CN117480795A - 用于uwb通信的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

提供了一种在无线通信中由第一超宽带(UWB)装置执行的方法。该方法包括：将第一UWB装置配置为公告器，并发送用于公告的UWB消息，其中UWB消息用于测量到达角(AoA)。

Description

用于UWB通信的方法和装置
技术领域
本公开涉及超宽带(UWB)通信。更具体地，本公开涉及一种用于提供UWB公告的方法和装置。
背景技术
因特网正在从以人类中心的、人类创建和消费信息的连接网络发展到物联网(IoT)网络，通过该物联网网络在事物或其它分布式组件之间通信和处理信息。另一种出现的技术是万物网(IoE)，它是通过例如与云服务器的连接的大数据处理技术和IoT技术的组合。实施IoT需要技术要件，例如传感技术、有线/无线通信和网络基础设施、服务接口和安全技术。最近正在进行的对事物到事物连接的研究是关于用于传感器联网、机器到机器(M2M)或机器类型通信(MTC)的技术。
在IoT环境中，可以提供智能因特网技术(IT)服务，其收集和分析由彼此连接的事物生成的数据，以创建人类生活的新价值。通过常规信息技术(IT)技术和各种行业的转换或集成，IoT可以具有各种应用，例如智能家居、智能建筑、智能城市、智能汽车或联网汽车、智能电网、保健、或智能电器行业、或现有技术的医疗服务。
随着无线通信系统发展到提供各种服务，需要一种有效地提供这种服务的方法。
上述信息仅作为背景信息来呈现，以帮助理解本公开。上述任何内容是否可以作为关于本公开的现有技术适用，没有作出任何确定或断言。
发明内容
[技术方案]
本公开的方面是解决至少上述问题和/或缺点，并提供至少下述优点。因此，本公开的一方面是提供一种用于使用UWB公告来发起服务并使用该公告测量到达角(AoA)的方法和装置。
另外的方面将部分地在随后的描述中阐述，并且部分地将从描述中显而易见，或者可以通过所呈现的实施例的实践来获知。
根据本发明的一方面，提供了一种在无线通信中由第一超宽带(UWB)装置执行的方法。该方法包括：将第一UWB装置配置为公告器，以及发送用于公告的UWB消息，并且其中UWB消息用于测量到达角(AoA)。
根据本公开的另一方面，提供了一种在无线通信中由第二超宽带(UWB)装置执行的方法。该方法包括：将第二UWB装置配置为观测器，以及从第一UWB装置接收用于公告的UWB消息，并且其中该UWB消息用于测量到达角(AoA)。
根据本公开的另一方面，提供了无线通信中的第一超宽带(UWB)装置。该装置包括收发器和与收发器电连接的至少一个处理器，其中至少一个处理器被配置为：将第一UWB装置配置为公告器，并且发送用于公告的UWB消息，并且其中UWB消息用于测量到达角(AoA)。
根据本发明的另一方面，提供了一种无线通信中的第二超宽带(UWB)装置。该装置包括收发器和与收发器电连接的至少一个处理器，其中至少一个处理器被配置为：将第二UWB装置配置为观测器，并且从第一UWB装置接收用于公告的UWB消息，并且其中UWB消息用于测量到达角(AoA)。
通过下面结合附图的公开了本公开的各种实施例的详细描述，本公开的其它方面、优点和显著特征对于本领域技术人员将变得显而易见，所述详细描述。
附图说明
从以下结合附图的描述中，本公开的某些实施例的上述和其它方面、特征和优点将变得更加明显，其中：
图1示出了根据本公开的实施例的UWB装置的示例结构；
图2是示出根据本公开的实施例的公告器的结构的视图；
图3是示出根据本公开的实施例的观测器的结构的视图；
图4是示出根据本公开的实施例的用于由UWB装置提供公告的操作的流程图；以及
图5是示出根据本公开的实施例的用于由UWB装置接收公告的操作的流程图。
在所有附图中，应当注意，相同的附图标记用于描述相同或相似的元件、特征和结构。
具体实施方式
提供以下参考附图的描述以帮助全面理解如由权利要求书及其等同物界定的本发明的各种实施例。它包括各种具体细节以帮助理解，但是这些仅被认为是示例性的。因此，本领域的普通技术人员将认识到，在不脱离本公开的范围和精神的情况下，可以对这里描述的各种实施例进行各种改变和修改。此外，为了清楚和简洁起见，可以省略对众所周知的功能和结构的描述。
在以下描述和权利要求中使用的术语和词不限于书目含义，而是仅由发明人使用以使得能够清楚和一致地理解本公开。因此，本领域的技术人员应当清楚，提供本公开的各种实施例的以下描述仅仅是为了说明的目的，而不是为了限制由所附权利要求及其等同物限定的公开。
应当理解，单数形式“一个”、“一种”和“所述”包括复数指示物，除非上下文另有明确规定。因此，例如，提及“部件表面”包括提及一个或多个这样的表面。
在描述实施例时，省略了本领域中已知且不直接与本公开相关的技术的描述。这是为了进一步阐明本公开的要点而不会使其不清楚。
出于相同的原因，一些元件可能被夸大或示意性地示出。每个元件的尺寸不一定反映元件的实际尺寸。在所有附图中，相同的附图标记用于指示相同的元件。
通过以下结合附图所描述的实施例，可以理解本公开的优点和特征以及用于实现本公开的优点和特征的方法。然而，本公开不限于本文公开的实施例，并且可以对其进行各种改变。本文所公开的实施例仅用于向本领域的普通技术人员告知本公开的类别。本公开仅由所附权利要求限定。在整个说明书中，相同的附图标记指示相同的元件。
