CN116057409A - 用于吞吐量影响降低的wi-fi测距协议增强的方法和装置 - Google Patents

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CN116057409A CN202180058340.8A CN202180058340A CN116057409A CN 116057409 A CN116057409 A CN 116057409A CN 202180058340 A CN202180058340 A CN 202180058340A CN 116057409 A CN116057409 A CN 116057409A
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Abstract

与精细定时测量(FTM)帧或空数据分组(NDP)帧相反，可以使用数据帧在发起方设备和响应方设备之间执行测距操作。发起方设备可以请求响应方设备执行测距操作。响应方设备可以向发起方设备发送数据帧，并且可以从响应方设备接收确认(ACK)帧。响应方设备可以向发起方设备发送第二数据帧，第二数据帧包括用于先前消息交换的测距测量信息，测距测量信息包括数据帧的离开时间和ACK帧的到达时间。因为数据帧是加密的，所以以安全的方式提供测距测量信息。此外，通过在数据帧中包括测距测量信息，提高了测距过程的吞吐量。

Description

用于吞吐量影响降低的WI-FI测距协议增强的方法和装置
根据35U.S.C.§119要求优先权
本申请根据35USC§119要求2020年8月3日提交的申请号为63/060,330并且标题为“METHODS AND APPARATUS FOR WI-FI RANGING PROTOCOL ENHANCEMENT WITH REDUCEDTHROUGHPUT IMPACT”的美国临时申请以及2021年7月2日提交的申请号为17/366,984并且标题为“METHODS AND APPARATUS FOR WI-FI RANGING PROTOCOL ENHANCEMENT WITHREDUCED THROUGHPUT IMPACT”的美国非临时申请的权益和优先权，两者均已转让给本受让人，并通过引用将其全部内容并入本文。
技术领域
本公开总体上涉及无线通信，并且更具体地，涉及在支持Wi-Fi的设备之间执行的测距操作。
背景技术
最近无线局域网(WLAN)中Wi-Fi接入点的涌现使得导航系统可以使用这些接入点来确定位置，特别是在活动Wi-Fi接入点非常集中的地区(例如，城市核心、购物中心、办公楼等)。例如，诸如蜂窝电话或平板电脑的客户端设备或站(STA)可以使用往返于接入点(AP)发送的信号的往返时间(RTT)来计算距离，例如STA和AP之间的间距。一旦计算了STA和三个AP之间的间距，就可以使用三边测量技术来估计STA的定位。
在测距操作期间，在设备之间发送的帧中的安全性可以得到改善，但代价是吞吐量降低。需要改进以提高吞吐量，同时保持安全性。
发明内容
与精细定时测量(FTM)帧或空数据分组(NDP)帧相反，可以使用数据帧在发起方设备和响应方设备之间执行测距操作。发起方设备可以请求响应方设备执行测距操作。响应方设备可以向发起方设备发送数据帧，并且可以从响应方设备接收确认(ACK)帧。响应方设备可以向发起方设备发送第二数据帧，第二数据帧包括用于先前消息交换的测距测量信息，包括数据帧的离开时间和ACK帧的到达时间。因为数据帧是加密的，所以以安全的方式提供测距测量信息。此外，通过在数据帧中包括测距测量信息，提高了测距过程的吞吐量。
在一种实现方式中，一种由第一无线通信设备执行的用于测距的方法包括向第二无线通信设备发送用于测距过程的测距请求；至少部分地基于该发送的测距请求从第二无线通信设备接收第一消息，第一消息包括第一数据帧；响应于该第一消息，向第二无线通信设备发送第一响应消息；从第二无线通信设备接收第二消息，该第二消息包括第二数据帧，其中，用于第一消息和第一响应消息的测距测量信息被封装在第二数据帧中；以及至少部分地基于测距测量信息来估计第一无线通信设备和第二无线通信设备之间的距离。
在一种实现方式中，一种被配置用于测距的第一无线通信设备包括无线收发器；至少一个存储器；至少一个处理器，其耦合到该无线收发器和该至少一个存储器，其中，该至少一个处理器被配置为：经由该无线收发器，向第二无线通信设备发送用于测距过程的测距请求；经由该无线收发器，至少部分地基于该发送的测距请求从该第二无线通信设备接收第一消息，该第一消息包括第一数据帧；经由该无线收发器，响应于该第一消息，向该第二无线通信设备发送第一响应消息；经由该无线收发器，从该第二无线通信设备接收第二消息，该第二消息包括第二数据帧，其中,用于第一消息和第一响应消息的测距测量信息被封装在该第二数据帧中；以及至少部分地基于该测距测量信息来估计第一无线通信设备和第二无线通信设备之间的距离。
在一种实现方式中，一种被配置用于测距的第一无线通信设备包括用于向第二无线通信设备发送用于测距过程的测距请求的部件；用于至少部分地基于该发送的测距请求从第二无线通信设备接收第一消息的部件，该第一消息包括第一数据帧；用于响应于该第一消息向第二无线通信设备发送第一响应消息的部件；用于从第二无线通信设备接收第二消息的部件，该第二消息包括第二数据帧，其中，用于第一消息和第一响应消息的测距测量信息被封装在第二数据帧中；以及用于至少部分地基于该测距测量信息来估计第一无线通信设备和第二无线通信设备之间的距离的部件。
在一种实现方式中，一种非暂时性存储介质，包括存储在其上的程序代码，该程序代码可操作以在被配置用于测距的第一无线通信设备中配置至少一个处理器，该非暂时性存储介质包括程序代码，程序代码包括进行以下操作的指令：向第二无线通信设备发送用于测距过程的测距请求；至少部分地基于发送的测距请求从第二无线通信设备接收第一消息，该第一消息包括第一数据帧；响应于该第一消息，向第二无线通信设备发送第一响应消息；从该第二无线通信设备接收第二消息，该第二消息包括第二数据帧，其中，用于第一消息和第一响应消息的测距测量信息被封装在第二数据帧中；以及至少部分地基于该测距测量信息来估计第一无线通信设备和第二无线通信设备之间的距离。
在一种实现方式中，一种由第一无线通信设备执行的用于测距的方法包括从第二无线通信设备接收用于测距过程的测距请求；至少部分地基于该接收的测距请求向第二无线通信设备发送第一消息，该第一消息包括第一数据帧；响应于该第一消息，从第二无线通信设备接收第一响应消息；以及向第二无线通信设备发送第二消息，该第二消息包括第二数据帧，其中，第一消息和第一响应消息的测距测量信息被封装在第二数据帧中，使用该第二数据帧，第二无线通信设备估计第一无线通信设备和第二无线通信设备之间的距离。
在一种实现方式中，一种被配置用于测距的第一无线通信设备包括：无线收发器；至少一个存储器；至少一个处理器，其耦合到该无线收发器和该至少一个存储器，其中，该至少一个处理器被配置为：经由该无线收发器，从第二无线通信设备接收用于测距过程的测距请求；经由该无线收发器，至少部分地基于该接收的测距请求向该第二无线通信设备发送第一消息，该第一消息包括第一数据帧；经由该无线收发器，响应于该第一消息，从该第二无线通信设备接收第一响应消息；以及经由该无线收发器，向该第二无线通信设备发送第二消息，该第二消息包括第二数据帧，其中，用于第一消息和第一响应消息的测距测量信息被封装在该第二数据帧中，使用该第二数据帧，该第二无线通信设备估计该第一无线通信设备和该第二无线通信设备之间的距离。
在一种实现方式中，一种被配置用于测距的第一无线通信设备包括：用于从第二无线通信设备接收用于测距过程的测距请求的部件；用于至少部分地基于该接收的测距请求向第二无线通信设备发送第一消息的部件，该第一消息包括第一数据帧；用于响应于该第一消息从该第二无线通信设备接收第一响应消息的部件；以及，用于向该第二无线通信设备发送第二消息的部件，该第二消息包括第二数据帧，其中，用于第一消息和第一响应消息的测距测量信息被封装在该第二数据帧中，使用该第二数据帧，该第二无线通信设备估计该第一无线通信设备和该第二无线通信设备之间的距离。
在一种实现方式中，一种非暂时性存储介质，包括存储在其上的程序代码，该程序代码可操作以在被配置用于测距的第一无线通信设备中配置至少一个处理器，该非暂时性存储介质包括程序代码，程序代码包括进行以下操作的指令：从第二无线通信设备接收用于测距过程的测距请求；至少部分地基于该接收的测距请求向第二无线通信设备发送第一消息，该第一消息包括第一数据帧；响应于该第一消息，从第二无线通信设备接收第一响应消息；以及向第二无线通信设备发送第二消息，该第二消息包括第二数据帧，其中，第一消息和第一响应消息的测距测量信息被封装在第二数据帧中，使用该第二数据帧，第二无线通信设备估计第一无线通信设备和第二无线通信设备之间的距离。
附图说明
提供附图以帮助描述本公开的各个方面，并且提供附图仅用于图示各方面而非对其进行限制。
图1是可以在其中实现示例实施例的WLAN系统的框图。
图2是根据示例实施例的无线设备的框图。
图3示出了示例测距操作的信号图。
图4A示出了使用精细定时测量(FTM)帧的另一示例测距操作的信号图。
图4B示出了FTM帧的示例。
图5示出了使用空数据分组(NDP)探测帧和定位测量报告(LMR)帧的基于非触发序列的另一示例测距操作的信号图。
图6示出了无物理层(PHY)安全性的使用NDP探测帧的基于触发的序列的另一示例测距操作的信号图。
图7A示出了具有PHY安全性的使用NDP探测帧的基于触发的序列的另一示例测距操作的信号图。
图7B描绘了LMR帧的示例。
图8A示出了使用数据帧的测距操作的信号图。
图8B示出了可以在测距操作中使用的数据帧的示例。
图9示出了无线设备使用数据帧与一个无线设备执行测距操作，并使用FTM帧或NDP帧与其他无线设备确定位置的估计。
图10示出了包括使用数据帧进行的测距操作的无线通信的示例性方法的流程图。
图11示出了包括使用数据帧进行的测距操作的无线通信的另一个示例性方法的流程图。
具体实施方式
以下仅为了简单起见，在由支持Wi-Fi的设备和在支持Wi-Fi的设备之间执行的测距操作的上下文中描述示例实施例。应当理解的是，示例实施例同样适用于使用其他各种无线标准或协议的信号来执行测距操作，并且适用于在各种设备之间(例如，STA和无线AP之间、AP之间、STA之间等等)执行测距操作。因此，尽管以下在WLAN系统的上下文中描述了示例实施例，但是示例实施例同样适用于其他无线网络(例如，蜂窝网络、微微网络、毫微微网络、卫星网络)，以及使用一个或多个有线标准或协议(例如，以太网和/或HomePlug/PLC标准)的信号的系统。如本文所使用的，术语WLAN和Wi-Fi可以包括由IEEE 802.11标准、蓝牙、HiperLAN(与IEEE 802.11标准相当的主要在欧洲使用的一组无线标准)、以及具有相对短的无线电传播距离的其他技术所管理的通信。因此，术语“WLAN”和“Wi-Fi”在本文可以互换使用。
此外，虽然下文依据包括一个或多个AP和多个STA的基础设施WLAN系统方面进行了描述，但是示例实施例同样适用于其他WLAN系统，包括例如多个WLAN、独立基本服务集(IBSS)系统、点对点系统(例如，根据Wi-Fi直接协议操作)、和/或热点。此外，尽管在本文中依据在无线设备之间交换数据帧进行了描述，但是示例实施例可以应用于无线设备之间的任何数据单元、分组、帧、和/或信号的交换。因此，术语“帧”可以包括任何信号、帧、分组、或数据单元，例如，协议数据单元(PDU)、介质接入控制(MAC)协议数据单元(MPDU)、和物理层汇聚过程协议数据单元(PPDU)。术语“A-MPDU”可指聚合的MPDU。如本文所使用的，术语“时间值”可以指的是来自给定设备的一帧的离开时间(TOD)(有时称为发送时间)与在给定设备的另一帧的到达时间(TOA)(有时也称为接收时间)之间的时间差。
