CN115669103A

CN115669103A - 位置定位系统中的无主设备协调

Info

Publication number: CN115669103A
Application number: CN202180040030.3A
Authority: CN
Inventors: E·巴卡; W·E·布杰
Original assignee: Fuckbade Technology Public Co ltd
Current assignee: Sonitor Technologies AS
Priority date: 2020-06-03
Filing date: 2021-06-03
Publication date: 2023-01-31
Also published as: WO2021245597A1; US11860261B2; AU2021285520A1; JP2023529605A; KR20230019862A; US20230145785A1; US20210382158A1; US11435463B2; EP4162739A1; CA3179315A1

Abstract

公开了一种包括时钟、存储器以及至少一个处理器的通信设备。所述至少一个处理器被配置为执行存储在所述存储器中的指令，所述指令使所述至少一个处理器执行操作，包括在预配置的持续时间内从多个通信设备的第二通信设备接收至少一个消息、确定在从所述第二通信设备接收到所述至少一个消息时所述通信设备的所述时钟的第一本地时间、以及基于来自所述第二通信设备的所述至少一个消息确定所述第二通信设备的同步时间。所述操作包括基于所述第一本地时间和所确定的所述第二通信设备的同步时间映射所述第二通信设备的所述同步时间以及基于第二本地时间调整所述通信设备的同步时间。

Description

位置定位系统中的无主设备协调

技术领域

本公开一般涉及无线通信系统中通信设备的同步。

背景技术

在通信系统中，每个通信设备具有内部时钟。通信设备的内部时钟需要参考外部时钟(诸如全球定位系统(GPS)时钟或协调世界时(UTC)时钟)同步。同步通信系统中的每个通信设备需要网络时间协议(NTP)服务器。除了NTP服务器之外，可能还需要多个网关服务器。同步通信设备的内部时钟所需的NTP服务器和网关服务器增加了通信系统的复杂度和通信系统的总成本。

发明内容

在本公开的实施例中，公开了一种通信设备。所述通信设备可以包括时钟、与天线耦合的第一收发器、与换能器耦合的第二收发器、存储器、以及被配置为执行存储在存储器中的指令的至少一个处理器。所述指令使至少一个处理器执行包括在预配置的持续时间内从多个通信设备中的第二通信设备接收至少一个消息的操作。在多个通信设备中的通信设备处从第二通信设备接收到的至少一个消息可以包括指示第二通信设备的同步时间的第一定时信息。所述操作可以包括确定在从第二通信设备接收到至少一个消息时通信设备的时钟的第一本地时间以及基于从第二通信设备接收到的至少一个消息确定第二通信设备的同步时间。所述操作可以包括：基于第一本地时间和所确定的第二通信设备的同步时间，将第二通信设备的同步时间映射到通信设备的时钟的第二本地时间。所述操作可以包括基于第二本地时间调整通信设备的同步时间。在实施例中，通信设备的同步时间可以与第一可配置偏移相对应，第一数据在第一可配置偏移内可以从通信设备被传输到多个通信设备，以及第二通信设备的同步时间可以与第二可配置偏移相对应，第二数据在第二可配置偏移内可以从第二通信设备被传输到多个通信设备。第一数据可以包括通信设备的位置信息，以及第二数据可以包括第二通信设备的位置信息。通信设备和第二通信设备可以是基站。在实施例中，第一收发器是射频收发器，以及第二收发器是声学收发器或红外收发器。

在本公开的另一实施例中，公开了一种方法。所述方法步骤可以由多个通信设备中的第一通信设备执行。所述方法可以包括在第一通信设备处，在预配置的持续时间内从多个通信设备中的第二通信设备接收至少一个消息。来自第二通信设备的所述至少一个消息可以包括指示第二通信设备的同步时间的第一定时信息。所述方法可以包括确定在从第二通信设备接收到至少一个消息时第一通信设备的时钟的第一本地时间以及基于从第二通信设备接收到的至少一个消息确定第二通信设备的同步时间。所述方法可以包括基于第一本地时间和所确定的第二通信设备的同步时间，将第二通信设备的同步时间映射到第一通信设备的时钟的第二本地时间。所述方法可以包括基于第二本地时间调整第一通信设备的同步时间。在实施例中，第一通信设备的同步时间可以与第一可配置偏移相对应，第一数据在第一可配置偏移内可以从第一通信设备被传输到多个通信设备，以及第二通信设备的同步时间可以与第二可配置偏移相对应，第二数据在第二可配置偏移内可以从第二通信设备被传输到多个通信设备。第一数据可以包括第一通信设备的位置信息，以及第二数据可以包括第二通信设备的位置信息。第一通信设备和第二通信设备可以是基站。

