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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Durchführen einer Zeitmessung zur Positionsberechnung eines elektronischen Gerätes und eine dazugehörige Vorrichtung, der eingerichtet ist, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen.
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Obwohl ein herkömmliches elektronisches Gerät in einem Funknetzwerksystem eingerichtet sein kann, um die Position des herkömmlichen elektronischen Gerätes in einer Situation zu ermitteln, in der die Positionen von drei Punkten in dem Funknetzwerksystem und die Flugzeit (oder die Zeit der elektromagnetischen Wellenausbreitung) zwischen dem herkömmlichen elektronischen Gerät und jedem der drei Punkte bekannt ist, so kann dieses dennoch einige Nachteile aufweisen. Beispielsweise werden mehrere Anfragen zum Anstoßen der Zeitmessung benötigt, die jeweils zu einem der drei zuvor genannten Punkte korrespondieren. In einem anderen Beispiel ist es vor dem Ausführen der Zeitmessung, die jeweils zu einem der zuvor genannten drei Punkten korrespondiert, typischerweise notwendig zusätzliche Sondierungsframes (probe frames) von dem herkömmlichen elektronischen Gerät auszusenden, um Partnergeräte in dem Funknetzwerksystem zu entdecken, wodurch der Energieverbrauch des herkömmlichen elektronischen Gerätes erhöht wird. Insbesondere da die Anzahl der ausgetauschten Frames für die Zeitmessung typischerweise proportional zu der Anzahl der berücksichtigten Partnergeräte und der Frequenz von Aktualisierungen ist, kann die gesamte Kanalkapazität des Funknetzwerksystems in einigen Situationen nicht ausreichend sein (z. B. Frequenz der Aktualisierungen steigt an und/oder die Anzahl der Anwender, die eine Positionsbestimmung in dem Funknetzwerksystem benötigen, ist hoch). Daher kann die Positionsbestimmung nach dem Stand der Technik unter erhöhtem Frameaustausch, erhöhtem Energieverbrauch und ungenügender gesamter Kanalkapazität leiden.
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Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe dieser Erfindung, ein Verfahren zum Durchführen einer Zeitmessung zur Positionsberechnung eines elektronischen Gerätes und eine dazugehörige Vorrichtung bereit zu stellen, um die zuvor genannten Nachteile zu beheben.
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Es ist eine weitere Aufgabe der beanspruchten Erfindung ein Verfahren zum Durchführen einer Zeitmessung zur Positionsberechnung eines elektronischen Gerätes und eine dazugehörige Vorrichtung bereit zu stellen, um die Anzahl der ausgetauschten Frames in einem Funknetzwerksystem zu reduzieren.
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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 8. Die Unteransprüche offenbaren bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
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Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Durchführen einer Zeitmessung zur Positionsberechnung eines elektronischen Gerätes bereitgestellt, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Senden eines Vor-Verbindungs-Broadcast-Anfrage-Frames (bzw. eines pre-association broadcast request frames), um mehrere antwortende Stationen in einem Funknetzwerksystem anzustoßen, eine Zeitmessung einzuleiten; und Durchführen einer Zeitmessung entsprechend einer Vielzahl von Zeitmarken zum Ermitteln einer Position des elektronischen Gerätes, wobei ein Anteil der Vielzahl von Zeitmarken von den antwortenden Stationen bezogen wird. Beispielsweise wird zumindest eine Zeitmarke basierend auf einem Vor-Verbindungs-Unicast-Antwort-Frame (bzw. einem pre-association unicast response frame) ermittelt, der von einer der antwortenden Stationen empfangen wird, wobei keine eigentliche Verbindung zwischen dem elektronischen Gerät und einer der antwortenden Stationen hergestellt wird. Insbesondere korrespondiert für eine bestimmte antwortende Station der antwortenden Stationen (z. B. durch die zuvor genannte eine der antwortenden Stationen) eine erste Zeitmarke und eine zweite Zeitmarke aus der Vielzahl von Zeitmarken jeweils zu einer Abflugzeit (ToD) bzw. Sendezeit und einer Ankunftszeit (ToA) bzw. Empfangszeit von einem Vor-Verbindungs-Unicast-Antwort-Frame, der von der bestimmten antwortende Station empfangen wird, und eine dritte Zeitmarke und eine vierte Zeitmarke aus der Vielzahl von Zeitmarken korrespondieren jeweils zu einer Abflugzeit (ToD) und einer Ankunftszeit (ToA) eines Bestätigungs-Frames, der zu einem Vor-Verbindungs-Unicast-Antwort-Frame korrespondiert, der von der bestimmten antwortenden Station empfangen wird, wobei der Bestätigungs-Frame von dem elektronischen Gerät an die bestimmte antwortende Station gesendet wird. Beispielsweise kann der Vor-Verbindungs-Broadcast-Anfrage-Frame ein Sondierungsanfrageframe bzw. ein probe request frame sein und der Vor-Verbindungs-Unicast-Antwort-Frame ein Sondierungsantwortframe bzw. ein probe response frame sein. In einem anderen Beispiel kann der Vor-Verbindungs-Broadcast-Anfrage-Frame ein GAS-Anfrageframe bzw. ein Generic Advertisement Service Request Frame sein und der Vor-Verbindungs-Unicast-Antwort-Frame ein GAS-Antwortframe sein.