在以下描述中，阐述了许多具体细节，诸如特定组件、电路和过程的示例，以提供对本公开的透彻理解。此外，在下面的描述中并且为了解释的目的，提出了特定的术语以提供对示例实施例的透彻理解。然而，对于本领域技术人员来说，显而易见的是，实践示例实施例可能不需要这些具体细节。在其他情况下，公知的电路和设备以框图形式示出，以避免混淆本公开。如本文所使用的术语“耦合”是指直接连接到或通过一个或多个中间组件或电路连接。通过本文所述的各种总线提供的任何信号可以与其他信号进行时间复用，并通过一个或多个公共总线提供。此外，电路元件或软件块之间的互连可以示出为总线或单个信号线。总线中的每一个可以替代地是单个信号线，并且单个信号线中的每一个可以替代地为总线，并且单个线路或总线可以表示用于组件之间通信的大量物理或逻辑机制中的任何一个或多个。示例实施例不应被解释为限于本文所描述的特定示例，而是应在其范围内包括由所附权利要求限定的所有实施例。
本文中所描述的技术可实施于硬件、软件、固件或其任何组合，除非具体描述为以特定方式实现。被描述为模块或组件的任何特征也可一起实施于集成逻辑设备或分开来实施为离散但可互操作的逻辑设备。如果在软件中实施，那么该技术可至少部分地由包括指令的非暂时性处理器可读存储介质来实现，该指令在被执行时执行上文所描述的方法中的一个或多个。该非暂时性处理器可读数据存储介质可形成计算机程序产品的一部分，该产品可包括封装材料。
该非暂时性处理器可读存储介质可包括随机存取存储器(RAM)(诸如同步动态随机存取存储器(SDRAM))、只读存储器(ROM)、非易失性随机存取存储器(NVRAM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、闪存存储器、其他已知的存储介质等等。附加地或可替代地，这些技术可至少部分地由处理器可读通信介质来实现，该处理器可读通信介质以指令或数据结构的形式载运或传送代码且可由计算机或其他处理器访问、读取和/或执行。
结合本文所公开的实施例描述的各种说明性逻辑块、模块、电路和指令可以由一个或多个处理器执行，诸如一个或多个数字信号处理器(DSP)、通用微处理器、专用集成电路(ASIC)、专用指令集处理器(ASIP)、现场可编程门阵列(FPGA)、或其他等效的集成或离散逻辑电路。如本文所使用的术语“处理器”可以指任何前述结构或适合于实施本文描述的技术的任何其他结构。另外，在一些方面中，可将本文所述的功能提供在以在如本文所述配置的专用软件模块或硬件模块内。同样，该技术可以在一个或多个电路或逻辑元件中完全实现。通用处理器可以是微处理器，但是可替代地，该处理器可以是任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以实现成计算设备的组合(例如，DSP和微处理器的组合)、多个微处理器、与DSP核心结合的一个或多个微处理器、或任何其他合适的配置。
在定位确定和导航期间，两个无线设备可以交换一系列测距消息和测距响应消息，利用这些消息可以确定两个无线设备之间的距离或间距。与测距消息和测距响应消息(诸如，信号传输和接收定时信息)相关联的时间戳可以用于计算往返时间(RTT)，从该往返时间可以推断两个设备之间的间距。利用诸如第一无线设备的位置的附加信息以及到具有已知位置的附加无线设备的距离，可以确定第二无线设备的位置。
Wi-Fi测距和定位如今被广泛使用，例如用于室内定位和导航。IEEE802.11REVmc标准引入了精细定时测量(FTM)协议，该协议用于测量两个Wi-Fi设备之间的往返时间(RTT)以进行距离估计。然而，FTM协议中的时间戳是在没有加密的情况下发送的，这在使用FTM协议进行测距时造成了严重的安全性问题。缺乏安全性是阻碍FTM协议广泛采用的主要问题之一。
FTM协议要求发送专用测距帧，称为FTM帧，以便获得距离估计。对于定位，可以与具有已知定位的多个锚点交换测距帧，以便收集足够的距离测量值用于定位估计。使用多个锚点交换专用测距帧影响网络吞吐量。
使用提出的IEEE 802.11az标准，即新一代Wi-Fi定位，提出了对安全性的改进。然而，IEEE 802.11az中对安全性的改进需要被称为定位测量报告(LMR)帧的附加的专用测距帧，这不会改进吞吐量问题。
本文所公开的实现方式可以改善上述安全性问题以及吞吐量问题中的一个或两个。例如，在一种实现方式中，测距过程可以使用常规数据帧来封装时间戳和令牌信息，而不是使用专用测距(FTM或LMR)帧，这将提高吞吐量。此外，数据帧通常是加密的，因此在数据帧中封装时间戳和令牌信息将提高安全性。在一种实现方式中，当前数据帧格式中的保留比特可用于指示时间戳和令牌信息是否嵌入在发送的数据帧中。
图1是支持使用数据帧的测距协议增强的无线系统100的框图。无线系统100被示出为包括四个无线站STA1-STA4、无线接入点(AP)110和第二无线AP 110-2以及无线局域网(WLAN)120。WLAN 120可以由多个Wi-Fi接入点(AP)形成，这些接入点可以根据IEEE 802.11标准系列(或者根据其他合适的无线协议)来操作。因此，尽管为了简单起见，在图1中仅示出了两个AP 110和110-2，但是应当理解，WLAN 120可以由任意数量(例如，一个或多个AP)的接入点形成。AP 110被分配由例如接入点的制造商在其中编程的唯一介质接入控制(MAC)地址。类似地，站STA1-STA4中的每一个也被分配了唯一的MAC地址。对于一些实施例，无线系统100可以对应于多输入多输出(MIMO)无线网络，并且可以支持单用户MIMO(SU-MIMO)和多用户(MU-MIMO)通信。此外，尽管WLAN 120在图1中被描绘为基础设施基本服务集(BSS)，但是对于其他示例实施例，WLAN120可以是IBSS、ad-hoc网络或点对点(P2P)网络(例如，根据Wi-Fi直接协议操作)。
站STA1-STA4中的每一个可以是任何合适的支持Wi-Fi的无线设备，包括例如蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、平板设备、膝上型计算机等。站STA1-STA4中的每一个也可以被称为用户设备(UE)、订户站、移动单元、订户单元、无线单元、远程单元、移动设备、无线设备、无线通信设备、远程设备、移动订户站、接入终端、移动终端、无线终端、远程终端、手持机、用户代理、移动客户端、客户端或某些其他合适的术语。对于至少一些实施例，站STA1-STA4中的每一个可以包括一个或多个收发器、一个或多个处理资源(例如，处理器和/或ASIC)、一个或多个存储器资源和电源(例如，蓄电池)。存储器资源可以包括存储用于执行以下关于图4A-图11描述的操作的指令的非暂时性计算机可读介质(例如，一个或多个非易失存储器元件，诸如EPROM、EEPROM、闪存、硬盘驱动器等)。
AP 110可以是允许一个或多个无线设备使用Wi-Fi、蓝牙或任何其他合适的无线通信标准经由AP 110连接到网络(例如，局域网(LAN)、广域网(WAN)、城域网(MAN)和/或因特网)的任何合适的设备。对于至少一个实施例，AP 110可以包括一个或多个收发器、一个或多个处理资源(例如，处理器和/或ASIC)、一个或多个存储器资源和电源。存储器资源可以包括存储用于执行以下关于图4A-图11描述的操作的指令的非暂时性计算机可读介质(例如，一个或多个非易失存储器元件，诸如EPROM、EEPROM、闪存、硬盘驱动器等)。
对于站STA1-STA4和/或AP 110，一个或多个收发器可以包括Wi-Fi收发器、蓝牙收发器、蜂窝收发器和/或其他合适的射频(RF)收发器(为简单起见未示出)以发送和接收无线通信信号。每个收发器可以在不同的操作频带和/或使用不同的通信协议与其他无线设备进行通信。例如，Wi-Fi收发器可以在2.4G Hz频带内、根据IEEE 802.11规范的5GHz频带内、和/或60GHz频带内进行通信。蜂窝收发器可以根据第三代合作伙伴计划(3GPP)所描述的4G长期演进(LTE)协议(例如，在大约700MHz和大约3.9GHz之间)和/或根据其他蜂窝协议(例如，全球移动系统(GSM)通信协议)在各种RF频带内进行通信。在其他实施例中，包括在站STA1-STA4中的每一个内的收发器可以是任何技术上可行的收发器，诸如由来自ZigBee规范的规范所描述的ZigBee收发器、WiGig收发器和/或由来自HomePlug联盟的规范所述的HomePlug收发器。
对于至少一些实施例，站STA1-STA4中的每一个和AP 110可以包括射频(RF)测距电路(例如，使用公知的软件模块、硬件组件和/或其合适的组合形成)，该射频(RF)测距电路可以用于使用本文描述的测距技术来估计其自身与另一个支持Wi-Fi的设备之间的间距，并确定其自身相对于一个或多个其他无线设备的定位。此外，站STA1-STA4中的每一个和/或AP 110可以包括本地存储器(为简单起见，图1中未示出)，以存储Wi-Fi接入点的高速缓存和/或站数据。
对于至少一些实施例，可以在不使用AP 110的情况下执行本文所述的测距操作，例如，通过使多个站以ad-hoc或点对点模式操作，从而即使在AP 110或可见WLAN(或其他无线网络)的接收范围之外，也允许站彼此测距。此外，对于至少一些示例实施例，可以在彼此处于无线距离内的两个AP之间执行本文描述的测距操作。
图2示出了可以是图1的站STA1-STA4和/或AP 110的一个实施例的无线设备200。无线设备200可以包括PHY设备210(其包括至少多个收发器211、基带处理器212和网络接口213)，可以包括MAC设备220(其包括至少多个竞争引擎221和帧格式化电路222)，可以包括处理器230，可以包括存储器240，并且可以包括多个天线250(1)-250(n)。收发器211可以直接或通过天线选择电路(为简单起见未示出)耦合到天线250(1)-250(n)。收发器211可用于向AP 110、其他站、和/或其他合适的无线设备(也参见图1)发送信号并从AP 110、其他站、和/或其他合适的无线设备接收信号，并且可用于扫描周围环境以检测和标识附近的接入点和其他无线设备(例如，在无线设备200的无线范围内)。尽管为简单起见未在图2中示出，但收发器211可以包括任意数量的发送链路以处理信号并经由天线250(1)-250(n)向其他无线设备发送信号，并且可以包括任意数量的接收链路以处理从天线250(1)-250(n)接收的信号。因此，对于示例实施例，无线设备200可以被配置用于MIMO操作。MIMO操作可以包括SU-MIMO操作和/或MU-MIMO操作。
基带处理器212可用于处理从处理器230和/或存储器240接收的信号，并将处理后的信号转发到收发器211以经由天线250(1)-250(n)中的一个或多个进行传输，并可用于处理经由收发器211从天线250(1)-250(n)中的一个或多个接收的信号，并将处理后的信号转发到处理器230和/或存储器240。
如果无线设备200是AP，则可能存在的网络接口213可以是能够连接到其他AP和网络(诸如LAN、WAN、MAN和/或因特网)的有线或无线接口。
出于本文讨论的目的，MAC设备220在图2中被示为耦合在PHY设备210和处理器230之间。对于实际实施例，PHY设备210、MAC设备220、处理器230、和/或存储器240可以使用一个或多个总线(为简单起见未示出)连接在一起。