应当理解，每个流程图中的块和流程图的组合可以由计算机程序指令来执行。由于计算机程序指令可以被配备在通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器中，因此通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行的指令生成用于执行结合每个流程图的块所描述的功能的装置。由于计算机程序指令可以被存储在计算机可用或计算机可读存储器中，计算机可用或计算机可读存储器可以被定向到计算机或其它可编程数据处理装置以便以指定的方式实现功能，因此存储在计算机可用或计算机可读存储器中的指令可以产生包括指令装置的产品，所述指令装置用于执行结合每个流程图中的块所描述的功能。由于计算机程序指令可以被配备在计算机或其它可编程数据处理装置中，因此生成由计算机作为一系列操作步骤执行的过程的指令在计算机或其它可编程数据处理装置上执行，并且操作计算机或其它可编程数据处理装置可以提供用于执行结合每个流程图中的框所描述的功能的步骤。
此外，每个块可以指示包括用于执行指定逻辑功能的一个或多个可执行指令的模块、段或代码的一部分。此外，还应当注意，在一些替换执行示例中，在块中提到的功能可以以不同的顺序发生。例如，连续示出的两个块可以基本上同时执行，或者根据相应的功能以相反的顺序执行。
如本文所用，术语“单元”意指软件元件或硬件元件，例如现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC)。单元起到一定的作用。然而，术语“单元”不限于意味着软件或硬件元件。“单元”可以被配置在存储介质中，该存储介质可以被寻址或者可以被配置为再现一个或多个处理器。因此，作为示例，“单元”包括诸如软件元素、面向对象的软件元素、类元素和任务元素、进程、函数、属性、过程、子例程、程序代码段、驱动器、固件、微代码、电路、数据、数据库、数据架构、表、阵列和变量的元素。在元件或“单元”中提供的功能可以与附加元件组合，或者可以被分成子元件或子单元。此外，可以实现元件或“单元”以再现装置或安全多媒体卡中的一个或多个中央处理单元(CPU)。根据本公开的实施例，“……单元”可以包括一个或多个处理器。
如这里所使用的，术语“终端”或“装置”也可以被称为移动站(MS)、用户装置(UE)、用户终端(UT)、终端、无线终端、接入终端(AT)、用户单元、用户站(SS)、无线装置、无线通信装置、无线发射/接收单元(WTRU)、移动节点或手机，或者可以被称为其它术语。终端的各种实施例可以包括蜂窝电话、具有无线通信能力的智能电话、具有无线通信能力的个人数字助理(PDA)、无线调制解调器、具有无线通信能力的便携式计算机、诸如数码相机的具有无线通信能力的捕获/记录/拍摄/摄影装置、具有无线通信能力的游戏播放器、具有无线通信能力的音乐存储和回放家用电器、能够无线因特网接入和浏览的因特网家用电器、或包含这些能力的组合的便携式单元或终端。此外，终端可以包括机器对机器(M2M)终端和机器类型通信(MTC)终端/装置，但不限于此。在本公开中，终端可以被称为电子装置或简单地被称为装置。
在下文中，将参考附图描述本公开的工作原理。当确定会使得本公开的主题不清楚时，可以跳过已知功能或配置的详细描述。这里使用的术语是考虑本公开中的功能来定义的，并且可以根据用户或操作者的意图或实践用其它术语来代替。因此，应该基于整个公开内容来定义这些术语。
在下文中，将参考附图详细描述本公开的实施例。此外，尽管结合本公开的实施例描述了使用UWB的通信系统，但是作为示例，本公开的实施例也可以应用于具有类似技术背景或特征的其它通信系统。例如，可以在其中包括使用蓝牙(BLE)或ZigBee的通信系统。此外，在本领域普通技术人员的确定下，可以在不显著偏离本公开范围的范围内修改本公开的实施例，并且这种修改可以应用于其它通信系统。
当确定会使得本公开的主题不清楚时，可以跳过对已知技术或功能的详细描述。这里使用的术语是考虑本公开中的功能来定义的，并且可以根据用户或操作者的意图或实践用其它术语来代替。因此，应该基于整个公开内容来定义这些术语。
通常，无线传感器网络技术根据识别距离主要分为无线局域网(WLAN)技术和无线个人区域网(WPAN)技术。在这种情况下，WLAN是基于IEEE 802.11的技术，其使得能够在大约100m的半径内接入骨干网。WPAN是基于IEEE 802.15的技术，包括蓝牙、ZigBee和超宽带(UWB)。实现这种无线网络技术的无线网络可以包括多个电子装置。
根据联邦通信委员会(FCC)的定义，UWB可以指使用500MHz或更大的带宽或对应于20％或更大的中心频率的带宽的无线通信技术。UWB可以意味着应用UWB通信的频带本身。UWB可以实现装置之间的安全和精确的测距。因此，UWB能够基于两个装置之间的距离来实现相对位置估计，或者基于距固定装置(其位置是已知的)的距离来实现装置的精确位置估计。
在此使用的术语被提供用于更好地理解本公开，并且可以对其进行改变而不背离本公开的技术精神。
“应用专用文件(ADF)”可以是例如应用数据结构中的数据结构，其可以是应用或应用特定数据。
“应用协议数据单元(APDU)”可以是当与UWB装置中的应用数据结构通信时使用的命令和响应。
“应用特定数据”可以是例如具有根级和应用级的文件结构，包括UWB受控器信息和UWB会话所需的UWB会话数据。
“控制器”可以是定义和控制测距控制消息(RCM)(或控制消息)的测距装置。
“受控器”可以是使用从控制器接收的RCM(或控制消息)中的测距参数的测距装置。
与“静态STS”不同，“动态加扰时间戳序列(STS)模式”可以是在测距会话期间不重复STS的操作模式。在该模式中，STS可以由测距装置管理，并且生成STS的测距会话密钥可以由安全组件管理。
“小应用”可以是例如在安全组件上执行的包括UWB参数和服务数据的小应用。在本公开中，小应用可以是FiRa小应用。
“测距装置”可以是能够执行UWB测距的装置。在本公开中，测距装置可以是IEEE802.15.4z中定义的增强型测距装置(ERDEV)。测距装置可以被称为UWB装置。
