DE112019002025T5 - Hochfrequenzentfernungsmessung unter verwendung von phasendifferenz - Google Patents

Hochfrequenzentfernungsmessung unter verwendung von phasendifferenz Download PDF

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Abstract

Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschreiben Mechanismen zur Hochfrequenz(HF)-Entfernungsmessung zwischen Paaren von Funkeinheiten basierend auf zwischen Einheiten ausgetauschten Funksignalen. Ein beispielhaftes Funksystem kann eine erste Funkeinheit, die zum Übertragen eines ersten Funksignals ausgebildet ist, und eine zweite Funkeinheit, die zum Empfangen des ersten Funksignals, Anpassen eines Referenztaktsignals der zweiten Funkeinheit basierend auf dem ersten Funksignal und Übertragen eines basierend auf dem angepassten Referenztaktsignal erzeugten zweiten Funksignals ausgebildet ist, aufweisen. Ein solches Funksystem kann ferner eine Verarbeitungseinheit zum Bestimmen einer Entfernung zwischen der ersten und zweiten Funkeinheit basierend auf einer Phasendifferenz zwischen dem ersten Funksignal, wie durch die erste Funkeinheit übertragen, und dem zweiten Funksignal, wie bei der ersten Funkeinheit empfangen, aufweisen. Offenbarte Mechanismen können eine genaue HF-Entfernungsmessung unter Verwendung kostengünstiger Funkeinheiten mit niedriger Leistung ermöglichen.

Description

  • QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
  • Diese Anmeldung beansprucht den Nutzen und die Priorität der nicht vorläufigen US-Patentanmeldung mit der Serien-Nr. 15/955,049 , eingereicht am 17. April 2018 mit dem Titel „RADIO FREQUENCY RANGING USING PHASE DIFFERENCE“, die hiermit durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit aufgenommen wird.
  • TECHNISCHES GEBIET DER OFFENBARUNG
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein Funksysteme und insbesondere Hochfrequenz(HF)-Entfernungsschätzung durch Verwendung von Phasendifferenz.
  • HINTERGRUND
  • Funksysteme sind Systeme, die Signale in der Form elektromagnetischer Wellen in dem HF-Bereich von näherungsweise 3 Kilohertz (kHz) bis 300 Gigahertz (GHz) übertragen und empfangen. Funksysteme werden üblicherweise zur Drahtloskommunikation verwendet. Zwei Funkeinheiten in demselben Funksystem können Informationen drahtlos unter Verwendung von Protokollen, wie etwa Bluetooth™, Wireless Local Area Network (WLAN) oder IEEE 802.15.4 entsprechenden Protokollen, austauschen. Manche Beispiele für solche Funksysteme schließen ein Drahtlossensornetz, Bluetooth-fähige Handapparate und intelligente Heimsysteme ein.
  • In manchen Situationen kann es wünschenswert sein, zum automatischen (d. h. ohne oder mit minimalem Benutzereingriff) Bestimmen einer Entfernung zwischen zwei Funkeinheiten, ein Prozess der als „HF-Entfernungsmessung“ bezeichnet wird, in der Lage zu sein. Zum Beispiel können paarweise Entfernungsmessungen zwischen einer mobilen Vorrichtung und mehreren Zugangspunkten mit HF-Entfernungsmessung den Standort der mobilen Vorrichtung identifizieren.
  • Ein Ansatz zum Bestimmen einer Entfernung zwischen zwei Funkeinheiten ist das Einsetzen von phasenbasierten Messungen, wobei die Phasendifferenzen zwischen Signalen zum Schätzen der Entfernung analysiert werden. Bei solchen Messungen müssen Referenztaktsignale der unterschiedlichen Funkeinheiten so synchronisiert werden, dass sie innerhalb enger Timing-Toleranzen liegen, wie durch eine spezielle Anwendung vorgegeben. Eine solche Synchronität kann schwer zu erreichen sein, insbesondere bei hohen Taktgeschwindigkeiten.
  • Figurenliste
  • Um ein vollständigeres Verständnis der vorliegenden Offenbarung und der Merkmale und Vorteile davon zu vermitteln, wird nun auf die folgende Beschreibung Bezug genommen, die in Verbindung mit den begleitenden Figuren erfolgt, wobei gleiche Bezugsziffern gleiche Teile repräsentieren, in welchen gilt:
    • 1A stellt ein Blockdiagramm bereit, das ein beispielhaftes Funksystem gemäß manchen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
    • 1 B stellt ein Blockdiagramm bereit, das ein beispielhaftes Funksystem gemäß anderen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
    • 2A stellt ein Blockdiagramm bereit, das eine beispielhafte Funkeinheit gemäß manchen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
    • 2B stellt ein Blockdiagramm bereit, das eine beispielhafte Funkeinheit gemäß anderen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
    • 3 präsentiert ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Betreiben eines Funksystems zum Messen einer Entfernung zwischen einer ersten und einer zweiten Funkeinheit basierend auf einer Phasendifferenz gemäß manchen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung;
    • 4 stellt ein Blockdiagramm bereit, das eine Anordnung, bei der die erste Funkeinheit ein Signal an die zweite Funkeinheit zur Entfernungsmessung unter Verwendung des in 3 gezeigten Verfahrens überträgt, gemäß manchen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
    • 5 stellt ein Blockdiagramm bereit, das eine Anordnung, bei der die zweite Funkeinheit ein pseudoreflektiertes Signal an die erste Funkeinheit zur Entfernungsmessung unter Verwendung des in 3 gezeigten Verfahrens überträgt, gemäß manchen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
    • 6 stellt eine Veranschaulichung verschiedener Aspekte einer Entfernungsmessung unter Verwendung des in 3 gezeigten Verfahrens gemäß manchen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung bereit; und
    • 7 stellt ein Blockdiagramm bereit, das ein beispielhaftes Datenverarbeitungssystem, das zum Implementieren von wenigstens Teilen des in 3 gezeigten Verfahrens ausgebildet ist, gemäß manchen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
  • BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN DER OFFENBARUNG
  • Übersicht
  • Die Systeme, Verfahren und Vorrichtungen dieser Offenbarung weisen jeweils einige innovative Aspekte auf, von denen keiner allein für alle der hierin offenbarten wünschenswerten Attribute verantwortlich ist. Einzelheiten einer oder mehrerer Implementierungen des in dieser Patentschrift beschriebenen Gegenstands sind in der folgenden Beschreibung und den begleitenden Zeichnungen dargelegt.
  • Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung stellen Mechanismen zur HF-Entfernungsmessung, nämlich zur Bestimmung von Entfernungen zwischen Paaren von Funkeinheiten, basierend auf zwischen ihnen ausgetauschten Funksignalen bereit. Insbesondere verwenden offenbarte Mechanismen Phasendifferenzmessungen zum Bestimmen von Entfernungen zwischen Paaren unterschiedlicher Funkeinheiten. Bei einem Aspekt kann ein beispielhaftes Funksystem eine erste Funkeinheit, die zum Übertragen eines ersten Funksignals (z. B. ersten HF-Signals) ausgebildet ist, und eine zweite Funkeinheit, die zum Empfangen des ersten Funksignals, Anpassen eines Referenztaktsignals der zweiten Funkeinheit basierend auf dem ersten Funksignal und Übertragen eines basierend auf dem angepassten Referenztaktsignal erzeugten zweiten Funksignals (z. B. zweiten HF-Signals) ausgebildet ist, aufweisen. Ein solches Funksystem kann ferner eine Datenverarbeitungseinheit aufweisen, die zum Bestimmen einer Entfernung zwischen der ersten und zweiten Funkeinheit basierend auf einer Phasendifferenz zwischen dem ersten Funksignal, wie durch die erste Funkeinheit übertragen, und dem durch die zweite Funkeinheit übertragenen zweiten Funksignal, aber wie bei der ersten Funkeinheit empfangen, ausgebildet ist. Das automatische Anpassen des Referenztaktsignals der zweiten Funkeinheit basierend auf dem ersten Funksignal kann die Last des Erforderns einer Synchronität zwischen Referenztakten der ersten und zweiten Funkeinheit beseitigen oder wenigstens reduzieren. Offenbarte Mechanismen können eine genaue HF-Entfernungsmessung unter Verwendung von kostengünstigen Funkeinheiten mit niedriger Leistung ermöglichen und können besonders geeignet sein, um zu ermöglichen, dass bestehende Funksysteme, z. B. jene die zur Drahtlosdatenkommunikation verwendet werden, Entfernungsmessungen bereitstellen.
  • Weil die erste Hochfrequenzeinheit die Einheit ist, die ein Funksignal sendet, das durch eine andere, z. B. die zweite, Funkeinheit zum Anpassen ihres Referenztaktsignals auf das Funksignal verwendet wird, kann in der nachfolgenden Beschreibung die erste Funkeinheit als ein „Anker“ (oder als ein „Master“) bezeichnet werden, während die zweite Funkeinheit als ein „Tag“ (oder als ein „Slave“) bezeichnet werden kann. Im Allgemeinen verweist der Ausdruck „Funkeinheit“ auf eine Einheit, die zum Übertragen und Empfangen von Funksignalen in der Lage ist, z. B. unter Verwendung beliebiger der geeigneten zugeordneten Frequenzbänder, und kann alternativ dazu als eine „TX/RX-Einheit“ bezeichnet werden. Nachfolgend können die Ausdrücke „Funksignal“ und „HF-Signal“ austauschbar verwendet werden, aber im Allgemeinen können hier bereitgestellte Beschreibungen auf Signale in dem Funkspektrum (d. h. dem Spektrum elektromagnetischer Strahlung außer dem optischen Spektrum) außer HF-Wellen, z. B. auf Mikrowellensignale und/oder auf Terahertzstrahlung, anwendbar sein.
  • Wie es sich für einen Fachmann versteht, können Aspekte der vorliegenden Offenbarung, insbesondere Aspekte einer HF-Entfernungsmessung unter Verwendung von Phasendifferenzmessungen, wie hier beschrieben, auf verschiedene Arten und Weisen umgesetzt werden - z. B. als ein Verfahren, ein System, ein Computerprogrammprodukt oder ein computerlesbares Speicherungsmedium. Entsprechend können Aspekte der vorliegenden Offenbarung die Form einer vollständig hardwarebasierten Ausführungsform, einer vollständig softwarebasierten Ausführungsform (einschließlich Firmware, residenter Software, Mikrocode usw.) oder einer Ausführungsform annehmen, die Software und Hardwareaspekte kombiniert, welche hierin alle allgemein als ein „Schaltkreis“, ein „Modul“ oder ein „System“ bezeichnet werden können. In dieser Offenbarung beschriebene Funktionen können als ein Algorithmus implementiert werden, der durch eine oder mehrere Hardwareverarbeitungseinheiten, z. B. einen oder mehrere Mikroprozessoren, eines oder mehrerer Computer ausgeführt werden kann. Bei verschiedenen Ausführungsformen können unterschiedliche Schritte und Teile der Schritte von jedem der hier beschriebenen Verfahren durch unterschiedliche Verarbeitungseinheiten durchgeführt werden. Des Weiteren können Aspekte der vorliegenden Offenbarung die Form eines Computerprogrammprodukts in einem oder mehreren bevorzugt nichtflüchtigen computerlesbaren Medien annehmen, die darauf umgesetzten, z. B. gespeicherten computerlesbarem Programmcode aufweisen. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann ein solches Computerprogramm zum Beispiel auf die existierenden Vorrichtungen und Systeme (z. B. die existierenden Funkeinheiten und/oder ihre Steuerungen usw.) heruntergeladen (aktualisiert) werden oder beim Herstellen dieser Vorrichtungen und Systeme darauf gespeichert werden.
  • Die folgende ausführliche Beschreibung präsentiert verschiedene Beschreibungen spezieller gewisser Ausführungsformen. Allerdings können die hier beschriebenen Innovationen in einer Vielfalt verschiedener Weisen umgesetzt werden, wie sie beispielsweise durch die Ansprüche oder ausgewählte Beispiele definiert und abgedeckt sind. In der folgenden Beschreibung wird Bezug auf die Zeichnungen genommen, in denen gleiche Bezugsziffern identische oder funktional ähnliche Elemente angeben können. Es versteht sich, dass in den Zeichnungen veranschaulichte Elemente nicht unbedingt maßstabsgerecht gezeichnet sind. Darüber hinaus versteht sich, dass gewisse Ausführungsformen mehr Elemente als in einer Zeichnung veranschaulicht und/oder eine Teilmenge der in der Zeichnung veranschaulichten Elemente aufweisen können. Ferner können manche Ausführungsformen eine beliebige geeignete Kombination aus Merkmalen von zwei oder mehr Zeichnungen einschließen. Der Einfachheit halber kann, falls eine Sammlung von Zeichnungen, die mit unterschiedlichen Buchstaben bezeichnet sind, vorhanden ist, z. B. 1A-1B, eine solche Sammlung hier ohne die Buchstaben, z. B. als „1“, bezeichnet werden.
  • Die Beschreibung kann die Formulierungen „bei einer Ausführungsform“ oder „bei Ausführungsformen“ verwenden, die sich jeweils auf eine oder mehrere derselben oder verschiedener Ausführungsformen beziehen. Sofern nichts anderes vorgegeben ist, gibt die Verwendung der Ordnungsadjektive „erster“, „zweiter“ und „dritter“ usw. zum Beschreiben eines häufigen Objekts lediglich an, dass auf unterschiedliche Instanzen ähnlicher Objekte Bezug genommen wird, und sie sollen nicht implizieren, dass die so beschriebenen Objekte in einer gegebenen Abfolge, entweder zeitlich, räumlich, in einer Einstufung oder irgendeine andere Weise, vorliegen müssen. Verschiedene Aspekte der veranschaulichenden Ausführungsformen sind unter Verwendung von Ausdrücken beschrieben, die von einem Fachmann üblicherweise verwendet werden, um den Inhalt ihrer Arbeit anderen Fachleuten zu vermitteln. Die Ausdrücke „im Wesentlichen“, „näherungsweise“, „etwa“ usw. können verwendet werden, um allgemein darauf zu verweisen, innerhalb von +/- 20 % eines Zielwertes basierend auf einem speziellen Wert zu liegen, wie hier beschrieben ist oder wie einem Fachmann bekannt ist.