竞争引擎221可以竞争对一个或多个共享无线介质的接入，并且还可以对分组进行存储以供在一个或多个共享无线介质上传输。对于其他实施例，竞争引擎221可以与MAC设备220分离。对于其他实施例，竞争引擎221可以被实现为包含指令的一个或多个软件模块(例如，存储在存储器240中或存储在MAC设备220内提供的存储器中)，该指令在由处理器230执行时执行竞争引擎221的功能。
帧格式化电路222可以用于创建和/或格式化从处理器230和/或存储器240接收的帧(例如，通过将MAC报头添加到由处理器230提供的PDU)，并且可以用于重新格式化从PHY设备210接收的帧(例如，通过从PHY设备210接收的帧中剥离MAC报头)。
存储器240包括Wi-Fi数据库241，该Wi-Fi数据库241可以存储定位数据、配置信息、数据速率、MAC地址、以及有关(或关于)多个接入点、站和/或其他无线设备的其他合适的信息。Wi-Fi数据库241还可以存储用于多个无线设备的简档信息。给定无线设备的简档信息可以包括例如包括无线设备的服务集标识(SSID)、信道信息、接收的信号强度指示符(RSSI)值、实际吞吐量(goodput)值、信道状态信息(CSI)以及与无线设备200的连接历史的信息。
存储器240还可以包括非暂时性计算机可读介质(例如，一个或多个非易失性存储器元件，诸如EPROM、EEPROM、闪存、硬盘驱动器等)，该非暂时性计算机可读介质可以存储包含可执行代码或软件指令的指令或程序代码，当由处理器230执行时，该可执行代码或软件指令使处理器230操作为被编程为执行本文公开的技术的专用计算机。如图所示，存储器240可以包括一个或多个组件或模块，该组件或模块可以由处理器230实施以执行本文所描述的方法。尽管组件或模块被示为存储器240中可由处理器230执行的软件，但是应当理解的是，这些组件或模块可以存储在单独的非暂时性计算机可读介质中，或者可以是处理器230中或处理器外的专用硬件。应当理解，存储器240的内容的组织仅仅是示例性的，因此模块和/或数据结构的功能可以根据无线设备200的实现方式以不同方式组合、分离和/或者构建。存储器240或其他计算机可读介质可以包括以下软件(SW)模块。
存储器240可以包括测距SW模块242，该测距SW模块在由处理器230实现时配置处理器230以确定RTT值和/或估计无线设备200与一个或多个其他设备之间的间距，例如，如下面针对图4A-图11的一个或多个操作所描述的。
存储器240可以包括时间戳SW模块244，该时间戳SW模块244在由处理器230实现时配置处理器230以捕获由无线设备200接收的信号的时间戳(例如，TOA信息)和/或捕获从无线设备200发送的信号的时间戳(例如，TOD信息)，例如，如下面针对图4A-图11的一个或多个操作所描述的。
存储器240可以包括帧形成和交换SW模块245，该帧形成和交换SW模块245在由处理器230实现时配置处理器230以创建、发出和/或接收帧或分组(包括数据帧或数据分组)，和/或将测距信息(包括TOA信息、TOD信息和令牌信息)嵌入选择的帧或分组(包括数据帧或数据分组)中，并且在一些实现方式中，读取或设置保留的比特以指示测距信息嵌入在数据帧或数据分组中，例如，如下面针对图4A-图11的一个或多个操作所描述的。
存储器240可以包括定位SW模块246，该定位SW模块在由处理器230实现时配置处理器230以确定基于测距SW模块242确定的间距来确定无线设备200的定位，例如，如下面针对图4A-图11的一个或多个操作所描述的。
每个软件模块包括当由处理器230执行时使无线设备200执行相应功能的指令。因此，存储器240的非暂时性计算机可读介质包括用于执行图4A-图11的全部或部分操作的指令。
耦合到PHY设备210、MAC设备220和存储器240的处理器230可以是能够执行存储在无线设备200中(例如，在存储器240内)的一个或多个软件程序的脚本或指令的一个或多个合适的处理器。例如，处理器230可以执行测距SW模块242以确定RTT值和/或估计无线设备200与一个或多个其他设备之间的间距。处理器230可以执行时间戳SW模块244以捕获由无线设备200接收的信号的时间戳(例如，TOA信息)和/或捕获从无线设备200发送的信号的时间戳(例如，TOD信息)。处理器230可以执行帧形成和交换SW模块245以创建、发出和/或接收帧或分组，和/或将测距信息(包括TOA信息、TOD信息和令牌信息)嵌入选择的帧或分组(包括数据帧或数据分组)中，并且在一些实现方式中，读取或设置保留的比特以指示嵌入在数据帧或数据分组中的测距信息的存在。处理器230可以执行定位SW模块246，以基于测距SW模块242确定的间距和/或指示无线设备200相对于一个或多个其他设备的位置的其他合适的信息来确定无线设备200的定位。
如上所述，可以使用在无线设备之间交换的信号的RTT来确定一对无线设备之间的间距。例如，图3示出了第一设备D1和第二设备D2之间的示例测距操作300的信号图。第一设备D1和第二设备D2之间的间距(d)可以估计为d＝c*RTT/2，其中c是光速，并且RTT是在设备D1和设备D2之间交换的请求(REQ)帧和确认(ACK)帧的实际信号传播时间的总和。设备D1和设备D2可以各自是例如接入点(例如，图1的AP 110)、站(例如，图1的站STA1-STA4中的一个)、或另一合适的无线设备(例如，图2的无线设备200)。
更具体地，设备D2可以使用从设备D2发送的REQ帧的离开时间(TOD)、设备D2接收的ACK帧的到达时间(TOA)、以及设备D1的短帧间间隔(SIFS)持续时间来估计其自身与设备D1之间的RTT。SIFS持续时间指示设备D1接收REQ帧和发送ACK帧之间的持续时间。SIFS持续时间(其值范围由IEEE802.11标准提供)为支持Wi-Fi的设备提供了将其收发器从接收模式(例如，接收REQ帧)切换到发送模式(例如，发送ACK帧)的时间。
由于通信设备的不同品牌和型号(有时甚至相同品牌和型号)具有不同的处理延迟，因此SIFS的精确值可能在设备之间(甚至在同一设备中的连续帧接收/传输之间)发生变化。因此，SIFS的值通常被估计，这通常导致估计两个设备之间的间距时的误差。更具体地，IEEE 802.11标准将SIFS持续时间定义为2.4GHz时为10us+/-900ns，5GHz时为16us+/-900ns，并且60GHz时为3us+/-900ns。这些“标准”SIFS持续时间包括可能降低RTT估计精度的容差。例如，即使设备D1的SIFS持续时间可以估计在+/-25ns内，也可能导致+/-7.5米的测距误差(这对于许多定位系统来说可能是不可接受的)。
为了减少由SIFS值的不确定性导致的测距误差，对IEEE 802.11标准的修订要求每个测距设备捕获传入和传出帧的时间戳，从而可以在不使用SIFS的情况下确定RTT的值。
例如，图4A示出了使用根据IEEE 802.11REVmc标准的精细定时测量(FTM)帧执行的设备D1和设备D2之间的示例测距操作400的信号图。设备D1和设备D2可以各自是例如接入点(例如，图1的AP 110)、站(例如，图1的站STA1-STA4中的一个)、或其他合适的无线设备(例如，图2的无线设备200)。对于图4A的示例，设备D2请求测距操作；因此，设备D2是发起方设备(或替代地，请求方设备)，并且设备D1是响应方设备。注意的是，术语“发起方设备”还可以指代发起方STA，并且术语“响应方设备”也可以指代响应方STA。
设备D2可以通过向设备D1发送FTM请求(FTM_REQ)帧来请求或发起测距操作。FTM_REQ帧还可以包括对设备D1捕获由设备D1接收的帧的时间戳(例如，TOA信息)以及捕获从设备D1发送的帧的时间戳(例如，TOD信息)的请求。设备D1接收FTM_REQ帧，并且可以通过向设备D2发送确认(ACK)帧来确认请求的测距操作。ACK帧可以指示设备D1是否能够捕获请求的时间戳。注意的是，FTM_REQ帧和ACK帧的交换是握手过程，其不仅用信号通知执行测距操作的意图，而且还允许设备D1和D2确定彼此是否支持捕获时间戳。
在时间ta1，设备D1向设备D2发送第一FTM(FTM_1)帧，并且可以捕获FTM_1帧的TOD作为时间ta1。设备D2在时间ta2接收FTM_1帧，并且可以捕获FTM_1帧的TOA作为时间ta2。设备D2通过在时间ta3向设备D1发送ACK帧来进行响应，并且可以捕获ACK帧的TOD作为时间ta3。设备D1在时间ta4接收ACK帧，并且可以在时间ta4捕获ACK帧的TOA。在时间tb1，设备D1向设备D2发送第二FTM(FTM_2)帧，第二FTM帧包括在时间ta1和ta4捕获的时间戳(例如，FTM_1帧的TOD和ACK帧的TOA)。设备D2在时间tb2接收FTM_2帧，并且可以捕获其时间戳作为时间tb2。设备D2在时间tb3向设备D1发送ACK帧。设备D1在时间tb4接收ACK帧。该过程可以继续用于例如在设备D1和D2之间的任何数量的后续FTM和ACK帧交换，其中，设备D1将给定FTM和ACK帧交换的时间戳嵌入到向设备D2发送的后续FTM帧中。
当在时间tb2接收到FTM_2帧时，设备D2具有时间ta1、ta2、ta3和ta4的时间戳值，这些时间戳值分别与从设备D1发送的FTM_1帧的TOD、设备D2处的FTM_1帧的TOA、从设备D2发送的ACK帧的TOD、以及设备D1处的ACK帧的TOA相对应。此后，设备D2可以将RTT确定为(ta4-ta3)+(ta2-ta1)。因为RTT估计不涉及估计设备D1或设备D2的SIFS，所以RTT估计不涉及由SIFS持续时间的不确定性而导致的误差。因此，提升了所得到的对设备D1和D2之间的间距的估计的准确度(例如，与图3的测距操作300相比)。设备可以至少利用具有已知定位的三个其它设备来执行该测距操作，并且使用已知的三边测量技术来估计其定位。
注意，示例测距操作400可以继续。例如，设备D2可以在时间tb3向设备D1发送ACK帧(例如，以确认FTM_2帧的接收)。设备D1在时间tb4接收ACK帧，并且可以将ACK帧的TOA记录为时间tb4。设备D1可以在FTM_3帧中嵌入另一个时间值，并且然后在时间tc1向设备D2发送FTM_3帧。被嵌入在FTM_3帧中的时间值可以指示等于tb4–tb1的差值时间值。
虽然RTT技术可用于确定给定设备相对于另一设备的定位，但给定设备可能需要与三个其他设备一起执行测距操作以确定其实际位置。更具体地，与三个其他设备一起执行测距操作400可能涉及(与其他三个设备一起执行的)三个单独的FTM帧交换，这不仅消耗宝贵的时间，而且消耗共享无线介质的有限带宽。
图4B描绘了FTM帧450的示例。FTM帧450可以包括类别字段451、公共动作字段452、对话令牌字段453、后续对话令牌字段454、TOD字段455、TOA字段456、TOD误差字段457、TOA误差字段458、可选的LCI报告字段459、可选的定位城市报告字段460、可选的FTM参数字段461、以及可选的FTM同步信息字段462。对于至少一个实施例，TOD字段455和TOA字段456可以分别为6字节，并且对话令牌字段453和后续对话令牌字段454可以分别为1字节。在一些方面，响应方设备可以将接收的ACK帧的TOA信息嵌入到FTM帧450的TOA字段456中，并且可以将FTM_1帧的TOD信息嵌入到FTM帧450中的TOD字段455中。
如上所述，发送的FTM帧是不加密的。FTM缺乏安全性，阻碍了FTM协议的广泛采用。Wi-Fi定位标准，例如，在IEEE 802.11az中继续发展，这提高了安全性。
图5是根据当前IEEE 802.11az标准利用空数据分组(NDP)探测的基于非触发序列的测距过程500的示例的图。测距过程500示出了发起方设备(ISTA)和响应方设备(RSTA)两者的帧传输。在测量探测阶段期间，发起方设备(ISTA)可以向响应方设备(RSTA)发布测距NDP通告帧(NDPA)502。NDPA帧502向响应方发信号通知将使用其他NDP帧执行测距测量。