“启用UWB的应用”可以是用于UWB服务的应用。例如，启用UWB的应用可以是使用架构API来配置用于UWB会话的带外(OOB)连接器、安全服务和/或UWB服务的应用。在本公开中，“启用UWB的应用”可以缩写为应用或UWB应用。启用UWB的应用可以是启用FiRa的应用。
“架构”可以是提供对配置文件、单个UWB设置和/或通知的接入的组件。“架构”可以是例如逻辑软件组件的集合，逻辑软件组件包括配置文件管理器、OOB连接器、安全服务和/或UWB服务。在本公开中，架构可以是FiRa架构。
“OOB连接器”可以是用于在测距装置之间建立带外(OOB)连接(例如，BLE连接)的软件组件。在本公开中，OOB连接器可以是FiRa OOB连接器。
“配置文件”可以是先前定义的一组UWB和OOB配置参数。在本公开中，配置文件可以是FiRa配置文件。
“配置文件管理器”可以是实现在测距装置上可用的配置文件的软件组件。在本公开中，配置文件管理器可以是FiRa配置文件管理器。
“服务”可以是向终端用户提供服务的用例的实现。
“智能测距装置”可以是可实现可选架构API的测距装置。在本公开中，智能测距装置可以是FiRa智能装置。
“全局专用文件(GDF)”可以是包括建立USB会话所需的数据的应用特定数据的根级。
“架构API”可以是由启用UWB的应用用来与架构通信的API。
“启动器”可以是发起测距交换的测距装置。
“对象标识符(OID)”可以是应用数据结构中的ADF的标识符。
“带外(OOB)”可以是不使用UWB作为基础无线技术的数据通信。
“测距数据集(RDS)”可以是在需要保护机密性、真实性和完整性时建立UWB会话所需的数据(例如，UWB会话密钥、会话ID等)。
“响应器”可以是在测距交换中响应于启动器的测距装置。
“STS”可以是用于增加测距时间标记的完整性和准确性的加密序列。STS可以从测距会话密钥生成。
“安全信道”可以是防止监听和篡改的数据信道。
“安全组件”可以是具有定义的安全级别的实体(例如，SE或TEE)，该实体与UWBS接口，以便例如在使用动态STS时向UWBS提供RDS。
“安全元件(SE)”可以是防篡改的安全硬件组件，其可以用作测距装置中的安全组件。
“安全测距”可以基于通过强加密操作生成的STS进行测距。
“安全服务”可以是用于与安全组件(例如安全元件或可信执行环境(TEE))接口的软件组件。
“服务小应用”可以是处理服务特定事务的安全组件上的小应用。
“服务数据”可以是由需要在两个测距装置之间传送以实现服务的服务提供商定义的数据。
“服务提供商”可以是定义并提供向最终用户提供特定服务所需的硬件和软件的实体。
“静态STS模式”是在会话期间重复STS的操作模式，并且不需要由安全组件管理。
“安全UWB服务(SUS)小应用”可以是SE上的小应用，其与小应用通信以检索实现与其它测距装置的安全UWB会话所需的数据。SUS小应用可以向UWBS传送相应的数据(信息)。
“UWB服务”可以是提供对UWBS的接入的软件组件。
“UWB会话”可以是从控制器和受控器开始通过UWB通信直到通信停止的时间段。UWB会话可以包括测距、数据传输、或测距和数据传输两者。
“UWB会话ID”可以是标识在控制器和控制器之间共享的UWB会话的ID(例如，32位整数)。
“UWB会话密钥”可以是用于保护UWB会话的密钥。UWB会话密钥可用于生成STS。在本公开中，UWB会话密钥可以是UWB测距会话密钥(URSK)，并且可以缩写为会话密钥。
“UWB子系统(UWBS)”可以是实现UWB PHY和MAC层规范的硬件组件。UWBS可以具有到架构的接口和到安全组件的接口以搜索RDS。
“基于调度的测距”可以用于由控制器调度的测距循环，以便受控器在不同的测距时隙中发送RFRAME和/或测量报告。在本公开中，基于调度的测距可以被称为时间调度测距。使用基于调度的测距的调度模式可以被称为时间调度模式。
当控制器不知道参与UWB会话(测距会话)的受控器的MAC地址时，可以使用“基于竞争的测距”。在基于竞争的测距中，控制器可以是启动器，并且可以与其它未知UWB装置执行测距。在本公开中，其中使用基于竞争的测距的调度模式可以被称为基于竞争的模式。
基于竞争的测距可用于其中控制器确定竞争接入周期的大小并通过测距控制消息指示竞争接入周期(CAP)大小的测距循环。在本公开中，竞争接入周期可以被称为竞争窗口或竞争窗口周期。
在基于竞争的模式中，UWB装置可以作为控制器和启动器操作，并且在这种情况下，测距控制阶段(RCP)和测距启动阶段(RIP)可以合并到RIP中。在测距阶段(RP)中，CAP大小的分配可以确定以测距时隙为单位参与相应测距循环的响应器的CAP周期。每个响应器可以随机地确定CAP中的一个时隙以发送测距响应消息(RRM)。在基于竞争的测距中使用的消息可以使用SP1作为RFRAME配置。
当存在已知的受控器和未知的受控器时，可以使用“混合测距”。如上所述，已知的受控器可以是其媒体访问控制(MAC)地址对于控制器是已知的受控器，并且未知的受控器可以是其MAC地址对于控制器是未知的受控器。在本公开中，混合测距可以被称为基于混合的测距。使用混合测距的调度模式可以被称为基于混合的模式。
在基于混合的模式中，控制器可以在基于调度的模式中与已知的受控器执行测距，并且在基于竞争的模式中与未知的受控器执行测距。
在基于混合的模式中，测距循环可以包括测距控制阶段(RC)P和测距阶段(RP)。RP可以包括用于基于调度的测距(接入)的无竞争周期和用于基于竞争的测距(接入)的竞争接入周期(CAP)。在本公开中，在基于混合的模式的RCP中使用的控制消息(测距控制消息)可以被称为测距管理消息(RMM)。
