度传感器)可以被实现为嵌入在显示设备560(例如，显示器)中。
处理器520可以执行例如软件(例如程序540)以控制与处理器520耦合的电子设备501的至少一个其他组件(例如，硬件或软件组件)并且可以执行各种数据处理或计算。根据本公开的一个实施例，作为数据处理或计算的至少一部分，处理器520可以将从另一组件(例如，传感器576或通信接口590)接收的命令或数据加载到易失性存储器532中，处理存储在易失性存储器532中的命令或数据，并将结果数据存储在非易失性存储器534中。
根据本公开的实施例，处理器520可以包括主处理器521(例如，中央处理单元(CPU)或应用处理器(AP))和辅助处理器523(例如，图形处理单元(GPU)、图像信号处理器(ISP)、传感器集线器处理器或通信处理器(CP))，其可独立于主处理器521操作或与主处理器521结合操作。附加地或替代地，辅助处理器523可以适于比主处理器521消耗更少的功率，或者特定于指定的功能。辅助处理器523可以与主处理器521分开或作为主处理器521的一部分来实现。
当主处理器521处于非活动(例如，睡眠)状态时，辅助处理器523可以代替主处理器，控制与电子设备501的组件中的至少一个组件(例如，显示设备560、传感器576或通信接口590)相关的功能或状态中的至少一些；或在主处理器521处于活动状态(例如，执行应用)时，辅助处理器523可以与主处理器521一起使用。根据实施例，辅助处理器523(例如，图像信号处理器或通信处理器)可以被实现为在功能上与辅助处理器523相关的另一组件(例如，相机580或通信接口190)的一部分。
存储器530可以存储由电子设备501的至少一个组件(例如，处理器520或传感器576)使用的各种数据。各种数据可以包括例如软件(例如程序540)和与其相关的命令的输入数据或输出数据。存储器530可以包括易失性存储器532或非易失性存储器534。
程序50可以作为软件存储在存储器530中，并且可以包括例如操作系统(OS)542、中间件544或应用546。
输入设备550可以从电子设备501的外部(例如，用户)接收将由电子设备101的另一组件(例如，处理器520)使用的命令或数据。输入设备550可以包括例如麦克风、鼠标、键盘或数字笔(例如，触控笔)。
声音输出设备555可以将声音信号输出到电子设备501的外部。声音输出设备555可以包括例如扬声器或接收器。扬声器可以用于一般用途，诸如播放多媒体或播放录音，而接收器可以用于来电。根据实施例，接收器可以被实现为与扬声器分离或作为扬声器的一部分。
显示设备560可以在视觉上向电子设备501的外部(例如，用户)提供信息。显示设备560可以包括例如显示器、全息设备或投影仪、和用于控制显示器、全息设备和投影仪中的相应一个的控制电路。根据实施例，显示设备560可以包括适于检测触摸的触摸电路，或适于测量由触摸引起的力的强度的传感器电路(例如，压力传感器)。
音频570可以将声音转换成电信号，反之亦然。根据实施例，音频570可以通过输入设备550获得声音，或者通过声音输出设备555或与电子设备501直接(例如，使用有线线路)或无线耦合的外部电子设备(例如，电子设备502)的耳机输出声音。
传感器576可以检测电子设备#01的操作状态(例如，功率或温度)或电子设备501外部的环境状态(例如，用户的状态)，然后生成与所检测的状态相对应的电信号或数据值。根据实施例，传感器576可以包括例如手势传感器、陀螺仪传感器、大气压力传感器、磁传感器、加速度传感器、握持传感器、接近传感器、颜色传感器、红外线(IR)传感器、生物传感器、温度传感器、湿度传感器或照度传感器。
接口577可以支持一种或多种用于要与外部电子设备(例如，电子设备502)直接(例如，使用有线线路)或无线耦合的电子设备501的指定协议。根据本公开的实施例，接口577可以包括例如高清多媒体接口(HDMI)、通用串行总线(USB)接口、安全数字(SD)卡接口或音频接口。
连接端578可以包括连接器，电子设备501可以通过该连接端与外部电子设备(例如，电子设备502)物理连接。根据实施例，连接端578可以包括例如HDMI连接器、USB连接器、SD卡连接器或音频连接器(例如，耳机连接器)。
触觉579可以将电信号转换成机械刺激(例如，振动或移动)或电刺激，用户可以通过他的触感或动觉来识别这些刺激。根据实施例，触觉579可以包括例如电机、压电元件或电刺激器。
相机580可以捕捉静止图像或运动图像。根据本公开的实施例，相机580可以包括一个或更多个镜头、图像传感器、图像信号处理器或闪光灯。
电力管理588可以管理提供给电子设备501的电力。根据实施例，电力管理588可以被实现为例如电力管理集成电路(PMIC)的至少一部分。电池589可以向电子设备501的至少一个组件供电。根据实施例，电池589可以包括例如不可充电的原电池、可充电的二次电池或燃料电池。
通信接口590可以支持在电子设备101与外部电子设备(例如，电子设备502、电子设备504或服务器508)之间建立直接(例如，有线)通信信道或无线通信信道，并且通过所建立的通信信道进行通信。通信接口590可以包括可独立于处理器520(例如，应用处理器(AP))操作并支持直接(例如，有线)通信或无线通信的一个或更多个通信处理器。
根据本公开的实施例，通信接口590可以包括无线通信接口592(例如，蜂窝通信接口、短距离无线通信接口或全球导航卫星系统(GNSS)通信接口)或有线通信接口594(例如，局域网(LAN)通信接口或电力线通信(PLC))。这些通信接口中的相应一个可以经由第一网络598(例如，短距离通信网络，诸如蓝牙、无线保真(Wi-Fi)直连、超宽带(UWB)或红外数据协会(IrDA))或第二网络599(例如，远程通信网络，诸如蜂窝网络、因特网或计算机网络(例如，LAN或广域网(WAN)))与外部电子设备通信。
这些各种类型的通信接口可以实现为单个组件(例如，单个芯片)，或者可以实现为彼此分离的多个组件(例如，多各芯片)。无线通信接口592可以使用用户识别模块596中存储的用户信息(例如，国际移动用户标识(IMSI))来识别和认证通信网络(诸如第一网络598或第二网络599)中的电子设备501。
天线597可以向电子设备501的外部(例如，外部电子设备)发送信号或电力或从电子设备501的外部(例如，外部电子设备)接收信号或电力。根据实施例，天线597可以包括如下天线，该天线包括由形成在基板(例如，PCB)中或上的导电材料或导电图案构成的辐射元件。根据实施例，天线597可以包括多个天线。在这种情况下，例如，可以通过通信接口590(例如，无线通信网络接口592)从多个天线中选择适合于通信网络(诸如第一网络198或第二网络599)中使用的通信方案的至少一个天线。然后可以经由所选择的至少一个天线在通信接口590与外部电子设备之间发送或接收信号或电力。根据实施例，除了辐射元件之外的另一个组件(例如，射频集成电路(RFIC))可以另外形成为天线597的一部分。
上述组件中的至少一些可以相互耦合并且经由外围间通信方案(例如，总线、通用输入和输出(GPIO)、串行外围接口(SPI)或移动工业处理器接口(MIPI))在它们之间传输信号(例如，命令或数据)。
根据本公开的实施例，可以经由与第二网络599耦合的服务器508在电子设备501与外部电子设备504之间发送或接收命令或数据。电子设备502和504中的每一个可以是与电子设备501相同类型或不同类型的设备。根据实施例，要在电子设备501处执行的所有或一些操作可以在外部电子设备502、504或508中的一个或更多个处执行。例如，如果电子设备501可以自动地或者响应于来自用户或另一设备的请求执行功能或服务，则电子设备501代替或除了执行功能或服务之外，可以请求一个或更多个外部电子设备执行功能或服务的至少一部分。接收请求的一个或更多个外部电子设备可以执行所请求的功能或服务的至少一部分，或者与请求相关的附加功能或附加服务，并将执行的结果传输到电子设备501。电子设备501可以在对结果进行或不进行进一步处理或的情况下提供结果作为对请求的答复的至少一部分。为此，例如可以使用云计算、分布式计算或客户端-服务器计算技术。
根据各种实施例的电子设备可以是各种类型的电子设备之一。电子设备可以包括例如便携式通信设备(例如，智能电话)、计算机设备、便携式多媒体设备、便携式医疗设备、相机、可穿戴设备或家用电器。根据本公开的实施例，电子设备不限于上述那些。