特别地，在短帧间间隔(SIFS)时间504(通常是无线设备处理接收的帧并用响应帧进行响应所需的时间量)之后，发起方设备ISTA向响应方设备RSTA发送发起方到响应方(I2R)NDP帧506(也称为上行链路(UL)NDP帧)。响应于接收到I2R NDP帧506并且在另一SIFS时间段508之后，响应方RSTA向发起方设备ISTA发送响应方NDP帧510(也称为下行链路(DL)NDP帧)。
例如，NDP帧506和响应方NDP帧510可以用于RTT的测量，并且可以实现RTT的计算以及RTT质量。如图5所示，在测量探测阶段之后，例如在SIFS时间段512之后，在测量报告阶段中执行测量计算和测量报告的过程。在报告测量时，诸如，在确定RTT中所涉及的定时测量，可以根据所提出的IEEE 802.11az标准，从响应方RSTA向发起方ISTA发送定位测量报告(LMR)，如LMR帧514所示。LMR帧514可以是加密的。此外，发起方设备ISTA可以被配置为确定RTT质量和RTT质量两者。在一方面，测距过程500可以包括反馈帧，如LMR帧516所示，该反馈帧从发起方设备(ISTA)发送到响应方设备(RSTA)，以向响应方设备RSTA报告测量的RTT质量和RTT质量。LMR帧516可以是加密的。该反馈帧可以被配置为LMR，因此可以被称为LMR帧516，或者可以被配置为修改的LMR以包括RTT和RTT质量信息，或者与LMR一起发送；即，在LMR帧516的定时之前发送、与LMR帧516的定时同时发送或在LMR帧516的定时之后发送。
进一步值得注意的是，图5的示例在根据IEEE 802.11az标准下的提议的基于非触发(TB)测距序列的上下文中示出。本领域技术人员将理解，当前公开的概念也可应用于TB测距序列，诸如接入点(AP)触发两个或更多个无线设备或站(STA)的测量探测的序列。在这种情况下，可以从STA向AP发送类似于LMR帧516的反馈帧，以报告测量的RTT质量和RTT质量。
图6是根据IEEE 802.11az标准的不具有物理层(PHY)安全性的使用NDP探测的基于触发的序列的另一个NDP测距过程600的示例的图。在本示例中，假设多个(指示为“n”个)发起方设备(ISTA)触发响应方设备(RSTA)的探测和测量报告。在NDP测距过程600中，使用专用测距帧，并且定位测量报告(LMR)是加密的。如图所示，该图示出了各种帧随时间的帧传输与频率使用的关系。NDP测距过程600可以包括轮询阶段650，随后是距离测量探测阶段655，随后是定位测量报告阶段660。
在轮询阶段650期间，响应设备可以向站或无线设备发送轮询触发帧(TF)605或请求以在特定时间帧中参与探测测量。响应于轮询TF 605，发起设备可以在允许发送(clearto send，CTS)到自身消息中发出测距轮询响应(PR)消息610。
距离测量探测阶段655可以在轮询阶段650之后(例如，SIFS时间)开始。距离测量探测阶段655可以包括探测触发帧(TF)615，其可以向一个或多个发起设备分配上行链路资源。探测TF 615之后可以是从发起设备中的每一个到响应设备的一个或多个I2R NDP探测。来自发起设备的I2R NDP探测620可以被空间复用，如图所示。如图6所示，通过示例的方式，距离测量探测阶段655示出了以基于触发的序列发送I2R NDP探测620的两个发起设备(ISTA 1和ISTA 4)，其中ISTA 1发出Nss(流)＝1，并且ISTA发出Nss(流)＝2。在上行链路NDP探测620之后，响应设备可以向发起设备中的每一个发送由每个发起设备接收的NDPA帧625，随后是DL响应方到发起方(R2I)NDP探测帧630，该NDP探测帧630可以被空间复用。例如，响应设备(RSTA)可以具有四个天线，并且可以向发起设备发出四个R2I NDP流，例如，在Nss(流)＝1、2、3、4上，如图所示。
在整个距离测量探测阶段655，站可以执行飞行时间(ToF)测量。例如，响应设备和发起设备可以捕获在距离测量探测阶段655期间交换的探测帧的时间戳。发起设备可以捕获各自的UL I2R NDP 620被发送的时间(t1)，响应设备可以捕获UL I2R NDP 620到达或被接收的时间(t2)，响应设备可以捕获(一个或多个)DL R2I NDP 630被发送的时间(t3)，并且发起设备可以捕获(一个或多个)DL R2I NDP 630被接收的时间(t4)。与t2和t3相关联的时间戳值可以与根据响应设备时钟(诸如来自响应设备视角的定时信息，而没有对时间基应用任何频偏校正)执行的测量相关联。
定位测量报告阶段660可以跟随距离测量探测阶段655(例如，DL R2I NDP 630之后的SIFS时间)。在定位测量报告阶段660，定位测量报告是加密的。测量结果(诸如，如本文所讨论的t1、t2、t3和t4)可以在从响应站RSTA到每个发起站ISTA 1到ISTA n的单独LMR帧635中载运。例如，LMR帧635可以载运与图5中所描述的LMR帧514类似的字段或信息。也就是说，LMR帧635可以载运诸如测量结果t1、t2、t3和t4的信息(诸如在TOA字段、TOD字段或两者、TOD误差字段、TOA误差字段或两者中载运测量结果信息)。在距离测量探测阶段655中传送的诸如测量结果之类的信息可以来自当前可用性窗口或先前可用性窗口。也就是说，在一些实现方式中，与探测帧交换相关联的测量结果可以与先前的探测消息交换相关联。在一些实现方式中，前一定位探测阶段的触发帧或NDPA可以指示相关联的测量结果是否被包括在同一可用性窗口或连续可用性窗口中，其可包括向ISTA的介质分配以用于探测。响应设备可以使用定位子类型测距LMR触发帧640来分配上行链路资源，并且发起设备ISTA 1-n可以向响应设备RSTA提供LMR帧645。RTT可以通过等式RTT＝[(t4-t1)-(t3′-t2′)]来确定，其中t3′和t2′分别是响应设备发送DL NDP探测帧630的时间和响应设备接收UL NDP的时间，由发起设备确定。
图7A是根据IEEE 802.11az标准的具有PHY安全性的使用NDP探测的基于触发的序列的另一个NDP测距过程700的示例的图。在本示例中，假设多个(指示为“n”个)发起方设备(ISTA)触发响应方设备(RSTA)的探测和测量报告。在NDP测距过程700中，使用专用测距帧，并且定位测量报告(LMR)是加密的。如图所示，该图示出了各种帧随时间的帧传输与频率使用的关系。NDP测距过程700可以包括轮询阶段750，随后是距离测量探测阶段755，随后是定位测量报告阶段760。
与图6中讨论的轮询阶段650类似，在NDP测距过程700的轮询阶段750期间，响应设备可以向站或无线设备发送轮询触发帧(TF)705或请求以在特定时间帧中参与探测测量。响应于轮询TF 705，发起设备可以在允许发送(CTS)到自身消息中发送测距轮询响应(PR)消息710。
距离测量探测阶段755可以在轮询阶段750之后(例如，SIFS时间)开始。与图6中使用单个探测触发帧615来触发来自所有发起设备ISTA的I2RNDP探测帧620的距离测量探测阶段655不同，距离测量探测阶段755分别触发来自每个发起设备ISTA的I2R NDP探测帧。因此，如图所示，距离测量探测阶段755可以包括第一探测触发帧715A，该第一探测触发帧715A可以向第一发起设备ISTA 1分配上行链路资源。第一探测TF 715A之后可以是从第一发起设备ISTA 1到响应设备的I2R NDP探测帧720A。如图所示，在SIFS时间之后，响应设备RSTA可以发送为第二发起设备ISTA 2分配上行链路资源的第二探测触发帧715B。第二探测TF 715B之后可以是从第二发起设备ISTA2到响应设备的I2R NDP探测帧720B。该过程可针对每个发起设备ISTA1-n重复。在最终上行链路NDP探测720B之后，响应设备可以向发起设备中的每一个发送由发起设备接收的NDPA帧725，随后是DL响应方到发起方(R2I)NDP探测帧730，该NDP探测帧730可以被空间复用，如图所示。
与图6中的距离测量探测阶段655类似，在整个距离测量探测阶段755，站可以执行飞行时间(ToF)测量。例如，响应设备和发起设备可以捕获在距离测量探测阶段755期间交换的探测帧的时间戳。发起设备可以捕获各自的UL I2R NDP 720A和720B被发送的时间(t1)，响应设备可以捕获UL I2R NDP720A和720B到达或被接收的时间(t2)，响应设备可以捕获(一个或多个)DL R2I NDP探测帧730被发送的时间(t3)，并且发起设备可以捕获(一个或多个)DL R2I NDP探测帧730被接收的时间(t4)。与t2和t3相关联的时间戳值可以与根据响应设备时钟(诸如来自响应设备视角的定时信息，而没有对时间基应用任何频偏校正)执行的测量相关联。
可以在距离测量探测阶段755之后的定位测量报告阶段760(例如，DL R2I NDP探测帧730之后的SIFS时间)可以类似于图6中讨论的距离测量报告阶段660。在定位测量报告阶段760，定位测量报告是加密的。测量结果(如本文所讨论的t1、t2、t3和t4)可以在从响应站RSTA到每个发起站ISTA1到n的单独LMR帧735中载运。例如，LMR帧735可以载运与图5中所描述的LMR帧514类似的字段或信息。也就是说，LMR帧735可以载运诸如测量结果t1、t2、t3和t4的信息(诸如在TOA字段、TOD字段或两者、TOD误差字段、TOA误差字段或两者中载运测量结果信息)。在距离测量探测阶段755中传送的诸如测量结果之类的信息可以来自当前可用性窗口或先前可用性窗口。也就是说，在一些实现方式中，与探测帧交换相关联的测量结果可以与先前的探测消息交换相关联。在一些实现方式中，前一定位探测阶段的触发帧或NDPA可以指示相关联的测量结果是否被包括在同一可用性窗口或连续可用性窗口中，其可包括向ISTA的介质分配以用于探测。响应设备可以使用定位子类型测距LMR触发帧740来分配上行链路资源，并且发起设备ISTA1-n可以向响应设备RST提供LMR帧745。RTT可以通过等式RTT＝[(t4-t1)-(t3′-t2′)]来确定，其中t3′和t2′分别是响应设备发送DL NDP探测帧730的时间和响应设备接收UL NDP的时间，由发起设备确定。
图7B描绘了LMR帧780的示例。LMR帧780可以包括类别字段781、公共动作字段782、对话令牌字段783、TOD字段784、TOA字段785、TOD误差字段786、TOA误差字段787、载波频率偏移(CFO)参数字段788、可选的安全长训练字段(LTF)参数字段789、和可选的AOA反馈字段790。TOD字段784和TOA字段785可以分别为6字节，并且对话令牌字段783可以为1字节。
因此，正如可以看到的，广泛使用的Wi-Fi测距和定位没有完全加密，这带来了安全性问题。虽然提出了对安全性的改进，例如，使用IEEE 802.11az标准，但需要额外的测距帧来提高安全性，这会对吞吐量产生负面影响。此外，通过PHY安全性改进，如图7A所示，针对每个锚点使用单独的触发帧和探测帧进一步加剧了对吞吐量的负面影响。
因此，在一种实现方式中，测距过程可以使用常规数据帧来封装测距测量信息，诸如时间戳和令牌信息，而不是使用专用测距FTM或NDP帧。数据帧通常是加密的，因此，可以以提高的安全性来发送测距测量信息。此外，通过再利用用于测距过程的站之间的数据通信的数据帧并封装测距测量信息，提高了测距过程的吞吐量。
图8A示出了使用数据帧执行的设备D1和设备D2之间的测距操作800的信号图。设备D1和设备D2可以各自是例如接入点(例如，图1的AP 110)、站(例如，图1的站STA1-STA4中的一个)、或其他合适的无线设备(例如，图2的无线设备200)。对于图8A的示例，设备D2请求测距操作；因此，设备D2是发起方设备(或替代地，请求方设备)，并且设备D1是响应方设备。注意的是，术语“发起方设备”还可以指代发起方STA，并且术语“响应方设备”也可以指代响应方STA。