“UWB消息”可以是包括由UWB装置发送的有效载荷IE(例如，ERDEV)的消息。UWB消息可以是诸如测距发起消息(RIM)、测距响应消息(RRM)、测距最终消息(RFM)、控制消息(CM)、测量报告消息(MRM)、测距结果报告消息(RRRM)、控制更新消息(CUM)或单向测距(OWR)消息之类的消息。如果需要，可以将多个消息合并成一个消息。
“有效载荷IE”可以被称为有效载荷信息元素，并且可以被包括在IEEE 802.15.4/4z中定义的UWB MAC帧的MAC有效载荷中。MAC有效载荷可以包括多个有效载荷IE。
“数据消息IE(数据消息有效负载IE)”可以是用于发送应用数据的附加有效负载IE。应用数据可以是从UWB MAC层之上的架构或应用传送的数据。
数据消息IE可以在双向测距(TWR)过程中使用。在这种情况下，测距消息(UWB消息)可以包括用于测距的有效载荷IE和用于应用数据传输的数据消息IE中的至少一个或两个。例如，数据消息IE可以作为用于测距的测距发起消息(RIM)、测距响应消息(RRM)、测距最终消息(RFM)、测量报告消息(MRM)和测距结果报告消息(RRRM)的MAC有效载荷的有效载荷IE的一部分被包括和发送。
数据消息IE可以用于单向测距(OWR)过程中的到达角(AoA)测量。在这种情况下，AoA测量消息可以包括用于AoA测量的有效载荷IE和用于应用数据传输的数据消息IE中的至少一个或两个。例如，数据消息IE可以作为AoA测量消息的MAC有效载荷的有效载荷IE的一部分被包括和传送。
“OWR”可以是使用在测距装置和一个或多个其它测距装置之间单方面发送的消息的测距方案。OWR可用于测量到达时间差(TDoA)。另外，OWR可以用于在接收端测量AoA，而不是测量TDoA。在这种情况下，可以使用一对公告器和观测器。用于AoA测量的OWR可以使观测器能够接收来自公告器的OWR消息并测量AoA以确定用户的意图、动作或运动。例如，用户控制特定公告器的意图可以通过对来自公告器的OWR消息的AoA测量的结果来验证。在本公开中，OWR也可以被称为UWB OWR。
“公告器”是发送AoA测量消息的测距装置。公告器可以包括应用数据(应用有效载荷数据)作为使用数据消息IE的AoA测量消息的MAC有效载荷的一部分。应用数据可以由上层设置。在本公开中，公告器可以被称为公告器装置或UWB公告器装置。在本公开中，AoA测量消息也可以被称为用于AoA测量的OWB消息、用于AoA测量的UWB OWR消息、UWB公告消息或公告消息。
“观测器”是接收AoA测量消息并测量每个消息的AoA的测距装置。观测器可以将测量的AoA发送到上层。当应用数据被包括在AoA测量消息的MAC有效载荷中时，观测器可以将其发送到上层。在本公开中，观测器可以被称为观测器装置或UWB观测器装置。
“TWR”可以是能够通过在两个装置之间交换测距消息来测量飞行时间(ToF)来估计两个装置之间的相对距离的测距方案。TWR方案可以是双侧双向测距(DS-TWR)和单侧双向测距(SS-TWR)之一。SS-TWR可以是用于通过一个往返时间测量来执行测距的过程。DS-TWR可以是用于通过两个往返时间测量来执行测距的过程。例如，DS-TWR可以包括从启动器到响应器的RIM传输操作、从响应器到启动器的RRM传输操作、以及从启动器到响应器的RRM传输操作。同时，在TWR过程期间，所测量的AoA信息(例如，AoA方位角结果、AoA仰角结果)可以通过RRRM或其它消息被传送到另一测距装置。在本公开中，TWR也可以被称为UWB TWR。
“AoA”是接收信号的到达角，并且可以指示为相对角度，例如AoA方位角和AoA仰角。同时，可以假设测量装置是具有显示器的移动电话，Y轴是电话的垂直显示器轴，X轴是电话的水平显示器轴，并且Z轴垂直于电话显示器。在这种情况下，AoA方位角可以是投射在XZ平面上的输入信号和Z轴之间的相对角，而AoA仰角可以是输入信号和XZ平面之间的相对角。
在TWR的情况下，控制器(启动器)可以测量RRM的AoA方位角，并且可以通过UWB命令接口(UCI)通知消息发送所测量的AoA方位角。受控器(响应器)可以测量RIM消息的AoA方位角，并且可以通过RRRM发送测量的AoA方位角。
在TWR的情况下，控制器(启动器)可以测量RRM的AoA仰角，并且可以通过UCI通知消息发送所测量的AoA仰角。受控器(响应器)可以测量RIM消息的AoA仰角，并且可以通过RRRM发送所测量的AoA仰角。
在OWR的情况下，观测器可以测量AoA测量消息的AoA方位角和AoA仰角。
当确定会使得本公开的主题不清楚时，可以跳过对已知技术或功能的详细描述。
在下文中，参考附图描述本公开的各种实施例。
图1示出了根据本公开的实施例的用于UWB公告的电子装置的示例。
图1的电子装置100可以是UWB电子装置。例如，电子装置100可以是这里描述的公告器或观测器。如上所述，公告器可以是发送(或广播)公告消息的装置，而观测器可以是接收公告器发送的公告消息的装置。
参考图1，电子装置可以包括启用UWB的应用层110、UWB架构120、和/或包括UWBMAC层132和UWB物理层134的UWBS 130。根据实施例，电子装置可以不包括一些实体，或者可以进一步包括附加实体(例如，安全组件和/或带外(OOB)组件)。
UWB架构120可以支持UWB公告的功能、UWB测距和事务执行的功能、向启用UWB的应用层110和UWBS130提供接口的功能、或者估计装置的位置的功能中的至少一个。
UWB架构120和启用UWB的应用层110之间的接口可以被称为第一接口(接口#1)。在实施例中，第一接口可以是架构API或专有接口，但不限于此。
UWB架构120和UWBS130之间的接口可以被称为第二接口(接口#2)。在实施例中，第二接口可以是UWB命令接口(UCI)或专有接口，但不限于此。