本文阐述的各种实施例可以被实现为软件(例如，程序140)，该软件包括一个或更多个指令，该一个或更多个指令存储在由机器(例如，电子设备501)可读的存储介质(例如，内部存储器536或外部存储器538)中。例如，机器(例如，电子设备501)的处理器(例如，处理器520)可以调用存储在存储介质中的一个或更多个指令中的至少一个，并在处理器的控制下使用或不使用一个或更多个其他组件的情况下执行它。这允许机器被操作以根据所调用的至少一个指令执行至少一个功能。一个或更多个指令可以包括由编译器生成的代码或由解释器可执行的代码。机器可读存储介质可以以非暂时性存储介质的形式提供。其中，术语“非暂时性”仅表示存储介质是有形设备，并不包括信号(例如电磁波)，但该术语不区分数据半永久性存储在存储介质中的位置以及数据临时存储在存储介质中的位置。
根据本公开的实施例，根据本公开的各种实施例的方法可以被包括并提供在计算机程序产品中。计算机程序产品可以作为卖方和买方之间的产品进行交易。计算机程序产品可以以机器可读存储介质(例如，光盘只读存储器(CD-ROM))的形式发布，或者经由应用商店(例如，PlayStoreTM)在线发布，或直接在两个用户设备(例如，智能电话)之间发布。如果在线分发，则计算机程序产品的至少一部分可以临时生成或至少临时存储在机器可读存储介质中，诸如制造商服务器的存储器、应用商店的服务器或中继服务器。
根据本公开的各种实施例，上述组件的每个组件(例如，模块或程序)可以包括单个实体或多个实体。根据各种实施例，可以省略一个或更多个上述组件，或者可以添加一个或更多个其他组件。替代地或附加地，多个组件(例如，模块或程序)可以集成到单个组件中。在这种情况下，根据各种实施例，集成组件仍可以以与集成之前多个组件中的相应一个执行的一个或更多个功能相同或相似的方式，执行多个组件中的每一个的一个或更多个功能。根据各种实施例，由模块、程序或另一组件执行的操作可以顺序地、并行地、重复地或启发式地执行，或者一个或更多个操作可以以不同的顺序执行或被省略，或者可以添加一个或更多个其他操作。
通过发送短无线电脉冲实现的超宽带通信为无线通信带来了一些关键优势，包括低复杂度的收发器设计、利用大带宽的大容量、以及对多径符号间干扰(ISI)环境的鲁棒性。同时，极窄的脉冲也降低了被第三方拦截和检测的概率，这对于安全测距等对安全性要求较高的数据业务非常有前景。目前，IEEE 802.15.4z正在探索和开发低速率和高速率UWB脉冲无线电功能的增强功能，旨在提供更好的完整性和效率。
测距和相对定位对于各种基于位置的服务和应用至关重要，例如Wi-Fi直连、物联网(IoT)等。随着网络设备的大量增加，可以预见在不久的将来对测距请求的高需求，这意味着网络中会频繁发生整体测距消息交换。这可能会使受电池容量限制的瓶颈恶化。对于移动设备和自给式静态设备(例如低功耗传感器)而言，能源效率变得更加重要。
密集环境中的另一关键问题是针对不同测距对完成调度测距会话的延迟。基于IEEE规范中定义的测距过程，每个测距对可以分配有专用时隙。如果存在大量测距请求，则可能会导致后面调度对的延迟时间过长。
因此，有必要实现更有效的测距协议，以减少许多测距对所需的消息交换次数。在本公开中，在一组设备与另一组设备之间提供优化的测距过程。如图6所示，组1的一个或更多个设备具有对组2的一个或更多个设备的测距请求，反之亦然。利用无线信道的广播特性，可以基于测距操作分别实现优化传输机制，即单侧双向测距(SS-TWR)和双侧双向测距(DS-TWR)，与当前标准相比，其显著减少了所需的信息交换次数。
图6图示了根据本公开的实施例的示例多对多场景600。图6中所示的多对多场景600的实施例仅用于说明。图6不将本公开的范围限制于任何特定实施方式。如图6所示，组1和组2中的每个节点可以执行图1中所示的111-116和101-103的一个或更多个功能。在一个实施例中，组1和组2中的每个节点可以是图1中所示的111-116之一和/或101-103之一。
如图6所示，组1和组2由一个或更多个设备确定。组1中的一个或更多个设备具有对组2中的一个或更多个设备的测距请求。
在本公开中，针对实现测距消息交换的一对设备，设备和相关消息由以下各个术语提供：发起者；初始化第一测距帧(RFRAME)并将其发送给一个或更多个响应者的设备；响应者，期望从一个或更多个发起者接收第一RFRAME的设备；轮询，由发起者发送的RFRAME和测距响应。RFRAME由响应者发送。
IEEE标准规范中忽略了两个方面，其对未来的用例至关重要。第一个是一个或更多个发起者与一个或更多个响应者之间的优化传输过程，其对于节能目的至关重要。由于轮询可以广播给多个响应者，发起者可以通过发送单个轮询来代替启动多个单播测距回合来初始化多播(即一对多)测距回合。类似地，由于测距响应也可以广播给多个发起者，因此响应者可以将分别来自不同发起者的请求数据嵌入到单个测距响应消息中。利用无线信道的广播特性，优化的传输过程对于未来的超宽带网络非常有前景。
另一个被忽视的方面是UWB网络中基于竞争的测距的选项。在IEEE规范中，一个测距回合只包含单对设备，即一个发起者和一个响应者。在一个测距回合内，传输被隐式调度：响应者/发起者期望从远端接收消息，然后可以开始传输。多个测距回合可以由同步帧的CFP表调度。然而，可能存在IEEE标准规范不支持的其他用例。例如，发起者广播轮询，但其不知道谁可以响应。类似地，响应者可能不知道谁可以初始化测距，因此它可以等待和监听一段时间，以收集分别来自不同发起者的轮询。
在本公开中，UWB网络被提供有一组设备与另一组设备之间的测距请求。如图6所示，组1的一个或更多个设备具有对组2的一个或更多个设备的测距请求，反之亦然。为了适应优化的测距传输过程和其他新用例，设备角色的配置，即设备的配置是发起者还是响应者，以及基于调度的测距的调度信息，需要在测距回合开始之前被确定和交换。为了建立独立的UWB网络，本公开定义了新的控制IE和用于发起者和响应者的测距调度IE，其可以通过UWB MAC进行交换。然而，本公开不排除通过较高层或带外管理来交换信息的其他方法。
图7图示了根据本公开的实施例的示例单侧双向测距700。图7中所示的单侧双向测距700的实施例仅用于说明。图7不将本公开的范围限制于任何特定实施方式。单侧双向测距700可以在如图5所示的电子设备501中执行。
SS-TWR涉及对从发起者到响应者的单个消息以及发送回发起者的响应的往返延迟的简单测量。SS-TWR的操作如图7所示，其中设备A发起交换，设备B响应来完成交换。每个设备都精确地为消息帧的发送时间和接收时间加上时间戳，因此可以通过简单的减法计算时间Tround和Treply。因此，所产生的飞行时间Tprop可以通过以下等式进行估计：
Figure BDA0003159066160000211
图8图示了根据本公开的实施例的具有三个消息800的示例双侧双向测距。图8中所示的具有三个消息的双侧双向测距800的实施例仅用于说明。图8不将本公开的范围限制于任何特定实施方式。可以在如图5所示的电子设备501中执行具有三个消息800的双侧双向测距。
图8图示了具有三个消息的DS-TWR，其减少了由长响应延迟的时钟漂移引起的估计误差。设备A是发起第一往返测量的发起者，而设备B作为响应者，响应来完成第一往返测量，同时发起第二往返测量。每个设备都精确地为消息的发送时间和接收时间加上时间戳，所产生的飞行时间估计Tprop可以通过以下表达式进行计算：
Figure BDA0003159066160000212
图9图示了根据本公开的实施例的示例测距请求回复时间IE内容字段格式900。图9所示的测距请求回复时间IE内容字段格式900的实施例仅用于说明。图9不将本公开的范围限制于任何特定实施方式。如图9所示，测距请求回复时间IE内容字段格式900可以由如图5所示的电子设备使用。
参考IEEE 802.15.8文件中用于测距控制和时间戳传输的有效载荷IE，这里介绍相关的测距IE。
测距请求回复时间(RRRT)IE用作测距交换的一部分，以从参与测距交换的远程设备请求测距回复时间。如果RRRT IE用于在多播/广播/多对多情况下请求特定设备或多个设备的回复时间值，则RRRT IE可以包括目的地列表字段和目的地列表长度字段，如图9所示。目的地列表长度字段指示目的地列表的行数，其可以相当于需要发送回复时间的设备的数量。