设备D2可以通过向设备D1发送测距请求802(诸如，初始精细定时测量请求(iFTMR)帧)来请求或发起测距操作，其中可以提供设备D2的能力。iFTMR帧可以包括对设备D1捕获由设备D1接收的帧的时间戳(例如，TOA信息)以及捕获从设备D1发送的帧的时间戳(例如，TOD信息)的请求。与FTM或LMR帧相反，iFTMR帧可以进一步包括对设备D1在数据帧中发送包括时间戳和令牌信息的测距消息的请求。设备D1接收iFTMR帧，并且可以通过向设备D2发送确认(ACK)帧804来确认接收。设备D1可以向设备D2发出初始精细定时测量(IFTM)帧806，例如，接受对测距操作的请求并提供设备D1的能力，诸如捕获请求的时间戳的能力。与FTM或LMR帧相反，iFTM帧可以指示设备D1将在数据帧中发送包括时间戳和令牌信息的测距消息。设备D2接收iFTM帧，并且可以通过向设备D1发送确认(ACK)帧808来确认接收。虽然图8A中示出了iFTMR和iFTM，但其他帧可用于测距请求和交换能力，并指示支持使用数据帧，诸如探测请求和探测响应。
如图所示，响应于测距请求，设备D1向设备D2发送数据帧810(Data_Range_1)，并且可以捕获Data_Range_1帧的TOD作为时间ta1。数据帧Data_Range_1不是FTM或NDP帧，而是用于测距的数据帧。设备D2在时间ta2接收Data_Range_1帧，并且可以捕获Data_Range_1帧的TOA为时间ta2。设备D2通过在时间ta3向设备D1发送ACK帧812来进行响应，并且可以捕获ACK帧的TOD作为时间ta3。设备D1在时间ta4接收ACK帧，并且可以在时间ta4捕获ACK帧的TOA。在时间tb1，设备D1向设备D2发送第二数据帧814(Data_Range_2)。测距测量信息，例如，与先前数据帧(Data_Range_1)传输和确认(ACK)接收相关的时间戳和令牌信息(对话令牌和后续对话令牌)被包括在数据帧(Data_Range_2)中。例如，在时间ta1和ta4捕获的时间戳(例如，Data_Range_1帧的TOD和ACK帧的TOA)以及令牌信息被封装在数据帧(Data_Range_2)中。时间戳和令牌的定义和格式可以与例如FTM协议中的相同，但不是将信息嵌入FTM帧中，而是将信息嵌入数据帧中。数据帧通常是加密的，因此，封装在Data_Range_2中的测距测量信息可以是加密的。设备D2在时间tb2接收Data_Range_2帧，并且可以捕获其时间戳作为时间tb2。设备D2在时间tb3向设备D1发送ACK帧816。设备D1在时间tb4接收ACK帧。
当在时间tb2接收到Data_Range_2帧时，设备D2具有时间ta1、ta2、ta3和ta4的时间戳值，这些时间戳值分别与从设备D1发送的Data_Range_1帧810的TOD、设备D2处的Data_Range_1帧810的TOA、从设备D2发送的ACK帧812的TOD、以及设备D1处的ACK帧812的TOA相对应。此后，设备D2可以将RTT确定为(ta4-ta3)+(ta2-ta1)。
交换Data_Range帧与ACK帧的过程可以继续用于例如在设备D1和D2之间的任何数量的后续数据帧和ACK帧交换，其中，设备D1将给定Data_Range_N和ACK帧交换的时间戳嵌入到向设备D2发送的后续Data_Range_N+1帧中。设备D1和设备D2之间的距离的估计可以基于所有测距测量交换的RTT。
图8B描绘了Data_Range_N帧850的示例。Data_Range_N帧850可以类似于常规数据帧，包括前导码852和嵌入测距测量信息的数据有效载荷854。例如，Data_Range_N帧850还可以至少包括对话令牌字段856、后续对话令牌字段858、TOD字段860和TOA字段862，其可以是数据有效载荷854的一部分。例如，TOD字段860和TOA字段862可以分别为6字节，并且令牌字段和后续令牌字段是1字节长。在一些实施方式中，数据有效载荷854还可以包括附加字段，诸如载波频率偏移(CFO)参数字段863，其提供D1和D2之间的时钟偏移，并用于帮助校正由时钟偏移引起的时间戳中的定时误差，如在IEEE 802.11az LMR中。此外，Data_Range_N帧850还可以包括前导码852中的一个比特864，该比特可以用于指示当前数据帧载运时间戳和令牌信息。例如，比特864可以是当前保留的比特，其被重新调整用途为数据帧包括测距测量信息。通过示例的方式，比特864可以在传统前导码中，使得该方法适用于IEEE802.11a、IEEE 802.11n、IEEE 802.11ac、IEEE 802.11ax和未来的极高吞吐量(EHT)帧。在一些实现方式中，比特864可以是高吞吐量(HT)(IEEE 802.11n)、非常高的吞吐量(VHT)(IEEE 802.11ac)、或高效率(HE)(IEEE 802.11ax)的前导码。
虽然RTT技术可用于确定给定设备相对于另一设备的定位，但给定设备可能需要与三个其他设备一起执行测距操作以确定其实际位置。设备可以利用具有已知定位的至少三个其它设备来执行测距操作，并且使用已知的三边测量技术来估计其定位。由于测距操作800使用数据帧，并且无线设备(例如，发起设备D1)可以一次与一个无线设备连接并与其交换数据帧，因此在某些实现方式中，测距操作800只用于一个无线设备(与该无线设备交换数据帧)，而使用FTM或NDP(例如，如图4A-图7所示)的测距操作可以与其他无线设备一起执行。将数据帧用于无线设备之一的测距操作减少了开销，同时保持了安全性。
例如，图9示出了使用到多个无线设备904-1、904-2和904-3的测距的无线设备902的定位过程900。如图所示，无线设备902可以使用FTM或NDP协议(如本文在图4A-图7中所讨论的)与无线设备904-1和904-2执行测距操作，以确定各自的距离D1和D2。无线设备902可以与无线设备904-3进行数据通信，并且可以使用数据帧进行测距操作，例如，如图8A和图8B所示，与无线设备904-3一起确定距离D3。距离D1、D2和D3限定了围绕无线设备904-1、904-2和904-3中的每一个的圆906-1、906-2和906-3，其可以与无线设备904-1、904-2和904-3的已知位置一起使用，以使用三边测量来确定无线设备902的估计位置。
图10示出了用于由诸如无线设备200的第一无线通信设备以与所公开的实现方式一致的方式执行测距的示例性方法1000的流程图。
在框1002处，第一无线通信设备可以向第二无线通信设备发送用于测距过程的测距请求，例如，如图8A的测距请求802处所讨论的。测距请求可以是初始精细定时测量请求(iFTMR)帧、探测请求或其他类型的消息。处理器230、收发器211和存储器240可以包括用于向第二无线通信设备发送用于测距过程的测距请求的部件。
在框1004处，第一无线通信设备至少部分地基于发送的测距请求从第二无线通信设备接收第一消息，该第一消息包括第一数据帧，例如，如图8A的数据帧810处所讨论的。例如，第一数据帧可以是加密的。处理器230、收发器211和存储器240可以包括用于至少部分地基于发送的测距请求从第二无线通信设备接收第一消息的部件，第一消息包括第一数据帧。
在框1006处，第一无线通信设备响应于第一消息，向第二无线通信设备发送第一响应消息，例如，如图8A的ACK帧812处所讨论的。处理器230、收发器211和存储器240可以包括用于响应于第一消息向第二无线通信设备发送第一响应消息的部件。
在框1008处，第一无线通信设备从第二无线通信设备接收第二消息，该第二消息包括第二数据帧，其中用于第一消息和第一响应消息的测距测量信息被封装在该第二数据帧中，例如，如图8A的数据帧814处所讨论的。例如，第二数据帧可以是加密的。例如，测距测量信息可以包括第一消息从第二无线通信设备离开的时间(TOD)和第一响应消息到达第二无线通信设备的时间(TOA)。第一消息的TOD可以是测距测量信息中的第一时间戳，并且第一响应消息的TOA可以是测距度量信息中的第二时间戳，如图8B中所讨论的。测距测量信息还可以包括令牌信息，如图8B中所讨论的。在一些实现方式中，该第二消息可以包括被设置为指示测距测量信息的存在的比特，例如，如图8B中所讨论的。处理器230、收发器211和存储器240可以包括用于从第二无线通信设备接收第二消息的部件，第二消息包括第二数据帧，其中用于第一消息和第一响应消息的测距测量信息被封装在第二数据帧中。
在框1010处，第一无线通信设备至少部分地基于测距测量信息来估计第一无线通信设备和第二无线通信设备之间的距离，例如，如图8A处所讨论的。在一些实现方式中，可以通过确定至少一个往返时间(RTT)来估计该距离，并且可以至少部分地基于第一消息从第二无线通信设备的离开时间(TOD)和第一响应消息中的第一个在第二无线通信设备处的到达时间(TOA)，以及第一消息在第一无线通信设备处的TOA和第一响应消息从第一无线通信设备的TOD。处理器230、收发器211和存储器240可以包括用于至少部分地基于测距测量信息来估计第一无线通信设备和第二无线通信设备之间的距离的部件。
在一种实现方式中，该方法1000还可以包括第一无线通信设备从第二无线通信设备接收包括第一消息和第二消息的多个消息，其中该多个消息中的每一个是数据帧，例如，如图8A中的数据帧810和814处所讨论的。该多个消息中的每个消息可以包括数据帧中封装的前一条消息和响应消息的测距测量信息，例如，如图8A中所讨论的。第一无线通信设备可以向第二无线通信设备发送包括第一响应消息的多个响应消息，该多个响应消息中的每个响应消息响应于接收的消息，例如，如图8A中的ACK帧812和816处所讨论的。第一无线通信设备还可以至少部分地基于测距测量信息的全部来估计第一无线通信设备和第二无线通信设备之间的距离，例如，如图8A处所讨论的。处理器230、收发器211和存储器240可以包括：用于从第二无线通信设备接收包括第一消息和第二消息的多个消息的部件，其中，该多个消息中的每一个是数据帧；以及用于向第二无线通信设备发送包括第一响应消息的多个响应消息的部件，该多个响应消息中的每个响应消息响应于接收的消息。
在一种实现方式中，第一无线通信设备和第二无线通信设备之间估计的距离是第一距离估计，并且方法1000还可以包括第一无线通信设备与第三无线通信设备和第四无线通信设备交换测距消息，其中，该测距消息包括精细定时测量(FTM)帧或空数据分组(NDP)帧之一，例如，如图9中所讨论的。第一无线通信设备可以生成第一无线通信设备和第三无线通信设备之间的第二距离估计以及第一无线通信设备和第四无线通信设备之间的第三距离估计，例如，如图9中所讨论的。第一无线通信设备可以基于第一距离估计、第二距离估计和第三距离估计来估计第一无线通信设备的位置，例如，如图9中所讨论的。处理器230、收发器211和存储器240可以包括用于与第三无线通信设备和第四无线通信设备交换测距消息的部件，其中，该测距消息包括精细定时测量(FTM)帧或空数据分组(NDP)帧之一。处理器230、收发器211和存储器240可以包括用于生成第一无线通信设备和第三无线通信设备之间的第二距离估计以及第一无线通信设备和第四无线通信设备之间的第三距离估计的部件。处理器230、收发器211和存储器240可以包括用于基于第一距离估计、第二距离估计和第三距离估计来估计第一无线通信设备的位置的部件。
图11示出了用于由诸如无线设备200的第一无线通信设备以与所公开的实现方式一致的方式执行测距的示例性方法1100的流程图。