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Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung zum Durchführen einer Zeitmessung zur Positionsberechnung eines elektronischen Gerätes bereitgestellt, wobei die Vorrichtung zumindest einen Anteil des elektronischen Gerätes umfasst. Die Vorrichtung umfasst eine Verarbeitungsschaltung, die eingerichtet ist, Operationen des elektronischen Gerätes zu steuern und umfasst ferner eine Sende-Empfangsvorrichtung, die eingerichtet ist, Informationen für das elektronische Gerät zu übermitteln oder zu empfangen, wobei die Verarbeitungsschaltung mit der Sende-Empfangsvorrichtung gekoppelt ist. Zudem nutzt die Verarbeitungsschaltung die Sende-Empfangsvorrichtung zum Senden eines Vor-Verbindungs-Broadcast-Anfrage-Frames, um mehrere antwortende Stationen in einem Funknetzwerksystem anzustoßen, eine Zeitmessung einzuleiten, und führt eine Zeitmessung entsprechend einer Vielzahl von Zeitmarken zum Ermitteln einer Position des elektronischen Gerätes durch, wobei ein Anteil der Vielzahl von Zeitmarken von den antwortenden Stationen bezogen wird. Beispielsweise wird zumindest eine Zeitmarke basierend auf einem Vor-Verbindungs-Unicast-Antwort-Frame ermittelt, der von einer der antwortenden Stationen empfangen wird, wobei keine eigentliche Verbindung zwischen dem elektronischen Gerät und einer der antwortenden Stationen hergestellt wird. Insbesondere korrespondiert für eine bestimmte antwortende Station der antwortenden Stationen (z. B. durch die zuvor genannte eine der antwortenden Stationen) eine erste Zeitmarke und eine zweite Zeitmarke aus der Vielzahl von Zeitmarken jeweils zu einer Abflugzeit (ToD) und einer Ankunftszeit (ToA) von einem Vor-Verbindungs-Unicast-Antwort-Frame, der von der bestimmten antwortende Station empfangen wird, und eine dritte Zeitmarke und eine vierte Zeitmarke aus der Vielzahl von Zeitmarken korrespondieren jeweils zu einer Abflugzeit (ToD) und einer Ankunftszeit (ToA) eines Bestätigungs-Frames, der zu einem Vor-Verbindungs-Unicast-Antwort-Frame korrespondiert, der von der bestimmten antwortenden Station empfangen wird, wobei der Bestätigungs-Frame von dem elektronischen Gerät an die bestimmte antwortende Station gesendet wird. Beispielsweise kann der Vor-Verbindungs-Broadcast-Anfrage-Frame ein Sondierungsanfrageframe bzw. ein probe request frame sein und der Vor-Verbindungs-Unicast-Antwort-Frame ein Sondierungsantwortframe bzw. ein probe response frame sein. In einem anderen Beispiel kann der Vor-Verbindungs-Broadcast-Anfrage-Frame ein GAS-Anfrageframe bzw. ein Generic Advertisement Service Request Frame bzw. ein Allgemeneiner-Werbe-Service-Anfrageframe sein und der Vor-Verbindungs-Unicast-Antwort-Frame ein GAS-Antwortframe sein.