  • Andere Merkmale und Vorteile der Offenbarung werden anhand der folgenden Beschreibung und der Ansprüche ersichtlich.
  • Beispielhaftes Funksystem
  • 1A stellt ein Blockdiagramm bereit, das ein beispielhaftes Funksystem 100A gemäß manchen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
  • Wie in 1A gezeigt, kann das System 100A wenigstens eine erste Funkeinheit 110, die hier als ein „Anker“ 110 beschrieben ist, und eine erste Funkeinheit 120, die hier als ein „Tag“ 120 beschrieben ist, aufweisen. Wie unten ausführlicher beschrieben ist, kann der Anker 110 zum Übertragen eines ersten Funksignals (z. B. ersten HF-Signals) ausgebildet sein, während das Tag 120 zum Empfangen des ersten Funksignals, Anpassen seines Referenztaktsignals basierend auf dem empfangenen ersten Funksignal und Übertragen eines zweiten Funksignals (z. B. zweiten HF-Signals), das basierend auf dem angepassten Referenztaktsignal erzeugt wird, ausgebildet sein. Bei manchen Ausführungsformen können sowohl der Anker 110 als auch das Tag 120 dazu ausgebildet sein, sowohl als der Anker als auch das Tag, wie hier beschrieben, zu fungieren.
  • Wie auch in 1A gezeigt, kann das System 100A ferner eine Datenverarbeitungseinheit 130 aufweisen, die zum Durchführen einer Entfernungsbestimmung, wie hier beschrieben, ausgebildet ist. Wie unten ausführlicher beschrieben ist, kann die Datenverarbeitungseinheit 130 zum Bestimmen einer Entfernung zwischen dem Anker 110 und dem Tag 120 basierend auf einer Phasendifferenz zwischen dem ersten Funksignal, wie durch den Anker 110 übertragen, und dem durch das Tag 120 übertragenen zweiten Funksignal, wie bei dem Anker 110 empfangen, ausgebildet sein.
  • Bei manchen Ausführungsformen kann die Datenverarbeitungseinheit 130 innerhalb des Ankers 110 enthalten sein. Bei anderen Ausführungsformen kann die Datenverarbeitungseinheit 130 außerhalb des Ankers 110 und des Tags 120 enthalten sein, z. B. kann die Datenverarbeitungseinheit 130 eine Cloud-basierte Einheit sein, die kommunikativ mit dem Anker 110 und/oder dem Tag 120 gekoppelt ist und zum Durchführen einer Entfernungsbestimmung, wie hier beschrieben, basierend auf Daten, die von dem Anker 110 empfangen werden, und optional Daten, die von dem Tag 120 empfangen werden, ausgebildet ist.
  • Allgemein gesagt kann sowohl der Anker 110 als auch das Tag 120 eine Vorrichtung sein, die zum Übertragen und Empfangen von Funksignalen in der Lage ist. Bei manchen Ausführungsformen können der Anker 110 und das Tag 120 eine Vorrichtung sein, die zum Initiieren einer Kommunikation verwendet wird, wie etwa ein Drahtlossensor, ein Handapparat, eine intelligente Heimsystemvorrichtung, ein Computer, ein persönlicher digitaler Assistent (PDA), ein Laptop oder ein elektronisches Notebook, ein Mobiltelefon, ein i-Phone™, i-Pad™, ein Google-Droid™-Telefon, ein IP-Telefon oder ein(e) beliebige(s) andere(s) Vorrichtung, Komponente, Element oder Objekt, die/das zum Initiieren von Sprach-, Audio-, Video-, Medien- oder Datenaustauschvorgängen innerhalb des Funksystems 100A in der Lage ist. Weitere beispielhafte Einzelheiten darüber, wie der Anker 110 und das Tag 120 implementiert werden können, sind in 2A gezeigt.
  • Bei manchen Ausführungsformen können der Anker 110, das Tag 120 und/oder die Datenverarbeitungseinheit 130 als eine Funkzugangspunktvorrichtung implementiert werden, die sich unter Verwendung von z. B. Bluetooth™, WLAN (z. B. Wi-Fi), einem IEEE 802.15.4-Protokoll, einem 3rd-Generation-Partnership-Project (3GPP)-Netz (z. B. 3G, 4G, Long Term Evolution (LTE), 5G)-Protokoll, Nicht-3GPP-Netz (z. B. WiMAX)-Protokollen oder einem beliebigen anderen angemessenen Standard mit einem drahtgebundenen Netz verbinden können. Bei manchen Ausführungsformen können der Anker 110, das Tag 120 und/oder die Datenverarbeitungseinheit 130 Software (oder Erwiderungssoftware) aufweisen, die zum Erreichen ihrer Operationen und/oder Merkmale koordinieren können, wie hier umrissen ist. Bei manchen Ausführungsformen können ein oder mehrere dieser Elemente beliebige geeignete Algorithmen, Hardware, Software, Komponenten, Module, Schnittstellen oder Objekte aufweisen, welche die Operationen davon ermöglichen. Dies kann einschließlich angemessener Algorithmen und Kommunikationsprotokolle sein, die den effektiven Austausch von Daten oder Informationen ermöglichen.
  • Obwohl das in 1A gezeigte Funksystem 100A nur jeweils einen des Ankers 110, des Tags 120 und der Datenverarbeitungseinheit 130 veranschaulicht, kann das Funksystem 100A im Allgemeinen eine beliebige Anzahl einer oder mehrerer dieser Elemente aufweisen. Insbesondere würde das Bereitstellen von mehr als zwei Funkeinheiten als der Anker 110 und das Tag 120, die hier beschrieben sind, eine Entfernungsbestimmung zwischen verschiedenen Paaren dieser Einheiten ermöglichen. Zum Beispiel veranschaulicht 1B ein Funksystem 100B, das einen einzigen Anker 110 aufweist, der mit mehreren Tags 120 kommuniziert, die in Figur 100B als Tags 120-1, 120-2, ... und 120-N bezeichnet sind (d. h. N Tags 120 können verwendet werden, wobei N eine ganze Zahl größer als 1 ist). Das Funksystem 100B ist im Wesentlichem dem Funksystem 100A ähnlich und daher sind für das Funksystem 100A bereitgestellte Beschreibungen für das Funksystem 100B zutreffend, mit der Ausnahme, dass das Funksystem 100B zum Ausführen einer HF-Entfernungsschätzung unter Verwendung von Phasendifferenz, wie hier beschrieben, zwischen dem Anker 110 und mehreren Tags 120 ausgebildet sein kann, um Entfernungen d1, d2, ..., dN zu beliebigen dieser Tags zu bestimmen. Bei manchen Ausführungsformen, bei denen möglicherweise ein einziger Anker 110 benötigt wird, um eine Entfernung zu N Tags 120 zu bestimmen, kann der Anker 110 N phasenbasierte Punkt-zu-Punkt-2-Weg-Messungen, wie hier beschrieben, durchführen, wobei „Punkt-zu-Punkt“ auf die Tatsache verweist, dass der Anker 110 zum einzelnen Übertragen, z. B. als eine Unicast-Übertragung, des ersten Funksignals, wie hier beschrieben, an jeden der N Tags 120 ausgebildet sein kann. Die Tags 120 können dann eine Anpassung ihrer Referenztaktsignale basierend auf dem empfangenen ersten Funksignal, wie hier beschrieben, durchführen. Bei anderen Ausführungsformen, bei denen ein einziger Anker 110 möglicherweise eine Entfernung zu N Tags 120 bestimmen muss, kann der Anker 110 phasenbasierte Messungen durch Übertragen des ersten Funksignals, das an mehr als 1 Tag 120 gerichtet wird, z. B. unter Verwendung von Multicast- oder Broadcast-Übertragung durchführen. Die Tags 120 können dann eine Anpassung ihrer Referenztaktsignale basierend auf dem empfangenen ersten Funksignal, wie hier beschrieben, individuell durchführen.
  • Beispielhafte Funkeinheiten
  • 2A stellt ein Blockdiagramm bereit, das eine beispielhafte Funkeinheit 200A gemäß manchen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. Bei manchen Ausführungsformen kann sowohl der Anker 110 als auch das Tag 120 der Funksysteme 100A oder 100B als die Funkeinheit 200A implementiert werden.
  • Wie in 2A gezeigt, kann die Funkeinheit 200A eine Antenne 202 zum Übertragen und Empfangen von Funksignalen, einen Schalter 204 zum Verbinden und Trennen der Antenne 202 mit/von einem Empfangspfad oder einem Übertragungspfad der Funkeinheit 200A aufweisen. Allgemein kann ein Empfangspfad der Funkeinheit 200A als ein Empfangs(RX)-HF-Frontend 206, einen Digital-Abwärtswandler 208 und einen I/Q-zu-Betrag/Phase-Wandler 210 aufweisend betrachtet werden, während ein Übertragungspfad der Funkeinheit 200A als ein Sende(TX)-HF-Frontend 216 aufweisend betrachtet wird. Wie auch in 2A gezeigt, kann die Funkeinheit 200A ferner einen Sende/Empfang(TX/RX)-spannungsgesteuerter-Oszillator (VCO: Voltage Controlled Oscillator) 212, eine Phasenkompensationseinheit 214, einen TX/RX-Numerisch-gesteuerter-Oszillator (NCO: Numerically Controlled Oscillator) (218) und eine Steuerlogik 220 aufweisen.
  • Während verschiedene Elemente in 2A als separate Einheiten gezeigt sind, können bei verschiedenen Ausführungsformen zwei oder mehr beliebiger jener Einheiten kombiniert werden. Gleichermaßen kann bei verschiedenen Ausführungsformen eine Funktionalität beliebiger jener Einheiten in weiter unterteilten Einheiten, implementiert werden, z. B. kann der TX/RX-VCO 212 einen separaten TX-VCO und einen RX-VCO aufweisen oder der TX/RX-NCO 218 kann einen separaten TX-NCO und einen RX-NCO aufweisen. Des Weiteren sind andere funktionale Einheiten in 2A nicht speziell gezeigt, um die Zeichnung nicht unübersichtlich zu machen, wie etwa Analog-DigitalUmsetzer (ADCs), Digital-Analog-Umsetzer (DACs) verschiedene Filter usw.
  • Unter Zuwendung zu der Funktionalität der in 2A gezeigten Elemente kann das RX-HF-Frontend 206 zum Empfangen elektrischer Signale 224, die durch die Antenne 202 empfangene Drahtlosfunksignale angeben oder repräsentieren, ausgebildet sein.
  • Der VCO 212 kann zum Erzeugen eines Lokaloszillatorsignals 222 für den Empfangspfad und ein Lokaloszillatorsignal 232 für den Sendepfad ausgebildet sein. Im Betrieb der Funkeinheit 200A sind sowohl der Anker 110 als auch das Tag 120 dazu ausgebildet, mehrere HF-Frequenzen zu durchlaufen, indem sie ihre TX/RX-VCOs zum entsprechenden Erzeugen von Lokaloszillatorsignalen 222, 232 einstellen. Eine Entfernungsbestimmung gemäß einem Zweiweg-Entfernungsmessungsprotokoll, wie hier beschrieben und in 3 gezeigt, kann dann bei jeder der HF-Frequenzen durchgeführt werden.
  • Das RX-HF-Frontend 206 kann zum Mischen der empfangenen Funksignale 224 mit dem Lokaloszillatorsignal 222 (für den Empfangspfad) ausgebildet sein, das durch den TX/TX-VCO 212 erzeugt wird, um ein abwärtsgewandeltes komplexes Zwischenfrequenz(IF)-Signal 226 zu erzeugen.
  • Der Digitalabwärtswandler 208 kann zum Durchführen einer Multiplikationsoperation des komplexen IF-Signals 226 und eines komplexen phasenkompensierten NCO-Signals 234 ausgebildet sein, um ein komplexes Ausgangsbasisbandsignal 228 zu erzeugen. Insbesondere kann der Digitalabwärtswandler 208 bei manchen Ausführungsformen zum Multiplizieren des komplexen IF-Signals 226 mit einem komplex Konjugierten des komplexen phasenkompensierten NCO-Signals 234 ausgebildet sein. Zum Beispiel kann die Digitalabwärtsumwandlungsoperation, die durch den Digitalabwärtswandler 208 durchgeführt wird, bei einer Ausführungsform die folgende Ausgabe 228 produzieren: Ausgabe_I = IF_I × NCO_I + IF_Q × NCO_Q
    Figure DE112019002025T5_0001
    und Ausgabe_Q = IF_Q × NCO_I-IF_I × NCO_Q ,
    Figure DE112019002025T5_0002
    wobei Ausgabe_I die In-Phase-Komponente des komplexen Ausgabebasisbandsignals 228 ist, Ausgabe_Q die Quadraturkomponente des komplexen Ausgabebasisbandsignals 228 ist, IF_I die In-Phase-Komponente des komplexen IF-Signals 226 ist, IF_Q die Quadraturkomponente des komplexen IF-Signals 226 ist, NCO_I die In-Phase-Komponente des komplexen phasenkompensierten NCO-Signals 234 ist und NCO_Q die Quadraturkomponente des komplexen phasenkompensierten NCO-Signals 234 ist. Wie in der Technik bekannt ist Quadratur ein Ausdruck zum Beschreiben eines komplexen Signals anstelle eines realen Signals, wobei die In-Phase- und Quadraturkomponenten jeweils dem Real- und Imaginärteil eines komplexen Signals entsprechen.
  • Der I/Q-zu-Betrag/Phase-Wandler 210 kann zum Umwandeln der empfangenen kartesischen (I/Q) Repräsentation des komplexen Ausgabebasisbandsignals (sbb) 228 (sbb = I + j*Q ) in eine entsprechende Betrag(A)-und-Phase(ϕ)-Ausgabe (Sbb) 230 (Sbb = A exp(jϕ)), die den Betrag und die Phase des Basisbandsignals 228 angibt, ausgebildet sein. Die Betrag/Phase-Ausgabe 230 kann dann an die Steuerlogik 220 geliefert werden, um zu ermöglichen, dass die Steuerlogik z. B. die Frequenz des Basisbandsignals 228 misst.