在本公开的又一实施例中，公开了一种包括计算机指令的计算机可读介质(CRM)。所述计算机指令可以由多个通信设备中的一通信设备的一个或多个处理器执行，并使一个或多个处理器在预配置的持续时间内从多个通信设备中的第二通信设备接收至少一个消息。来自第二通信设备的所述至少一个消息可以包括指示第二通信设备的同步时间的第一定时信息。所述计算机指令可以使一个或多个处理器确定在从第二通信设备接收到至少一个消息时通信设备的时钟的第一本地时间以及基于从第二通信设备接收到的至少一个消息的第二通信设备的同步时间。所述计算机指令可以使一个或多个处理器基于第一本地时间和所确定的第二通信设备的同步时间，将第二通信设备的同步时间映射到通信设备的时钟的第二本地时间。所述计算机指令可以使一个或多个处理器基于第二本地时间调整通信设备的同步时间。在实施例中，通信设备的同步时间可以与第一可配置偏移相对应，第一数据在第一可配置偏移内可以从通信设备被传输到多个通信设备，以及第二通信设备的同步时间可以与第二可配置偏移相对应，第二数据在第二可配置偏移内可以从第二通信设备被传输到多个通信设备。第一数据可以包括通信设备的位置信息，以及第二数据可以包括第二通信设备的位置信息。通信设备和第二通信设备可以是基站。

附图说明

并入本文并构成说明书的一部分的附图图示了本公开的实施例，并且与描述一起进一步解释了本公开的原理并且使相关领域的技术人员能够做出并使用实施例。

图1描绘了根据一些实施例的示例环境。

图2描绘了根据一些实施例的另一示例环境。

图3描绘了根据一些实施例的通信设备的示例框图。

图4描绘了根据一些实施例的方法步骤的示例流程图。

具体实施方式

本公开将参考附图描述。

以下详细描述参考附图来说明与本公开一致的示例性实施例。详细描述中对“一个示例性实施例”、“示例性实施例”、“示例实施例”等的引用指示所描述的示例性实施例可以包括特定的特征、结构或特性，但每个示例性实施例并不必然包括特定的特征、结构或特性。另外，这样的短语不一定指代相同的示例性实施例。此外，当本公开结合示例性实施例描述特定的特征、结构或特性时，无论是否明确描述，相关领域的技术人员将了解如何结合其他示例性实施例影响这样的特征、结构或特性。

本文描述的示例性实施例提供说明性示例而不是限制性的。其他示例性实施例是可能的，并且可以在本公开的精神和范围内对示例性实施例进行修改。因此，详细描述不限制本公开。相反，只有下面的权利要求及其等同物限定了本公开的范围。

可以使用硬件(如，电路)、固件、软件或其任何组合来实现实施例。实施例也可以实现为存储在机器可读介质上并由一个或多个处理器读取和执行的指令。机器可读介质包括用于以机器(如，计算设备)可读的形式存储或传输信息的任何机制。例如，在一些实施例中，机器可读介质包括只读存储器(ROM)；随机存取存储器(RAM)；磁盘存储介质；光学存储介质；闪存设备；电、光、声或其他形式的传播信号(如，载波、红外信号、数字信号等)等。此外，固件、软件、例程、指令在本文中可以被描述为执行某些动作。然而，应当理解，这样的描述仅仅是为了方便，并且这些动作是由计算设备、处理器、控制器或执行固件、软件、例程和/或指令的其他设备产生的。

对术语“模块”的任何引用应被理解为包括软件、固件和硬件(诸如一个或多个电路、微芯片或设备，或其任何组合)以及其任何组合中的至少一种。此外，相关领域的技术人员将理解，每个模块可以包括实际设备中的一个或多于一个的部件，并且构成所描述模块一部分的每个部件可以与构成该模块一部分的任何其他部件协作或独立地运行。相反，本文描述的多个模块可以代表实际设备中的单个部件。此外，模块内的部件可以在单个设备中或以有线或无线的方式分布在多个设备中。

示例性实施例的以下详细描述将充分揭示本公开的一般性质，使得其他人可以通过应用相关领域技术人员的知识，容易地修改和/或定制此类示例性实施例的各种应用，而不会进行不恰当的实验且不会偏离本公开的精神和范围。因此，这样的修改落入基于本文呈现的教导和指导的示例性实施例的含义和多个等同物中。此处，用语或术语用于描述而非限制的目的，以便本说明书的术语或用语由相关领域的技术人员根据本文的教导来解释。

图1描绘了根据一些实施例的示例环境。图1的示例环境与室内定位系统或用于室内跟踪的实时位置系统相对应。如图1所示，示出了建筑物100内部的三个楼层120、122和124。在每一层楼，安装了一个或多个通信设备。作为非限制性示例，三个通信设备102、104和106安装在楼层120上，使得通信设备104和/或通信设备106可以接收由通信设备102传输的信号。类似地，通信设备102和/或通信设备104可以接收由通信设备106传输的信号，并且通信设备102和/或通信设备106可以接收由通信设备104传输的信号。如图1所示，三个通信设备108、110和112安装在楼层122上，以及三个通信设备114、116和116安装在楼层124上。