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Es ist ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, dass das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung lediglich eine einzige Anfrage nutzen kann (insbesondere eine Anfrage, die von dem elektronischen Gerät an mehrere Partnergeräte geschickt wird), um sofort die Ausführung der Zeitmessung zur Positionsberechnung zu starten. Zudem wird die Anzahl der ausgetauschten Frames in einem Funknetzwerksystem gegenüber dem Stand der Technik stark verringert, wobei keine zusätzlichen Sondierungsframes benötigt werden. Somit kann der Energieverbrauch gesenkt werden und dem Problem einer ungenügenden gesamten Kanalkapazität des Funknetzwerksystems kann vorgebeugt werden.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Darin ist:
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1 eine Darstellung einer Vorrichtung zum Durchführen einer Zeitmessung zur Positionsberechnung eines elektronischen Gerätes entsprechend einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
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2 ein Funknetzwerksystem mit dem vorgenannten elektronischen Gerät entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
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3 ein Flussdiagram eines Verfahrens zum Durchführen einer Zeitmessung zur Positionsberechnung eines elektronischen Gerätes entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und
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4 ein Steuerschema, das an dem 3 gezeigte Verfahren beteiligt ist, entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Gewisse Ausdrücke werden in der folgenden Beschreibung und Ansprüchen verwendet, die sich auf bestimmte Komponenten beziehen. Wie für den Fachmann ersichtlich, kann auf eine Komponente durch die Hersteller von Elektronikgeräten mittels anderer Namen Bezug genommen werden. Dieses Dokument beabsichtigt nicht zwischen Komponenten zu unterscheiden, die sich in ihrem Namen aber nicht in ihrer Funktion unterscheiden. In der folgenden Beschreibung und in den Ansprüchen werden die Ausdrücke „beinhalten” und „umfassen” in einer offen zu Verstehenden Weise verwendet und sollen daher im Sinne von „beinhaltend, aber nicht beschränkt auf...” verstanden werden. Auch der Ausdruck „gekoppelt” soll entweder eine indirekte oder eine direkte elektrisch leitfähige Verbindung bedeuten. Entsprechend ist eine Verbindung, wenn ein Gerät mit einem anderen Gerät gekoppelt ist, entweder eine direkte elektrisch leitfähige Verbindung oder eine indirekte elektrisch leitfähige Verbindung, beispielsweise über andere Geräte oder Verbindungen.
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Es wird Bezug auf 1 genommen, die eine Darstellung einer Vorrichtung 100 zum Durchführen einer Zeitmessung zur Positionsberechnung eines elektronischen Gerätes entsprechend einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei die Vorrichtung 100 zumindest einen Anteil (z. B. einen Anteil oder die Gesamtheit) des elektronischen Gerätes umfasst. Beispielsweise kann die Vorrichtung 100 einen Anteil des zuvor genannten elektronischen Gerätes umfassen und insbesondere zumindest eine Hardware-Schaltkreis sein, wie auch zumindest ein integrierter Schaltkreis (IC) innerhalb des elektronischen Gerätes. In einem anderen Beispiel kann die Vorrichtung 100 das gesamte zuvor genannte elektronische Gerät sein. In einem anderen Beispiel kann die Vorrichtung 100 ein System umfassen, welches das zuvor genannte elektronische Gerät umfasst (z. B. ein Audio/Video-System, welches das elektronische Gerät umfasst). Beispiele für das elektronische Gerät umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, ein Mobiltelefon (z. B. ein multifunktionales Mobiltelefon), einen Minicomputer (PDA) und einen Arbeitsplatzrechner, wie zum Beispiel einen Laptop Computer.
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Wie in 1 gezeigt, kann die Vorrichtung 100 eine Verarbeitungsschaltung 110 umfassen, die eingerichtet ist, Operationen des elektronischen Gerätes zu steuern und ferner eine Sende-Empfangsvorrichtung 120 umfassen, die eingerichtet ist, Informationen für das elektronische Gerät zu übermitteln oder zu empfangen, wobei die Sende-Empfangsvorrichtung 120 mit der Verarbeitungsschaltung 110 gekoppelt ist, und eine oder mehrere Antennen des elektronischen Gerätes mit der Sende-Empfangsvorrichtung 120 gekoppelt sein können. Beispielsweise könnte die Verarbeitungsschaltung 110 zumindest einen Prozessor und angegliederte Hardware Ressourcen umfassen und die Sende-Empfangsvorrichtung 120 könnte eine Sendevorrichtung und eine Empfangsvorrichtung umfassen, wie sie in der Funknetzwerkkommunikation verwendeten werden, wobei der Prozessor einigen Programmcode 110P ausführen könnte, der von einem Speichermodul innerhalb des elektronischen Gerätes abgerufen wird (z. B. von einer Festplatte (HDD) oder einem nicht-flüchtigen Speicher, wie z. B. einem Flash-Speicher), um die zuvor genannten Operationen des elektronischen Gerätes zu steuern.