启用UWB的应用层(或应用)110可以通过第一接口(例如，架构(应用编程接口(API)))与UWB架构120通信。因此，启用UWB的应用层110可以通过第一接口使用预定的性能/功能。例如，启用UWB的应用层110可以支持UWB公告、服务发现、UWB会话配置触发功能或测距通知功能中的至少一个功能。
同时，在本公开中，启用UWB的应用层110和/或UWB架构120可以由应用处理器(AP)(或处理器)来实现。因此，在本公开中，启用UWB的应用层110和/或UWB架构120的操作可以被理解为由AP(或处理器)执行。在本公开中，架构可以被称为AP或处理器。
UWB子系统(部件)(UWBS)130可用于与另一电子装置通信，以执行UWB公告的功能、UWB测距和事务的功能、或位置估计的功能中的至少一个。例如，UWBS130可以与另一装置的UWB子系统通信以发送或接收上述UWB消息(例如，公告消息)。
UWBS130可以通过第二接口(例如，UCI)与UWB架构120通信。在实施例中，UWB架构120(或应用处理器)(或主机)可以通过UCI发送命令，并且UWBS130可以向UWB架构120发送对该命令的响应。UWBS130可以通过UCI将通知传送到UWB架构120。例如，UWB架构120可以通过UCI向UWBS130发送用于设置用于UWB公告的公告数据的命令(例如，SET_ADVERTISEMENT_DATA_CMD)。例如，UWB架构120可以通过UCI向UWBS130发送UWB配置参数和/或应用配置参数。例如，UWBS130可以向UWB架构120发送例如RANGE_DATA_NTF通知。
图2是示出根据本公开的实施例的公告器的结构的视图。
在图2的实施例中，公告器(或公告器装置)可以是UWB电子装置。公告器可以对应于图1的电子装置、包括图1的电子装置、或者可以是可以包括图1的电子装置的一部分的电子装置。公告器可以是向观测器发送或广播公告消息的装置。
参照图2，公告器可以包括收发器210、控制器220和存储单元230。在本公开中，控制器可以被定义为电路或专用集成电路或至少一个处理器。不是必须包括收发器210、控制器220和存储单元230，并且根据实现，可以只包括至少一个单元。
收发器210可以向/从另一个实体或装置发送/接收信号。收发器210可以通过例如UWB通信和/或OOB通信(例如BLE)向/从另一装置发送/接收数据。例如，收发器210可以通过UWB通信向观测器发送(广播)UWB消息(例如，公告消息)。
根据一个实施例，控制器220可以控制电子装置的整体操作。例如，控制器220可以控制块之间的信号流以执行上述用于UWB公告的操作。具体地，控制器220可以控制例如用于设置用于UWB公告的参数的操作(例如，设置UWB配置参数和/或应用配置参数)和/或用于生成和发送UWB消息的操作。
存储单元230可以存储经由收发器210发送/接收的信息和经由控制器220生成的信息中的至少一个。例如，存储单元230可以存储例如UWB公告所必需的信息和数据。
图3是示出根据本公开的实施例的观测器的结构的视图。
在图3的实施例中，观测器(或观测器装置)可以是UWB电子装置。观测器可以对应于图1的电子装置、包括图1的电子装置、或者可以是可以包括图1的电子装置的一部分的电子装置。观测器可以是接收由公告器发送或广播的公告消息的装置。
参照图3，观测器可以包括收发器310、控制器320和存储单元330。在本公开中，控制器可以被定义为电路或专用集成电路或至少一个处理器。不是必须包括收发器310、控制器320和存储单元330，并且根据实现，可以只包括至少一个单元。
收发器310可以向另一个实体发送信号和从另一个实体接收信号。收发器310可以通过例如UWB通信和/或OOB通信(例如BLE)向/从另一装置发送/接收数据。例如，收发器310可以通过UWB通信从公告器接收UWB消息(例如，公告消息)。
根据一个实施例，控制器320可以控制电子装置的整体操作。例如，控制器320可以控制块之间的信号流以执行上述用于UWB公告的操作。具体地，控制器320可以控制例如用于接收和处理UWB消息(例如，公告消息)的操作。在实施例中，控制器320可以基于公告消息执行至少一个操作(例如，服务发现、参数设置、位置估计、UWB测距/事务等)。
存储单元330可以存储经由收发器310发送/接收的信息和经由控制器320生成的信息中的至少一个。例如，存储单元330可以存储例如UWB公告所必需的信息和数据。
在下文中，描述UWB公告的各种实施例。
对于UWB公告，公告器和观测器可以被配置/包含为装置类型(或装置功能)之一。公告器可以是发送(或广播)公告消息的装置，并且观测器可以是接收由公告器发送的公告消息的装置。根据一个实施例，公告器可以具有图1-图2的公告器的结构。观测器可以具有图1和图3的观测器的结构。在本公开中，被配置为公告器的UWB装置可以被称为第一UWB装置，并且被配置为观测器的UWB装置可以被称为第二UWB装置。
UWB装置可以发送/接收UWB消息。例如，第一UWB装置可以发送(或广播)作为公告消息的UWB消息，并且第二UWB装置可以接收UWB消息。
根据一个实施例，UWB消息可以包括报头IE或有效负载IE中的至少一个。报头IE的一个示例可以以下表1中所示的形式来配置。
[表1]
参考表1，UWB消息的报头IE可以包括指示内容字段的大小的长度字段、指示元素的标识符的元素ID字段、指示类型的类型字段、和/或包括UWB消息内容的内容字段。
有效载荷IE的一个示例可以以下表2中所示的形式来配置。
[表2]
有效载荷IE可以包括指示内容字段的大小的长度字段、指示组的标识符的组ID字段、指示为有效载荷IE的类型字段、和/或包括UWB消息内容的内容字段。
可以在表3中为每个UWB消息定义UWB消息ID。对于每个UWB消息可以有多种类型，并且应当通过公共服务和管理(CSM)层来指定对于每个UWB消息将使用什么类型。