在一些实施例中，通信设备102、104、106、108、110、112、114、116和118可以是基站，它们可以以声学信号、红外信号、超宽带信号和/或射频信号传输它们的位置信息。一个或多个便携式标签或用户装备(UE)设备，诸如智能电话、移动电话、膝上型电脑、平板电脑、个人计算机等，可以接收从通信设备102、104、106、108、110、112、114、116和118中的任何一个传输的位置信息，以及经由一个或多个接入点将源自接收到的位置信息的数据连同标签识别信息传输给服务器。服务器然后可以使用经由一个或多个接入点从便携式标签接收到的信息来确定便携式标签的位置。作为非限制性示例，一个或多个便携式标签或UE设备可以使用从一个或多个通信设备102、104、106、108、110、112、114、116和118接收到的信号来确定一个或多个便携式标签或UE设备的位置。

在一些实施例中，作为非限制性示例，通信设备102、104、106、108、110、112、114、116和118可以包括用于传输和接收红外信号的红外收发器。

如上所述，通信设备102、104、106、108、110、112、114、116和118可以在精确时间将它们的位置信息作为广播信号传输，使得包括基站、便携式标签、固定标签、移动电话、智能手机、膝上型电脑等在内的其他通信设备可以推断通信设备(例如，通信设备102)可以广播可以包括通信设备的位置信息的数据信号的精确时间。通信设备广播包含其位置信息的数据信号的精确时间可以基于其他单元何时发送它们的包括同步时间的BLE或声学消息来推断，如果信号每秒都被发送，则同步时间在一秒内为时间0。如下面详细描述，通信系统中的每个通信设备针对通信系统中的其他通信设备的同步时间来同步，使得每个通信设备在针对外部时钟(如，全球定位系统(GPS)时钟)测量时可以具有相同的同步时间。然而，在实施例中，如本文所描述，通信系统的每个通信设备都被同步，而不需要使用GPS时钟进行同步的任何附加硬件。

在一些实施例中，通信系统中的每个通信设备具有内部时钟，其分辨率可能优于1ms。在大多数情况下，频率为32768Hz的实时晶体与计数器组合使用。内部时钟向可能需要它的任何软件服务报告自在物理硬件单元范围内启动以来的时钟嘀嗒(tick)n_RTC。通常，在时钟计数的登记和登记与另一事件的关联之间可能有延迟。在嵌入式硬件单元中，此类延迟是确定性的并且可以进行测量以补偿它们。内部时钟可能会经历相对于世界时间a_RTC的漂移(drift)。相对于参考时间t(如，仿真或世界时间)，时钟计数通常表示为n_RTC＝a_RTC x t+b_RTC，其中b_RTC表示恒定漂移。这种线性化方法可以适用于有限的时间跨度，通常是分钟或小时的数量级，这取决于环境条件和所使用的硬件。此外，n_RTC是整数，因此存在舍入问题和包装(wrapping)。因此，内部时钟的同步可以通过向其他通信设备发送内部时钟的偏移(offset)和漂移的消息来实现，使得其他通信设备可以更新它们的偏移和漂移，因此通信系统中的所有通信设备可以使它们的内部时钟同步。

在一些实施例中，作为非限制性示例，通信设备102、104、106、108、110、112、114、116和118分别可以使用射频信号来传输消息，诸如蓝牙低功耗(BLE)广告标识符(ID)。通信设备可以以预配置的时间间隔广播BLE广告ID。预配置的时间间隔在本公开中可以被称为同步间隔。作为非限制性示例，同步间隔可以是100毫秒、1秒或5秒等。

在一些实施例中，BLE广告ID可以包括广播BLE广告ID的通信设备的标识和指示广播BLE广告ID的通信设备的同步时间的定时信息。作为非限制性示例，BLE广告ID可以根据Eddystone格式，该格式是由Google开发的开放信标格式。BLE广告ID中的定时信息例如可以是0-32768之间的数，其对应于自广播BLE广告ID的通信设备的同步时间起频率为32768Hz的时钟的嘀嗒数。作为非限制性示例，BLE广告ID中的定时信息可以是相对于广播BLE广告ID的通信设备的同步时间的当前时间、偏移或漂移。因此，当其他通信设备接收到从该通信设备广播的BLE广告ID时，其他通信设备可以计算该通信设备相对于它们的内部时钟的同步时间，并调整它们的同步时间。

在一些实施例中，偏移可以表示为物理实时时钟(RTC)计数或虚拟时钟计数。虚拟时钟计数可以针对广播BLE广告ID的通信设备的时钟的相对漂移进行校正。

作为非限制性示例，通信设备102、104和106分别在彼此的通信区域内。因此，如本文所述，通信设备102的同步时间可以与通信设备104和106的同步时间同步。类似地，通信设备104的同步时间可以与通信设备102和106的同步时间同步，并且通信设备106的同步时间可以与通信设备102和104的同步时间同步。下面参考通信设备102和104来描述使同步时间同步的过程。