  • Der TX/RX-NCO 218 stellt das (die) Referenztaktsignal(e) für die Funkeinheit 200A bereit. Insbesondere kann der TX/RX-NCO 218 zum Erzeugen eines TX-NCO-IF-Signals 248 für den Übertragungspfad (während des Frequenzversatzkorrekturschrittes) ausgebildet sein, wobei das Signal durch das TX-HF-Frontend 216 mit dem TRX-VCO-Signal 232 von dem TX/RX-VCO 212 gemischt werden kann, um das durch die Antenne 202 zu übertragende Funksignal 236 zu erzeugen. Dementsprechend ist das TX-HF-Frontend 216 zum Erzeugen eines aufwärtsgewandelten Funksignals 236 aus dem komplexen IF-Signal 248 und dem TX-VCO-Signal 232 ausgebildet. Der TX/RX-NCO 218 kann auch zum Erzeugen eines RX-NCO-IF-Signals 238 für den Empfangspfad ausgebildet sein, das an die Phasenkompensationseinheit 214 geliefert werden kann (oder direkt an den Digitalabwärtswandler 208, falls die optionale Phasenkompensationseinheit 214 nicht implementiert ist).
  • Die Phasenkompensationseinheit 214 kann zum Kompensieren von Phasenverschiebungen in durch die Funkeinheit 200A verarbeiteten Signale aufgrund der internen Komponenten und Pfade (z. B. Drähte) der Funkeinheit 200A ausgebildet sein, wobei die Kompensation ein Teil einer hier beschriebenen optionalen Schleifenschaltungskalibrierungsprozedur sein kann. Zu diesem Zweck kann die Phasenkompensationseinheit 214 Phasenkompensationswörter 242 verwenden, die durch die Steuerlogik 220 bereitgestellt werden. Falls eine solche Kalibrierungsprozedur nicht implementiert ist, kann die Phasenkompensationseinheit 214 aus der Funkeinheit 200A weggelassen werden.
  • Die Steuerlogik 220 kann zum Quantifizieren und Steuern einer Anpassung der Frequenz und Phase des Referenztaktsignals des Tags 120 ausgebildet sein, wie unten ausführlicher beschrieben ist. Insbesondere kann die Steuerlogik 220 zum Anpassen von Frequenz und Phase des durch den TX/RX-NCO 218 erzeugten Referenztaktsignals ausgebildet sein, indem sie angemessene Anpassungen berechnet und jene Anpassungen durch Senden entsprechender Frequenz- und Phasenversatzwörter 240 an den TX/RX-NCO 218 angibt. Bei den Ausführungsformen, bei denen die Phasenkompensationseinheit 214 verwendet wird, kann die Steuerlogik 220 ferner zum Liefern von Phasenkompensationswörtern 242 an die Phasenkompensationseinheit 214 ausgebildet sein, um beliebige interne Phasenverschiebungen innerhalb jeder Funkeinheit zu kompensieren. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann wenigstens ein Teil der Funktionalität der Steuerlogik 220 und der Datenverarbeitungseinheit 130 überlappen oder kann die unter Bezugnahme auf eine beschriebene Funktionalität durch die andere implementiert sein oder umgekehrt. Ein beispielhaftes Datenverarbeitungssystem, das zum Implementieren sowohl der Steuerlogik 220 als auch der Datenverarbeitungseinheit 130 verwendet werden kann, ist in 7 gezeigt.
  • Weitere Einzelheiten der Funktionalität der Funkeinheit 200A wird aus den folgenden Beschreibungen des beispielhaften Verfahrens 300 zum Betreiben eines Funksystems, wie in 3 gezeigt, ersichtlich.
  • 2B stellt ein Blockdiagramm bereit, das eine beispielhafte Funkeinheit 200B gemäß manchen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. Bei manchen Ausführungsformen kann sowohl der Anker 110 als auch das Tag 120 der Funksysteme 100A oder 100B als die Funkeinheit 200B implementiert werden. Die Funkeinheit 200B ist der Funkeinheit 200A ähnlich und daher gelten, sofern nichts anderes vorgegeben ist, mit Bezug auf die Funkeinheit 200A bereitgestellte Beschreibungen für die Funkeinheit 200B und sind hier im Interesse der Knappheit nicht wiederholt. Stattdessen sind Unterschiede beschrieben.
  • Wie in 2B gezeigt, ist anstelle des TX/RX-NCO 218, der das TX-NCO-IF-Signal 248 für den Sendepfad (während des Frequenzversatzkorrekturschrittes) an das TX-HF-Frontend 216 zum Mischen liefert, wie in 2A veranschaulicht wurde, bei der Ausführungsform aus 2B der TX/RX-NCO 218 zum Liefern des TX-NCO-IF-Signals 248 an eine Analogquadraturmischkomponente 250 ausgebildet. Die Analogquadraturmischeinheit 250 ist zum Empfangen des TX-NCO-IF-Signals 248 und Mischen von diesem mit dem TRX-VCO-Signal 232 von dem TX/RX-VCO 212 ausgebildet, um das Funksignal 252 zu erzeugen, das an die TX-HF-Frontend-Einheit 216 geliefert wird, um das durch die Antenne 202 zu übertragende Funksignal 236 zu erzeugen. Zum Beispiel kann die TX-HF-Frontend-Einheit 216 zum Bereitstellen der notwendigen Leistungsverstärkung des Funksignals 252 zum Rundsenden über die Antenne 202 ausgebildet sein. Dementsprechend ist die Analogquadraturmischeinheit 250 zum Erzeugen eines aufwärtsgewandelten Funksignals 252 aus dem komplexen IF-Signal 248 und dem TX-VCO-Signal 232 ausgebildet.
  • Wie auch in 2B gezeigt ist, ist der TX/RX-NCO 218 zum Erzeugen des RX-NCO-IF-Signals 238 für den Empfangspfad ausgebildet, das an die Phasenkompensationseinheit 214 geliefert werden kann (oder direkt an die Analogquadraturmischeinheit 250, falls die optionale Phasenkompensationseinheit 214 nicht implementiert ist). Die Phasenkompensationseinheit 214 kann zum Kompensieren von Phasenverschiebungen in durch die Funkeinheit 200B verarbeiteten Signale aufgrund der internen Komponenten und Pfade (z. B. Drähte) der Funkeinheit 200B ausgebildet sein, wobei die Kompensation ein Teil einer hier beschriebenen optionalen Schleifenschaltungskalibrierungsprozedur sein kann. Zu diesem Zweck kann die Phasenkompensationseinheit 214 Phasenkompensationswörter 242 verwenden, die durch die Steuerlogik 220 bereitgestellt werden. Falls eine solche Kalibrierungsprozedur nicht implementiert ist, kann die Phasenkompensationseinheit 214 aus der Funkeinheit 200B weggelassen werden. Die Ausgabe von der Phasenkompensationseinheit 214 (z. B. das komplexe phasenkompensierte NCO-Signal 234) kann dann an die Analogquadraturmischeinheit 250 geliefert werden, die zum Durchführen einer Frequenzmischung unter Verwendung des komplexen phasenkompensierten NCO-Signals 234 und des RX-VCO-Signals 222 ausgebildet ist, um ein komplexes RX-LO-Signal 262 zu erzeugen. Das RX-HF-Frontend 206 des Tags 120 kann ein komplexes Basisbandsignal 228 basierend auf dem Empfangenen Signal 224 und dem komplexen RX-LO-Signal 262 erzeugen.
  • Zusammengefasst kann die in 2B gezeigte Variation einschließen, dass das durch den TX/RX-NCO 218 erzeugte Signal genommen wird und es direkt mit dem entsprechenden Signal gemischt wird, das durch den TX/RX-VCO 212 erzeugt wird (wobei „entsprechend“ auf das Durchführen des Mischens entweder unter Verwendung von TX-Pfad-Signalen, die durch sowohl 218 als auch 212 erzeugt werden, oder unter Verwendung von RX-Pfad-Signalen, die sowohl durch 218 als auch 212 erzeugt werden, verweist), um den „Referenztakt“ bei einer Funkfrequenz zu erzeugen. Bei der in 2B gezeigten Ausführungsform kann die Steuerlogik 220 zum Anpassen der Frequenz und Phase des durch den TX/RX-NCO 218 erzeugten Signals ausgebildet sein und die Phasenkompensationseinheit 214 kann zum Kompensieren der Phasendifferenz in dem TX- und RX-Modus im Wesentlichen auf die gleiche Weise wie oben unter Bezugnahme auf 2A beschrieben ausgebildet sein.
  • 2B veranschaulicht auch, dass bei manchen Ausführungsformen der TX/RX-NCO 218 mit einer rein digitalen Phasenregelschleife (ADPLL: All-Digital Phase-Locked Loop) ersetzt werden kann, die eine vergleichbare Funktionalität zu jener des NCO 218 aufweist, aber zum Ausgeben eines Analogsignals ausgebildet ist (wohingegen der TX/RX-NCO 218 ein digitales Signal erzeugen kann, dass dann unter Verwendung eines in dem TX/RX-NCO 218 enthaltenen DAC in ein analoges Signal umgesetzt werden kann). Die gleiche Modifikation ist auf das in 2A gezeigte Funksystem 200A anwendbar (d. h. der in 2A gezeigte TX/RX-NCO 218 kann auch mit der ADPLL ersetzt werden).
  • Betreiben eines Funksvstems zum Messen einer Entfernung zwischen Anker und Tag
  • 3 präsentiert ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 300 zum Betreiben eines Funksystems zum Messen einer Entfernung zwischen einer ersten und einer zweiten Funkeinheit basierend auf einer Phasendifferenz gemäß manchen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Obwohl das Verfahren 300 unter Bezugnahme auf das unter Bezugnahme auf 1A beschriebene Funksystem 100A beschrieben ist, bei dem angenommen wird, dass sowohl der Anker 110 als auch das Tag als die unter Bezugnahme auf 2A beschriebene Funkeinheit 200A implementiert ist, kann das Verfahren 300 im Allgemeinen durch ein beliebiges Funksystem durchgeführt werden, bei dem Anker und Tag beliebige geeignete Funkeinheiten sind, wobei z. B. ein Anker und/oder Tag wenigstens manche, aber nicht notwendigerweise alle der Komponenten der Funkeinheiten 200A aufweisen kann.
  • Wie oben beschrieben, können während Entfernungsmessungen sowohl der Anker 110 als auch das Tag 120 zum Durchlaufen mehrerer HF-Frequenzen ausgebildet sein, indem sie ihre jeweiligen TX/RX-VCOs 212 einstellen. Der Anker 110 und das Tag 120 sind dann zum Durchführen eines hier unter Bezugnahme auf Schritte 306-314 des Verfahrens 300 beschriebenen Zweiweg-Entfernungsmessungsprotokolls bei jeder der HF-Frequenzen ausgebildet.
  • Dementsprechend kann das Verfahren 300, wie in 3 gezeigt, mit Schritt 302 beginnen, bei dem sowohl der Anker 110 als auch das Tag 120 seinen jeweiligen TX/RX-VCO 212 auf eine erste Frequenz der mehreren HF-Frequenzen einstellt, die ihre VCOs 212 als Teil des Messens einer Entfernung zwischen dem Anker 110 und dem Tag 120 durchlaufen sollen. Bei manchen Ausführungsformen kann das Verfahren 300 beginnen, wenn sowohl der Anker 110 als auch das Tag 120 irgendeine Art eines Auslösesignals empfangen, das angibt, dass sie Entfernungsmessungen beginnen sollen. Bei manchen anderen Ausführungsformen können der Anker 110 und das Tag 120 zum Aushandeln der Messungsstartzeit durch Datenkommunikationen ausgebildet sein und das Verfahren 300 kann zu einer ausgehandelten zukünftigen Zeit beginnen. Bei anderen Ausführungsformen kann das Verfahren 300 beginnen, wenn nur der Anker 110 zum Beginnen der Messungen ausgelöst wird, und das Tag 120 beginnt nur dann, an den Messungen teilzunehmen, wenn es das erste Funksignal von dem Anker 110 empfängt. Bei solchen Ausführungsformen kann Schritt 302 implizit durch das Tag 120 erreicht werden, das seinen TX/RX-VCO 212 auf eine gewisse vordefinierte erste Frequenz eingestellt aufweist.
  • Optional kann das Verfahren 300 einen Schritt 304 aufweisen, während dessen wenigstens einer, aber bevorzugt jede des Ankers 110 und des Tags 120 eine Schleifenschaltungskalibrierungsprozedur durchführt, um jegliche Phasenverschiebungen zu korrigieren, die aufgrund der Architektur dieser Vorrichtungen in ihren Empfangs- und Sendepfaden eingeführt werden können. Einige Schleifenschaltungskalibrierungsprozeduren sind in der Technik bekannt und beliebige von diesen bekannten Verfahren können in Schritt 304 durchgeführt werden. Alternativ dazu kann wenigstens einer, aber bevorzugt jeder des Ankers 110 und des Tags 120 dazu ausgebildet sein, eine wie hier vorgeschlagene Schleifenschaltungskalibrierungsprozedur durchzuführen, wie unten ausführlicher beschrieben ist.
  • Danach können der Anker 110 und das Tag 120 ein Zweiweg-Entfernungsmessungsprotokoll, wie in Schritten 306-314 beschrieben, für die ihre Frequenz ihrer TX/RX-VCOs 212 durchführen. Im Allgemeinen kann das Zweiweg-Entfernungsmessungsprotokoll der Schritte 306-314 als drei Teile aufweisend gesehen werden: 1) Frequenzversatzkorrektur zum Anpassen der Frequenz des Referenztaktsignals des Tags 120, 2) Phasenversatzkorrektur zum Anpassen der Phase des Referenztaktsignals des Tags 120, und 3) Zweiweg-Phasendifferenzmessung basierend auf einem durch den Anker 110 übertragenen Funksignal und einem an dem Anker 110 von dem Tag 120 empfangenen Funksignal, wobei letzteres unter Verwendung des angepassten Referenztaktsignals des Tags 120 erzeugt wird. Während des gesamten Zweiweg-Entfernungsmessungsprotokolls können TX/RX-NCOs 218 sowohl des Ankers 110 als auch des Tags 120 zum Beibehalten ihrer Oszillation basierend auf den Frequenz- und Phasenversatzsteuerwörtern 240 ausgebildet sein, die durch die Steuerlogik 220 bereitgestellt werden, und die TX/RX-VCOs 212 sowohl des Ankers als auch des Tags können zum Beibehalten ihrer Oszillation basierend auf der Einstellung ihres RX-HF-Frontends 206 und/oder TX-HF-Frontends 216 ausgebildet sein.