在框1102处，第一无线通信设备可以从第二无线通信设备接收用于测距过程的测距请求，例如，如图8A的测距请求802处所讨论的。测距请求可以是初始精细定时测量请求(iFTMR)帧、探测请求或其他类型的消息。处理器230、收发器211和存储器240可以包括用于从第二无线通信设备接收用于测距过程的测距请求的部件。
在框1104处，第一无线通信设备至少部分地基于接收的测距请求向第二无线通信设备发送第一消息，该第一消息包括第一数据帧，例如，如图8A的数据帧810处所讨论的。例如，第一数据帧可以是加密的。处理器230、收发器211和存储器240可以包括用于至少部分地基于接收的测距请求向第二无线通信设备发送第一消息的部件，第一消息包括第一数据帧。
在框1106处，第一无线通信设备响应于第一消息从第二无线通信设备接收第一响应消息，例如，如图8A的ACK帧812处所讨论的。处理器230、收发器211和存储器240可以包括用于响应于第一消息从第二无线通信设备接收第一响应消息的部件。
在框1108处，第一无线通信设备向第二无线通信设备发送第二消息，第二消息包括第二数据帧，其中，第一消息和第一响应消息的测距测量信息被封装在第二数据帧中，使用该第二数据帧，第二无线通信设备估计第一无线通信设备和第二无线通信设备之间的距离，如图8A的数据帧814处所讨论的。例如，第二数据帧可以是加密的。例如，测距测量信息可以包括第一消息从第一无线通信设备离开的时间(TOD)和第一响应消息到达第一无线通信设备的时间(TOA)。第一消息的TOD可以是测距测量信息中的第一时间戳，并且第一响应消息的TOA可以是测距度量信息中的第二时间戳，如图8B中所讨论的。测距测量信息还可以包括令牌信息，如图8B中所讨论的。在一些实现方式中，该第二消息可以包括被设置为指示测距测量信息的存在的比特，例如，如图8B中所讨论的。处理器230、收发器211和存储器240可以包括用于向第二无线通信设备发送第二消息的部件，该第二消息包括第二数据帧，其中，第一消息和第一响应消息的测距测量信息被封装在第二数据帧中，使用该第二数据帧，第二无线通信设备估计第一无线通信设备和第二无线通信设备之间的距离。
在一种实现方式中，该方法1100还可以包括第一无线通信设备向第二无线通信设备发送包括第一消息和第二消息的多个消息，其中，该多个消息中的每一个是数据帧，例如，如图8A中的数据帧810和814中所讨论的。该多个消息中的每个消息可以包括数据帧中封装的前一条消息和响应消息的测距测量信息，例如，如图8A中所讨论的。第一无线通信设备可以从第二无线通信设备接收包括第一响应消息的多个响应消息，该多个响应消息中的每个响应消息响应于发送的消息，例如，如图8A中的ACK帧812和816处所讨论的。处理器230、收发器211和存储器240可以包括：用于向第二无线通信设备发送包括第一消息和第二消息的多个消息的部件，其中，该多个消息中的每一个是数据帧；以及用于从第二无线通信设备接收包括第一响应消息的多个响应消息的部件，该多个响应消息中的每个响应消息响应于发送的消息。
在整个说明书中对“一个示例(one example)”、“示例(an example)”、“某些示例”或“示例性实现方式”的引用意味着结合该特征和/或示例描述的特定特征、结构或特性可以被包括在要求保护的主题的至少一个特征和/或示例中。因此，短语“在一个示例中(inone example)”、“示例(an example)”、“在某些示例中(in certain examples)”或“在某些实现方式中(in certain implementations)”或贯穿本说明书的各个地方的其他类似短语的出现不一定都指代相同的特征、示例和/或限制。此外，特定特征、结构或特性可以组合在一个或多个示例和/或特征中。
本文包括的详细描述的某些部分是根据对存储于特定装置或专用计算设备或平台的存储器内的二进制数字信号的操作的算法或符号表示来呈现。在该特定说明书的上下文中，一旦被编程为根据来自程序软件的指令执行特定操作，术语特定装置等包括通用计算机。算法描述或符号表示是信号处理或相关领域的普通技术人员用来向本领域其他技术人员传达其工作内容的技术的示例。算法在本文中以及通常被认为是导致期望结果的自相一致操作序列或类似信号处理。在该上下文中，操作或处理涉及物理量的物理控制。通常，尽管不是必须的，这些量可以采取能够被存储、传送、组合、比较或以其他方式控制的电或磁信号的形式。有时，主要出于常用的原因，将此类信号称为比特、数据、值、元素、符号、字符、术语、数字、数字符号等，已被证明是方便的。然而，应该理解的是，所有这些或类似的术语将与适当的物理量相关联并且仅仅是方便的标签。除非另有明确说明，否则如从本文的讨论中可以明显看出，应当理解，贯穿本说明书使用诸如“处理(processing)”、“计算(computing)”、“估算(calculating)”、“确定(determining)”等术语的讨论是指特定的装置的动作或过程，诸如专用计算机、专用计算装置或类似的专用电子计算设备。因此，在本说明书的上下文中，专用计算机或类似的专用电子计算设备能够控制或转换信号，该信号通常被表示为专用计算机或类似专用电子计算装置的存储器、寄存器或其它信息存储设备、传输设备或显示设备内的物理电子或磁性量。
在前面的详细描述中，已经阐述了许多具体细节以提供对要求保护的主题的透彻理解。然而，本领域技术人员将理解的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践要求保护的主题。在其他情况下，没有详细描述普通技术人员已知的方法和装置，以免混淆要求保护的主题。
如本文所使用的术语“和(and)”、“或(or)”和“和/或(and/or)”可以包括多种含义，这些含义也预期至少部分地取决于使用这种术语的上下文。通常，“或(or)”如果用于关联列表，诸如A、B或C，则旨在表示A、B和C(此处用于包含性意义)，以及A、B或C(此处用于排他性意义)。此外，如本文所使用的术语“一个或多个(one or more)”可用于以单数形式描述任何特征、结构或特性，或者可用于描述特征、结构或特性的多个或一些其他组合。然而，应当注意，这仅仅是说明性示例并且要求保护的主题不限于该示例。
虽然已经说明和描述了目前被认为是示例特征的内容，但是本领域技术人员将理解，在不背离所要求保护的主题的情况下，可以进行各种其他修改，并且可以替换等效物。此外，在不脱离本文所述的中心概念的情况下，可以进行许多修改以使特定情况适应要求保护的主题的教导。
鉴于本描述，实施例可以包括特征的不同组合。实施方式示例在以下编号的条款中描述：
条款1：一种由第一无线通信设备执行的用于测距的方法，包括：向第二无线通信设备发送用于测距过程的测距请求；至少部分地基于该发送的测距请求从第二无线通信设备接收第一消息，第一消息包括第一数据帧；响应于该第一消息，向第二无线通信设备发送第一响应消息；从第二无线通信设备接收第二消息，该第二消息包括第二数据帧，其中，用于第一消息和第一响应消息的测距测量信息被封装在第二数据帧中；以及至少部分地基于测距测量信息来估计第一无线通信设备和第二无线通信设备之间的距离。
条款2：根据条款1所述的方法，其中，该测距测量信息包括第一消息从第二无线通信设备离开的时间和第一响应消息到达第二无线通信设备的时间。
条款3：根据条款2所述的方法，其中，估计该距离包括确定至少一个往返时间(RTT)，并且还至少部分地基于在第一无线通信设备处测量的第一消息的到达时间和第一响应消息从第一无线通信设备离开的时间。
条款4：根据条款2-3中任一项所述的方法，其中，该第一消息的离开时间是测距测量信息中的第一时间戳，并且该第一响应消息的到达时间是测距测量信息中的第二时间戳。
条款5：根据条款4所述的方法，其中，该测距测量信息还包括令牌信息。
条款6：根据条款1-5中任一项所述的方法，其中，第一数据帧和第二数据帧是加密的。
条款7：根据条款1-6中任一项所述的方法，其中，来自第二无线通信设备的第二消息还包括被设置为指示测距测量信息的存在的比特。
条款8：根据条款1-7中任一项所述的方法，还包括：从第二无线通信设备接收包括第一消息和第二消息的多个消息，其中，该多个消息中的每一个是数据帧；向第二无线通信设备发送包括第一响应消息的多个响应消息，该多个响应消息中的每个响应消息响应于接收的消息；其中，该多个消息中的每个消息包括数据帧中封装的用于前一条消息和响应消息的测距测量信息；以及其中，估计第一无线通信设备和第二无线通信设备之间的距离还至少部分地基于该测距测量信息的全部。
条款9：根据条款1-8中任一项所述的方法，其中，第一无线通信设备和第二无线通信设备之间估计的距离是第一距离估计，该方法还包括：与第三无线通信设备和第四无线通信设备交换测距消息，其中，该测距消息包括精细定时测量(FTM)帧或空数据分组(NDP)帧之一；生成第一无线通信设备和第三无线通信设备之间的第二距离估计以及第一无线通信设备和第四无线通信设备之间的第三距离估计；以及基于第一距离估计、第二距离估计和第三距离估计来估计第一无线通信设备的位置。
条款10：一种被配置用于测距的第一无线通信设备，包括：无线收发器；至少一个存储器；至少一个处理器，其耦合到该无线收发器和该至少一个存储器，其中，该至少一个处理器被配置为：经由该无线收发器，向第二无线通信设备发送用于测距过程的测距请求；经由该无线收发器，至少部分地基于该发送的测距请求从第二无线通信设备接收第一消息，该第一消息包括第一数据帧；经由该无线收发器，响应于该第一消息，向第二无线通信设备发送第一响应消息；经由该无线收发器，从第二无线通信设备接收第二消息，该第二消息包括第二数据帧，其中,第一消息和第一响应消息的测距测量信息被封装在第二数据帧中；以及至少部分地基于该测距测量信息来估计第一无线通信设备和第二无线通信设备之间的距离。
条款11：根据条款10所述的第一无线通信设备，其中，该测距测量信息包括第一消息从第二无线通信设备离开的时间和第一响应消息到达第二无线通信设备的时间。
条款12：根据条款11所述的第一无线通信设备，其中，该至少一个处理器被配置为估计距离，通过被配置为确定至少一个往返时间(RTT)，并且还至少部分地基于在第一无线通信设备处测量的第一消息的到达时间和第一响应消息从第一无线通信设备离开的时间。
条款13：根据条款11-12中任一项所述的第一无线通信设备，其中，该第一消息的离开时间是测距测量信息中的第一时间戳，并且该第一响应消息的到达时间是测距测量信息中的第二时间戳。
条款14：根据条款13所述的第一无线通信设备，其中，该测距测量信息还包括令牌信息。
条款15：根据条款10-14中任一项所述的第一无线通信设备，其中，第一数据帧和第二数据帧是加密的。
条款16：根据条款10-15中任一项所述的第一无线通信设备，其中，来自第二无线通信设备的第二消息还包括被设置为指示测距测量信息的存在的比特。
条款17：根据条款10-16中任一项所述的第一无线通信设备，其中，该至少一个处理器还被配置为：经由该无线收发器，从第二无线通信设备接收包括第一消息和第二消息的多个消息，其中,该多个消息中的每一个是数据帧；经由该无线收发器，向第二无线通信设备发送包括第一响应消息的多个响应消息，该多个响应消息中的每个响应消息响应于接收的消息；其中，该多个消息中的每个消息包括数据帧中封装的用于前一条消息和响应消息的测距测量信息；以及其中，该至少一个处理器被配置为还至少部分地基于测距测量信息的全部来估计第一无线通信设备和第二无线通信设备之间的距离。
条款18：根据条款10-17中任一项所述的第一无线通信设备，其中，第一无线通信设备和第二无线通信设备之间估计的距离是第一距离估计，其中，该至少一个处理器还被配置为：经由该无线收发器，与第三无线通信设备和第四无线通信设备交换测距消息，其中,该测距消息包括精细定时测量(FTM)帧或空数据分组(NDP)帧之一；生成第一无线通信设备和第三无线通信设备之间的第二距离估计以及第一无线通信设备和第四无线通信设备之间的第三距离估计；以及基于该第一距离估计、该第二距离估计和该第三距离估计来估计第一无线通信设备的位置。