例如，在一些实施例中，通信设备102可以接收从通信设备104广播的BLE广告ID。除了通信设备104的标识之外，来自通信设备104的BLE广告ID可以包括如上所述的定时信息。为了确定通信设备104相对于通信设备102的内部时钟和内部同步时间的同步时间，通信设备102可以确定在通信设备102接收到BLE广告ID时内部时钟的本地时间。通信设备102然后可以确定BLE广告ID的时间戳和包括在BLE广告ID中的通信设备104的同步时间。基于通信设备102从通信设备104接收到BLE广告ID时内部时钟的本地时间、来自通信设备104的BLE广告ID的时间戳、以及包括在BLE广告ID中的通信设备104的同步时间，通信设备102可以计算在通信设备102的内部时钟的多少次嘀嗒之前，通信设备104的同步时间可能已经发生。通信设备102然后可以基于通信设备104相对于它自己的内部时钟的映射的同步时间来调整它自己的同步时间。作为非限制性示例，通信设备102可以调整它自己的同步时间以与通信设备104同时发生。在一些情况下，通信设备102可以调整其同步时间以在与通信设备104的同步时间相差预配置的嘀嗒数处发生。

在一些实施例中，在通信设备102可以广播BLE广告ID之前，通信设备102可以从其他通信设备(例如，通信设备104)监听BLE广告ID。在广播包括通信设备102的同步时间和通信设备102的设备标识符的BLE广告ID之前，通信设备102可以等待预定的时间间隔，例如最多10秒。如果通信设备102没有在预定的时间间隔内接收到BLE广告ID，则通信设备可以广播BLE广告ID。在一些情况下，在通信设备102可以参考一个或多个通信设备(例如，通信设备104等)调整其同步时间之后，通信设备102可以广播BLE广告ID。

标准BLE广告ID数据包通常只有非常小的空间来传输额外数据。此外，在空中发送更多数据需要发送数据的通信设备的额外电池电量。因此，为了节省通信设备的电池电量，通信设备可以被配置为在通信设备的同步时间发送BLE广告ID。因此，BLE广告ID中的定时信息可以不包括自广播BLE广告ID的通信设备的同步时间以来32768Hz频率的时钟的当前时间、偏移、漂移和/或嘀嗒数。相反，通信设备可以在通信设备的同步时间广播BLE广告ID，并且因此接收BLE广告ID的通信设备可以基于BLE广告ID被广播时的时间戳来推断同步时间。作为非限制性示例，通信设备可以在同步时间加上可配置的间隔时发送后续的BLE广告ID。对于BLE广告ID的每次后续广播，可配置的间隔可以增加。例如，一个BLE广告ID的可配置的间隔可以为10ms，下一个BLE广告ID的可配置的间隔可以为20ms，再下一个BLE广告ID的可配置的间隔可以为30ms，以此类推，直到可配置的间隔达到50ms的值。一旦可配置的间隔达到50ms的值，下一个BLE广告ID可以在可配置的间隔为0的情况下发送，然后再如上所述进行。因此，通信设备可以节省电池电量并且可以避免与其他通信设备的数据包冲突。

在一些实施例中，通信设备可以确定邻居通信设备的总数。通信设备然后可以基于邻居通信设备的总数来确定发送BLE广告ID的时间窗口。例如，如果邻居通信设备的总数为四，则通信设备可以选择发送BLE广告ID的时间窗口为10ms，但是如果邻居通信设备的总数为100，则可以选择发送BLE广告ID的时间窗口为100ms。在所选择的时间窗口内，通信设备可以传输包括同步偏移的BLE广告ID。

由于通信设备的时钟不断地漂移，通信设备102可以再次监听来自其他通信设备(例如，通信设备104和/或通信设备106)的BLE广告ID以调整通信设备102的同步时间。因此，通信设备可以参考通信设备104的同步时间与通信设备106的同步时间来调整通信设备102的同步时间。因此，在几秒或几分钟内，例如在10秒左右内，通信设备102、104和106之间就它们的同步时间达成一致，使得通信设备102、104和106的同步时间在针对诸如GPS时钟的外部时钟进行测量时将是相同的。然而，GPS时钟并不用于通信设备102、104和106的同步时间的同步。

在一些实施例中，在参考网络中的其他通信设备实现了通信设备的同步时间的初始调整或同步之后，通信设备可以在被唤醒以监听来自其他通信设备的BLE广告ID之前等待较长的持续时间。在通信设备可以被唤醒以再次监听BLE广告ID之前的持续时间可以基于通信设备对其时钟漂移和调整的置信度而变化。