图10图示了根据本公开的实施例的示例目的地列表内容字段格式1000。图10中所示的目的地列表内容字段格式1000的实施例仅用于说明。图10不将本公开的范围限制于任何特定实施方式。如图10所示，目的地列表内容字段格式1000可以由如图5所示的电子设备使用。
目的地列表的每一行包括目标设备的MAC地址字段，以发送回复时间，如图10所示。MAC地址可以是16位短地址、48位MAC地址或64位扩展地址。
如果需要，测距飞行时间(RTOF)信息元素(IE)可以用于将测距结果传输到远端。由于一个设备与其他设备之间的多个测距结果可以嵌入到一个数据帧中，因此可以将MAC地址或其他短地址(例如多播组地址)添加到该IE中，以便设备可以提取专用于它的测距结果。如果单对设备参与测距回合，则无需使用地址字段。RTOF IE内容字段格式的示例如图11中所示。不排除其他示例。
图11图示了根据本公开的实施例的示例测距飞行时间IE内容字段格式1100。图11中所示的测距飞行时间IE内容字段格式1100的实施例仅用于说明。图11不将本公开的范围限制于任何特定实施方式。如图11所示，测距飞行时间IE内容字段格式1100可以由如图5所示的电子设备使用。
测距往返测量IE(RRTM IE)内容包括发起往返测量的测距帧(RFRAME)的发送时间与完成往返的每个源地址的响应RFRAME的接收时间之间的时间差。地址字段可以是16位短地址、48位MAC地址或64位扩展地址。如果单对设备参与测距回合，则无需使用地址字段。示例RRTM IE内容字段格式如图12中所示。不排除其他示例。
图12图示了根据本公开的实施例的示例测距往返测量IE内容字段格式1200。图12中所示的测距往返测量IE内容字段格式1200的实施例仅用于说明。图12不将本公开的范围限制于任何特定实施方式。如图12所示，测距往返测量IE内容字段格式1200可以用在如图5所示的电子设备500中。
RRTI IE内容包括每个源地址最近接收的RFRAME的接收时间与包含该IE的RFRAME的发送时间之间的时间差。地址字段可以是16位短地址、48位MAC地址或64位扩展地址。如果单对设备参与测距回合，则无需使用地址字段。示例RRTI IE内容字段格式如图13中所示。不排除其他示例。
图13图示了根据本公开的实施例的示例测距回复时间瞬时IE内容字段格式1300。图13所示的测距回复时间瞬时IE内容字段格式1300的实施例仅用于说明并且可以在如图5所示的电子设备中使用。图13不将本公开的范围限制于任何特定实施方式。
测距回复时间延迟IE(RRTD IE)内容包括每个源地址最近接收的RFRAME的接收时间与在包含该IE的帧之前最近发送的响应RFRAME的发送时间之间的时间差。地址字段可以是16位短地址、48位MAC地址或64位扩展地址。如果单对设备参与测距回合，则无需使用地址字段。示例RRTD IE内容字段格式如图14中所示。不排除其他示例。
图14图示了根据本公开的实施例的示例测距回复时间延迟IE内容字段格式1400。图14所示的测距回复时间延迟IE内容字段格式1400的实施例仅用于说明并且可以在如图5所示的电子设备中使用。图14不将本公开的范围限制于任何特定实施方式。
测距到达角(AoA)延迟(RAD)IE内容包括在接收AoA请求的设备处的AoA估计。RADIE用作双向测距交换的一部分，并且用于设备在发送回复之前无法确定AoA的情况，在这种情况下，RAD IE在后续帧中携带AoA。当在多播/广播帧(例如，多播/广播/多对多测距)中使用RAD IE时，RAD IE内容可以包括请求AoA估计的源的MAC地址或设备ID。地址字段可以是16位短地址、48位MAC地址或64位扩展地址。否则，RAD IE具有零长度的内容字段。RAD IE的内容字段的格式可以如图15所示。
图15图示了根据本公开的实施例的示例测距到达角延迟IE内容字段格式1500。图15所示的测距到达角延迟IE内容字段格式1500的实施例仅用于说明并且可以在如图5所示的电子设备中使用。图15不将本公开的范围限制于任何特定实施方式。
测距报告控制单侧TWR(RRCST)IE用于控制SS-TWR消息交换。示例RCST IE内容字段格式如图16和表1中所示。不排除其他示例。
图16图示了根据本公开的实施例的示例测距控制单侧TWR IE内容字段格式1600。图16中所示的测距控制单侧TWR IE内容字段格式1600的实施例仅用于说明并且可以在如图5中所示的电子设备中使用。图16不将本公开的范围限制于任何特定实施方式。
表1：测距报告控制单侧TWR IE中的控制信息字段的值
控制信息值 含义
0 该帧指示响应端不需要TX-RX往返时间和测距结果。
1 该帧指示响应端需要在交换结束时的TX-RX往返时间。
2 该帧指示响应端需要在交换结束时的测距结果。
测距报告控制双侧TWR(RRCDT)IE用于控制DS-TWR消息交换。示例RCDT IE内容字段格式如图17和表2中所示。不排除其他示例。
图17图示了根据本公开的实施例的示例测距控制双侧TWR IE内容字段格式1700。图17所示的测距控制双侧TWR IE内容字段格式1700的实施例仅用于说明并且可以在如图5所示的电子设备中使用。图17不将本公开的范围限制于任何特定实施方式。
表2：测距报告控制双侧TWR IE中的控制信息字段的值
Figure BDA0003159066160000241
竞争周期(CP)IE用于在测距回合中定义单独的竞争周期，其中每个竞争周期是PP或RRP。图18和图19展示了IE内容字段来实现定义不同竞争周期的功能的一个示例；不排除其他示例。
图18图示了根据本公开的实施例的竞争周期(CP)IE 1800的示例内容字段。图18中所示的竞争周期(CP)IE 1800的内容字段的实施例仅用于说明并且可以在如图5中所示的电子设备中使用。图18不将本公开的范围限制于任何特定实施方式。
图19图示了根据本公开的实施例的CP表1900的示例行。图19中所示的CP表1900的行的实施例仅用于说明并且可以在如图5中所示的电子设备中使用。图19不将本公开的范围限制于任何特定实施方式。
竞争周期(CP)表的每一行代表一个基于竞争的PP/RRP，以及开始索引与结束索引之间的分配时隙。CP表长度指示CP表中的行数，其相当于一回合中的竞争周期数。
图20图示了根据本公开的实施例的测距调度(RS)IE 2000的示例内容字段。图20所示的测距调度(RS)IE 2000的内容字段的实施例仅用于说明并且可以在如图5所示的电子设备中使用。图20不将本公开的范围限制于任何特定实施方式。
图21图示了根据本公开的实施例的RS表2100的示例行。图21中所示的RS表2100的行的实施例仅用于说明并且可以在如图5中所示的电子设备中使用。图21不将本公开的范围限制于任何特定实施方式。
针对基于调度的测距，测距调度(RS)IE可以用于传送资源分配。图20和图21图示了RS IE的内容字段的示例；不排除实现相同功能的其他示例。
RS IE包含RS表，其中每一行包括时隙索引、分配给该时隙的设备地址以及指示所分配的设备的角色的标志。RS表长度字段指示RS表的行数，其相当于测距回合中的可用时隙/资源元素的数量。在UWB网络中成功交换该IE后，控制器和受控器知道他们各自的角色，并且在该测距回合中调度分配。然后，一旦测距回合开始，设备就可以相应地运行。
图22图示了根据本公开的实施例的示例测距下一信道和前导IE内容字段格式2200。图22中所示的测距下一信道和前导IE内容字段格式2200的实施例仅用于说明并且可以在如图5中所示的电子设备中使用。图22不将本公开的范围限制于任何特定实施方式。
测距下一信道和前导(RNCP)IE用于指定下一测距块的信道索引和前导码索引。测距下一信道和前导IE内容字段的格式可以如图22所示。
图23图示了根据本公开的实施例的示例测距最大重传IE内容字段格式2300。图23中所示的测距最大重传IE内容字段格式2300的实施例仅用于说明并且可以在如图5中所示的电子设备中使用。图23不将本公开的范围限制于任何特定实施方式。
测距最大重传(RMR)IE用于指定发起者/响应者在多个基于竞争的测距回合中竞争的最大重试次数。IE内容字段的示例如图23所示；不排除其他示例。
图24图示了根据本公开的实施例的示例三种安全测距PPDU格式2400。图24中所示的三种安全测距PPDU格式2400的实施例仅用于说明并且可以在如图5中所示的电子设备中使用。图24不将本公开的范围限制于任何特定实施方式。