  • Der Frequenzversatzkorrekturteil des Zweiweg-Entfernungsmessungsprotokolls kann als mit dem Schritt 306 beginnend betrachtet werden, in dem der Anker 306 ein erstes Drahtlosfunksignal, z. B. ein erstes HF-Signal, überträgt. 4 stellt ein Blockdiagramm bereit, das eine Anordnung 400, bei der eine erste Funkeinheit, z. B. der Anker 110, ein Drahtlosfunksignal (in 4 schematisch als ein Funksignal 402 veranschaulicht) an eine zweite Funkeinheit, z. B. das Tag 120, zur Entfernungsmessung unter Verwendung des in 3 gezeigten Verfahrens überträgt, gemäß manchen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. Wie in 4 zu sehen ist, nimmt die Anordnung 400 an, dass sowohl der Anker 110 als auch das Tag 120 als die Funkeinheit 200A implementiert sind.
  • In 4 sind Komponenten, die aktiviert sind, wenn der Anker 110 das erste Funksignal an das Tag 120 überträgt, was in 4 angegeben ist, mit einer grauen Hinterlegung gefärbt. Dementsprechend veranschaulicht 4, dass der Anker 110 während des Frequenzversatzkorrekturschrittes den TX/RX-VCO 212 (insbesondere den TX-VCO 212), den TX/RX-NCO 218 (insbesondere den TX-NCO 218), das TX-HF-Frontend 216 aktivieren kann. Wie auch in 4 veranschaulicht, befindet sich der Schalter 204 des Ankers 110 zu dieser Zeit in einer Position, die zum Aktivieren eines Signalpfades ausgebildet ist, so dass das Signal 236 von dem TX-HF-Frontend 216 über eine geeignete Drahtzwischenverbindung zu der Antenne 202 geliefert werden kann (die relevante Schalterposition des Ankers 110 ist in 4 mit einem gepunkteten Kasten 404 angegeben). Auf diese Weise ist der Anker 110 zum Übertragen, z. B. durch Rundsenden, des ersten Drahtlosfunksignals 402 (das später durch das Tag 120 empfangen werden kann) als Teil des in 3 gezeigten Schrittes 306 ausgebildet. Bei der Veranschaulichung aus 4 ist das Signal 236 ein Funksignal, das über die drahtgebundene Verbindung bereitgestellt wird, wobei das Signal dann drahtlos als das erste Funksignal 402 übertragen wird. Insbesondere kann in Schritt 306 der TX-NCO 218 des Ankers 110 zum Erzeugen eines IF-Signals 248 ausgebildet sein, kann das TX-HF-Frontend 216 des Ankers 110 zum Mischen des IF-Signals 248 mit dem TX-VCO-Signal 232 ausgebildet sein, um das HF-Signal 236 zu erzeugen, und kann die Antenne 202 dann das HF-Signal 236 als das erste Drahtlosfunksignal 402 rundsenden.
  • Unter Zuwendung zu dem Tag 120, wie in 4 gezeigt, kann während des Frequenzversatzkorrekturteils und in der Zeitperiode, wenn der Anker 110 das erste Funksignal 402 überträgt, der Schalter 204 des Tags 120 in einer Position sein, die zum Aktivieren eines Signalpfades ausgebildet ist, so dass, wenn die Antenne 202 des Tags 120 das erste Funksignal 402 empfängt, das durch den Anker 110 übertragen wurde, ein Signal 224, das das empfangene erste Funksignal 402 repräsentiert, an das RX-HF-Frontend 206 des Tags 120 geliefert wird (die relevante Schalterposition des Tags 120 ist in 4 mit einem gepunkteten Kasten 406 angegeben). Auf diese Weise ist das Tag 120 zum Empfangen des ersten Drahtlosfunksignals 402 ausgebildet, das durch den Anker 110 in Schritt 306 übertragen wird. Das Signal 224 ist ein Funksignal, das über die drahtgebundene Verbindung bereitgestellt wird, wobei das Signal das erste Drahtlosfunksignal 402 repräsentiert, das an der Antenne 202 des Tags 120 empfangen wird. Wie auch in 4 gezeigt, können während des Frequenzversatzkorrekturteils und in dem Zeitraum, wenn der Anker 110 das erste Funksignal 402 überträgt, die folgenden Komponenten des Tags 120 aktiviert werden: der TX/RX-VCO 212 (insbesondere der RX-VCO 212), das RX-HF-Frontend 206, der Digitalabwärtswandler 208, der I/Q-zu-Betr/Phase-Wandler 210, der TX/RX-NCO 218 (insbesondere der RX-NCO 218), die Steuerlogik 220 und optional die Phasenkompensationseinheit 214.
  • Der Frequenzversatzkorrekturteil des Zweiweg-Entfernungsmessungsprotokolls kann als ferner einen Schritt 308 aufweisend betrachtet werden, in dem das Tag 120 eine Frequenzversatzkorrektur basierend auf dem empfangenen ersten Funksignal 402 durchführt. Insbesondere in Schritt 308 kann die Steuerlogik 220 des Tags 120 berechnen, wie die Frequenz des Referenztaktsignals, das durch den TX/RX-NCO 218 des Tags 120 produziert wird, angepasst werden muss, um mit der Frequenz des empfangenen ersten Funksignals 402 übereinzustimmen, und weist den TX/RX-NCO 218 zum Durchführen der notwendigen Anpassung an. Zu diesem Zweck kann während des Frequenzversatzkorrekturschrittes die Antenne 202 des Tags 120 das erste Drahtlosfunksignal 402 empfangen, wodurch das HF-Signal 224 erzeugt wird, dann kann das RX-HF-Frontend 206 des Tags 120 das empfangene Signal 224 durch Mischen des empfangenen Signals 224 mit dem RX-VCO-Signal 222 abwärtswandeln, um ein komplexes IF-Signal 226 zu erzeugen. Das komplexe IF-Signal 226 kann an den Digitalabwärtswandler 208 des Tags 120 geliefert werden, der das komplexe IF-Signal 226 unter Verwendung des komplexen phasenkompensierten NCO-Signals 234 weiter abwärtswandeln kann, wodurch ein Basisbandsignal 228 erzeugt wird. Die I/Q-zu-Betr/Phase-Wandlungseinheit 210 des Tags 120 kann dann das komplexe I/Q-Basisbandsignal 228 in einen entsprechenden Betrag und eine entsprechende Phase 230 umwandeln (die Umwandlung kann z. B. wie oben beschrieben ausgeführt werden), die an die Steuerlogik 220 geliefert werden. Die Steuerlogik 220 des Tags 120 kann dann die Frequenz des Basisbandsignals 228, die die Frequenz des durch den Anker 110 übertragenen ersten Funksignals 402 angibt, unter Verwendung der Phasenausgabe 230 von der I/Q-zu-Betr/Phase-Wandlungseinheit 210 des Tags 120 messen. Die Steuerlogik 220 des Tags 120 kann dann die Frequenzdifferenz zwischen dem TX-NCO-Signal 248 des Tags 120 und dem IF-Signal 226 durch senden eines korrigierten Frequenzwortes 240 an den TX/RX-NCO 218 des Tags 120 korrigieren/anpassen (d. h. die Steuerlogik 220 des Tags 120 kann die Frequenz des TX-NCO-Signals 248 des Tags 120 anpassen). Bei manchen Ausführungsformen kann die Steuerlogik 220 des Tags 120 die Frequenz des durch den TX-NCO 218 produzierten Referenzsignals 248 so anpassen, dass sie im Wesentlichen gleich jener des IF-Signals 226 ist. Bei manchen Ausführungsformen können sowohl der TX-NCO als auch der RX-NCO des TX/RX-NCO 218 des Tags 120 das Frequenzsteuerwort 240 von der Steuerlogik 220 empfangen und ihre Oszillationsfrequenz synchron ändern, wodurch die Frequenz des Referenztaktsignals des Tags 120 sowohl für den RX- als auch den TX-NCO als ein Teil des Schrittes 308 angepasst wird.
  • Sobald die Frequenz des Referenztaktsignals des Tags 120 angepasst wurde, kann das Verfahren 300 mit Schritt 310 fortfahren, bei dem das Tag 120 eine Phasenversatzkorrektur basierend auf dem empfangenen ersten Funksignal 402 durchführt (d. h. der Schritt 310 repräsentiert den Phasenkorrekturteil des hier beschriebenen Zweiweg-Entfernungsmessungsprotokolls). Während des Phasenkorrekturteils verbleibt der Anker 110 in demselben Zustand wie während des Frequenzkorrekturteils (wie z. B. in 4 gezeigt ist). Während des Phasenkorrekturschrittes 310 kann das Tag 120 dazu ausgebildet sein, seinen Signalpfad wie während des Frequenzkorrekturteils beizubehalten (wie z. B. in 4 gezeigt ist), während die Steuerlogik 220 des Tags 120 die Phasendifferenz zwischen dem komplexen frequenzangepassten RX-NCO-Signal 238, das möglicherweise auch für beliebige interne Phasenverschiebungen während des optionalen Kalibrierungsschrittes 304 angepasst wird, was zu einem phasenkompensierten und frequenzangepassten RX-NCO-Signal 234 führt, und dem IF-Signal 226 unter Verwendung der Phasenausgabe 230 von der I/Q-zu-Betr/Phase-Wandlungseinheit 210 des Tags 120 berechnen kann. Mit anderen Worten würde, falls die Phasenkompensationseinheit 214 nicht verwendet wird, die Steuerlogik die Phasenausgabe 230 von der I/Q-zu-Betr/Phase-Wandlungseinheit 210 des Tags 120 verwenden, um eine Phasendifferenz zwischen dem IF-Signal 226 und dem komplexen frequenzangepassten RX-NCO-Signal 238 zu berechnen; ansonsten würde die Steuerlogik 220 die Phasendifferenz zwischen dem IF-Signal 226 und dem phasenkompensierten und frequenzangepassten RX-NCO-Signal 234 berechnen. Die Steuerlogik 220 kann dann die gemessene Phasendifferenz korrigieren, nämlich die Phase des Referenztaktsignals anpassen, das durch den TX/RX-NCO 218 erzeugt wird, um mit jener des IF-Signals 226 übereinzustimmen (d. h. im Wesentlichen gleich sein oder bei einer bekannten vordefinierten Phasendifferenz dazu sein), indem ein Phasenversatzwort 240 an den TX/RX-NCO 218 des Tags 120 gesendet wird. Bei manchen Ausführungsformen empfangen die beiden TX/RX-NCOs 218 das Phasenversatzwort 240 und ändern ihre unmittelbare Phase synchron. Mit anderen Worten können sowohl der TX-NCO als auch der RX-NCO des TX/RX-NCO 218 des Tags 120 das Phasenversatzwort 240 von der Steuerlogik 220 empfangen und ihre Oszillationsfrequenz synchron ändern, wodurch die Phase des Referenztaktsignals des Tags 120 sowohl für den RX- als auch den TX-NCO als ein Teil des Schrittes 310 angepasst wird. Die Steuerlogik 220 kann dann ferner den Betrag des ersten Funksignals 402, wie bei dem Tag 120 empfangen, aus dem Betragswert des Basisbandsignals 228 bestimmen, das als die Ausgabe 230 von der I/Qzu-Betr/Phase-Wandlungseinheit 210 bereitgestellt wird. Der Betrag des Basisbandsignals 228 kann im Wesentlichen proportional zu dem Betrag des ersten Funksignals 402 (d. h. des Propagationskanals) bei der Trägerfrequenz jedes Frequenzschrittes der VCOs 212 sein.
  • Das Verfahren 300 kann dann mit Schritt 312 fortfahren, in dem das Tag 120 ein zweites Funksignal, z. B. ein zweites HF-Signal, überträgt. 5 stellt ein Blockdiagramm bereit, das eine Anordnung 500, bei der die zweite Funkeinheit, z. B. das Tag 120, ein zweites Drahtlosfunksignal (in 5 schematisch als ein Signal 502 angegeben) an die erste Funkeinheit, z. B. den Anker 110, zur Entfernungsmessung unter Verwendung des in 3 gezeigten Verfahrens überträgt, gemäß manchen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. Ähnlich zu 4, wie in 5 zu sehen ist, nimmt die Anordnung 500 an, dass sowohl der Anker 110 als auch das Tag 120 als die Funkeinheit 200A implementiert sind, wobei Komponenten, die aktiviert sind, wenn das Tag 120 das durch den Anker 110 zu empfangene zweite Funksignal 502 überträgt, in 5 dadurch angegeben sind, dass sie mit einer grauen Hinterlegung gefärbt sind.
  • Wie in 5 gezeigt, kann das Tag 120 zum Übertragen des zweiten Funksignals 502 in Schritt 312 seinen TX/RX-VCO 212 (insbesondere den TX-VCO 212), den TX/RX-NCO 218 (insbesondere den TX-NCO 218), die Steuerlogik 220 und das RX-HF-Frontend 216 aktivieren. Wie auch in 5 veranschaulicht, befindet sich der Schalter 204 des Tags 120 zu dieser Zeit in einer Position, die zum Aktivieren eines Signalpfades ausgebildet ist, so dass das Signal 236 von dem TX-HF-Frontend 216 über eine geeignete Drahtzwischenverbindung zu der Antenne 202 geliefert werden kann (die relevante Schalterposition des Tags 120 ist in 5 mit einem gepunkteten Kasten 504 angegeben). Auf diese Weise ist das Tag 120 zum Übertragen, z. B. durch Rundsenden, des zweiten Drahtlosfunksignals 502 (das später durch den Anker 110 empfangen werden kann) als Teil des in 3 gezeigten Schrittes 312 ausgebildet. Bei der Veranschaulichung aus 5 ist das Signal 236 ein Funksignal, das über die drahtgebundene Verbindung bereitgestellt wird, wobei das Signal dann drahtlos als das zweite Funksignal 502 übertragen wird. Insbesondere kann in Schritt 312 der TX-NCO 218 des Tags 120 zum Erzeugen eines IF-Signals 248 ausgebildet sein, wobei das Signal nun als ein Ergebnis des Durchführens der Schritte 308 bzw. 310 frequenz- und phasenangepasst ist; dann kann das TX-HF-Frontend 216 des Tags 120 zum Mischen des empfangenen IF-Signals 248 mit dem TX-VCO-Signal 232 ausgebildet sein, um das HF-Signal 236 zu erzeugen, und die Antenne 202 des Tags 120 kann dann das HF-Signal 236 als das zweite Drahtlosfunksignal 502 rundsenden.