在一些实施例中，通信设备可以被配置为仅参考一些通信设备同步其同步时间。例如，通信设备102、104和106分别可以在彼此的通信范围内。通信设备102还可以从通信设备108接收信号，但是通信设备102可以被配置为不将其同步时间与通信设备108同步。

在一些实施例中，如果通信设备确定特定的通信设备的同步时间漂移到允许的时钟漂移范围之外，则通信设备可以将该特定的通信设备放入黑名单并且可以不将其同步时间与黑名单中的特定的通信设备同步。

参考通信设备104的同步时间来同步通信设备102的同步时间的过程或算法是简单的。然而，在通信系统中，存在许多通信设备。因此，可以使用各种算法来同步通信设备的同步时间。

可用于同步通信设备的同步时间的各种算法参考如图2所示的示例环境进行描述。在图2中，示出了具有类似于图1中所示的通信设备的通信设备202、204、206和208的楼层或走廊200。通信设备202可以在通信设备204的通信范围内。通信设备204可以在通信设备202和206的通信范围内。通信设备206可以在通信设备204和208的通信范围内，并且通信设备208可以在通信设备206的通信范围内。

在一些实施例中，通信设备204分别在通信设备202和通信设备206的通信范围内，通信设备204可以从通信设备202和通信设备206接收BLE广告ID。通信设备204然后基于通信设备202和通信设备206的偏移和漂移的平均值来调整其同步时间。因此，通信设备202的虚拟时钟基于通信系统中所有通信设备的平均偏移和漂移；该算法可以被称为平均算法。即使通信设备204不在通信设备208的通信范围内，由于通信设备206的同步时间基于通信设备208和204的偏移和漂移而受到影响，因此在平均算法中，通信设备204的虚拟时钟直接或间接地受到所有通信设备的偏移和漂移的影响。因此，通信系统的每个通信设备的同步时间将收敛到相同的虚拟时钟。

在一些实施例中，可以使用类似于平均算法的算法来调整同步时间。然而，相比于更接近被调整的通信设备的同步时间的通信设备的同步时间，较远的通信设备的同步时间被给予更多的权重。与平均算法相比，在加权平均算法中，通信系统的每个通信设备的同步时间会更快地收敛到相同的虚拟时钟。

例如，在一些实施例中，如果通信设备202的同步时间小于在通信设备204的同步时间之后的500ms并且通信设备206的同步时间在通信设备202的同步时间之后500到1000ms之间，那么当同步时间间隔是1秒(1000ms)时，通信设备202可以被认为是最慢的单元。通信设备204然后可以基于通信设备202而不是通信设备206的同步时间来调整其同步时间。在一些情况下，通信设备204可以基于通信设备206(其是如上所述的最快的单元)而不是通信设备202的同步时间来调整其同步时间。如上所述，通信设备204可以以预配置的时间间隔重复调整其同步时间，该时间间隔可以长达60秒。该算法在本公开中可以被称为最慢时钟算法，因为通信设备参考最慢时钟调整其同步时间。

在一些实施例中，通信设备可以随机选择另一通信设备的同步时间来调整其同步时间。作为非限制性示例，假设通信设备202、204、206和208分别在彼此的通信范围内，则通信设备204可以随机选择通信设备202的同步时间以调整其同步时间。由于通信设备202和204两者现在广播相同的同步时间，通信设备206也可以选择由通信设备202或204广播的同步时间来调整其同步时间。通信设备208然后还可以基于通信设备202、204或206的同步时间调整其同步时间。因此，所有通信设备最终可以具有相同的同步时间。作为非限制性示例，每当通信设备以预定的时间间隔监听其他通信设备时，通信设备可以选择不同的通信设备来调整其同步时间。该算法在本公开中可以被称为随机算法。随机算法基于以下假设：在广播相同的同步时间偏移的许多通信设备的通信系统中，通信系统中的其他通信设备可以使用相同的同步时间偏移来调整它们的同步时间的概率高。在一些实施例中，当通信设备监听其他设备以调整其同步时间时，在本公开中描述的各种算法都可以由该通信设备运行。

在一些实施例中，通信设备可以使用卡尔曼滤波器基于随时间接收到的其他通信设备的同步时间偏移和漂移信息来估计偏移和漂移。通信设备然后可以基于所估计的偏移和漂移值调整其同步时间。在一些实施例中，通信设备可以使用包括神经网络的人工智能来训练机器学习算法以减少通信系统中各通信设备之间的同步时间差。作为非限制性示例，神经网络可以是可用于基于历史数据的分类、处理和预测的长短期记忆(LSTM)。

在一些实施例中，通信设备可以应用多于一种算法来调整同步时间。所述算法，例如平均算法、加权平均算法、最慢时钟算法、随机算法、卡尔曼滤波器、机器学习算法和/或其他算法可以以任何顺序及其任何组合应用。