在IEEE 802.15.4z的开发中，安全测距的主要增强是以基本PHY协议数据单元(PPDU)格式包含加扰时间戳序列(STS)。由于设备的唯一STS为可信组中的一个或更多个远端所知，因此可以在可信组内执行安全测距，并且被攻击的机会显著降低。在本公开中，我们基于设备的STS已成功交换的事实来构建框架，其可以通过例如较高层控制或带外管理来完成。如何初始化/更新STS并在设备之间交换它不在本公开的范围内。
可以支持三种安全测距PPDU格式，这些格式之间的区别是STS的位置以及存在如图16的PHR和PHY有效载荷字段。图24中的缩写分别代表以下定义：同步头(SHR)；加扰的时间戳序列(STS)；以及PHY头(PHY)。
图24中STS的位置不同。对于图24的格式(例如，图24中的(c))，没有PHY头或数据字段(NHD)。我们可以将基于图(例如，图24中的(c))的PPDU格式的测距称为NHD安全测距。在本公开中不排除满足类似概念的其他约定。
图25图示了根据本公开的实施例的示例MAC子层参考模型2500。
图25中所示的MAC子层参考模型2500的实施例仅用于说明并且可以在如图5中所示的电子设备中使用。图25不将本公开的范围限制于任何特定实施方式。
根据IEEE标准规范，MAC子层提供了下一较高层与PHY之间的接口。MAC子层在概念上包括称为MLME的管理实体。该实体提供可以通过其调用层管理的服务接口。MLME还负责维护与MAC子层有关的管理对象的数据库。该数据库被称为MAC子层PIB。图25描述了MAC子层的组件和接口。
在本公开中，UWB网络被考虑了一组设备与另一组设备之间的测距请求。如图6所示，组1的一个或更多个设备具有对组2的一个或更多个设备的测距请求，反之亦然。
通过利用无线信道的广播特性，可以针对存在一个或更多个发起者和一个或更多个响应者的用例实现减少了传输次数的优化方案。为了适应安全测距和优化传输方案，本公开修改MAC服务的原语并在开发的IEEE 802.15.4z的IEEE标准规范中定义新的PIB属性。
图26图示了根据本公开的实施例的测距回合2600的示例时间结构。图26所示的测距回合2600的时间结构的实施例仅用于说明并且可由如图5所示的电子设备使用。图26不将本公开的范围限制于任何特定实施方式。
测距配置结合了测距回合的控制信息，其由多个时隙组成，如图26所示。时隙是实现消息交换的基本时间单元。在本公开中不排除实现与测距回合和时隙相同的功能的其他约定。根据设备能力，可以在测距配置中调整测距回合中的时隙持续时间和时隙数量，或者将时隙持续时间和时隙数量固定为默认设置。一对或多对设备可以参与测距回合以实现测距请求。
图27图示了根据本公开的实施例的示例测距设备术语2700(控制器和受控器)。图27中所示的测距设备术语2700的实施例仅用于说明。图27不将本公开的范围限制于任何特定实施方式。如图27所示，控制器和受控器可以是如图5所示的电子设备501。在一个实施例中，如图27所示的控制器和受控器可以是如图6所示的组1和/或组2中的节点之一。
由下一较高层确定的测距配置的设置可以从测距控制器(引导设备)发送到一个或更多个测距受控器，如图27所示。使用不同的网络信息，测距配置可以通过发送到一个或更多个设备的专用数据帧来传送，或者它可以嵌入到向网络中的设备广播的同步帧中。同时，本公开不排除交换测距配置信息的其他方法，例如，经由较高层或带外管理。
图28图示了根据本公开的实施例的示例测距回合结构2800。图28中所示的测距回合结构2800的实施例仅用于说明并且可由如图5中所示的电子设备使用。图28不将本公开的范围限制于任何特定实施方式。
测距配置包括测距回合的结构，其包含一个或更多个轮询周期(PP)和一个或更多个测距响应周期(RRP)，其中PP由一个或更多个时隙组成，用于从(一个或更多个)发起者发送轮询消息，RRP由一个或更多个时隙组成，用于从(一个或更多个)响应者发送响应消息。图28分别示出了具有三个消息交换的SS-TWR和DS-TWR的两个示例，但是并不排除其他示例。测距回合可以以测距控制周期开始，以通过UWB MAC交换测距配置。然而，如果在较高层交换测距配置，测距回合也可以以轮询周期开始。
对于SS-TWR，一个测距回合包含PP和RRP。对于具有三个消息的DS-TWR，一个测距回合包含第一PP、RRP和第二PP。每个周期包括一个或更多个时隙，其中来自(一个或更多个)发起者/(一个或更多个)响应者的传输可以根据下一较高层所确定的进行调度，或者它们可以分别竞争相应周期中的时隙。
图29图示了根据本公开的实施例的示例测距块结构2900。图29中所示的测距块结构2900的实施例仅用于说明并且可由如图5中所示的电子设备使用。图29不将本公开的范围限制于任何特定实施方式。
测距块指用于测距的虚拟帧，其由多个测距回合组成，如图29所示。UWB MAC可以在基于块的结构上运行，其中块长度和块中的测距回合数量可以是可配置的。在测距块中，可以激活一个或更多个测距回合。
图30图示了根据本公开的实施例的示例ARC IE内容字段格式3000。图30中所示的ARC IE内容字段格式3000的实施例仅用于说明并且可以在如图5中所示的电子设备中使用。图30不将本公开的范围限制于任何特定实施方式。
控制器使用高级测距控制IE(ARC IE)来将测距配置信息发送到一个受控器(在单播帧中)或多个受控器(在广播帧中)。ARC IE的内容字段的格式如图30所示。字段的详细定义可以参考IEEE 802.15.4z。
图31图示了根据本公开的实施例的示例RS IE内容字段格式3100。图31所示的RSIE内容字段格式3100的实施例仅用于说明并且可以在如图5所示的电子设备中使用。图31不将本公开的范围限制于任何特定实施方式。
图32图示了根据本公开的实施例的示例RS表元素格式3200。图32中所示的RS表元素格式3200的实施例仅用于说明并且可以在如图5中所示的电子设备中使用。图32不将本公开的范围限制于任何特定实施方式。
测距调度IE(RS IE)用于基于调度的测距，以指定被选择参与测距回合的设备的列表，并为每个设备传送时隙资源分配。这适用于ARC IE的多节点模式字段指示多对多或一对多而无竞争时。RS IE的内容字段的格式可以如图31和图32所示。
在一个实施例中，本公开提供了新的原语并修改了由MCPS-SAP支持的现有原语，其是适应上述用于开发IEEE 802.15.4z的正常/安全测距配置所必需的。也可以采用分别实现相同的功能的类似的约定，本公开不对其进行限制。
根据IEEE标准规范，MCPS-DATA.request原语请求将数据传输到另一设备。本公开修改了参数Ranging的描述，并且引入了两个参数，即RequestRrtiTx和TxTime，该两个参数也用在IEEE标准规范中。该原语的语义如下：
MCPS-DATA.request(
Ranging,
RequestRrtiTx,
TxTime,
Other parameters in the IEEE standard specification,
)
在表3A中定义了修改的原语参数。表3A：MCPS-DATA.request参数(修改的)
Figure BDA0003159066160000301
Figure BDA0003159066160000311
使用表3中参数Ranging的修改范围，较高层能够在UWB MAC处调用指定的测距类型，例如安全或正常测距。
当使能安全或正常测距时，较高层可以使用原语参数RequestRrtiTx来请求在发送数据帧中插入回复时间。在表3中，macUWBRngRrtiTime设置了期望的RX-TX响应时间。IEEE 802.15.4中其他已经存在的原语参数保持不变，其不被本公开排除。
单个RFRAME可以广播到多个测距设备，而插入的测距IE的目的地可以通过例如在图12和图13中的各自的地址字段来区分。例如，在一个测距发起者与多个测距响应者之间的多播测距中，发起者可以将RRTI IE嵌入到响应者的第二轮询消息中，如图8所示。
图33图示了根据本公开的实施例的其中MAC层能够存储接收的RFRAME的时间戳和对应的源地址的多播DS-TWR的示例消息序列图3300。图33中所示的消息序列图3300的实施例仅用于说明。图33不将本公开的范围限制于任何特定实施方式。
如图33所示，发起者、响应者1和响应者N可以执行图1中所示的111-116和/或101-103的一个或更多个功能。发起者、响应者1和响应者N可以是如图6所示的组1和/或组2中的节点之一。发起者、响应者1和响应者N可以是如图5所示的电子设备501。