条款19：一种被配置用于测距的第一无线通信设备，包括：用于向第二无线通信设备发送用于测距过程的测距请求的部件；用于至少部分地基于该发送的测距请求从第二无线通信设备接收第一消息的部件，该第一消息包括第一数据帧；用于响应于该第一消息向第二无线通信设备发送第一响应消息的部件；用于从第二无线通信设备接收第二消息的部件，该第二消息包括第二数据帧，其中，用于第一消息和第一响应消息的测距测量信息被封装在第二数据帧中；以及用于至少部分地基于该测距测量信息来估计第一无线通信设备和第二无线通信设备之间的距离的部件。
条款20：根据条款19所述的第一无线通信设备，其中，该测距测量信息包括第一消息从第二无线通信设备离开的时间和第一响应消息到达第二无线通信设备的时间。
条款21：根据条款20所述的第一无线通信设备，其中，用于估计该距离的部件确定至少一个往返时间(RTT)，并且还至少部分地基于在第一无线通信设备处测量的第一消息的到达时间和第一响应消息从第一无线通信设备离开的时间。
条款22：根据条款20-21中任一项所述的第一无线通信设备，其中，该第一消息的离开时间是测距测量信息中的第一时间戳，并且该第一响应消息的到达时间是测距测量信息中的第二时间戳。
条款23：根据条款22所述的第一无线通信设备，其中，该测距测量信息还包括令牌信息。
条款24：根据条款19-23中任一项所述的第一无线通信设备，其中，第一数据帧和第二数据帧是加密的。
条款25：根据条款19-24中任一项所述的第一无线通信设备，其中，来自第二无线通信设备的第二消息还包括被设置为指示该测距测量信息的存在的比特。
条款26：根据条款19-25中任一项所述的第一无线通信设备，还包括：用于从第二无线通信设备接收包括第一消息和第二消息的多个消息的部件，其中，该多个消息中的每一个是数据帧；用于向第二无线通信设备发送包括第一响应消息的多个响应消息的部件，该多个响应消息中的每个响应消息响应于接收的消息；其中，该多个消息中的每个消息包括数据帧中封装的用于前一条消息和响应消息的测距测量信息；以及其中，第一无线通信设备和第二无线通信设备之间的距离还至少部分地基于测距测量信息的全部。
条款27：根据条款19-26中任一项所述的第一无线通信设备，其中，第一无线通信设备和第二无线通信设备之间估计的距离是第一距离估计，该第一无线通信设备还包括：用于与第三无线通信设备和第四无线通信设备交换测距消息的部件，其中，该测距消息包括精细定时测量(FTM)帧或空数据分组(NDP)帧之一；用于生成第一无线通信设备和第三无线通信设备之间的第二距离估计以及第一无线通信设备和第四无线通信设备之间的第三距离估计的部件；以及用于基于该第一距离估计、该第二距离估计和该第三距离估计来估计第一无线通信设备的位置的部件。
条款28：一种非暂时性存储介质，包括存储在其上的程序代码，该程序代码可操作以在第一无线通信设备中配置至少一个处理器用于测距，该程序代码包括进行以下操作的指令：向第二无线通信设备发送用于测距过程的测距请求；至少部分地基于该发送的测距请求从第二无线通信设备接收第一消息，该第一消息包括第一数据帧；响应于该第一消息，向第二无线通信设备发送第一响应消息；从该第二无线通信设备接收第二消息，该第二消息包括第二数据帧，其中，用于第一消息和第一响应消息的测距测量信息被封装在第二数据帧中；以及至少部分地基于该测距测量信息来估计第一无线通信设备和第二无线通信设备之间的距离。
条款29：根据条款28所述的非暂时性存储介质，其中，该测距测量信息包括第一消息从第二无线通信设备离开的时间和第一响应消息到达第二无线通信设备的时间。
条款30：根据条款29所述的非暂时性存储介质，其中，估计距离的指令确定至少一个往返时间(RTT)，并且还至少部分地基于在第一无线通信设备处测量的第一消息的到达时间和第一响应消息从第一无线通信设备离开的时间。
条款31：根据条款29-30中任一项所述的非暂时性存储介质，其中，该第一消息的离开时间是测距测量信息中的第一时间戳，并且该第一响应消息的到达时间是测距测量信息中的第二时间戳。
条款32：根据条款31所述的非暂时性存储介质，其中，该测距测量信息还包括令牌信息。
条款33：根据条款28-32中任一项所述的非暂时性存储介质，其中，第一数据帧和第二数据帧是加密的。
条款34：根据条款28-33中任一项所述的非暂时性存储介质，其中，来自第二无线通信设备的第二消息还包括被设置为指示测距测量信息的存在的比特。
条款35：根据条款28-34中任一项所述的非暂时性存储介质，其中，该程序代码包括进行以下操作的指令：从第二无线通信设备接收包括第一消息和第二消息的多个消息，其中，该多个消息中的每一个是数据帧；向第二无线通信设备发送包括第一响应消息的多个响应消息，该多个响应消息中的每个响应消息响应于接收的消息；其中，该多个消息中的每个消息包括数据帧中封装的用于前一条消息和响应消息的测距测量信息；以及其中，第一无线通信设备和第二无线通信设备之间的距离还至少部分地基于测距测量信息的全部。
条款36：根据条款28-35中任一项所述的非暂时性存储介质，其中，第一无线通信设备和第二无线通信设备之间估计的距离是第一距离估计，其中，该程序代码还包括进行以下操作的指令：与第三无线通信设备和第四无线通信设备交换测距消息，其中，该测距消息包括精细定时测量(FTM)帧或空数据分组(NDP)帧之一；生成第一无线通信设备和第三无线通信设备之间的第二距离估计以及第一无线通信设备和第四无线通信设备之间的第三距离估计；以及基于该第一距离估计、该第二距离估计和该第三距离估计来估计第一无线通信设备的位置。
条款37：一种由第一无线通信设备执行的用于测距的方法，包括：从第二无线通信设备接收用于测距过程的测距请求；至少部分地基于该接收的测距请求向第二无线通信设备发送第一消息，该第一消息包括第一数据帧；响应于该第一消息，从第二无线通信设备接收第一响应消息；以及向第二无线通信设备发送第二消息，该第二消息包括第二数据帧，其中，第一消息和第一响应消息的测距测量信息被封装在第二数据帧中，使用该第二数据帧，第二无线通信设备估计第一无线通信设备和第二无线通信设备之间的距离。
条款38：根据条款37所述的方法，其中，该测距测量信息包括第一消息从第一无线通信设备离开的时间和第一响应消息到达第一无线通信设备的时间。
条款39：根据条款38所述的方法，其中，该第一消息的离开时间是测距测量信息中的第一时间戳，并且第一响应消息的到达时间是测距测量信息中的第二时间戳。
条款40：根据条款39所述的方法，其中，该测距测量信息还包括令牌信息。
条款41：根据条款37-40中任一项所述的方法，其中，第一数据帧和第二数据帧是加密的。
条款42：根据条款37-41中任一项所述的方法，其中，来自第一无线通信设备的第二消息还包括被设置为指示测距测量信息的存在的比特。
条款43：根据条款37-42中任一项所述的方法，还包括：向第二无线通信设备发送包括第一消息和第二消息的多个消息，其中，该多个消息中的每一个是数据帧；以及从第二无线通信设备接收包括第一响应消息的多个响应消息，该多个响应消息中的每个响应消息响应于发送的消息；其中，该多个消息中的每个消息包括用于数据帧中封装的用于前一条消息和响应消息的测距测量信息。
条款44：一种被配置用于测距的第一无线通信设备，包括：无线收发器；至少一个存储器；至少一个处理器，其耦合到该无线收发器和该至少一个存储器，其中，该至少一个处理器被配置为：经由该无线收发器，从第二无线通信设备接收用于测距过程的测距请求；经由该无线收发器，至少部分地基于该接收的测距请求向第二无线通信设备发送第一消息，该第一消息包括第一数据帧；经由该无线收发器，响应于该第一消息，从第二无线通信设备接收第一响应消息；以及经由该无线收发器，向第二无线通信设备发送第二消息，该第二消息包括第二数据帧，其中，第一消息和第一响应消息的测距测量信息被封装在第二数据帧中，使用该第二数据帧，第二无线通信设备估计第一无线通信设备和第二无线通信设备之间的距离。
条款45：根据条款44所述的第一无线通信设备，其中，该测距测量信息包括第一消息从第一无线通信设备离开的时间和第一响应消息到达第一无线通信设备的时间。
条款46：根据条款45所述的第一无线通信设备，其中，该第一消息的离开时间是测距测量信息中的第一时间戳，并且该第一响应消息的到达时间是测距测量信息中的第二时间戳。
条款47：根据条款46所述的第一无线通信设备，其中，该测距测量信息还包括令牌信息。
条款48：根据条款44-47中任一项所述的第一无线通信设备，其中，第一数据帧和第二数据帧是加密的。
条款49：根据条款44-48中任一项所述的第一无线通信设备，其中，来自第一无线通信设备的第二消息还包括被设置为指示测距测量信息的存在的比特。
条款50：根据条款44-49中任一项所述的第一无线通信设备，其中，该至少一个处理器还被配置为：经由该无线收发器，向第二无线通信设备发送包括第一消息和第二消息的多个消息，其中，该多个消息中的每一个是数据帧；以及经由该无线收发器，从第二无线通信设备接收包括第一响应消息的多个响应消息，该多个响应消息中的每个响应消息响应于发送的消息；其中，该多个消息中的每个消息包括用于数据帧中封装的用于前一条消息和响应消息的测距测量信息。
条款51：一种被配置用于测距的第一无线通信设备，包括：用于从第二无线通信设备接收用于测距过程的测距请求的部件；用于至少部分地基于该接收的测距请求向第二无线通信设备发送第一消息的部件，该第一消息包括第一数据帧；用于响应于该第一消息从第二无线通信设备接收第一响应消息的部件；以及用于向第二无线通信设备发送第二消息的部件，该第二消息包括第二数据帧，其中，第一消息和第一响应消息的测距测量信息被封装在第二数据帧中，使用该第二数据帧，第二无线通信设备估计第一无线通信设备和第二无线通信设备之间的距离。
条款52：根据条款51所述的第一无线通信设备，其中，该测距测量信息包括第一消息从第一无线通信设备离开的时间和第一响应消息到达第一无线通信设备的时间。
条款53：根据条款52所述的第一无线通信设备，其中，该第一消息的离开时间是测距测量信息中的第一时间戳，并且该第一响应消息的到达时间是测距测量信息中的第二时间戳。
条款54：根据条款53所述的第一无线通信设备，其中，该测距测量信息还包括令牌信息。
条款55：根据条款51-54中任一项所述的第一无线通信设备，其中，第一数据帧和第二数据帧是加密的。
条款56：根据条款51-55中任一项所述的第一无线通信设备，其中，来自第一无线通信设备的第二消息还包括被设置为指示测距测量信息的存在的比特。
条款57：根据条款51-56中任一项所述的第一无线通信设备，还包括：用于向第二无线通信设备发送包括第一消息和第二消息的多个消息的部件，其中，该多个消息中的每一个是数据帧；以及用于从第二无线通信设备接收包括第一响应消息的多个响应消息的部件，该多个响应消息中的每个响应消息响应于发送的消息；其中，该多个消息中的每个消息包括用于数据帧中封装的用于前一条消息和响应消息的测距测量信息。
条款58：一种非暂时性存储介质，包括存储在其上的程序代码，该程序代码可操作以在被配置用于测距的第一无线通信设备中配置至少一个处理器，其中，该程序代码包括进行以下操作的指令：从第二无线通信设备接收用于测距过程的测距请求；至少部分地基于该接收的测距请求向第二无线通信设备发送第一消息，该第一消息包括第一数据帧；响应于该第一消息，从第二无线通信设备接收第一响应消息；以及向第二无线通信设备发送第二消息，该第二消息包括第二数据帧，其中，第一消息和第一响应消息的测距测量信息被封装在第二数据帧中，使用该第二数据帧，第二无线通信设备估计第一无线通信设备和第二无线通信设备之间的距离。