[表3]
参考表3，UWB消息可以包括测距发起消息、测距响应消息、测距最终消息、控制消息、测量报告消息、测距结果报告消息、控制更新消息、公告消息、以及为其它UWB消息保留。
公告消息可以是用于UWB公告的UWB消息。公告消息可用于测量到达角(AoA)。在本公开中，公告消息可以被称为AoA测量消息。或者，公告消息可以被称为单向测距(OWR)消息。
根据一个实施例，公告消息的帧结构可以被配置为如表4所示。
[表4]
参考表4，公告消息的MAC报头可以包括帧控制字段、源地址字段、目的地地址字段或报头IE字段中的至少一个。公告消息的MAC有效载荷可以包括至少一个有效载荷IE字段。公告消息的MAC页尾可以包括帧校验序列(FCS)字段。根据实施例，当UWB消息是公告消息时，可以不使用目的地地址字段。
帧控制字段可以包括表5所示的格式。
[表5]
参考表5，帧控制字段可以包括帧类型字段、启用安全性字段、未决帧字段、AR字段、PAN ID压缩字段、保留字段、序列号抑制字段、IE存在字段、目的地寻址模式字段、帧版本字段或源寻址模式字段中的至少一个。
根据本公开的实施例，对于公告消息，有效载荷IE的内容字段的示例可以在表6中示出。
[表6]
有效载荷IE内容字段可以包括至少一个参数/字段(例如，销售商组织唯一标识符(OUI)、UWB消息ID、类别、公告数据类型长度、公告数据类型、公告数据长度和/或公告数据)。
销售商OUI字段是唯一标识销售商的24位号码。
UWB消息ID字段可以指示消息的类型。在UWB消息ID字段被设置为0x7的情况下，UWB消息是公告消息。
公告数据类型长度字段可以指示公告数据类型字段的长度(以八位字节为单位)。
公告数据类型字段可以指示公告数据的类型。
公告数据长度字段可以指示公告数据字段的长度(以八位字节为单位)。
公告数据字段可以包括类型对应于类型字段(公告数据类型字段)的数据。
当使用应用媒体类型时，可以使用应用的应用标识符(AID)来指定公告数据类型的参数值。媒体类型的附加后缀(例如，“+json”)可用于指示[RFC6839]中定义的公告数据的语法。
例如，
类别：0x02
公告数据类型长度：46
公告数据类型：Application/vnd.com.example.android.app_A+json
公告数据长度：137
公告数据：
{
“精确性”：“邮政区”,
“纬度”：37.7668,
“经度”：-122.3959，
“地址”：“”,
“城市”：“圣弗朗克斯科”，
“状态”：“CA”，
“zip”：“94107”,
“国家”：“US”
}
在实施例中，AID是公告数据将被传递到的应用的标识符。AID可以是以下之一：
-在安卓开发商用户指南中定义的安卓应用标识符
-如苹果开发商文档中定义的iOS应用标识符
观测器通过使用公告数据作为应用的参数来执行映射到应用媒体类型的应用。当映射到应用媒体类型的应用在观测器上不存在时，它是依赖于实施方式的。观测器可以要求用户选择要执行的应用，或者可以启动系统应用(例如，应用商店等)以供用户下载该应用。
在公告器上，公告消息的字段通过UCI设置。
为了传送公告消息，表7中的UWB配置参数应该通过UCI来配置。
为了建立UWB会话，在UWB装置之间协商表7中列出的一组UWB配置参数。例如，受控器可以为可选特征及其MAC地址提供其能力，并且控制器确定UWB配置参数并将UWB配置参数发送到受控器。UWB配置参数经由UCI被配置到UWB装置的UWBS。
[表7]
/>
参考表7，UWB配置参数可以包括会话ID、测距方法、装置功能、装置类型、RFRAME配置、TOF报告、AOA方位角报告、AOA仰角报告、AOA FOM报告、循环跳频、块跨距、块持续时间、循环持续时间、时隙持续时间、信道号、前导码索引、PRF模式、SP0 PHY集#、SP1 PHY集合#、SP3 PHY集合#、最大RR重试、卷积码的约束长度、UWB启动时间、块定时稳定性、密钥旋转、密钥旋转速率、MAC FCS类型、MAC地址模式、装置MAC地址、受控器的数量、DST MAC地址或STS配置中的至少一者。
为了传送公告消息，测距方法可以包括公告和观察模式，装置功能可以包括发射机和接收机，装置类型可以包括公告器和观测器，并且STS配置可以包括固定STS。发射机是发射数据帧的装置，接收机是接收RFRAME或数据帧的装置。
在下文中，描述了用于UWB公告的UCI的各种实施例。如上所述，UCI可以用于UWBS和UWB架构(或主机)之间的接口。例如，UCI可以用在UWBS和UWB架构中用于UWB会话管理(例如，建立测距会话)。
为了建立UWB会话，需要控制消息。需要控制消息来开始/停止UWB会话。会话状态应该在开始会话之前处于会话状态空闲(SESSION_STATE_IDLE)。当会话状态处于会话状态活动(SESSION_STATE_ACTIVE)时，主机UWBS将生成测距结果(RANGE_DATA_NTF)通知。
当UWB会话正在进行时，UWBS将向主机(或架构)发送具有RANGE_DATA_NTF通知(或测距数据通知)的测距结果。测距数据有效载荷可以在表8中示出。
[表8]
参考表8，测距数据通知可以包括序列号字段、会话ID字段、RCR指示字段、当前测距间隔字段、测距测量类型字段、MAC寻址模式指示符字段、测距测量字段的数量和/或测距测量字段(测距测量结果字段)。在实施例中，表9的多个公告和观察测量结果可以根据在一个测距循环中由公告器发送的UWB消息的数量被包括在测距字段中。
如果测量类型字段可以包括0x03：则允许公告和观察测量、公告和观察、以及AoA测量。测距测量字段的数量可以包括公告和观察测量。
测距测量字段的公告和观察测量结果可以包括如表9所示的有效载荷字段。