在从不同远端收集具有RRRT IE的RFRAME后，如果测距设备的MAC层能够存储每个RFRAME的所接收的时间戳和源标识/地址，则测距设备的下一较高层可以通过将RequestRrtiTx设置为TRUE，请求MAC层将RRTI IE插入下一RFRAME中。可以在图33中找到测距回合的消息序列图的示例。
图34图示了根据本公开的实施例的其中MAC层不能存储接收的RFRAME的时间戳和对应的源地址的多播DS-TWR的示例消息序列图3400。图34中所示的消息序列图3400的实施例仅用于说明。图34不将本公开的范围限制于任何特定实施方式。
如图34所示，发起者、响应者1和响应者N可以执行如图1所示的111-116和/或101-103的一个或更多个功能。发起者、响应者1和响应者N可以是如图6所示的组1和/或组2中的节点之一。发起者、响应者1和响应者N可以是如图5所示的电子设备501。
根据具体的实施方式，无需额外的存储器来存储时间戳和相应的源地址，MAC层可以将信息传送到下一较高层。对于这种情况，需要在MCPS-Data.request的原语中引入附加的参数来控制MAC层插入RRTI IE，其可以如表4定义；本公开不排除实现类似功能的其他术语。图34图示了其中MAC层无法存储时间戳和源地址的测距回合的消息序列图的示例。
表4：附加的MCPS-DATA.request参数
Figure BDA0003159066160000321
通过在表4中包括的参数，数据请求原语的语义变为：
MCPS-DATA.request(
Ranging,RequestRrtiTx,
RequestRrtiDevList,
RecTimeList,
TxTime,
Other parameters in IEEE standard specification,
)
表4中的参数也可以合并为单个，即RrtiNodeList，其包含RequestRrtiDevList和RecTimeList的列表。在IEEE 802.15.4z的开发中，使能使用STS可以由其他下一较高层原语控制。表3A中的测距参数可以以下面表3B中的方式重新定义。
表3B：测距参数
Figure BDA0003159066160000331
本公开不排除将测距参数中的两个布尔值分离为两个独立参数的选项，即MCPS-DATA.request中的RangingCounterEnable和RaningPhrBit。下面的表3B示出了这两个新参数的定义，其可以用于替换MCPS-DATA.request中的测距。
表3C：替换测距参数的新MCPS-DATA.request参数
Figure BDA0003159066160000332
TxTime可以具有适当的时间单元，例如IEEE 802.15.4z中的测距计数器时间单元(RCTU)或测距调度时间单元(RSTU)。本公开不将TxTime的时间单元限制为特定的时间单元。在IEEE 802.15.4z的当前规范中，TxTime以RCTU为单位。然而，可以引入控制参数来指定TxTime的类型。在表3D中示出了控制参数和修订的TxTime。
表3D：MCPS-DATA.request参数：修订的TxTime和新控制参数
Figure BDA0003159066160000341
表3A和表3D中的TxTime的大小为3个八位位组(octet)。然而，本公开不排除该参数的其他大小。
在一个实施例中，MCPS-DATA.confirm原语报告请求将数据传输到另一设备的结果。MCPS-DATA.confirm原语的语义如下。呈现了本公开引入的新参数，而其他参数保持与IEEE标准规范中的相同。
MCPS-DATA.confirm(
TxRrtiValueList,
AoaAzimuth,
AoaElevation,
AoaPresent,
Rssi,
Other parameters in the IEEE standard specification,
}
表5：MCPS-DATA.confirm(修改的)
Figure BDA0003159066160000342
Figure BDA0003159066160000351
可能不需要使用TxRrtiValueList，因为下一较高层也可以使用由MCPS-DATA.confirm报告的发送时间，以及来自不同设备的RFRAME的接收时间戳，来计算回复时间。
在一个实施例中，为了通过使用在数据原语中新定义的参数来说明下一较高层的功能，在图33和图34中提供了用于具有一个测距发起者和多个测距响应者的多播DS-TWR测距的消息序列图。
在图33中，MAC层能够存储所接收的RFRAME的时间戳和相应的源地址。因此，在来自发起者的第二轮询消息的数据请求原语中，下一较高层可以使用RequestRrtiTx来请求MAC层插入(一个或更多个)RRTI IE。MAC层可以通过使用存储的所接收的RFRAME的时间戳计算对不同设备的回复时间，并形成相应的RRTI IE。
在图34中，MAC层不能存储所接收的RFRAME的时间戳和相应的源地址。在来自发起者的第二轮询消息的数据请求的原语中，下一较高层不仅将RequestRrtiTx设置为TRUE，还在RequestRrtiDevList中传送请求回复时间的测距设备的地址，以及在RecTimeList中传送从这些设备最近接收的RFRAME的时间戳。随后，MAC层能够通过使用所接收的RFRAME的时间戳来计算对不同设备的回复时间，并形成相应的RRTI IE。
在一个实施例中，如表6所示提供了PIB的测距特定属性。
表6：测距特定的MAC PIB属性
Figure BDA0003159066160000361
Figure BDA0003159066160000371
Figure BDA0003159066160000381
较高层可以读取和设置测距特定的MAC PIB属性的值，其可以由MAC子层使用来形成相应的IE。例如，较高层通过macUWBrngScheduleAssign来确定调度分配，其可以由MAC子层使用来形成RS IE。
表6中的一些属性是为如图26和图29的测距配置指定的。表7用修改的语义和描述示出了这些属性，并引入了一些其他所需的PIB属性，以便MAC子层能够相应地实现测距配置。
表7：多节点测距特定的MAC PIB属性
Figure BDA0003159066160000382
Figure BDA0003159066160000391
Figure BDA0003159066160000401
在交换测距配置之前，作为测距设置活动的一部分，测距控制器可以通过MLME-SET.request原语来调整表7中的PIB属性。
使用原语MCPS-DATA.request中的MultiRangingEnable，控制器的下一较高层可以使用它来命令MAC子层根据表7中的PIB属性实现测距配置。
MCPS-DATA.request(
MultiRangingEnable
)
表8示出了MultiRangingEnable的定义。
表8：MCPS-DATA.request参数：MultiRangingEnable
Figure BDA0003159066160000402
Figure BDA0003159066160000411
如果MultiRangingEnable为TRUE，则使能多节点高级测距，以通过测距控制器的MAC子层进行配置。根据表7中的MAC PIB属性，MAC子层可以尝试创建ARC IE，并在发送之前将其插入到测距控制消息(RCM)中。如果多节点测距被成功地配置，则将MCPS-DATA.confirm中的SUCCESS状态报告给控制器的下一较高层，否则返回UNSUPPORTED_RANGING状态。
图35图示了根据本公开的实施例的用于多节点测距配置的示例消息序列图3500。图35中所示的消息序列图3500的实施例仅用于说明。图35不将本公开的范围限制于任何特定实施方式。
如图35所示，控制器和受控器可以执行图1所示的111-116和/或101-103的一个或更多个功能。控制器和受控器可以是如图6所示的组1和/或组2中的节点之一。控制器和受控器可以是如图5所示的电子设备501。
多节点测距配置的建议消息序列图如图35中所示。