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Entsprechend dieser Ausführungsform könnte die Verarbeitungsschaltung 110 unter Verwendung der Sende-Empfangsvorrichtung 120 einen Vor-Verbindungs-Broadcast-Anfrage-Frame senden, um einige Partnergeräte in einem Funknetzwerksystem anzustoßen, eine Zeitmessung einzuleiten. Die Partnergeräte könnte auf den Vor-Verbindungs-Broadcast-Anfrage-Frame antworten, indem sie jeweils einen Vor-Verbindungs-Unicast-Antwort-Frame an das elektronische Gerät senden, so dass die zuvor genannte Zeitmessung sofort durchgeführt werden kann. Somit kann das elektronische Gerät als der Initiator betrachtet werden und die Partnergeräte können als die antwortenden Stationen betrachtet werden. Insbesondere kann der Initiator den Vor-Verbindungs-Broadcast-Anfrage-Frame (oder einen Vor-Verbindungs-Multicast-Anfrage-Frame) als eine Zeitmessungsanfrage nutzen, wie z. B. eine Sondierungsanfrage oder eine Allgemeiner-Anzeige-Service-Anfrage (GAS-Anfrage), um mehrere antwortende Stationen anzuregen, sofort Operationen zur Zeitmessung auszuführen, wie z. B. einige Interaktionen zur Messung der Flugzeit (oder der Zeit der elektromagnetischen Wellenausbreitung) zwischen dem elektronischen Gerät und jeder der antwortenden Stationen deren Positionen bekannt sind. Beispielsweise könnte jede der antwortenden Stationen einen Vor-Verbindungs-Unicast-Antwort-Frame, wie z. B. einen Sondierungsantwortframe oder einen GAS-Antwortframe, als einen Zeitmessungsframe senden. Falls benötigt, wird für weiterführende Informationen bezüglich dem Ermitteln der Position des elektronischen Gerätes in einer Situation, in der die Position von drei Punkten in dem Funknetzwerksystem und die Flugzeit (oder die Zeit der elektromagnetischen Wellenausbreitung) zwischen dem elektronischen Gerät und jedem der drei Punkte bekannt ist, auf die (IEEE) 802.11 Standards des Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) (z. B. ”IEEE 802.11 – 2012” Standard) verwiesen.
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Als ein Ergebnis der Verwendung des Vor-Verbindungs-Broadcast-Anfrage-Frames, um die antwortenden Stationen gleichzeitig anzustoßen, die Zeitmessung einzuleiten, kann die Gesamtanzahl von ausgetauschten Frames der mehreren Partner gegenüber dem Stand der Technik erheblich reduziert werden, wobei es unnötig ist, vor der Rückmeldung des Zeitmessungsreports einen Peer-to-Peer IEEE 802.11v Zeitmessungs-Frame-Handshake nach dem Stand der Technik durchzuführen. Zudem kann die Zeit und der Energieverbrauch der zusätzlichen Feststellungsphase nach dem Stand der Technik und die Informationsabfragephase nach dem Stand der Technik verringert werden, da alle benötigten Informationen, angestoßen durch den Vor-Verbindungs-Broadcast-Anfrage-Frame, während (oder vor) dem Zeitmessungsvorgang bezogen werden können. Beispielsweise können die Positionen der drei Punkte durch die zuvor genannten Vor-Verbindungs-Unicast-Antwort-Frames übertragen werden und können daher direkt nachdem der Vor-Verbindungs-Broadcast-Anfrage-Frame gesendet wurde an das elektronische Gerät gesendet werden. In einem anderen Beispiel können vorab die Positionen der drei Punkte aus dem Internet oder einer anderen Stelle in dem Funknetzwerksystem bezogen werden, anstatt von den antwortenden Stationen zu diesem Moment während der Zeitmessung gesendet zu werden.
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2 zeigt ein Funknetzwerksystem 200 entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welches das vorgenannte elektronischen Gerät aus der in 1 gezeigten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst, wobei das Funknetzwerksystem 200 als ein Beispiel für das zuvor genannte Funknetzwerksystem der in 1 gezeigten Ausführungsform betrachtet werden kann. Wie in 2 gezeigt, kann das elektronische Gerät in dieser Ausführungsform (Bezeichnet als „STA” in 2, wobei die Bezeichnung „STA” für Station steht) von einem Punkt zu einem anderen Punkt bewegt werden, da der Anwender des elektronischen Gerätes das elektronische Gerät beim herumgehen mit sich tragen kann. Beispielsweise könnte der Anwender, der das elektronische Gerät trägt, zum Zentrum der Region 205-1 laufen, und die Vorrichtung 100 könnte das elektronische Gerät ansteuern, eine einzelne Anfrage (bezeichnet als „Anfrage” in 2) zu senden, um das Durchführen einer Zeitmessung zur Positionsberechnung entsprechend dem Zentrum der Region 205-1 zu starten, worauf einige der Partnergeräte (bezeichnet als „AP” in 2, wobei die Bezeichnung „AP” für „Access Point” steht) in dem Funknetzwerksystem 200 angestoßen werden Antworten an das elektronische Gerät zu senden, wobei die Bezeichnungen „1” und „2”, welche die in der Region 205-1 gezeigte Anfrage und die gezeigten Antworten bezeichnen, angeben, dass die Anfrage zuerst gesendet wird und dann die Antworten gesendet werden.