表9的多个公告和观察测量结果可以根据在一个测距循环中由公告器发送的UWB消息的数量被包括在测距测量字段中。
[表9]
/>
参考表9，公告和观察测量可以包括MAC地址字段、状态字段、非视线(NLoS)字段、到达角(AoA)方位角字段、AoA方位角FOM字段、AoA仰角字段、AoA仰角FOM字段、公告数据类型长度字段、公告数据类型字段、公告数据长度字段、或公告数据字段中的至少一者。
MAC地址可以指示参与装置的短地址。NLOS字段可以指示测距测量是处于视线内还是非视线。AoA方位角字段可以指示以度为单位的方位角。AoA仰角字段可以指示以度为单位的仰角。公告数据类型长度字段可以指示公告数据类型字段的长度(以八位字节为单位)。公告数据类型字段可以指示公告数据中包含的数据格式的类型。公告数据长度字段可以指示公告数据字段的长度(以八位字节为单位)。公告数据字段可以指示类型对应于公告数据类型字段的数据。
为了针对公告器配置公告消息的公告数据，表10的命令(例如，SET_ADVERTISEMENT_DATA_CMD)将用于公告器设置要包含在公告消息中的数据。
[表10]
参考表10，SET_ADVERTISEMENT_DATA_CMD可以包括公告数据类型长度字段、公告数据类型字段、公告数据长度字段或公告数据字段中的至少一个。公告数据类型长度字段可以指示公告数据类型字段的长度(以八位字节为单位)。公告数据类型字段可以指示包含在公告数据中的数据格式的类型。公告数据长度字段可以指示公告有效载荷字段的长度(以八位字节为单位)。公告数据字段可以指示类型对应于公告数据类型字段的数据。公告器可以基于该命令来设置公告消息的数据。
UWB装置可以设置应用配置来配置会话。UWB装置的主机(或架构或UWBS)可以使用SESSION_SET_APP_CONFIG_CMD命令来设置应用配置。主机可以通过控制消息来设置应用配置参数。
对于应用配置，可以包括表11所示的参数。
[表11]
/>
/>
/>
/>
参考表11，应用配置参数可以包括装置类型，测距循环使用、STS配置、多节点模式、信道号、受控器的数量、装置MAC地址、DST MAC地址、时隙持续时间、测距间隔(*)、STS索引、MAC FCS类型、测距循环控制、AOA结果REQ、测距数据NTF配置(*)、范围数据NTF接近_近(*)(RANGE_DATA_NTF_PROXIMITY_NEAR(*))、范围数据NTF接近_远(*)(RANGE_DATA_NTF_PROXIMITY_FAR(*))、装置功能、RFRAME配置、前导码索引、SFD ID、PSDU数据速率、前导码持续时间、测距时间结构、每个RR的时隙、TX自适应有效载荷功率、响应器时隙索引、PRF模式、调度模式、密钥旋转、密钥旋转速率、会话优先级、MAC地址模式、供应商ID、静态STSIV、STS段的数量、最大RR重试、UWB启动时间、跳频模式、块跨距、结果报告配置、带内终止尝试计数、子会话ID、BPRF PHR数据速率、测量的最大次数、STS长度、RFU、为特定销售商保留、ID长度为2个八位字节、或特定销售商应用配置中的至少一者。
图4是示出根据本公开的实施例的用于由UWB装置提供公告的操作的流程图。
图4所示的流程图的操作可以由本公开的UWB装置(或第一UWB装置)或公告器装置来执行。
UWB装置可以将UWB装置配置为公告器(410)。为了将UWB装置配置为公告器，可以基于此接收或配置表7的UWB配置或本公开的表11的应用配置。
UWB装置可以发送(或广播)用于公告的UWB消息(420)。UWB消息可以包括指示公告数据字段中所包括的数据格式的类别的类别字段、指示公告数据类型字段的长度的数据类型长度字段、指示公告数据的类型的公告数据类型字段、指示公告数据字段的长度的公告数据长度字段、或包括公告数据的公告数据字段中的至少一个。UWB消息可用于测量AoA。UWB消息可以包括根据表6的字段。
在实施例中，接收UWB消息的第二UWB装置的UWB子系统可以经由UWB命令接口(UCI)将与基于UWB消息的测距测量有关的通知传送到第二UWB装置的UWB架构。该通知可以包括指示测距测量的类型的测距测量类型字段和取决于测距测量的类型的测距测量结果。
在实施例中，第二UWB装置可以被配置为观测器。
在实施例中，测距测量类型字段可以被设置为指示观测器的AoA测量的类型的值。
在实施例中，测距测量结果可以包括指示测距测量是视线(LoS)内还是非视线(NLoS)的非视线字段、指示AoA方位角的AoA方位角字段、指示AoA方位角字段中的AoA方位角的可靠性的AoA方位角品质因数(FOM)字段、指示AoA仰角的AoA仰角字段、或指示AoA仰角字段中的AoA仰角的可靠性的AoA仰角品质因数(FOM)字段中的至少一者。
图5是示出根据本公开的实施例的用于由UWB装置接收公告的操作的流程图。
图5所示的流程图的操作可以由本公开的UWB装置(或第二UWB装置)或观测器装置来执行。
UWB装置可以将UWB装置配置为观测器(510)。为了将UWB装置配置为观测器，可以基于此接收或配置表7的UWB配置或本公开的表11的应用配置。
UWB装置可以从其它UWB装置接收用于公告的UWB消息(520)。UWB消息可以包括指示公告数据字段中所包括的数据格式的类别的类别字段、指示公告数据类型字段的长度的数据类型长度字段、指示公告数据的类型的公告数据类型字段、指示公告数据字段的长度的公告数据长度字段、或包括公告数据的公告数据字段中的至少一者。UWB消息可用于测量AoA。
在实施例中，接收UWB消息的UWB装置的UWB子系统可以经由UWB命令接口(UCI)将与基于UWB消息的测距测量有关的通知传送到UWB装置的UWB架构。该通知可以包括指示测距测量的类型的测距测量类型字段和取决于测距测量的类型的测距测量结果。