条款59：根据条款58所述的非暂时性存储介质，其中，测距测量信息包括第一消息从第一无线通信设备离开的时间和第一响应消息到达第一无线通信设备的时间。
条款60：根据条款59所述的非暂时性存储介质，其中，第一消息的离开时间是测距测量信息中的第一时间戳，并且第一响应消息的到达时间是测距测量信息中的第二时间戳。
条款61：根据条款60所述的非暂时性存储介质，其中，该测距测量信息还包括令牌信息。
条款62：根据条款58-61中任一项所述的非暂时性存储介质，其中，第一数据帧和第二数据帧是加密的。
条款63：根据条款58-62中任一项所述的非暂时性存储介质，其中，来自第一无线通信设备的第二消息还包括被设置为指示测距测量信息的存在的比特。
条款64：根据条款58-63中任一项所述的非暂时性存储介质，其中，该程序代码包括进行以下操作的指令：向第二无线通信设备发送包括第一消息和第二消息的多个消息，其中，该多个消息中的每一个是数据帧；以及从第二无线通信设备接收包括第一响应消息的多个响应消息，该多个响应消息中的每个响应消息响应于发送的消息；其中，该多个消息中的每个消息包括用于数据帧中封装的用于前一条消息和响应消息的测距测量信息。
因此，希望所要求保护的主题不限于所公开的特定示例，而是这种要求保护的主题还可以包括落入所附权利要求及其等价物范围内的所有方面。

Claims (30)

1.一种由第一无线通信设备执行的用于测距的方法，包括：
向第二无线通信设备发送用于测距过程的测距请求；
至少部分地基于所发送的测距请求从所述第二无线通信设备接收第一消息，所述第一消息包括第一数据帧；
响应于所述第一消息，向所述第二无线通信设备发送第一响应消息；
从所述第二无线通信设备接收第二消息，所述第二消息包括第二数据帧，其中，用于所述第一消息和所述第一响应消息的测距测量信息被封装在所述第二数据帧中；以及
至少部分地基于所述测距测量信息来估计所述第一无线通信设备和所述第二无线通信设备之间的距离。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述测距测量信息包括所述第一消息从所述第二无线通信设备离开的时间和所述第一响应消息到达所述第二无线通信设备的时间。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，估计所述距离包括确定至少一个往返时间(RTT)，并且还至少部分地基于在所述第一无线通信设备处测量的所述第一消息的到达时间和所述第一响应消息从所述第一无线通信设备离开的时间。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一消息的离开时间是所述测距测量信息中的第一时间戳，并且所述第一响应消息的到达时间是所述测距测量信息中的第二时间戳。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述测距测量信息还包括令牌信息。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一数据帧和所述第二数据帧是加密的。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，来自所述第二无线通信设备的所述第二消息还包括被设置为指示所述测距测量信息的存在的比特。
8.根据权利要求1所述的方法，还包括：
从所述第二无线通信设备接收包括所述第一消息和所述第二消息的多个消息，其中，所述多个消息中的每一个是数据帧；
向所述第二无线通信设备发送包括所述第一响应消息的多个响应消息，所述多个响应消息中的每个响应消息响应于接收的消息；
其中，所述多个消息中的每个消息包括所述数据帧中封装的用于前一条消息和响应消息的所述测距测量信息；以及
其中，估计所述第一无线通信设备和所述第二无线通信设备之间的所述距离还至少部分地基于所述测距测量信息的全部。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一无线通信设备和所述第二无线通信设备之间估计的所述距离是第一距离估计，所述方法还包括：
与第三无线通信设备和第四无线通信设备交换测距消息，其中，所述测距消息包括精细定时测量(FTM)帧或空数据分组(NDP)帧之一；
生成所述第一无线通信设备和所述第三无线通信设备之间的第二距离估计以及所述第一无线通信设备和所述第四无线通信设备之间的第三距离估计；以及
基于所述第一距离估计、所述第二距离估计和所述第三距离估计来估计所述第一无线通信设备的位置。
10.一种被配置用于测距的第一无线通信设备，包括：
无线收发器；
至少一个存储器；
至少一个处理器，其耦合到所述无线收发器和所述至少一个存储器，其中，所述至少一个处理器被配置为：
经由所述无线收发器，向第二无线通信设备发送用于测距过程的测距请求；
经由所述无线收发器，至少部分地基于所发送的测距请求从所述第二无线通信设备接收第一消息，所述第一消息包括第一数据帧；
经由所述无线收发器，响应于所述第一消息，向所述第二无线通信设备发送第一响应消息；
经由所述无线收发器，从所述第二无线通信设备接收第二消息，所述第二消息包括第二数据帧，其中，用于所述第一消息和所述第一响应消息的测距测量信息被封装在所述第二数据帧中；以及
至少部分地基于所述测距测量信息来估计所述第一无线通信设备和所述第二无线通信设备之间的距离。
11.根据权利要求10所述的第一无线通信设备，其中，所述测距测量信息包括所述第一消息从所述第二无线通信设备离开的时间和所述第一响应消息到达所述第二无线通信设备的时间。
12.根据权利要求11所述的第一无线通信设备，其中，所述至少一个处理器被配置为估计所述距离，通过被配置为确定至少一个往返时间(RTT)，并且还至少部分地基于在所述第一无线通信设备处测量的所述第一消息的到达时间和所述第一响应消息从所述第一无线通信设备离开的时间。
13.根据权利要求11所述的第一无线通信设备，其中，所述第一消息的离开时间是所述测距测量信息中的第一时间戳，并且所述第一响应消息的到达时间是所述测距测量信息中的第二时间戳。
14.根据权利要求10所述的第一无线通信设备，其中，所述第一数据帧和所述第二数据帧是加密的。
15.根据权利要求10所述的第一无线通信设备，其中，来自所述第二无线通信设备的所述第二消息还包括被设置为指示所述测距测量信息的存在的比特。
16.根据权利要求10所述的第一无线通信设备，其中，所述至少一个处理器还被配置为：
经由所述无线收发器，从所述第二无线通信设备接收包括所述第一消息和所述第二消息的多个消息，其中,所述多个消息中的每一个是数据帧；
经由所述无线收发器，向所述第二无线通信设备发送包括所述第一响应消息的多个响应消息，所述多个响应消息中的每个响应消息响应于接收的消息；
其中，所述多个消息中的每个消息包括所述数据帧中封装的用于前一条消息和响应消息的所述测距测量信息；以及
其中，所述至少一个处理器被配置为还至少部分地基于所述测距测量信息的全部来估计所述第一无线通信设备和所述第二无线通信设备之间的所述距离。
17.根据权利要求10所述的第一无线通信设备，其中，所述第一无线通信设备和所述第二无线通信设备之间估计的所述距离是第一距离估计，其中，所述至少一个处理器还被配置为：
经由所述无线收发器，与第三无线通信设备和第四无线通信设备交换测距消息，其中,所述测距消息包括精细定时测量(FTM)帧或空数据分组(NDP)帧之一；
生成所述第一无线通信设备和所述第三无线通信设备之间的第二距离估计以及所述第一无线通信设备和所述第四无线通信设备之间的第三距离估计；以及
基于所述第一距离估计、所述第二距离估计和所述第三距离估计来估计所述第一无线通信设备的位置。
18.一种由第一无线通信设备执行的用于测距的方法，包括：
从第二无线通信设备接收用于测距过程的测距请求；
至少部分地基于接收的测距请求向所述第二无线通信设备发送第一消息，所述第一消息包括第一数据帧；
响应于所述第一消息，从所述第二无线通信设备接收第一响应消息；以及
向所述第二无线通信设备发送第二消息，所述第二消息包括第二数据帧，其中，所述第一消息和所述第一响应消息的测距测量信息被封装在所述第二数据帧中，使用所述第二数据帧，所述第二无线通信设备估计所述第一无线通信设备和所述第二无线通信设备之间的距离。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述测距测量信息包括所述第一消息从所述第一无线通信设备离开的时间和所述第一响应消息到达所述第一无线通信设备的时间。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述第一消息的离开时间是所述测距测量信息中的第一时间戳，并且所述第一响应消息的到达时间是所述测距测量信息中的第二时间戳。
21.根据权利要求20所述的方法，其中，所述测距测量信息还包括令牌信息。
22.根据权利要求18所述的方法，其中，所述第一数据帧和所述第二数据帧是加密的。
23.根据权利要求18所述的方法，其中，来自所述第一无线通信设备的所述第二消息还包括被设置为指示所述测距测量信息的存在的比特。
24.根据权利要求18所述的方法，还包括：
向所述第二无线通信设备发送包括所述第一消息和所述第二消息的多个消息，其中，所述多个消息中的每一个是数据帧；以及
从所述第二无线通信设备接收包括所述第一响应消息的多个响应消息，所述多个响应消息中的每个响应消息响应于发送的消息；
其中，所述多个消息中的每个消息包括用于所述数据帧中封装的用于前一条消息和响应消息的所述测距测量信息。
25.一种被配置用于测距的第一无线通信设备，包括：
无线收发器；
至少一个存储器；
至少一个处理器，其耦合到所述无线收发器和所述至少一个存储器，其中，所述至少一个处理器被配置为：
经由所述无线收发器，从第二无线通信设备接收用于测距过程的测距请求；
经由所述无线收发器，至少部分地基于接收的测距请求向所述第二无线通信设备发送第一消息，所述第一消息包括第一数据帧；
经由所述无线收发器，响应于所述第一消息，从所述第二无线通信设备接收第一响应消息；以及
经由所述无线收发器，向所述第二无线通信设备发送第二消息，所述第二消息包括第二数据帧，其中，所述第一消息和所述第一响应消息的测距测量信息被封装在所述第二数据帧中，使用所述第二数据帧，所述第二无线通信设备估计所述第一无线通信设备和所述第二无线通信设备之间的距离。
26.根据权利要求25所述的第一无线通信设备，其中，所述测距测量信息包括所述第一消息从所述第一无线通信设备离开的时间和所述第一响应消息到达所述第一无线通信设备的时间。
27.根据权利要求26所述的第一无线通信设备，其中，所述第一消息的离开时间是所述测距测量信息中的第一时间戳，并且所述第一响应消息的到达时间是所述测距测量信息中的第二时间戳。
28.根据权利要求25所述的第一无线通信设备，其中，所述第一数据帧和所述第二数据帧是加密的。
29.根据权利要求25所述的第一无线通信设备，其中，来自所述第一无线通信设备的所述第二消息还包括被设置为指示所述测距测量信息的存在的比特。
30.根据权利要求25所述的第一无线通信设备，其中，所述至少一个处理器还被配置为：
经由所述无线收发器，向所述第二无线通信设备发送包括所述第一消息和所述第二消息的多个消息，其中，所述多个消息中的每一个是数据帧；以及
经由所述无线收发器，从所述第二无线通信设备接收包括所述第一响应消息的多个响应消息，所述多个响应消息中的每个响应消息响应于发送的消息；
其中，所述多个消息中的每个消息包括用于所述数据帧中封装的用于前一条消息和响应消息的所述测距测量信息。
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