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Ähnlich könnte der Anwender, der das elektronische Gerät trägt, zu dem Zentrum der Region 205-2 laufen, und die Vorrichtung 100 könnte das elektronische Gerät ansteuern, eine einzelne Anfrage zu senden, um das Durchführen einer Zeitmessung zur Positionsberechnung entsprechend dem Zentrum der Region 205-2 zu starten, um die Position des elektronischen Gerätes zu aktualisieren. Ähnlich könnte der Anwender, der das elektronische Gerät trägt, zu dem Zentrum der Region 205-3 laufen, und die Vorrichtung 100 könnte das elektronische Gerät ansteuern, eine einzelne Anfrage zu senden, um das Durchführen einer Zeitmessung zur Positionsberechnung entsprechend dem Zentrum der Region 205-3 zu starten, um die Position des elektronischen Gerätes zu aktualisieren.
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3 zeigt ein Flussdiagram eines Verfahrens 300 zum Durchführen einer Zeitmessung zur Positionsberechnung eines elektronischen Gerätes entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das in 3 gezeigte Verfahren kann auf die in 1 gezeigt Vorrichtung 100 angewendet werden (insbesondere das elektronische Gerät STA aus der in 2 gezeigten Ausführungsform) und kann auf deren Verarbeitungsschaltung 110 (insbesondere die Verarbeitungsschaltung 110, die den Programmcode 110P aus der in 1 gezeigten Ausführungsform ausführt) angewendet werden. Das Verfahren ist im Folgenden beschrieben.
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In Schritt 310 sendet die Verarbeitungsschaltung 110 unter Verwendung der Sende-Empfangsvorrichtung 120 einen Vor-Verbindungs-Broadcast-Anfrage-Frame, so wie z. B. den zuvor genannten, um mehrere antwortende Stationen in einem Funknetzwerksystem, so wie z. B. dem zuvor genannte Funknetzwerksystem 200, anzustoßen, eine Zeitmessung einzuleiten. Der Vor-Verbindungs-Broadcast-Anfrage-Frame kann beispielsweise ein Sondierungsanfrageframe sein. In einem anderen Beispiel kann der Vor-Verbindungs-Broadcast-Anfrage-Frame ein GAS-Anfrageframe sein.
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In Schritt 320 führt die Verarbeitungsschaltung 110 eine Zeitmessung entsprechend einer Vielzahl von Zeitmarken zum Ermitteln einer Position des elektronischen Gerätes durch, wobei ein Anteil der Vielzahl von Zeitmarken von den antwortenden Stationen bezogen werden kann, und ein anderer Anteil der Vielzahl von Zeitmarken innerhalb des elektronischen Gerätes ermittelt werden kann. Beispielsweise kann zumindest eine Zeitmarke der Vielzahl von Zeitmarken basierend auf einem Vor-Verbindungs-Unicast-Antwort-Frame ermittelt werden, der, wie der in der in 1 gezeigten Ausführungsform beschriebene Vor-Verbindungs-Unicast-Antwort-Frame, von einer der antwortenden Stationen empfangen wurde. Insbesondere wird keine eigentliche Verbindung zwischen dem elektronischen Gerät und einer der antwortenden Stationen hergestellt.
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Dieser Ausführungsform entsprechend, korrespondiert für eine bestimmte antwortende Station der antwortenden Stationen (z. B. die zuvor genannte eine der antwortenden Stationen) eine erste Zeitmarke t1 und eine zweite Zeitmarke t2 aus der Vielzahl von Zeitmarken jeweils zu einer Abflugzeit (TOD) und einer Ankunftszeit (ToA) von einem Vor-Verbindungs-Unicast-Antwort-Frame, der von der bestimmten antwortende Station empfangen wird, und eine dritte Zeitmarke t3 und eine vierte Zeitmarke t4 aus der Vielzahl von Zeitmarken entspricht jeweils zu einer Abflugzeit (ToD) und einer Ankunftszeit (ToA) eines Bestätigungs-Frames bzw. eines ACK-Frames, der zu einem Vor-Verbindungs-Unicast-Antwort-Frame korrespondiert, wobei der Bestätigungs-Frame von dem elektronischen Gerät an die bestimmte antwortende Station gesendet wird. Zum Beispiel kann in einer Situation, in welcher der Vor-Verbindungs-Broadcast-Anfrage-Frame ein Sondierungsanfrageframe ist, dieser Vor-Verbindungs-Unicast-Antwort-Frame ein Sondierungsantwortframe sein. In einem weiteren Beispiel kann in einer Situation, in welcher der Vor-Verbindungs-Broadcast-Anfrage-Frame ein GAS-Anfrageframe ist, dieser Vor-Verbindungs-Unicast-Antwort-Frame ein GAS-Antwortframe sein.