通过MultiRangingEnable设置为TRUE，控制器的下一较高层发起MCPS-DATA.request，其使能MAC子层通过表7中的MAC PIB属性创建ARC IE，并将其插入RCM中。然后，MCPS-DATA.confirm将测距配置的状态报告回控制器的下一较高层，而MCPS-DATA.indication将ARC IE和其他IE(例如，用于基于调度的测距的RS IE)传送到(一个或更多个)受控器的下一较高层。
在一个实施例中，提供交互/过程以通过MAC子层实现测距配置。为了实现测距配置和调度，E4利用表6中的附加PIB属性，并将新参数引入MCPS-DATA.request。
表9示出了与测距调度有关的属性。属性中的一些来自具有修改的语义和描述的表6。还引入了附加PIB属性，以便MAC子层能够根据表7和表9实现测距配置和调度二者。
表9：测距调度特定的MAC PIB属性
Figure BDA0003159066160000421
Figure BDA0003159066160000431
在交换测距配置之前，作为测距设置活动的一部分，测距控制器可以通过MLME-SET.request原语来调整表7中的PIB属性。
代替使用MultiRangingEnable，S5在原语MCPS-DATA.request中引入了MultiRangingSchedule和MultiRangingContention，以分别区分基于调度和基于竞争的多节点高级测距。控制器的下一较高层可以使用它来命令MAC子层根据表7和表9中的PIB属性实现测距配置和调度。
MCPS-DATA.request(
MultiRangingSchedule
MultiRangingContention
)
表10示出了MultiRangingSchedule和MultiRangingContention的定义。
表10：MCPS-DATA.request参数：MultiRangingSchedule和MultiRangingContention
Figure BDA0003159066160000432
Figure BDA0003159066160000441
如果MultiRangingSchedule为TRUE，则多节点高级基于调度的测距被使能来由测距控制器的MAC子层配置。根据表7和表9中的MAC PIB属性，MAC子层尝试创建ARC、RS IE，并在发送其之前将它们插入到测距控制消息(RCM)中。如果多节点基于调度的测距被成功地配置，则将MCPS-DATA.confirm中的SUCCESS状态报告给控制器的下一较高层，否则返回UNSUPPORTED_RANGING状态。
如果MultiRangingContention为TRUE，则多节点高级基于竞争的测距被使能以由测距控制器的MAC子层配置。根据表7和表9中的MAC PIB属性，MAC子层尝试创建ARC IE、RIRL IE、RCPS IE，并在发送其之前将它们插入到测距控制消息(RCM)中。
对于基于竞争的测距，如果测距控制器不知道测距受控器的身份，则测距控制器的MAC子层可以通过ARC IE实现测距配置，但不能创建RIRL IE或RCPS IE。如果测距控制器知道测距受控器的身份，则测距控制器的MAC子层可以创建RIRL IE来为受控器分配设备类型(即测距发起者或响应者)，并使用RCPS IE配置测距回合的竞争阶段。如果成功地配置了多节点基于竞争的测距，则将MCPS-DATA.confirm中的SUCCESS状态报告给控制器的下一较高层，否则返回UNSUPPORTED_RANGING状态。
当测距控制器初始化MCPS.DATA.request时，如果MultiRangingSchedule和MultiRangingContention之一使用TRUE值被使能，则另一个可以具有FALSE值或被从MCPS.DATA.request忽略。
图36图示了根据本公开的实施例的用于多节点基于调度的测距配置的示例消息序列图3600。图36中所示的消息序列图3600的实施例仅用于说明。图36不将本公开的范围限制于任何特定实施方式。
如图36所示，控制器和受控器可以执行图1所示的111-116和/或101-103的一个或更多个功能。控制器和受控器可以是如图6所示的组1和/或组2中的节点之一。控制器和受控器可以是如图5所示的电子设备501。
图36图示了用于多节点基于调度的测距配置的消息序列图的示例。下一较高层使用MultiRangingSchedule初始化MCPS-DATA.request以使能MAC子层来实现高级基于调度的测距配置。值为TRUE时，MultiRangingSchedule触发MAC子层来创建ARC、RS IE并在发送其之前并将它们插入RCM。
为了形成ARC IE，控制器的MAC子层可以使用表7中指定的PIB属性，该属性在测距配置开始之前由下一较高层调整。为了形成RS IE，控制器的MAC子层可以使用表9中的属性macUWBrngScheduleAssignin。然后，MCPS-DATA.confirm将测距配置的状态报告回控制器的下一较高层，而MCPS-DATA.indication将ARC、RS IE传送到(一个或的更多个)受控器的下一较高层。
图37图示了根据本公开的实施例的用于多节点基于竞争的测距配置的示例消息序列图3700。图37中所示的消息序列图3700的实施例仅用于说明。图37不将本公开的范围限制于任何特定实施方式。
如图37所示，控制器和受控器可以执行图1所示的111-116和/或101-103的一个或更多个功能。控制器和受控器可以是如图6所示的组1和/或组2中的节点之一。控制器和受控器可以是如图5所示的电子设备501。
图37图示了多节点基于竞争的测距配置的消息序列图的示例。下一较高层使用MultiRangingContention初始化MCPS-DATA.request以使能MAC子层来实现高级基于竞争的测距配置。值为TRUE时，MultiRangingContention触发MAC子层创建ARC IE并在发送其之前将它插入RCM。为了形成与基于竞争的测距有关的一些其他IE，例如RCPS、RIRL IE，需要表9中的macDevicePresence是TRUE，并且macUWBrngAddressList不是NULL。
为了形成ARC IE，控制器的MAC子层可以使用表7中指定的PIB属性，该属性在测距配置开始之前由下一较高层调整。为了形成RIRL IE，控制器的MAC子层可以使用表9中的属性macUWBrngInitiatorList和macUWBrngAddressList。为了形成RCPS IE，控制器的MAC子层可以使用表9中的属性macUWBrngCPassign。
然后，MCPS-DATA.confirm将测距配置的状态报告回控制器的下一较高层，而MCPS-DATA.indication将ARC、RIRL和/或RCPS IE传送到(一个或更多个)受控器的下一较高层。
在一个实施例中，在MCPS-DATA.confirm和MCPS-DATA.indication的原语中引入了分别用于帧的发送和接收的两个以RSTU为单位的时间戳。
下面为MCPS-DATA.confirm指定了新引入的时间戳参数。
MCPS-DATA.confirm(
TxRstuCounter,
RxRstuCounter,
)
表11：MCPS-DATA.confirm参数：以RSTU为单位的时间戳
Figure BDA0003159066160000461
下面为MCPS-DATA.indication指定了新引入的时间戳参数。
MCPS-DATA.indication(
TxRstuCounter,
RxRstuCounter,
)
表12：MCPS-DATA.indication参数：以RSTU为单位的时间戳
Figure BDA0003159066160000462
Figure BDA0003159066160000471
MCPS-DATA.confirm和MCPS-DATA.indication中存在Timestamp参数，如果使用多节点测距方案，其也可以用来指示以RSTU为单位的接收时间。本公开不排除该选项。本公开不排除TxRstuCounter和RxRstuCounter的其他适当大小。
图38图示了根据本公开的实施例的用于安全测距操作的方法3800的流程图，其可以由电子设备(例如，图1中图示的111-116和/或101-103)执行。在一个实施例中，电子设备可以是网络实体。图38中所示的方法3800的实施例仅用于说明。图38不将本公开的范围限制于任何特定实施方式。