  • Unter Zuwendung zu dem Anker 110 kann der Anker 110, um zum Empfangen des durch das Tag 120 übertragenen zweiten Drahtlosfunksignals 502 in der Lage zu sein, die folgenden Elemente während der Zeitperiode aktivieren, wenn das Tag 120 das zweite Funksignal 502 überträgt: der TX/RX-VCO 212 (insbesondere der RX-VCO 212), das RX-HF-Frontend 206, der Digitalabwärtswandler 208, der I/Q-zu-Betr/Phase-Wandler 210, der TX/RX-NCO 218 (insbesondere der RX-NCO 218), die Steuerlogik 220 und optional die Phasenkompensationseinheit 214. Ferner kann sich der Schalter 204 des Ankers 110 in einer Position befinden, die zum Aktivieren eines Signalpfades ausgebildet ist, so dass, wenn die Antenne 202 des Ankers 110 das zweite Funksignal 502 empfängt, das durch das Tag 120 übertragen wurde, ein Signal 224, das das empfangene zweite Funksignal 502 repräsentiert, an das RX-HF-Frontend 206 des Ankers 110 geliefert wird (die relevante Schalterposition des Ankers 110 ist in 5 mit einem gepunkteten Kasten 506 angegeben). Auf diese Weise ist der Anker 110 zum Empfangen des zweiten Drahtlosfunksignals 502 ausgebildet, das durch das Tag 120 in Schritt 312 übertragen wird.
  • Da das Funksignal 502 durch das Tag 120 unter Verwendung eines Referenztaktsignals erzeugt wird, das so angepasst wurde, dass seine Frequenz und Phase mit jenen des Referenztaktsignals des Ankers 110 übereinstimmen, wie aus dem von dem Anker 110 empfangenen ersten Funksignal 402 abgeleitet, kann das Funksignal 502 als ein pseudoreflektiertes HF-Signal gesehen werden, was auf die Reflexion des ersten Funksignals 402 verweist, das von dem Tag 120 reflektiert wird. Dementsprechend wird das zweite Funksignal 502, das durch den Anker 110 empfangen wird, mit dem durch den Anker 110 rundgesendeten ersten Funksignal 402 im Wesentlichen kohärent (in einem zeitlich ausgedehnten Sinn/Entwicklungssinn) sein, wodurch eine Bestimmung der Phasendifferenz zwischen den beiden in Schritt 314, der in 3 gezeigt ist, ermöglicht wird.
  • Bei manchen Ausführungsformen kann der Anker 110 die folgenden Handlungen durchführen, sobald er das zweite Funksignal 502 empfangen hat: das RX-HF-Frontend 206 des Ankers 110 kann das Signal 224 (das das durch die Antenne 202 des Ankers 110 empfangene zweite Funksignal 502 angibt) durch Mischen des empfangenen Signals 224 mit dem RX-VCO-Signal 220 abwärtswandeln, um das komplexe IF-Signal 226 zu erzeugen; der Digitalabwärtswandler 208 des Ankers 110 wandelt ferner das komplexe IF-Signal 226 durch Mischen von diesem mit dem komplexen phasenkompensierten NCO-Signal 234, falls die Phasenkompensationseinheit 214 verwendet wird, oder mit dem komplexen NCO-Signal 238, falls die Phasenkompensationseinheit 214 nicht verwendet wird, abwärts, um das komplexe Basisbandsignal 228 zu erzeugen; die I/Q-zu-Betr/Phase-Wandlungseinheit 210 des Ankers 110 wandelt dann das komplexe I/Q-Basisbandsignal 228 um, um einen entsprechenden Betrag und eine entsprechende Phase 230 zu erzeugen (wobei die Umwandlung wie z. B. oben beschrieben durchgeführt werden kann), wobei der Betrag und die Phase 230 dann an die Steuerlogik 220 des Ankers 110 (oder im Allgemeinen an ein beliebiges geeignetes Datenverarbeitungssystem 130) geliefert werden, der dann die Phasendifferenz zwischen dem ersten Signal 402, wie durch den Anker 110 übertragen, und das zweite Signal 502, wie durch den Anker 110 übertragen, bestimmen kann.
  • Dementsprechend kann in Schritt 314 die Steuerlogik 220 des Ankers 110 (oder im Allgemeinen an ein beliebiges geeignetes Datenverarbeitungssystem 130) den Betrag des zweiten Funksignals 502, wie an dem Anker 110 empfangen, aus dem Betragswert des Basisbandsignals 228 bestimmen, das als die Ausgabe 230 von der I/Qzu-Betr/Phase-Wandlungseinheit 210 bereitgestellt wird, und die Phase des zweiten Funksignals 502, wie an dem Anker 110 empfangen, aus dem Phasenwert des Basisbandsignals 228 bestimmen, das als die Ausgabe 230 von der I/Q-zu-Betr/Phase-Wandlungseinheit 210 bereitgestellt wird. Da die Phase des durch den Anker 110 übertragenen ersten Funksignals 402 bekannt ist, kann die Steuerlogik 220 dann die Phasendifferenz zwischen dem ersten Funksignal 402, wie durch den Anker 110 übertragen, und das zweite Funksignal 502, wie durch den Anker 110 empfangen, berechnen.
  • Schritt 314 kann als der Zweiweg-Phasendifferenzmessung-Teil des hier beschriebenen Zweiweg-Entfernungsmessungsprotokoll gesehen werden. Während des Zweiweg-Phasendifferenzmessung-Teils kann das Basisband 228 an dem Anker 110 ein DC-Signal sein, da das Tag 120 die relative Frequenzdifferenz in Schritt 308 korrigiert hat; die Phase des Basisbandsignals 228 kann im Wesentlichen gleich zweimal der Phasenverschiebung sein, die durch den Propagationskanal bei der Trägerfrequenz jedes Frequenzschrittes (wie in Schritten 302 und 318 eingestellt) verursacht wird; der Betrag des Basisbandsignals 228 kann im Wesentlichen proportional zu dem Betrag des zweiten Funksignals 502 (d. h. des Propagationskanals) bei der Trägerfrequenz jedes Frequenzschrittes der VCOs 212 sein.
  • Wie zuvor beschrieben, werden üblicherweise Phasendifferenzmessungen bei unterschiedlichen Frequenzen durchgeführt, um eine Entfernungsmessung basierend auf der Phasendifferenz auszuführen. Daher kann das Verfahren 300 dann zu Schritt 316 übergehen, bei dem z. B. durch die Steuerlogik 220 des Ankers 110 (oder im Allgemeinen an ein beliebiges geeignetes Datenverarbeitungssystem 130) bestimmt wird, ob mehr Phasendifferenzmessungen (und optional Betragsmessungen des ersten Funksignals 402 und ferner optional Betragsmessungen des zweiten Funksignals 502) notwendig sind. Falls ja, geht das Verfahren 300 dann zu Schritt 318 über, bei dem die Frequenz des TX/RX-VCO 212 sowohl des Ankers 110 als auch des Tags 120 auf den nächsten Wert eingestellt wird, und das Verfahren fährt dann mit Schritten 304-316, wie oben beschrieben, fort, die aber nun für den nächsten Frequenzwert der Funksignale durchgeführt werden. Dieser Prozess kann so oft wie nötig wiederholt werden, um eine adäquate Anzahl an Phasendifferenzmessungen (und optional Betragsmessungen des ersten Funksignals 402 und ferner optional Betragsmessungen des zweiten Funksignals 502) zu erhalten, um eine adäquate Genauigkeit für die Entfernungsbestimmung zu erreichen. Ergebnisse der Messungen können in einem beliebigen geeigneten Speicher gespeichert werden, wobei manche Beispiele für diesen unter Bezugnahme auf 7 beschrieben sind.
  • Veranschaulichungen ähnlich jenen in 4 und 5 gezeigten können sich in Anbetracht der Unterschiede zwischen den in 2A und 2B gezeigten Systemen, wie hier beschrieben, vorgestellt werden, falls sowohl der Anker 110 als auch das Tag 120 als die Funkeinheit 200B implementiert ist. Bei der Ausführungsform der Funkeinheit 200B kann eine Analog-I/Q-Mischeinheit 250 zum Bereitstellen von im Wesentlichen der gleichen Aufwärtsumwandlung an einem TX-Signal 248 wie in der TX-FRONTEND-EINHEIT 216 in der Funkeinheit 200A ausgebildet sein. In dem RX-Modus kann anstelle des Abwärtswandeln des empfangenen Signals 224 auf das IF-Signal 226 mit einer weiteren Digitalabwärtswandlung 208 auf das Basisband 228, wie es bei der Funkeinheit 200A erfolgte, die RX-FRONTEND-EINHEIT 206 der Funkeinheit 200B zum Abwärtswandeln des empfangenen Signals 224 direkt auf das Basisbandsignal 228 ausgebildet sein. Aus der Perspektive der Steuereinheit 220 können das Betrag/Phase-Signal 230 und die Steuersignale 242 und 240 in den Funkeinheiten 200A und 200B identisch sein.
  • Sobald in Schritt 316 entschieden wurde, dass es keine Phasendifferenzmessungen (und optional Betragsmessungen des ersten Funksignals 402 und ferner optional Betragsmessungen des zweiten Funksignals 502) mehr gibt, kann das Verfahren 300 zu Schritt 320 übergehen, bei dem die Entfernung d zwischen dem Anker 110 und dem Tag 120 basierend auf den gemessenen Phasendifferenzen, die für mehrere VCO-Frequenzen durchgeführt wurden, und optional ferner basierend auf Betragsmessungen des ersten Funksignals 402 und/oder des zweiten Funksignals 502, die für mehrere VCO-Frequenzen durchgeführt wurden, bestimmt wird. Bei manchen Ausführungsformen kann die Entfernungsbestimmung aus Schritt 320 durch die Steuerlogik 220 des Ankers 110 oder durch eine beliebige geeignete Datenverarbeitungseinheit 130 ausgeführt werden.
  • Bei manchen Ausführungsformen können der Anker 110 und das Tag 120 zum Durchführen von einem sogenannten „phasenkohärenten Frequenzsprung“ als ein Teil von Schritt 318 ausgebildet sein, was bedeutet, dass sowohl der Anker 110 als auch das Tag 120 zum im Wesentlichen synchronen Durchlaufen (oder „Springen“) durch mehrere vordefinierte Frequenzen (z. B. bei vordefinierten Frequenzschritten) ausgebildet sein, um mehrere Phasendifferenzmessungen durchzuführen, die in einer Entfernungsbestimmung zu verwenden sind. Bei solchen Ausführungsformen kann, sobald das Tag 120 eine Frequenz- und Phasenkorrektur für die erste Frequenz f1 durchgeführt hat, wenn das Tag 120 und der Anker 110 synchron zu der nächsten Frequenz f2 springen (z. B. dies mit einem vordefinierten Timing vornehmen), die VCO-Phasendifferenz zwischen dem Tag 120 und dem Anker 110 beibehalten werden. An diesem Punkt müssen Frequenz- und Phasenversatzkorrektur nicht durchgeführt werden und können die Phasendifferenzmessungen bei anschließenden Frequenzen nur basierend auf einem von dem Tag 120 und dem Anker 110 oder in die andere Richtung übertragenem Signal durchgeführt werden. Bei manchen Ausführungsformen kann das Tag 120 nämlich, sobald der Anker 110 und das Tag 120 über die zweite Frequenz f2 gesprungen sind, ein drittes Funksignal an den Anker 110 senden, wobei das dritte Funksignal auf dem Referenztakt des Tags bei der zweiten Frequenz f2 basiert. Der Anker 110 kann dann die Phasendifferenz zwischen seinem eigenen Referenztakt bei der zweiten Frequenz f2 und jener des an dem Anker 110 empfangenen dritten Funksignals bestimmen, um die Phasendifferenz für die zweite Frequenz f2 zu bestimmen. Der Anker 110 kann mehrere solche anschließenden Signale von dem Tag 120 für unterschiedliche anschließende Frequenzen sammeln und dann eine Entfernung basierend auf Phasendifferenzmessungen durchführen, die auf diese Weise erhalten werden. Bei anderen Ausführungsformen kann der Anker 110, sobald der Anker 110 und das Tag 120 über die zweite Frequenz f2 gesprungen sind, ein drittes Funksignal an das Tag 120 senden, wobei das dritte Funksignal auf dem Referenztakt des Tags bei der zweiten Frequenz f2 basiert. Das Tag 120 kann dann die Phasendifferenz zwischen seinem eigenen Referenztakt bei der zweiten Frequenz f2 und jener des an dem Tag 120 empfangenen dritten Funksignals bestimmen, um die Phasendifferenz für die zweite Frequenz f2 zu bestimmen. Das Tag 120 kann mehrere solche anschließenden Signale von dem Anker 110 für unterschiedliche anschließende Frequenzen sammeln und dann eine Entfernung basierend auf Phasendifferenzmessungen durchführen, die auf diese Weise erhalten werden. Bei noch anderen Ausführungsformen können solche anschließenden Phasenmessungen bei anschließenden Frequenzen manchmal durch das Tag 120 initiiert werden (d. h. das Tag 120 sendet das dritte Funksignal an den Anker 110 bei der zweiten Frequenz f2 oder einer beliebigen anderen anschließenden Frequenz, so dass die Phasendifferenz für diese Frequenz basierend auf dem Referenztakt des Ankers 110 und auf dem von dem Tag 120 empfangenen dritten Funksignal durchgeführt werden) und andere Male durch den Anker 110 initiiert werden (d. h. der Anker 110 sendet das dritte Funksignal an das Tag 120 bei der zweiten Frequenz f2 oder einer beliebigen anderen anschließenden Frequenz, so dass die Phasendifferenz für diese Frequenz basierend auf dem Referenztakt des Tags 120 und auf dem von dem Anker 110 empfangenen dritten Funksignal durchgeführt werden kann). Bei manchen Ausführungsformen können das Tag 120 und der Anker 110 immer noch einen Zweiweg-Austausch durchführen und eine Frequenz- und Versatzkorrektur für manche der anschließenden Frequenzen durchführen, um z. B. sicherzustellen, dass ihre Referenztakte synchronisiert verbleiben. Bei verschiedenen Ausführungsformen können das Tag 120 und der Anker 110 kommunikativ gekoppelt sein, so dass sie Daten austauschen können, die Phasendifferenzmessungen angeben, so dass eines/einer oder der/das andere eine Entfernungsbestimmung in Schritt 320 durchführen kann. Bei anderen Ausführungsformen können das Tag 120 und der Anker 110 Ergebnisse ihrer Messungen (oder Informationen, die die übertragenen und gesendeten Signale angeben) an noch eine andere Entität, z. B. ein fernes Datenverarbeitungssystem liefern, die dann eine Entfernungsbestimmung aus Schritt 320 durchführen kann. Dementsprechend kann bei verschiedenen Ausführungsformen die Entfernungsbestimmung aus Schritt 320 durch die Steuerlogik 220 des Ankers 110, die Steuerlogik 220 des Tags 120 oder durch eine beliebige geeignete Datenverarbeitungseinheit 130 ausgeführt werden, die in dem Anker 110 und/oder dem Tag 120 oder außerhalb (d. h. extern zu) diesem/diesen implementiert sein kann.