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Insbesondere kann die zuvor genannte bestimmte antwortende Station jede antwortende Station von zumindest einem Anteil (z. B. einem Teil oder Allen) der antwortenden Stationen repräsentieren. Beispielsweise kann die bestimmte antwortende Station jede antwortende Station von einem Anteil der antwortenden Stationen repräsentieren. Dies dient lediglich erklärenden Zwecken und ist keine Begrenzung der vorliegenden Erfindung. In einem anderen Beispiel könnte die bestimmte antwortende Station jede der antwortenden Stationen repräsentieren.
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Einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung entsprechend, wie z. B. einigen Variationen der in 3 gezeigten Ausführungsform, kann der gesamte Arbeitsablauf des Verfahrens 300 wiederholt werden, wenn eine Aktualisierung der Position des elektronischen Gerätes benötigt wird. Beispielsweise kann Schritt 310 erneut ausgeführt werden, um die Position des elektronischen Gerätes zu aktualisieren, nachdem die Operationen des Schrittes 320 vollständig durchgeführt sind.
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4 zeigt ein Steuerschema, das an dem 3 gezeigte Verfahren 300 beteiligt ist, entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das elektronische Gerät (in 4 zum besseren Verständnis als „der Initiator” bezeichnet) Operationen unter der Kontrolle der Verarbeitungsschaltung 110 durchführen kann. Für eine bestimmte antwortende Station, wie z. B. die zuvor genannte, kann die Bedeutung der Zeitwerte {t1, t2, t3, t4} dieselbe sein, wie die in der in 3 gezeigten Ausführungsform, wobei ein anderer Satz von Zweitwerten {t1', t2', t3', t4'} die zu einer anderen antwortenden Station aus den in Schritt 310 genannten antwortenden Stationen korrespondierenden zugehörigen Zeitwerte abbilden (insbesondere eine der anderen antwortenden Stationen der in Schritt 310 genannten antwortenden Stationen, außer der zuvor genannten bestimmten antwortenden Station).
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Wie in 4 gezeigt, nutzt der Initiator, d. h. das elektronische Gerät in dieser Ausführungsform (insbesondere die Verarbeitungsschaltung 110 in diesem), einen einzelnen Anfrageframe, wie z. B. den zuvor genannten Vor-Verbindungs-Broadcast-Anfrage-Frame (z. B. eine Sondierungsanfrage oder eine GAS-Anfrage), um mehrere antwortende Stationen anzustoßen, die Zeitmessung einzuleiten, wobei die zeitmessungsbezogenen Operationen der antwortenden Stationen durch den selben Anfrageframe angestoßen werden und insbesondere gleichzeitig angestoßen werden können. Beispielsweise kann die bestimmte antwortende Station einen der in 4 gezeigten Unicast-Antwort-Frames senden, wie z. B. den Vor-Verbindungs-Unicast-Antwort-Frame, der zu der durch den Zeitwert t1 abgebildeten Zeit an den Initiator gesendet wird. Daraufhin könnte der Initiator, d. h. das elektronische Gerät in dieser Ausführungsform (insbesondere die Verarbeitungsschaltung 110 in diesem), den korrespondierenden Bestätigungs-Frame (in 4 der Kürze halber als „ACK” bezeichnet) an die bestimmte antwortende Station senden. Da die Zeitwerte t1 und t4 durch die bestimmte antwortende Station bezogen (oder erfasst) werden können, während die Zeitwerte t2 und t3 von dem Initator bezogen (oder erfasst) werden können, kann die bestimmte antwortende Station einen Zeitmessungsreport (in 4 der Kürze halber als „TM-Report” bezeichnet), beispielsweise einen Unicast-Antwort-Frame, der die Zeitwerte t1 und t4 an den Initiator überträgt, senden, wobei der Initator einen weiteren Bestätigungs-Frame (in 4 der Kürze halber als „ACK” bezeichnet) senden könnte, um den Empfang dieses Zeitmessungsreports zu bestätigen. Daher kann der Initiator, d. h. das elektronische Gerät in dieser Ausführungsform (insbesondere die Verarbeitungsschaltung 110 in