在一个实施例中，作为网络实体的控制器和受控器可以是如图6所示的组1和/或组2中的节点之一，并且可以执行方法3800。在一个实施例中，发起者和响应者可以执行方法3800。
如图38所示，方法3800开始于步骤3802。在步骤3802，网络实体(例如，电子设备)通过网络实体的较高层识别测距回复时间节点列表(RrtiNodeList)，该RrtiNodeList指示请求测距回复时间瞬时信息元素(RRTI IE)以及接收测距计数器值的相邻网络实体的列表。
在一个实施例中，在步骤3802，包括请求测距回复时间设备列表(RequestRrtiDevList)和接收时间列表(RecTimeList)的RrtiNodeList指示MAC子层形成用于回复时间报告的RRTI IE；RequestRrtiDevList包括测距设备地址列表，该测距设备地址是长度为2字节的短地址或长度为8字节的扩展地址；并且RecTimeList包括时间戳列表，每个时间戳的长度为32位，以指示0和232-1之间的值。
随后，在步骤3804，网络实体通过网络实体的较高层生成包括RrtiNodeList的媒体访问控制(MAC)公共部分子层(CPS)数据请求(MCPS-DATA.request)原语。
接下来，在步骤3806，网络实体向网络实体的MAC层发送所生成的MCPS-DATA.request原语。
最后，在步骤3808，网络实体向相邻网络实体的列表中的另一个网络实体发送包括测距信息、RRTI和测距测量信息IE(RMI IE)的MAC数据，其中网络实体的MAC层进一步被配置为向网络实体的较高层发送MCPS-DATA.confirm原语。
在一个实施例中，网络实体从RrtiNodeList参数确定地址/测距计数器对；当RequestRtriTx参数被设置为非零值并且网络实体的MAC层能够生成RRTI IE时，由网络实体的MAC层基于地址/测距计数器对将RRTI IE插入到帧中；并且向相邻网络实体的列表中的另一网络实体传输包括RRTI IE的帧。
在一个实施例中，网络实体基于所传输的帧的RMARKER时间戳与来自RrtiNodeList的相应接收测距计数器值之间的差来计算RX-TX回复时间字段的值，其中每个RRTI列表字段的地址对应于RrtiNodeList的地址。
在一个实施例中，网络实体识别针对测距设备(RDEV)的测距字段，测距字段确定测距计数器被设置为TRUE还是FALSE，TRUE指示使能测距计数器，FALSE指示禁能测距计数器；识别测距物理头(RangingPhr)字段，测距物理头字段确定物理层头(PHR)的测距位被设置为TRUE还是FALSE，TRUE指示PHR的测距位被设置为1，FALSE指示PHR的测距位未被设置为1；并且生成包括测距字段和RangingPhr字段的MCPS-DATA.request原语。
在一个实施例中，网络实体识别传输时间指定(TxTimeSpecified)字段，传输时间指定字段确定测距传输时间(RangingTxTime)参数的使用，(i)如果TxTimeSpecified值被设置为NONE，则不使用RangingTxTime，(ii)如果TxTimeSpecified值被设置为测距计数器时间单元(RCTU_TIME)，则RangingTxTime以RCTU为单位指定帧的传输时间，(iii)如果TxTimeSpecified值被设置为测距调度时间单元(RSTU_TIME)，则RangingTxTime以RSTU为单位指定帧的传输时间；识别RangingTxTime字段以指定帧的传输时间，RangingTxTime字段被设置在0x00000000与0xffffffff之间；并且生成包括TxTimeSpecified字段和RangingTxTime字段的MCPS-DATA.request原语。
在此种实施例中，当TxTimeSpecified字段被设置为RCTU_TIME时，RangingTxTime参数指示RMARKER传输时间；当TxTimeSpecified字段被设置为RSTU_TIME时，RangingTxTime参数指示数据包的传输开始时间；并且当TxTimeSpecified字段被设置为NONE时，不使用RangingTxTime参数。
在一个实施例中，网络实体从网络实体的MAC层接收MCPS-DATA.confirm原语，MCPS-DATA.confirm原语包括到达方位角(AngleOfArrivalAzimuth)字段、到达仰角(AngleOfArrivalElevation)字段、目前到达角(AngleOfArrivalPresent)字段，AngleOfArrivalAzimuth的值在-π到+π之间，AngleOfArrivalElevation的值在在-π到+π之间，AngleOfArrivalPresent字段被设置为NONE、BOTH、AZIMUTH或ELEVATION。
在此种实施例中，AngleOfArrivalAzimuth字段指示在AngleOfArrivalPresent字段被设置为AZIMUTH或BOTH时，到达角(AOA)以接收的信号的弧度位于用于接收确认(ACK)帧的方位；AngleOfArrivalElevation字段指示在AngleOfArrivalPresent字段被设置为ELEVATION或BOTH时，AOA以接收的信号的弧度位于用于接收ACK帧的海拔；以及AngleOfArrivalPresent字段指示AngleOfArrivalAzimuth字段和AngleOfArrivalElevation字段的有效性。
在一个实施例中，网络实体从网络实体的MAC层接收MCPS-DATA.confirm原语，MCPS-DATA.confirm原语包括时间戳(Timestamp)字段，Timestamp字段的值在0x000000-0xffffff之间，其中针对增强型测距设备(ERDEV)，Timestamp字段被设置为与包括前导的数据包的开始时间相对应的RSTU_TIME。
在一个实施例中，网络实体从网络实体的MAC层接收MCPS-DATA.indication原语，MCPS-DATA.indication原语包括时间戳(Timestamp)字段，针对ERDEV，Timestamp字段的值在0x000000-0xffffff之间。
在此种实施例中，Timestamp字段被设置在与包括前导的数据包的传输开始时间相对应的RSTU_TIME中。
尽管已经利用示例性实施例描述了本公开，但是本领域技术人员可以被建议各种改变和修改。本公开旨在包含落入所附权利要求的范围内的此类改变和修改。本申请中的任何描述均不应被理解为暗示任何特定元件、步骤或功能是必须包括在权利要求范围内的必要要素。

Claims (15)

1.一种无线通信系统中的支持测距能力的网络实体，所述网络实体包括：
处理器，所述处理器被配置为：
由所述网络实体的较高层识别测距回复时间节点列表(RrtiNodeList)，所述测距回复时间节点列表指示请求测距回复时间瞬时信息元素(RRTI IE)以及接收测距计数器值的相邻网络实体的列表；
由所述网络实体的所述较高层生成包括所述RrtiNodeList的媒体访问控制(MAC)公共部分子层(CPS)数据请求(MCPS-DATA.request)原语；
将所生成的MCPS-DATA.request原语传输到所述网络实体的MAC层；以及
收发器，所述收发器可操作地连接到所述处理器并且被配置为：
向所述相邻网络实体的列表中的另一网络实体传输包括测距信息、所述RRTI和测距测量信息IE(RMIIE)的MAC数据，
其中，所述网络实体的所述MAC层进一步被配置为向所述网络实体的所述较高层传输媒体访问控制公共部分子层数据确认(MCPS-DATA.confirm)原语。
2.根据权利要求1所述的网络实体，其中：
包括请求测距回复时间设备列表(RequestRrtiDevList)和接收时间列表(RecTimeList)的所述RrtiNodeList指示所述MAC子层形成用于回复时间报告的所述RRTIIE；
所述RequestRrtiDevList包括测距设备地址列表，所述测距设备地址是长度为2字节的短地址或长度为8字节的扩展地址；并且
所述RecTimeList包括时间戳列表，每个时间戳的长度为32位，以指示0与232-1之间的值。
3.根据权利要求2所述的网络实体，其中：
所述处理器进一步被配置为：
从所述RrtiNodeList参数确定地址/测距计数器对；以及