在一些实施例中，通信设备可以完全不广播其同步时间偏移和漂移，而是基于其他通信设备的同步时间偏移来更新其同步时间。因此，通信设备可以节省其电池电量。

在一些实施例中，通信设备可以基于剩余电池电量的状态来广播其同步时间偏移。通信设备可以根据剩余电池电量调节其同步时间的广播。换言之，通信设备可以基于剩余电池电量以增加的时间间隔广播其同步时间。

在一些实施例中，在通信设备确定其同步时间已达到足够的精度之后，通信设备可以在较长的时间段内不会被唤醒以监听来自其他通信设备的同步时间更新。通信设备可以使用从邻居通信设备接收到的同步时间信息的标准偏差来确定其同步时间已经达到足够的精度。相比于在通信设备第一次接通电源时，通信设备还可以选择监听更短的时间段或监听更少的消息，例如，仅一个消息。当通信设备确定相比于其他通信设备的同步时间，其同步时间偏移在可允许的可配置阈值的范围(例如，50到100微秒)之外时，通信设备然后可以监听更长的时间段或更多的消息。

在一些实施例中，通信设备可以基于从邻居通信设备中的每一个接收到的消息数和/或从邻居通信设备接收到的同步时间信息的标准偏差或标准误差来确定用于监听来自邻居通信设备的消息的时间窗口。

在一些实施例中，如果从特定的邻居通信设备接收到的同步时间信息的标准偏差或标准误差低于预定的阈值，如，几次时钟嘀嗒(诸如10次时钟嘀嗒)，则通信设备可以开始估计漂移参数并且可以增加监听实例之间的时间间隔。

在一些实施例中，来自邻居通信设备的同步时间信息的标准误差或标准偏差可以基于标准误差或标准偏差的各种范围来分组。因此，可以识别离群邻居通信设备，并且可以控制对此类离群邻居通信设备的敏感度。

在一些实施例中，通信设备可以在例如200ms的时间窗口内广播其同步时间。然后，如果通信设备在监听期间从非常少的其他通信设备(例如，少于五个通信设备)接收到消息，则该通信设备可以将其时间窗口减小到例如10ms。通信设备然后监视其他通信设备是否也减小它们的传输时间窗口。如果通信设备确定其他通信设备已经减小了它们的传输时间窗口，则该通信设备减小其监听周期。然而，如果通信设备在监听期间从更多通信设备(例如，五个或更多通信设备)接收到消息，则该通信设备可以将其传输和接收时间窗口减小到例如30ms。当通信设备在监听期间检测到一个或多个新通信设备时，该通信设备可以将其传输和接收时间窗口增加1秒。换言之，通信设备可以基于通信设备从其接收同步时间信息的其他邻居通信设备的数量来动态地调整其传输和接收时间窗口。

图3描绘了根据一些实施例的通信设备的示例框图。通信设备300可以包括处理器302、存储器304、时钟306、与天线312耦合的射频(RF)收发器308、与声学换能器314耦合的声学收发器310。尽管图3中仅示出了一个处理器，但通信设备可以包括多于一个处理器。处理器302可以与存储器304通信耦合。存储器304可以是随机存取存储器(RAM)、硬盘等。存储器304可以存储可以由处理器302执行以执行根据本文描述的各实施例的操作的指令。时钟306可以具有32768Hz的频率。时钟306可以由电池供电并且可以具有非常低的功耗。时钟306的分辨率可以是大约30微秒(μs)。时钟306的30μs的低分辨率可能影响通信设备300的同步时间的精度。

在一些实施例中，为了提高通信设备300的同步时间的精度，当监听来自其他通信设备的消息或向其他通信设备传输消息时，可以使用另一高频时钟以在时钟306的嘀嗒之间进行插值。由于高频时钟通常在通信设备正在监听来自其他通信设备的消息或向其他通信设备传输消息时，因此可能不会对通信设备的电池寿命产生不利影响。

与天线312耦合的RF收发器308可以是根据任何Wi-Fi协议(例如，电气与电子工程师协会(IEEE)802.11a/b/g/n/ac/ax)的射频收发器。RF收发器308可以根据IEEE802.15.4、低功耗蓝牙(BLE)、ZigBee、3G、4G、5G、6G等。RF收发器308可以根据任何射频标准/协议进行低速率无线传输。与声学换能器314耦合的声学收发器310可以传输包含通信设备300的位置信息的数据信号。

图4描绘了根据一些实施例的方法步骤的示例流程图。流程图400中描述的方法步骤可以由多个通信设备的第一通信设备执行。在流程图400的步骤402，第一通信设备可以在预配置的持续时间内从多个通信设备的第二通信设备接收至少一个消息。来自第二通信设备的至少一个消息可以包括指示第二通信设备的同步时间的第一定时信息。来自第二通信设备的至少一个消息还可以包括第二通信设备的标识符。如上所述，可以经由天线312和RF收发器308接收至少一个通信消息。