diesem), basierend auf der folgenden Gleichung die Flugzeit (ToF) bezüglich der bestimmten antwortenden Station ermitteln oder abschätzen, die diesen Zeitmessungsreport sendet: ToF = ((t4 – t1) – (t3 – t2))/2; wobei der Abstand zwischen dem Initiator und der bestimmten antwortenden Station als (c*ToF) ermittelt oder abgeschätzt werden kann, wobei die Bezeichnung „c” die Vakuumlichtgeschwindigkeit beschreibt. Das bedeutet, dass der Initiator, d. h. das elektronische Gerät in dieser Ausführungsform (insbesondere die Verarbeitungsschaltung 110 in diesem), den Abstand zwischen dem Initiator und der bestimmten antwortenden Station basierend auf der folgenden Gleichung ermitteln oder abschätzen kann: D = (c*ToF) = c*((t4 – t1) – (t3 – t2))/2; wobei die Bezeichnung „D” den Abstand zwischen dem Initiator und der bestimmten antwortenden Station beschreibt. Als ein Ergebnis kann der Abstand D zwischen dem Initiator und der bestimmten antwortenden Station genutzt werden, um eine Position des elektronischen Gerätes zu ermitteln.
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Es sei angemerkt, dass ähnliche Operationen auf die Interaktionen zwischen dem Initiator und einer anderen antwortenden Station, wie z. B. der zuvor genannten (insbesondere jede der anderen antwortenden Stationen der in Schritt 310 genannten antwortenden Stationen, d. h. jede antwortende Station der in Schritt 310 genannten antwortenden Stationen, außer der zuvor genannten bestimmten antwortenden Station) angewendet werden können. In einem weiteren Beispiel könnte die andere antwortende Station einen anderen der in 4 gezeigten Unicast-Antwort-Frames an den Initiator senden, wie z. B. den Vor-Verbindungs-Broadcast-Anfrage-Frame, der zu der Zeit gesendet wird, die durch den Zeitwert t1' dargestellt wird. Daraufhin könnte der Initiator, d. h. das elektronische Gerät in dieser Ausführungsform (insbesondere die Verarbeitungsschaltung 110 in diesem), den korrespondierenden Bestätigungs-Frame (in 4 der Kürze halber als „ACK” bezeichnet) an die andere antwortende Station senden. Da die Zeitwerte t1' und t4' durch die andere antwortende Station bezogen (oder erfasst) werden können, während die Zeitwerte t2' und t3' von dem Initiator bezogen (oder erfasst) werden können, kann die andere antwortende Station einen Zeitmessungsreport (in 4 der Kürze halber als „TM-Report” bezeichnet), beispielsweise einen Unicast-Antwort-Frame, der die Zeitwerte t1' und t4' an den Initiator überträgt, senden, wobei der Initator einen weiteren Bestätigungs-Frame (in 4 der Kürze halber als „ACK” bezeichnet) senden könnte, um den Empfang dieses Zeitmessungsreports zu bestätigen. Daher kann der Initiator, d. h. das elektronische Gerät in dieser Ausführungsform (insbesondere die Verarbeitungsschaltung 110 in diesem), basierend auf der folgenden Gleichung die Flugzeit (in diesem Beispiel als ToF' bezeichnet, um Verwechslungen zu vermeiden) bezüglich der anderen antwortenden Station ermitteln oder abschätzen, die diesen Zeitmessungsreport sendet: ToF' = ((t4' – t1') – (t3' – t2'))/2; wobei der Abstand zwischen dem Initiator und der anderen antwortenden Station als (c*ToF') ermittelt oder abgeschätzt werden kann, wobei die Bezeichnung „c” die Vakuumlichtgeschwindigkeit beschreibt. Das bedeutet, dass der Initiator, d. h. das elektronische Gerät in dieser Ausführungsform (insbesondere die Verarbeitungsschaltung 110 in diesem), den Abstand zwischen dem Initiator und der anderen antwortenden Station basierend auf der folgenden Gleichung ermitteln oder abschätzen kann: D' = (c*ToF) = c*((t4' – t1') – (t3' – t2'))/2; wobei die Bezeichnung „D” den Abstand zwischen dem Initiator und der anderen antwortenden Station beschreibt. Als ein Ergebnis kann der Abstand D' zwischen dem Initiator und der anderen antwortenden Station genutzt werden, um eine Position des elektronischen Gerätes zu ermitteln.