当所述RequestRtriTx参数被设置为非零值并且所述网络实体的所述MAC层能够生成所述RRTI IE时，由所述网络实体的所述MAC层基于所述地址/测距计数器对将所述RRTI IE插入到帧中；并且
所述收发器进一步被配置为向所述相邻网络实体的列表中的另一网络实体传输包括所述RRTI IE的所述帧。
4.根据权利要求3所述的网络实体，其中：
所述处理器进一步被配置为基于所传输的帧的RMARKER时间戳与来自所述RrtiNodeList的相应接收测距计数器值之间的差来计算RX-TX回复时间字段的值；并且
每个RRTI列表字段的地址对应于所述RrtiNodeList的地址。
5.根据权利要求1所述的网络实体，其中，所述处理器进一步被配置为：
针对测距设备(RDEV)识别测距字段，所述测距字段确定测距计数器被设置为TRUE还是FALSE，所述TRUE指示使能所述测距计数器，所述FALSE指示禁能所述测距计数器；
识别测距物理头(RangingPhr)字段，所述测距物理头字段确定物理层头(PHR)的测距位被设置为TRUE还是FALSE，所述TRUE指示PHR的所述测距位被设置为1，所述FALSE指示PHR的所述测距位未被设置为1；以及
生成包括所述测距字段和所述RangingPhr字段的所述MCPS-DATA.request原语。
6.根据权利要求1所述的网络实体，其中，所述处理器进一步被配置为：
识别传输时间指定(TxTimeSpecified)字段，所述传输时间指定字段确定测距传输时间(RangingTxTime)参数的使用，(i)如果TxTimeSpecified值被设置为NONE，则不使用所述RangingTxTime，(ii)如果TxTimeSpecified值被设置为测距计数器时间单元(RCTU_TIME)，则所述RangingTxTime以RCTU为单位指定帧的传输时间，(iii)如果TxTimeSpecified值被设置为测距调度时间单元(RSTU_TIME)，则所述RangingTxTime以RSTU为单位指定所述帧的所述传输时间；
识别所述RangingTxTime字段以指定所述帧的所述传输时间，所述RangingTxTime字段被设置在0x00000000与0xffffffff之间；并且
生成包括所述TxTimeSpecified字段和所述RangingTxTime字段的所述MCPS-DATA.request原语。
7.根据权利要求6所述的网络实体，其中：
当所述TxTimeSpecified字段被设置为所述RCTU_TIME时，所述RangingTxTime参数指示RMARKER传输时间；
当所述TxTimeSpecified字段被设置为RSTU_TIME时，所述RangingTxTime参数指示数据包的传输开始时间；并且
当所述TxTimeSpecified字段被设置为NONE时，不使用所述RangingTxTime参数。
8.根据权利要求1所述的网络实体，其中：
所述收发器进一步被配置为从所述网络实体的所述MAC层接收MCPS-DATA.confirm原语，所述MCPS-DATA.confirm原语包括到达方位角(AngleOfArrivalAzimuth)字段、到达仰角(AngleOfArrivalElevation)字段、目前到达角(AngleOfArrivalPresent)字段，所述AngleOfArrivalAzimuth的值在-π到+π之间，所述AngleOfArrivalElevation的值在在-π到+π之间，所述AngleOfArrivalPresent字段被设置为NONE、BOTH、AZIMUTH或ELEVATION；
所述AngleOfArrivalAzimuth字段指示在所述AngleOfArrivalPresent字段被设置为AZIMUTH或BOTH时，到达角(AOA)以接收的信号的弧度位于用于接收确认(ACK)帧的方位；
所述AngleOfArrivalElevation字段指示在所述AngleOfArrivalPresent字段被设置为ELEVATION或BOTH时，所述AOA以所述接收的信号的弧度位于用于接收所述ACK帧的海拔；并且
所述AngleOfArrivalPresent字段指示所述AngleOfArrivalAzimuth字段和所述AngleOfArrivalElevation字段的有效性。
9.根据权利要求8所述的网络实体，其中：
所述处理器进一步被配置为从所述网络实体的所述MAC层接收MCPS-DATA.confirm原语，所述MCPS-DATA.confirm原语包括时间戳(Timestamp)字段，所述Timestamp字段的值在0x000000-0xffffff之间；并且
针对增强型测距设备(ERDEV)，所述Timestamp字段被设置为与包括前导的数据包的开始时间相对应的RSTU_TIME。
10.根据权利要求1所述的网络实体，其中：
所述处理器进一步被配置为从所述网络实体的所述MAC层接收所述MCPS-DATA.indication原语，所述MCPS-DATA.indication原语包括时间戳(Timestamp)字段，针对增强型测距设备(ERDEV)，所述Timestamp字段的值在0x000000-0xffffff之间；并且
所述Timestamp字段被设置在与包括前导的数据包的传输开始时间相对应的RSTU_TIME中。
11.一种无线通信系统中的支持测距能力的网络实体的方法，所述方法包括：
由所述网络实体的较高层识别测距回复时间节点列表(RrtiNodeList)，所述测距回复时间节点列表指示请求测距回复时间瞬时信息元素(RRTI IE)以及接收测距计数器值的相邻网络实体的列表；
由所述网络实体的所述较高层生成包括所述RrtiNodeList的媒体访问控制(MAC)公共部分子层(CPS)数据请求(MCPS-DATA.request)原语；
将所生成的MCPS-DATA.request原语传输到所述网络实体的MAC层；以及
向所述相邻网络实体的列表中的另一网络实体传输包括测距信息、所述RRTI和测距测量信息IE(RMIIE)的MAC数据，
其中，所述网络实体的所述MAC层进一步被配置为向所述网络实体的所述较高层传输媒体访问控制公共部分子层数据确认(MCPS-DATA.confirm)原语。
12.根据权利要求11所述的方法，其中：
包括请求测距回复时间设备列表(RequestRrtiDevList)和接收时间列表(RecTimeList)的所述RrtiNodeList指示所述MAC子层形成用于回复时间报告的所述RRTIIE；
所述RequestRrtiDevList包括测距设备地址列表，所述测距设备地址是长度为2字节的短地址或长度为8字节的扩展地址；并且
所述RecTimeList包括时间戳列表，每个时间戳的长度为32位，以指示0与232-1之间的值。
13.根据权利要求12所述的方法，所述方法进一步包括：
从所述RrtiNodeList参数确定地址/测距计数器对；并且
当所述RequestRtriTx参数被设置为非零值并且所述网络实体的所述MAC层能够生成所述RRTI IE时，由所述网络实体的所述MAC层基于所述地址/测距计数器对将所述RRTI IE插入到帧中；以及
向所述相邻网络实体的列表中的另一网络实体传输包括所述RRTI IE的所述帧。
14.根据权利要求13所述的方法，所述方法进一步包括：
基于所传输的帧的RMARKER时间戳与来自所述RrtiNodeList的相应接收测距计数器值之间的差来计算RX-TX回复时间字段的值，其中每个RRTI列表字段的地址对应于所述RrtiNodeList的地址。
15.根据权利要求11所述的方法，所述方法进一步包括：
针对测距设备(RDEV)，识别测距字段，所述测距字段确定测距计数器被设置为TRUE还是FALSE，所述TRUE指示使能所述测距计数器，所述FALSE指示禁能所述测距计数器；
识别测距物理头(RangingPhr)字段，所述测距物理头字段确定物理层头(PHR)的测距位被设置为TRUE还是FALSE，所述TRUE指示PHR的所述测距位被设置为1，所述FALSE指示PHR的所述测距位未被设置为1；并且
生成包括所述测距字段和所述RangingPhr字段的所述MCPS-DATA.request原语。
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