在实施例中，其它UWB装置可以被配置为公告器。
在实施例中，测距测量类型字段可以被设置为指示观测器的AoA测量的类型的值。
在实施例中，测距测量结果可以包括指示测距测量是视线(LoS)内还是非视线(LoS)的非视线(NLoS)字段、指示AoA方位角的AoA方位角字段、指示AoA方位角字段中的AoA方位角的可靠性的AoA方位角品质因数(FOM)字段、指示AoA仰角的AoA仰角字段、或指示AoA仰角字段中的AoA仰角的可靠性的AoA仰角FOM字段中的至少一个
在上述具体实施例中，根据所提出的具体实施例，包括在本公开中的组件以单数或复数形式来指示。然而，单数或复数形式被选择为对于为便于描述而建议的上下文是足够的，并且本公开不限于单数或复数组件。如本文所用，单数形式“一个”、“一种”和“所述”旨在也包括复数形式，除非上下文另外清楚地指示。
虽然已经参考本公开的各种实施例示出和描述了本公开，但是本领域技术人员将理解，在不脱离由所附权利要求及其等同物限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上进行各种改变。

Claims (15)

1.一种在无线通信中由第一超宽带UWB装置执行的方法，所述方法包括：
将所述第一UWB装置配置为公告器；以及
发送用于公告的UWB消息，
其中，所述UWB消息用于测量到达角AoA。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述UWB消息包括以下至少一者：
类别字段，指示被包括在公告数据字段中的数据格式的类别，
数据类型长度字段，指示公告数据类型字段的长度，
公告数据类型字段，指示公告数据的类型，
公告数据长度字段，指示公告数据字段的长度，或
公告数据字段，包括公告数据。
3.根据权利要求1所述的方法，
其中，接收所述UWB消息的第二UWB装置的UWB子系统经由UWB命令接口UCI向所述第二UWB装置的UWB架构传送与基于所述UWB消息的测距测量相关的通知，以及
其中，所述通知包括测距测量类型字段和测距测量结果，所述测距测量类型字段指示所述测距测量的类型，所述测距测量结果取决于所述测距测量的类型。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述第二UWB装置被配置为观测器。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述测距测量类型字段被设置成指示所述观测器的AoA测量的类型的值。
6.根据权利要求3所述的方法，其中，所述测距测量结果包括以下至少一者：
非视线NLoS字段，指示所述测距测量是视线LoS内还是非视线，
AoA方位角字段，指示AoA方位角，
AoA方位角品质因数FOM字段，指示所述AoA方位角字段中的AoA方位角的可靠性，
AoA仰角字段，指示AoA仰角，
AoA仰角FOM字段，指示所述AoA仰角字段中的AoA仰角的可靠性。
7.一种在无线通信中由第二超宽带UWB装置执行的方法，所述方法包括：
将所述第二UWB装置配置为观测器；以及
从第一UWB装置接收用于公告的UWB消息，
其中，所述UWB消息用于测量到达角AoA。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述UWB消息包括以下至少一者：
类别字段，指示被包括在公告数据字段中的数据格式的类别，
数据类型长度字段，指示公告数据类型字段的长度，
公告数据类型字段，指示公告数据的类型，
公告数据长度字段，指示公告数据字段的长度，或
公告数据字段，包括公告数据。
9.根据权利要求7所述的方法，
其中，接收所述UWB消息的第二UWB装置的UWB子系统经由UWB命令接口UCI向所述第二UWB装置的UWB架构传送与基于所述UWB消息的测距测量相关的通知，以及
其中，所述通知包括测距测量类型字段和测距测量结果，所述测距测量类型字段指示所述测距测量的类型，所述测距测量结果取决于所述测距测量的类型。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述第一UWB装置被配置为公告器，
其中，所述测距测量类型字段被设置为指示所述观测器的AoA测量的类型的值。
11.根据权利要求9所述的方法，其中，所述测距测量结果包括以下至少一者：
非视线NLoS字段，指示所述测距测量是视线LoS内还是非视线，
AoA方位角字段，指示AoA方位角，
AoA方位角品质因数FOM字段，指示所述AoA方位角字段中的AoA方位角的可靠性，
AoA仰角字段，指示AoA仰角，
AoA仰角FOM字段，指示所述AoA仰角字段中的AoA仰角的可靠性。
12.一种无线通信中的第一超宽带UWB装置，所述第一UWB包括：
收发器；以及
至少一个处理器，与所述收发器电连接，
其中，所述至少一个处理器被配置为：
将所述第一UWB装置配置为公告器；以及
发送用于公告的UWB消息，
其中，所述UWB消息用于测量到达角AoA。
13.根据权利要求12所述的第一UWB装置，其中，所述至少一个处理器还被配置为操作根据权利要求2至6所述的方法。
14.一种无线通信中的第二超宽带UWB装置，所述第二UWB装置包括：
收发器；以及
至少一个处理器，与所述收发器电连接，
其中所述至少一个处理器被配置为：
将所述第二UWB装置配置为观测器；以及
从第一UWB装置接收用于公告的UWB消息，
其中，所述UWB消息用于测量到达角AoA。
15.根据权利要求14所述的第二UWB装置，其中，所述至少一个处理器还被配置为操作根据权利要求8至11所述的方法。
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