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Allgemein können die zuvor offenbarten Gleichungen wie folgt zusammengefasst werden: ToF(n) = ((t4(n) – t1(n)) – (t3(n) – t2(n)))/2; und D(n) = (c*ToF(n)) = c*((t4(n) – t1(n)) – (t3(n) – t2(n)))/2; wobei der Index n zu der betrachteten antwortenden Station der antwortenden Stationen korrespondiert, wie z. B. der antwortenden Station R(n) (z. B. die zuvor genannte bestimmte antwortende Station oder die andere antwortende Station). Somit sind der Initiator und die antwortende Station R(n) eingerichtet, vier Zeitwerte inklusive Abflugzeit (ToD) und Ankunftszeit (ToA) und den jeweils den korrespondierenden Bestätigungsframe zu erfassen, wobei die antwortende Station R(n) einen Unicast-Reportframe nutzt, um ihre lokal erfassten Zeitwerte dem Initiator bereitzustellen. Somit kann der Initiator einen Satz von Flugzeiten {ToF(n)} bezüglich der zuvor genannten antwortenden Stationen unter Verwendung der Vielzahl von Zeitwerten ermitteln oder abschätzen. Zudem kann der Initiator ferner einen Satz von Abständen {D(n)} zwischen dem Initiator und den jeweiligen antwortenden Stationen {R(n)} ermitteln oder abschätzen, um die Position des Initiators zu ermitteln, d. h. die in Schritt 320 genannte Position. Es sei angemerkt, dass der Initiator einen Terminierungsframe (der ein Broadcast-Frame oder ein Multicast-Frame ist) nutzen könnte, um den Messungs-Prozess abzubrechen, falls genug bekannte Punkte verfügbar sind, um die zuvor genannte Position des elektronischen Gerätes zu errechnen.
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Basierend auf dem in 3 gezeigten Verfahren 300 und insbesondere dem in 4 gezeigten Steuerschema, kann die Verarbeitungsschaltung 110 die zuvor genannte Zeitmessung entsprechend der Vielzahl von Zeitmarken durchführen, ohne dass es notwendig ist, zuerst die Verbindung zwischen dem Initiator (d. h. dem elektronischen Gerät) und einer der antwortenden Stationen {R(n)} aufzubauen. Beispielsweise kann die Verarbeitungsschaltung 110 die zuvor genannte Zeitmessung entsprechend der Vielzahl von Zeitmarken durchführen, ohne dass es notwendig ist, zuerst die Verbindung zwischen dem Initiator (d. h. dem elektronischen Gerät) und einer der antwortenden Stationen {R(n)} aufzubauen. Im Vergleich zum Stand der Technik kann basierend auf den zuvor offenbarten Ausführungsformen die Menge der Framewechsel von Frames in dem Funknetzwerksystem stark reduziert werden.
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Alle Kombinationen und Unter-Kombinationen der zuvor genannten Merkmale sind ebenfalls Bestandteil der Erfindung.
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Zusammenfassend ist festzustellen, dass die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung 100 zum Durchführen einer Zeitmessung zur Positionsberechnung eines elektronischen Gerätes 100 betrifft, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Senden eines Vor-Verbindungs-Broadcast-Anfrage-Frames, um mehrere antwortende Stationen in einem Funknetzwerksystem 200 anzustoßen, eine Zeitmessung einzuleiten; und Durchführen einer Zeitmessung entsprechend einer Vielzahl von Zeitmarken zum Ermitteln einer Position des elektronischen Gerätes 100, wobei für eine bestimmte antwortende Station der antwortenden Stationen eine erste Zeitmarke und eine zweite Zeitmarke aus der Vielzahl von Zeitmarken jeweils zu einer Abflugzeit ToD und einer Ankunftszeit ToA von einem Vor-Verbindungs-Unicast-Antwort-Frame korrespondiert, der von der bestimmten antwortende Station empfangen wird, und eine dritte Zeitmarke und eine vierte Zeitmarke aus der Vielzahl von Zeitmarken jeweils einer Abflugzeit ToD und einer Ankunftszeit ToA eines Bestätigungs-Frames korrespondiert, der zu einem Vor-Verbindungs-Unicast-Antwort-Frame korrespondiert, wobei der Bestätigungs-Frame von dem elektronischen Gerät 100 an die bestimmte antwortende Station gesendet wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- 802.11 Standards des Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) [0017]
- IEEE 802.11v [0018]