  • Beliebige der in der Techniken, die nach dem Stand der Technik bekannt sind, können in Schritt 320 verwendet werden, um die Entfernung zwischen dem Anker 110 und dem Tag 120 zu bestimmen, z. B. eine beliebige des bekannten Inverse-Schnelle-Fourier-Transformation(IFFT)- oder Superauflösungsalgorithmus zur Entfernungsschätzung. Zum Beispiel können, falls Superauflösungsalgorithmen oder IFFTbasierte Algorithmen verwendet werden, die Eingaben für Entfernungsbestimmungsalgorithmen als Vektoren komplexer Zahlen präsentiert werden, wobei die Phase der komplexen Zahlen die Phase ist, die in den hier beschriebenen Zweiweg-Phasendifferenzmessungen bestimmt wird. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann der Betrag der komplexen Zahlen entweder der quadrierte Betrag des ersten Funksignals 402, das an dem Tag 120 empfangen wird, oder der quadrierte Betrag des zweiten Funksignals 502, das an dem Anker 110 empfangen wird, oder das Produkt der Beträge des ersten Funksignals 402, das an dem Tag 120 empfangen wird, und des zweiten Funksignals 502, das an dem Anker 110 empfangen wird, sein.
  • Einige weitere Einzelheiten des Verfahrens 300 sind unten unter Bezugnahme auf 6 erklärt, die eine Veranschaulichung verschiedener Aspekte einer Entfernungsmessung unter Verwendung des in 3 gezeigten Verfahrens gemäß manchen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung bereitstellt. In 6 sind Zeitverlaufsdiagramme 602-614 veranschaulicht (d. h. die horizontale Achse jedes der Diagramme verweist auf die Zeit), wobei für jedes unterschiedliche Stufen des Verfahrens 300 schematisch veranschaulicht sind, wobei sich vertikale gestrichelte Linien durch alle der Diagramme erstrecken. Die in 6 gezeigte erste vertikale gestrichelte Linie gibt das Ende des Teils des Verfahrens 300 an, in dem eine Schleifenschaltungskalibrierung (Schritt 304) durch sowohl den Anker 110 als auch das Tag 120 durchgeführt werden kann. Die in 6 gezeigte zweite vertikale Linie gibt das Ende des Teils des Verfahrens 300 an, in dem eine Frequenzversatzkorrektur bei dem Tag 120 (Schritt 308) durchgeführt wird. Die in 6 gezeigte dritte vertikale Linie gibt das Ende des Teils des Verfahrens 300 an, in dem eine Phasenversatzkorrektur bei dem Tag 120 (Schritt 310) durchgeführt wird. Schließlicht gibt die in 6 gezeigte letzte vertikale Linie das Ende des Teils des Verfahrens 300 an, in dem eine Phasenbestimmung (Schritt 314) durchgeführt wird.
  • Das Diagramm 602 veranschaulicht ein durch den TX-NCO 218 des Ankers 110 erzeugtes Referenzsignal 248 (durchgezogene Linie) und ein idealisiertes Zweiweg-Phasendifferenzsignal (gestrichelte Linie), das eine ideale Reflexion des durch den Anker 110 übertragenen ersten Funksignals 402 von dem Tag 120 repräsentiert. Wie in dem Diagramm 602 gezeigt, würde eine idealisierte Reflexion nur eine gewisse Phasenverschiebung, die in 6 als eine Phasenverschiebung 622 gezeigt ist, aufweisen, wobei die Phasenverschiebung dann in einem Schritt ähnlich dem Schritt 314 bestimmt wird, und wobei basierend auf dieser eine Entfernung zwischen dem Anker 110 und dem Tag 120 bestimmt werden kann. Das Ziel der Frequenz- und Phasenkompensation des Referenzsignals des Tags 120 (d. h. Schritte 308 und 310) ist es, zu bewirken, dass das zweite Funksignal 502, das aktiv durch das Tag 120 erzeugt wird, so erscheint, als sei es eine passive Reflexion des durch den Anker übertragenen ersten Funksignals 402, welche durch die gestrichelte Linie des Diagramms 602 repräsentiert ist.
  • Das Diagramm 604 veranschaulicht ein RX-Referenzsignal 234 (RX-NCO nach Phasenkompensation) des Ankers 110 (durchgezogene Linie) und das IF-Signal 226 (gestrichelte Linie) an dem Anker 110, das basierend auf dem an dem RX-HF-Frontend 206 des Ankers 110 empfangenen Funksignal 224, z. B. basierend auf dem empfangenen zweiten Funksignal 502, das durch das Tag 120 übertragen wird, erzeugt wird. Dementsprechend veranschaulicht das Diagramm 604 anschließend an die Tag-Phasenversatzkorrektur die tatsächliche Phasendifferenz 624, wie in Schritt 314 des Verfahrens 300 bestimmt.
  • Das Diagramm 606 veranschaulicht die Phase des Basisbandsignals 230, die bei dem Anker 110 bestimmt wird, wobei der Teil der Basisbandphase 626 (d. h. der Teil nach der dritten vertikalen gestrichelten Linie und zu der vierten vertikalen gestrichelten Linie führend, d. h. nachdem das Tag eine Phasenversatzkorrektur durchgeführt und das zweite Funksignal 502 übertragen hat, wie hier beschrieben ist) die Phasendifferenz 624 zwischen dem durch den Anker 110 übertragenen ersten Funksignal 402 und dem durch das Tag 120 übertragenen zweiten Funksignal 502, wie an dem Anker empfangen 110, angibt (d. h. die in Schritt 314 bestimmte Phasendifferenz).
  • Das Diagramm 608 veranschaulicht die HF-Signalrichtung während unterschiedlicher Schritte einer Zweiweg-Phasendifferenzmessung bei einer Trägerfrequenz (d. h. bei gegebener VCO-Frequenz). Wie in 6 angegeben, veranschaulicht der obere Teil des Diagramms 608 Funksignalrichtungen bei dem Anker 110, während der untere Teil des Diagramms 608 Funksignalrichtungen bei dem Tag 120 veranschaulicht.
  • Das Diagramm 610 veranschaulicht ein TX-Referenztaktsignal 248, das durch den TX-NCO 218 des Tags 120 erzeugt wird.
  • Das Diagramm 612 veranschaulicht ein RX-Referenzsignal 234 (RX-NCO nach Phasenkompensation) des Tags 120 (durchgezogene Linie) und das IF-Signal 226 (gestrichelte Linie) an dem Tag 120, das basierend auf dem an dem RX-HF-Frontend 206 des Tags 120 empfangenen Funksignal 224, z. B. basierend auf dem empfangenen ersten Funksignal 402, das durch den Anker 110 übertragen wird, erzeugt wird.
  • Schließlich veranschaulicht das Diagramm 614 die Phase des Basisbandsignals 230, die bei dem Tag 120 bestimmt wird.
  • Wie in dem Diagramm 608 gezeigt, kann der Anker 110 mit dem Durchführen einer Schleifenschaltungskalibrierung (Schritt 304, veranschaulicht mit dem Teil des Diagramms 608 vor der ersten vertikalen gestrichelten Linie) beginnen, während der das TX-HF-Frontend 216 des Ankers 110 das Funksignal 236 direkt an das RX-HF-Frontend 216 des Ankers 110 überträgt (d. h. das Funksignal wird in einer Schleife zu dem Anker zurückgeführt), indem der Schalter 204 mit angemessenen Schalterpositionen konfiguriert wird. Dementsprechend ist das an dem RX-HF-Frontend 206 empfangene Signal 224 das gleiche wie das übertragene Signal 236, mit der Ausnahme einer beliebigen Phasendifferenz aufgrund der Propagation des Signals 236 von dem TX-HF-Frontend 216 zu dem RX-HF-Frontend 206. Das Diagramm 608 veranschaulicht, dass das Tag 120 eine vergleichbare Schleifenschaltungskalibrierung an seinem Ende durchführt.
  • Während eines solchen Kalibrierungsschrittes können sowohl der Anker 110 als auch das Tag 120 jeweils zum Zurücksetzen der Phasenkompensationssteuerwörter 242 ausgebildet sein, so dass innerhalb sowohl des Ankers 110 als auch des Tags 120 das TX-Referenzsignal 248 im Wesentlichen identisch mit dem RX-Referenzsignal 238 ist. Wie in dem Diagramm 604 gezeigt, weist, bevor die Schleifenschaltungskalibrierung abgeschlossen ist, das an dem Anker 110 empfangene Signal (d. h. das IF-Signal 226 (gestrichelte Linie) an dem Anker 110, das basierend auf dem an dem RX-HF-Frontend 206 des Ankers 110 empfangenen Funksignal 224 erzeugt wird, das während der Schleifenschaltungskalibrierung das übertragene Signal 236, das durch das TX-HF-Frontend 206 des Ankers 110 übertragen wird, mit einer gewissen internen Phasenverschiebung ist) eine Phasenverschiebung relativ zu dem RX-Referenzsignal 234 (durchgezogene Linie) des Ankers 110 auf. Gleichermaßen weist für das Tag 120, wie in dem Diagramm 612 gezeigt, bevor die Schleifenschaltungskalibrierung abgeschlossen ist, das an dem Tag 120 empfangene Signal (d. h. das IF-Signal 226 (gestrichelte Linie) an dem Tag 120, das basierend auf dem an dem RX-HF-Frontend 206 des Tags 120 empfangenen Funksignal 224 erzeugt wird, das während der Schleifenschaltungskalibrierung das übertragene Signal 236, das durch das TX-HF-Frontend 206 des Tags 120 übertragen wird, mit einer gewissen internen Phasenverschiebung ist) eine Phasenverschiebung relativ zu dem RX-Referenzsignal 234 (durchgezogene Linie) des Tags 120 auf.
  • Am Ende der Schleifenschaltungskalibrierung wird die Basisbandphase 230 sowohl an dem Anker 110 als auch dem Tag 120 gemessen und die Steuerlogik 220 stellt die Phasenkompensationssteuerwörter 242 ein, um die Phasenkompensation des Schrittes 304 zu realisieren. Infolgedessen sind die empfangenen Signale sowohl an dem Anker 110 als auch dem Tag 120 jeweils in Phase mit den RX-Referenzsignalen.
  • Danach überträgt der Anker 110 ein Drahtlosfunksignal, nämlich das hier beschriebene erste Funksignal 402, an das Tag 120, wie in dem Diagramm 608 mit einem dicken Pfeil von dem TX des Ankers 110 zu dem RX des Tags 120 in dem Teil zwischen der ersten und zweiten vertikalen gestrichelten Linie gezeigt, was ermöglicht, dass das Tag 120 jeglichen Frequenzversatz seines Referenztaktsignals korrigiert (Schritt 308). Insbesondere während des Frequenzkorrekturschrittes erzeugt der Anker das HF-Signal 236 basierend auf seinem TX-Referenzsignal 248 (durchgezogene Linie in dem Diagramm 602) und überträgt es als das Drahtlosfunksignal 402; das Tag 120 empfängt das erste Drahtlossignal 402 als das HF-Signal 224 und wandelt es in das IF-Signal 226 herunter (gestrichelte Linie in dem Diagramm 612); die Frequenzdifferenz zwischen den TX/RX-Referenzsignalen des Tags 120 und dem empfangenen IF-Signal 226 (gestrichelte Linie in dem Diagramm 612) wird durch die Steuerlogik 220 basierend auf der Phasenausgabe 230 (in dem Diagramm 614 der I/Q-zu-Betr/Phase-Umwandlungseinheit 210 gezeigt) bei dem Tag 120 bestimmt. Bei manchen Ausführungsformen kann die Frequenzdifferenz durch Messen der Steigung 634 der Basisbandphasenausgabe 230 bestimmt werden, die in dem Diagramm 614 gezeigt ist. Bei anderen Ausführungsformen kann die Frequenzdifferenz durch Anwenden einer Phasenregelschleife (PLL: Phase-Locked-Loop) bestimmt werden, die zum Einrasten auf das IF-Signal 226 an dem Tag 120 ausgebildet ist. Am Ende des Frequenzkorrekturschrittes 308 wendet die Steuerlogik 220 des Tags 120 das Frequenzsteuerwort 240 aus sowohl das TX- als auch RX-Referenztaktsignal 248, 238 an (d. h. durchgezogene Linien, die in den Diagrammen 610 bzw. 612 gezeigt sind). Infolgedessen ist die Frequenz sowohl des TX- als auch RX-Referenztaktsignals 248, 238 (d. h. in den Diagrammen 610 bzw. 612 gezeigte durchgezogene Linien) die gleiche wie jene des IF-Signals 226 (gestrichelte Linie in dem Diagramm 612) bei dem Tag 120, die basierend auf dem ersten empfangenen Funksignal 402 erzeugt wird, das durch den Anker 110 übertragen wird - dies ist in den Diagrammen 610 und 612 zwischen der zweiten und der dritten vertikalen gestrichelten Linie zu sehen.