根据一些实施例，第一定时信息可以包括自第二通信设备的同步时间起的嘀嗒数、从第二通信设备传输至少一个消息的时间、以及自第二通信设备的同步时间起的偏移中的至少一个。如上所述，第二通信设备可以被配置为在其同步时间传输至少一个消息。因此，第二通信设备的同步时间可以由通信设备基于来自第二通信设备的至少一个消息的传输时间戳来推断。

根据一些实施例，可以在可以是至少60秒的预配置的持续时间内接收至少一个消息。作为非限制性示例，预配置的持续时间可以设置为3秒以接收一到三个消息。

根据一些实施例，所述至少一个消息可以被压缩，并且消息之间的平均间隔可以是大约2-20ms。

根据一些实施例，在步骤404，第一通信设备可以确定在从第二通信设备接收到至少一个消息时第一通信设备的时钟的第一本地时间。

根据一些实施例，在步骤406，第一通信设备可以基于第一定时信息确定第二通信设备的同步时间。如上所述，作为非限制性示例，第一定时信息可以是第二通信设备传输至少一个消息时的时间戳。第二通信设备可以被配置为在第二通信设备的同步时间传输至少一个消息。因此，基于至少一个消息的时间戳，可以确定第二通信设备的同步时间。

作为非限制性示例，第二通信设备可以包括自定时信息中的第二通信设备的同步时间起32768Hz频率的时钟的偏移、漂移和/或嘀嗒数。因此，第一通信设备可以确定第二通信设备的同步时间。

根据一些实施例，在步骤408，第一通信设备可以基于第一本地时间和在步骤406确定的第二通信设备的同步时间，将第二通信设备的同步时间映射到第一通信设备的时钟的第二本地时间。第一通信设备可以基于第一通信设备的时钟，通过减去与第二通信设备相关联的已知的延迟来计算第二本地时间。已知的延迟可以包括自第二通信设备的同步时间起在第二通信设备处传输至少一个消息的延迟以及其他通信延迟，诸如路径延迟、处理延迟等。

根据一些实施例，在步骤410，第一通信设备可以基于第二本地时间更新其同步时间。因此，第一通信设备可以相对于第二通信设备的同步时间同步其同步时间。

在第一通信设备也可以从另一通信设备(例如，第三通信设备)接收至少一个消息的通信系统中，第一通信设备可以使用本公开中描述的一个或多个算法来同步其同步时间。

在一些实施例中，第一通信设备可以在同步时间调整过程期间进行根据本文所描述的各实施例的各步骤的同时，将历史数据存储在存储器304中。

在一些实施例中，通信设备可以是便携式标签或者诸如智能电话、移动电话、平板电脑等的用户装备(UE)。

最后，本公开中描述的各实施例可以在复杂的实时网络中带来长期稳定性。本公开中描述的各实施例还可以帮助通信设备节省它们的电池电量。

Claims

1.一种通信设备，所述通信设备是多个通信设备之一，所述通信设备包括：

时钟；

与天线耦合的第一收发器；

与换能器耦合的第二收发器；

存储器；以及

至少一个处理器，被配置为执行存储在所述存储器中的指令，所述指令使所述至少一个处理器执行操作，所述操作包括：

在预配置的持续时间内从所述多个通信设备中的第二通信设备接收至少一个消息；

确定在从所述第二通信设备接收到所述至少一个消息时所述通信设备的所述时钟的第一本地时间；

基于来自所述第二通信设备的所述至少一个消息确定所述第二通信设备的同步时间；

基于所述第一本地时间和所确定的所述第二通信设备的同步时间，将所述第二通信设备的所述同步时间映射到所述通信设备的所述时钟的第二本地时间；以及

基于所述第二本地时间调整所述通信设备的同步时间，

其中所述通信设备的所述同步时间与第一可配置偏移相对应，第一数据在所述第一可配置偏移内从所述通信设备被传输到所述多个通信设备，以及

其中所述第二通信设备的所述同步时间与第二可配置偏移相对应，第二数据在所述第二可配置偏移内从所述第二通信设备被传输到所述多个通信设备。

2.如权利要求1所述的通信设备，其中来自所述第二通信设备的所述至少一个消息包括第一定时信息，所述第一定时信息包括自所述第二通信设备的所述同步时间起的嘀嗒数、从所述第二通信设备传输所述至少一个消息的时间戳，以及自所述第二通信设备的所述同步时间起的偏移中的至少一个。

3.如权利要求2所述的通信设备，其中来自所述第二通信设备的所述至少一个消息还包括所述第二通信设备的标识符。

4.如权利要求1所述的通信设备，其中所述预配置的持续时间不超过60秒。

5.如权利要求1所述的通信设备，其中所述操作还包括：

在所述预配置的持续时间内从所述多个通信设备中的第三通信设备接收至少一个消息，其中来自所述第三通信设备的所述至少一个消息包括指示所述第三通信设备的同步时间的第二定时信息以及所述第三通信设备的标识符；