  • Wie in dem Diagramm 612 zwischen der zweiten und der dritten vertikalen gestrichelten Linie ferner zu sehen ist, ist die Phase des Referenztaktsignals (durchgezogene Linie) bei dem Tag 120 immer noch nicht gleich jener des empfangenen Signals (gestrichelte Linie). Daher findet ein Phasenkorrekturschritt 310 zwischen der zweiten und dritten vertikalen gestrichelten Linie statt, die in 6 gezeigt sind. Während des Phasenkorrekturschrittes, nachdem die Tag-Frequenzkorrektur angewandt wurde, weist das empfangene IF-Signal (gestrichelte Linie in dem Diagramm 612) im Wesentlichen die gleiche Frequenz wie das RX-Referenzsignal (durchgezogene Linie in dem Diagramm 612) auf, aber mit einem unbekannten Phasenversatz. Die Steuerlogik 220 bei dem Tag 120 wird dann zum Messen des relativen Phasenversatzes zwischen dem empfangenen IF-Signal (gestrichelte Linie in dem Diagramm 612) und dem RX-Referenzsignal (durchgezogene Linie in dem Diagramm 612) unter Verwendung der Phasenausgabe 230 (wie in dem Diagramm 614 gezeigt) der I/Q-zu-Betr/Phase-Umwandlung 210 ausgebildet. Am Ende des Phasenkorrekturschrittes kann die Steuerlogik 220 des Tags 120 zum Anwenden des Phasenversatzwortes 240 auf sowohl das TX- als auch RX-Referenztaktsignal (durchgezogene Linien in den Diagrammen 610 bzw. 612) des Tags 120 ausgebildet sein und kann den Betrag des empfangenen Signals in dem Speicher speichern. Nachdem das Phasenversatzwort 240 angewandt wurde, stimmt das RX-Referenzsignal (in dem Diagramm 612 gezeigte durchgezogene Linie) bei dem Tag 120 mit dem empfangenen IF-Signal (in dem Diagramm 612 gezeigte gestrichelte Linie) überein und die Phasenausgabe 230 (wie in dem Diagramm 614 gezeigt) der I/Q-zu-Betr/Phase-Umwandlung 210 erreicht Null.
  • Schließlich erzeugt das Tag 120 während dem in 6 gezeigten Zweiweg-Phasendifferenzmessungsschritt zwischen der dritten und der vierten vertikalen gestrichelten Line das HF-Signal 236 basierend auf seinem frequenz- und phasenangepassten TX-Referenzsignal (in dem Diagramm 610 gezeigt) und überträgt es als das zweite Funksignal 502 an den Anker 110. Dies ist in dem Diagramm 608 mit einem dicken Pfeil von dem TX des Tags 120 zu dem RX des Ankers 110 in dem Teil zwischen der dritten und vierten vertikalen gestrichelten Linie gezeigt. Der Anker 110 empfängt dann das durch das Tag 120 übertragene Signal als das HF-Signal 224 und wandelt es in das IF-Signal 226 herunter (gestrichelte Linie in dem Diagramm 604). Die Steuerlogik 220 des Ankers 110 kann dann die Basisbandphase (wie in dem Diagramm 606 gezeigt) als die Phasendifferenz zwischen dem empfangenen IF-Signal (gestrichelte Linie in dem Diagramm 604) und dem RX-Referenzsignal (durchgezogene Linie in dem Diagramm 604) basierend auf der Ausgabe 230 von der I/Q-zu-Betr/Phase-Umwandlungseinheit 210 bei dem Anker 110 berechnen. Am Ende des Zweiweg-Phasendifferenzmessungsschrittes kann die Steuerlogik 220 des Ankers 220 die Basisbandphase basierend auf der Phasenausgabe 230 der I/Q-zu-Betr/Phase-Umwandlungseinheit 210, wie oben beschrieben, messen und kann die gemessene Phasendifferenz sowie den Betrag des empfangenen Signals in dem Speicher speichern.
  • Durch das Implementieren des wie oben beschriebenen Protokolls, sollte die gemessene Zweiweg-Phasendifferenz 624, d. h. die zwischen den horizontalen Pfeilen in dem Diagramm 604 angegebene Entfernung, mit zweimal der Phasenänderung aufgrund des Propagationskanals, d. h. der Entfernung, die zwischen den in dem Diagramm 602 gezeigten horizontalen Pfeilen angegeben ist, übereinstimmen.
  • Beispielhaftes Datenverarbeitungssystem
  • 7 stellt ein Blockdiagramm bereit, das ein beispielhaftes Datenverarbeitungssystem 700, das zum Implementieren von wenigstens Teilen des in 3 gezeigten Verfahrens ausgebildet ist, gemäß manchen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. Bei manchen Ausführungsformen können die Datenverarbeitungseinheit 130, die Steuerlogik 220 des Ankers 110 und die Steuerlogik 220 des Tags 120 als das Datenverarbeitungssystem 700 implementiert werden.
  • Wie in 7 gezeigt, kann das Datenverarbeitungssystem 700 wenigstens einen Prozessor 702, z. B. einen Hardwareprozessor 702, aufweisen, der durch einen Systembus 706 mit Speicherelementen 704 gekoppelt ist. Von daher kann das Datenverarbeitungssystem Programmcode innerhalb der Speicherelemente 704 speichern. Ferner kann der Prozessor 702 den Programmcode ausführen, auf den von den Speicherelementen 704 über einen Systembus 706 zugegriffen wird. Bei einem Aspekt kann das Datenverarbeitungssystem als ein Computer implementiert sein, der zum Speichern und/oder Ausführen eines Programmcodes geeignet ist. Es versteht sich jedoch, dass das Datenverarbeitungssystem 700 in der Form eines beliebigen Systems einschließlich eines Prozessors und eines Speichers implementiert sein kann, das zum Durchführen der innerhalb dieser Offenbarung beschriebenen Funktionen in der Lage ist.
  • Bei manchen Ausführungsformen kann der Prozessor 702 Software oder einen Algorithmus zum Durchführen der in dieser Patentschrift besprochenen Aktivitäten, insbesondere von Aktivitäten in Bezug auf eine Entfernungsmessung unter Verwendung von Zweiweg-Phasendifferenzmessungen, ausführen. Der Prozessor 702 kann eine beliebige Kombination von Hardware, Software oder Firmware, die eine programmierbare Logik bereitstellt, aufweisen, einschließlich eines Mikroprozessors, eines digitalen Signalprozessors (DSP), eines vor Ort programmierbaren Gatterarrays (FPGA: Field-Programmable Gate Array), eines programmierbaren Logikarrays (PLA), eines anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreises (ASIC: Application Specific Integrated Circuit) oder eines Virtuelle-Maschine-Prozessors als nichtbeschränkendes Beispiel. Der Prozessor 702 kann kommunikativ mit dem Speicherelement 704 gekoppelt sein, zum Beispiel in einer Direktspeicherzugriff(DMA)-Konfiguration, so dass der Prozessor 702 aus den Speicherelementen 704 lesen oder in diese schreiben kann.
  • Im Allgemeinen können die Speicherelemente 704 eine beliebige flüchtige oder nichtflüchtige Speichertechnologie aufweisen, einschließlich Double-Data-Rate(DDR)-Random-Access-Memory(RAM), Synchronous-RAM (SRAM), Dynamic-RAM (DRAM), Flash, eines Nurlesespeichers (ROM), optischer Medien, virtueller Speichergebiete, eines Magnet- oder Bandspeichers oder einer beliebigen anderen geeigneten Technologie. Sofern nichts anderes vorgegeben ist, sollten beliebige der hier besprochenen Speicherelemente als innerhalb des breiten Ausdrucks „Speicher“ eingeschlossen aufgefasst werden. Die Informationen, die durch den Anker 110, das Tag 120, die Datenverarbeitungseinheit 130, beliebige Komponenten der Funkeinheit 200A oder beliebige Komponenten des Datenverarbeitungssystems 700 gemessen, verarbeitet, verfolgt oder an oder von diesen gesendet werden, könnten in einer/einem beliebigen Datenbank, Register, Steuerliste, Cache oder Speicherstruktur bereitgestellt werden, die alle bei einem beliebigen geeigneten Zeitrahmen referenziert werden können. Beliebige derartige Speicherungsoptionen können innerhalb des breiten Ausdrucks „Speicher“, wie hierin verwendet, eingeschlossen sein. Gleichermaßen sollten beliebige der potentiellen Verarbeitungselemente, -module und -maschinen, die hier beschrieben sind, als innerhalb des breiten Ausdrucks „Prozessor“ eingeschlossen aufgefasst werden. Jedes der in den vorliegenden Figuren gezeigten Elemente, z. B. die Funkeinheit 200A und der Prozessor 702, können auch geeignete Schnittstellen zum Empfangen, Übertragen und/oder anderweitigen Kommunizieren von Daten oder Informationen in einer Netzwerkumgebung aufweisen.
  • Bei gewissen Implementierungsbeispielen können Mechanismen zur HF-Entfernungsmessung unter Verwendung von Phasendifferenz, wie hier umrissen, durch eine Logik implementiert sein, die in einem oder mehreren greifbaren Medien codiert ist, die nichtflüchtige Medien einschließen können, z. B. eine eingebettete Logik, die in einem ASIC, in DSP-Anweisungen, Software (möglicherweise einschließlich Objektcodes und Quellcodes), die durch einen Prozessor auszuführen ist, oder einer anderen ähnlichen Maschine usw. bereitgestellt ist. Bei manchen dieser Fälle können Speicherelemente, wie etwa z. B. die in 7 gezeigten Speicherelemente 704, Dateninformationen speichern, die für diese hier beschriebenen Operationen verwendet werden. Dies schließt ein, dass die Speicherelemente in der Lage sind, Software, Logik, Code oder Prozessoranweisungen zu speichern, die bzw. der zum Durchführen der vorliegend beschriebenen Aktivitäten ausgeführt werden bzw. wird. Ein Prozessor kann eine beliebige Art von Anweisungen ausführen, die mit den Daten oder Informationen assoziiert sind, um die vorliegend aufgeführten Operationen zu erreichen. Bei einem Beispiel könnten die Prozessoren, wie etwa z. B. der in 7 gezeigte Prozessor 702, ein Element oder ein Artikel (z. B. Daten) von einem Zustand oder Gegenstand zu einem anderen Zustand oder Gegenstand transformieren. Bei einem anderen Beispiel können die hier umrissenen Aktivitäten mit einer festen Logik oder programmierbaren Logik (z. B. Software/Computeranweisungen, die durch einen Prozessor ausgeführt werden) implementiert werden und könnten die hier identifizierten Elemente irgendein Typ eines programmierbaren Prozessors, einer programmierbaren digitalen Logik (z. B. ein FPGA, ein DSP, ein löschbarer programmierbarer Nurlesespeicher (EPROM), ein elektrisch löschbarer programmierbarer Nurlesespeicher (EEPROM)) oder ein ASIC sein, der/die digitale Logik, Software, Code, elektronische Anweisungen oder eine beliebige geeignete Kombination davon aufweist.
  • Die Speicherelemente 704 können eine oder mehrere physische Speichervorrichtungen aufweisen, wie etwa zum Beispiel einen lokalen Speicher 708 und eine oder mehrere Massenspeicherungsvorrichtungen 710. Der lokale Speicher kann auf einen RAM oder (eine) andere nichtbeständige Speichervorrichtung(en) verweisen, die allgemein während einer tatsächlichen Ausführung des Programmcodes verwendet wird (werden). Eine Massenspeicherungsvorrichtung kann als eine Festplatte oder eine andere beständige Datenspeicherungsvorrichtung implementiert sein. Das Verarbeitungssystem 700 kann auch einen oder mehrere (nicht gezeigte) Cache-Speicher aufweisen, die eine temporäre Speicherung von wenigstens einem Teil von Programmcode bereitstellen können, um die Anzahl an Malen zu reduzieren, die ein Programmcode während der Ausführung aus der Massenspeicherungsvorrichtung 710 abgerufen werden muss. Verschiedene während des hier beschriebenen Zweiweg-HF-Entfernungsmessverfahrens erhaltene Messdaten können in den Speicherelementen 704 gespeichert werden.
  • Wie in 7 gezeigt, können die Speicherelemente 704 eine Anwendung 718 speichern. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann die Anwendung 718 in dem lokalen Speicher 708, der einen oder den mehreren Massenspeicherungsvorrichtungen 710 oder getrennt von dem lokalen Speicher und den Massenspeicherungsvorrichtungen gespeichert sein. Es versteht sich, dass das Datenverarbeitungssystem 700 ferner ein (in 7 nicht gezeigtes ) Betriebssystem ausführen kann, das eine Ausführung der Anwendung 718 ermöglichen kann. Die Anwendung 718, die in der Form von ausführbarem Programmcode implementiert ist, kann durch das Datenverarbeitungssystem 700, z. B. durch den Prozessor 702, ausgeführt werden. Als Reaktion auf das Ausführen der Anwendung kann das Datenverarbeitungssystem 700 dazu ausgebildet sein, eine oder mehrere hier beschriebene Operationen oder Verfahrensschritte durchzuführen.