确定在从所述第三通信设备接收到所述至少一个消息时所述通信设备的所述时钟的第三本地时间；

基于所述第二定时信息确定所述第三通信设备的所述同步时间；

基于所述第三本地时间和所确定的所述第三通信设备的同步时间，将所述第三通信设备的所述同步时间映射到所述通信设备的所述时钟的第四本地时间；以及

基于所述第二本地时间和所述第四本地时间的平均值来调整所述通信设备的所述同步时间。

6.如权利要求1所述的通信设备，其中所述操作还包括：

基于所述第二本地时间和所述第四本地时间中的较小者调整所述通信设备的所述同步时间。

7.如权利要求1所述的通信设备，其中所述时钟的频率为32768赫兹(Hz)。

8.如权利要求1所述的通信设备，其中所述操作还包括：接收所述多个通信设备的一个或多个标识符，所述通信设备被授权或未被授权关于所述一个或多个标识符调整所述通信设备的同步时间。

9.如权利要求1所述的通信设备，其中所述第一数据包括所述通信设备的位置信息或者所述第二数据包括所述第二通信设备的位置信息，并且其中所述通信设备和所述第二通信设备是基站。

10.如权利要求1所述的通信设备，其中所述第一数据或所述第二数据作为用于位置定位的声学信号由所述通信设备或所述第二通信设备传输或接收。

11.如权利要求1所述的通信设备，其中所述操作还包括：

在调整所述通信设备相对于所述第二通信设备和/或所述第三通信设备的同步时间时，将来自所述通信设备的至少一个消息传输给所述多个通信设备，其中来自所述通信设备的所述至少一个消息包括与所述通信设备的所述同步时间相对应的定时信息以及所述通信设备的标识符。

12.如权利要求1所述的通信设备，其中所述第一收发器是射频收发器，并且所述第二收发器是红外收发器或声学收发器，以及其中使用所述第一收发器或所述第二收发器传输来自所述通信设备的至少一个消息，或者使用所述第一收发器或所述第二收发器接收来自所述第二通信设备的所述至少一个消息。

13.如权利要求1所述的通信设备，其中所述通信设备或所述第二通信设备是便携式标签或用户装备(UE)设备。

14.如权利要求1所述的通信设备，其中使用所述第一收发器或所述第二收发器传输所述第一数据。

15.一种方法，包括：

在多个通信设备中的第一通信设备处，在预配置的持续时间内从所述多个通信设备的第二通信设备接收至少一个消息；

在所述第一通信设备处，确定在从所述第二通信设备接收到所述至少一个消息时所述第一通信设备的时钟的第一本地时间；

在所述第一通信设备处，基于来自所述第二通信设备的所述至少一个消息确定所述第二通信设备的同步时间；

在所述第一通信设备处，基于所述第一本地时间和所确定的所述第二通信设备的同步时间，将所述第二通信设备的所述同步时间映射到所述第一通信设备的所述时钟的第二本地时间；以及

在所述第一通信设备处，基于所述第二本地时间调整所述第一通信设备的同步时间，

其中所述第一通信设备的所述同步时间与第一可配置偏移相对应，第一数据在所述第一可配置偏移内从所述第一通信设备被传输到所述多个通信设备，以及

16.如权利要求15所述的方法，其中来自所述第二通信设备的所述至少一个消息包括第一定时信息和所述第二通信设备的标识符，以及

其中所述第一定时信息包括自所述第二通信设备的所述同步时间起的嘀嗒数、从所述第二通信设备传输所述至少一个消息的时间戳，以及自所述第二通信设备的所述同步时间起的偏移中的至少一个。

17.如权利要求15所述的方法，其中所述预配置的持续时间不超过60秒，或者所述预配置的持续时间随所述第一通信设备的运行时间而变化。

18.如权利要求15所述的方法，其中从所述第二通信设备接收所述至少一个消息包括：

使用射频收发器、声学收发器或红外收发器从所述第二通信设备接收所述至少一个消息。

19.如权利要求15所述的方法，还包括：

传输作为用于位置定位的声学信号的所述第一数据或所述第二数据。

20.一种包括计算机指令的计算机可读介质(CRM)，其中在由多个通信设备中的一通信设备的一个或多个处理器执行所述计算机指令时，使所述一个或多个处理器：

确定在从所述第二通信设备接收到所述至少一个消息时通信设备的时钟的第一本地时间；

基于所述第二本地时间调整所述通信设备的同步时间，

其中所述通信设备的所述同步时间与第一可配置偏移相对应，包括所述通信设备的位置信息的第一数据在所述第一可配置偏移内从所述通信设备被传输到所述多个通信设备，

其中所述第二通信设备的所述同步时间与第二可配置偏移相对应，包括所述第二通信设备的位置信息的第二数据在所述第二可配置偏移内从所述第二通信设备被传输到所述多个通信设备，以及

其中所述通信设备和所述第二通信设备是基站。