  • Eingabe/Ausgabe(E/A)-Vorrichtungen, die als eine Eingabevorrichtung 712 und eine Ausgabevorrichtung 714 dargestellt sind, können optional mit dem Datenverarbeitungssystem gekoppelt sein. Beispiele für Eingabevorrichtungen können unter anderem eine Tastatur, eine Zeigevorrichtung, wie etwa eine Maus, oder dergleichen einschließen. Beispiele für Ausgabevorrichtungen können unter anderem einen Monitor oder eine Anzeige, Lautsprecher oder dergleichen einschließen. Bei manchen Ausführungsformen kann die Ausgabevorrichtung 714 ein beliebiger Typ einer Bildschirmanzeige, wie etwa einer Plasmaanzeige, einer Flüssigkristallanzeige (LCD), Organische-Leuchtdiode(OLED)-Anzeige, Elektrolumineszenz(EL)-Anzeige oder ein beliebiger anderer Indikator, wie etwa ein Ziffernblatt, ein Barometer oder LEDs, sein. Die Ausgabevorrichtung 714 kann dazu ausgebildet sein, das Ergebnis der Entfernungsmessung zu zeigen, die gemäß der vorliegenden Offenbarung durchgeführt wurde. Zum Beispiel kann die Ausgabevorrichtung 714 zum Bereitstellen einer grafischen Benutzeroberfläche und Anzeigen einer grafischen Repräsentation der zwischen einem oder mehreren Paaren von Ankern und Tags gemessenen Entfernung anzeigen. Bei manchen Implementierungen kann das System eine (nicht gezeigte) Ansteuerung für die Ausgabevorrichtung 714 aufweisen. Eingabe und/oder Ausgabevorrichtungen 712, 714 können entweder direkt oder durch dazwischenliegende E/A-Steuerungen mit dem Datenverarbeitungssystem gekoppelt sein.
  • Bei einer Ausführungsform können die Eingabe und die Ausgabevorrichtungen als eine kombinierte Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung (in 7 mit einer gestrichelten Linie veranschaulicht, die die Eingabevorrichtung 712 und die Ausgabevorrichtung 714 umgibt) implementiert sein. Ein Beispiel für eine solche kombinierte Vorrichtung ist eine berührungsempfindliche Anzeige, manchmal auch als „Berührungsbildschirmanzeige“ oder einfach „Berührungsbildschirm“ bezeichnet. Bei einer solchen Ausführungsform kann eine Eingabe in die Vorrichtung durch eine Bewegung eines physischen Objekts, wie etwa z. B. eines Eingabestifts oder eines Fingers eines Benutzers, auf oder nahe der Berührungsbildschirmanzeige bereitgestellt werden.
  • Ein Netzwerkadapter 716 kann auch optional mit dem Datenverarbeitungssystem gekoppelt sein, um zu ermöglichen, dass es mit anderen Systemen, Computersystemen, fernen Netzwerkvorrichtungen und/oder fernen Speicherungsvorrichtungen durch dazwischenliegende private oder öffentliche Netzwerke gekoppelt wird. Der Netzwerkadapter kann einen Datenempfänger zum Empfangen von Daten, die durch die Systeme, Vorrichtungen und/oder Netzwerke an das Datenverarbeitungssystem 700 übertragen werden, und einen Datensender zum Übertragen von Daten von dem Datenverarbeitungssystem 700 an die Systeme, Vorrichtungen und/oder Netzwerke aufweisen. Modems, Kabelmodems und Ethernet-Karten sind Beispiele für verschiedene Typen eines Netzwerkadapters, die mit dem Datenverarbeitungssystem 700 verwendet werden können.
  • Auswahlbeispiele
  • Beispiel 1 stellt ein Funksystem bereit, das eine erste Funkeinheit (z. B. den hier beschriebenen Anker/Master), eine zweite Funkeinheit (das/den hier beschriebenen Tag/Slave) und eine Datenverarbeitungseinheit (z. B. einen Hardwareprozessor) aufweist. Die erste Funkeinheit ist zum Übertragen eines ersten Funksignals (z. B. ersten HF-Signals) ausgebildet. Die zweite Funkeinheit ist zum Empfangen des ersten Funksignals, Anpassen eines Referenztaktsignals der zweiten Funkeinheit basierend auf dem ersten Funksignal und Übertragen eines basierend auf dem angepassten Referenztaktsignal erzeugten zweiten Funksignals (z. B. zweiten HF-Signals) ausgebildet. Die Datenverarbeitungseinheit ist zum Bestimmen einer Entfernung zwischen der ersten Funkeinheit und der zweiten Funkeinheit basierend auf einer Phasendifferenz zwischen dem durch die erste Funkeinheit übertragenen ersten Funksignal und dem an der ersten Funkeinheit empfangenen zweiten Funksignal ausgebildet.
  • Beispiel 2 stellt das Funksystem gemäß Beispiel 1 bereit, wobei die zweite Funkeinheit zum Anpassen des Referenztaktsignals der zweiten Funkeinheit durch Folgendes ausgebildet ist: Einstellen, durch die zweite Funkeinheit, einer Frequenz des Referenztaktsignals der zweiten Funkeinheit basierend auf einer Frequenz des an der zweiten Funkeinheit empfangenen ersten Funksignals, und Einstellen, durch die zweite Funkeinheit, einer Phase des Referenztaktsignals der zweiten Funkeinheit basierend auf einer Phase des an der zweiten Funkeinheit empfangenen ersten Funksignals.
  • Beispiel 3 stellt das Funksystem gemäß Beispiel 2 bereit, wobei die zweite Funkeinheit zum Einstellen der Phase des Referenztaktsignals der zweiten Funkeinheit nach dem Einstellen der Frequenz des Referenztaktsignals der zweiten Funkeinheit ausgebildet ist.
  • Beispiel 4 stellt das Funksystem gemäß Beispielen 2 oder 3 bereit, wobei die zweite Funkeinheit zum Abwärtswandeln des ersten Funksignals zum Erzeugen eines ersten Zwischenfrequenz(IF)-Signals ausgebildet ist, und wobei das Einstellen der Frequenz des Referenztaktsignals der zweiten Funkeinheit basierend auf der Frequenz des an der zweiten Funkeinheit empfangenen ersten Funksignals Einstellen der Frequenz des Referenztaktsignals der zweiten Funkeinheit derart, dass sie im Wesentlichen gleich einer Frequenz des bei der zweiten Funkeinheit erzeugten ersten IF-Signals ist, aufweist.
  • Beispiel 5 stellt das Funksystem gemäß Beispiel 4 bereit, wobei das Einstellen der Phase des Referenztaktsignals der zweiten Funkeinheit basierend auf der Phase des an der zweiten Funkeinheit empfangenen ersten Funksignals Einstellen der Phase des Referenztaktsignals der zweiten Funkeinheit derart, dass sie im Wesentlichen gleich einer Phase des bei der zweiten Funkeinheit erzeugten ersten IF-Signals ist, aufweist.
  • Beispiel 6 stellt das Funksystem gemäß einem der vorhergehenden Beispiele bereit, wobei die zweite Funkeinheit einen NCO aufweist, der zum Erzeugen des Referenztaktsignals als ein Basisbandlokaloszillatorsignal ausgebildet ist.
  • Beispiel 7 stellt das Funksystem gemäß einem der vorhergehenden Beispiele bereit, wobei die Datenverarbeitungseinheit zum Bestimmen der Entfernung ferner basierend auf einem Betrag des an der zweiten Funkeinheit empfangenen ersten Funksignals und/oder einem Betrag des an der ersten Funkeinheit empfangenen zweiten Funksignals ausgebildet ist.
  • Beispiel 8 stellt das Funksystem gemäß einem der vorhergehenden Beispiele bereit, wobei die Datenverarbeitungseinheit zum Bestimmen der Phasendifferenz und optional des Betrags des an der zweiten Funkeinheit empfangenen ersten Funksignals und/oder des Betrags des an der ersten Funkeinheit empfangenen zweiten Funksignals für jede mehrerer Messungen ausgebildet ist, wobei das erste Funksignal bei verschiedenen Messungen verschiedene Frequenzen aufweist.
  • Beispiel 9 stellt das Funksystem gemäß Beispiel 8 bereit, wobei die Datenverarbeitungseinheit zum Bestimmen der Entfernung basierend auf der Phasendifferenz und optional dem Betrag des an der zweiten Funkeinheit empfangenen ersten Funksignals und/oder dem Betrag des an der ersten Funkeinheit empfangenen zweiten Funksignals, das für die mehreren Messungen bestimmt wird, ausgebildet ist.
  • Beispiel 10 stellt das Funksystem gemäß Beispiel 1 bereit, wobei das erste Funksignal eine erste Frequenz aufweist, und die erste Funkeinheit ferner zum Übertragen eines dritten Funksignals ausgebildet ist, das eine von der ersten Frequenz verschiedene zweite Frequenz aufweist. Bei diesem Beispiel ist die zweite Funkeinheit ferner zum Empfangen des dritten Funksignals, Anpassen des Referenztaktsignals der zweiten Funkeinheit basierend auf dem dritten Signal, Übertragen eines basierend auf dem angepassten Referenztaktsignal erzeugten vierten Funksignals ausgebildet, während die Datenverarbeitungseinheit zum Bestimmen der Entfernung zwischen der ersten Funkeinheit und der zweiten Funkeinheit ferner basierend auf einer Phasendifferenz zwischen dem durch die erste Funkeinheit übertragenen dritten Signal und dem an der ersten Funkeinheit empfangenen vierten Signal und optional dem Betrag des an der zweiten Funkeinheit empfangenen dritten Funksignals und/oder dem Betrag des an der ersten Funkeinheit empfangenen vierten Funksignal ausgebildet ist.
  • Beispiel 11 stellt das Funksystem gemäß einem der vorhergehenden Beispiele bereit, wobei die Datenverarbeitungseinheit in der ersten Funkeinheit enthalten ist.
  • Beispiel 12 stellt das Funksystem gemäß einem der vorhergehenden Beispiele bereit, wobei wenigstens eine, aber bevorzugt jede der ersten Funkeinheit und der zweiten Funkeinheit zum Durchführen einer Kalibrierung, z. B. einer Schleifenschaltungskalibrierung, ausgebildet ist, um eine Phasenverschiebung innerhalb der Funkeinheit zu berücksichtigen.
  • Beispiel 13 stellt das Funksystem gemäß einem der vorhergehenden Beispiele bereit, wobei die erste Funkeinheit und die zweite Funkeinheit ferner zur Drahtlosdatenkommunikation ausgebildet sind.
  • Beispiel 14 stellt eine Funkeinheit bereit, die Folgendes aufweist: Mittel (z. B. eine Antenne) zum Empfangen eines durch eine weitere Funkeinheit übertragenen ersten Funksignals (z. B. ersten HF-Signals); Mittel (z. B. ein NCO) zum Erzeugen eines Referenztaktsignals, wobei die Funkeinheit zum Übertragen von Funksignalen basierend auf diesem ausgebildet ist; Mittel (z. B. eine Steuerlogik, z. B. als ein Hardwareprozessor implementiert) zum Anpassen des Referenztaktsignals basierend auf dem ersten Funksignal; und Mittel (z. B. eine Antenne) zum Übertragen eines zweiten Funksignals (z. B. zweiten HF-Signals), das basierend auf dem angepassten Referenztaktsignals erzeugt wird, wobei das zweite Funksignal zum Ermöglichen einer Bestimmung einer Entfernung zwischen der Funkeinheit und der weiteren Funkeinheit basierend auf einer Phasendifferenz zwischen dem durch die weitere Funkeinheit übertragenen ersten Funksignal und dem durch die Funkeinheit übertragenen zweiten Funksignal, wie an der weiteren Funkeinheit empfangen, und optional ferner basierend auf dem Betrag des an der Funkeinheit empfangenen ersten Funksignals und/oder dem Betrag des an der weiteren Funkeinheit empfangenen zweiten Funksignals ausgebildet ist.
  • Beispiel 15 stellt die Funkeinheit gemäß Beispiel 14 bereit, wobei das Anpassen des Referenztaktsignals der Funkeinheit Folgendes aufweist: Anpassen einer Frequenz des Referenztaktsignals basierend auf einer Frequenz des an der Funkeinheit empfangenen ersten Funksignals, und Anpassen einer Phase des Referenztaktsignals basierend auf einer Phase des an der Funkeinheit empfangenen ersten Funksignals.
  • Beispiel 16 stellt die Funkeinheit gemäß Beispiel 15 bereit, wobei die Phase des Referenztaktsignals nach dem Anpassen der Frequenz des Referenztaktsignals angepasst wird.
  • Beispiel 17 stellt die Funkeinheit gemäß Beispielen 15 oder 16 bereit, die ferner Mittel (z. B. RX-HF-Frontend) zum Abwärtswandeln des ersten Funksignals aufweist, um ein erstes Zwischenfrequenz(IF)-Signal zu erzeugen, wobei das Anpassen der Frequenz des Referenztaktsignals der Funkeinheit basierend auf der Frequenz des ersten Funksignals Anpassen der Frequenz des Referenztaktsignals derart, dass sie im Wesentlichen gleich einer Frequenz des ersten IF-Signals ist, aufweist, und wobei das Anpassen der Phase des Referenztaktsignals der Funkeinheit basierend auf der Phase des ersten Funksignals Anpassen der Phase des Referenztaktsignals derart, dass sie im Wesentlichen gleich einer Phase des ersten IF-Signals ist, aufweist.
  • Beispiel 18 stellt die Funkeinheit gemäß einem der Beispiele 14-17 bereit, wobei das erste Funksignal eines mehrerer erster Funksignale ist, wobei jedes der ersten Funksignale eine andere Frequenz aufweist, das Mittel zum Anpassen des Referenztaktsignals basierend auf dem ersten Funksignal zum Anpassen des Referenztaktsignals basierend auf dem ersten Funksignal für jedes der mehreren ersten Funksignale ausgebildet ist, und das Mittel zum Übertragen des zweiten Funksignals zum Übertragen des zweiten Funksignals, das basierend auf dem angepassten Referenztaktsignal erzeugt wird, für jedes der mehreren ersten Funksignale ausgebildet ist.
  • Beispiel 19 stellt die Funkeinheit gemäß Beispiel 18 bereit, wobei die mehreren ersten Funksignale Funksignale bei Frequenzschritten von zwischen etwa 10 Kilohertz und 10 Megahertz aufweisen.
  • Beispiel 20 stellt ein nichtflüchtiges computerlesbares Speicherungsmedium bereit, das Anweisungen zur Ausführung aufweist, die, wenn sie durch einen Hardwareprozessor ausgeführt werden, zum Durchführen von Operationen funktionsfähig sind, die Folgendes aufweisen: Anpassen eines Referenztaktsignals basierend auf einem an der Funkeinheit empfangenen und durch eine weitere Funkeinheit übertragenen ersten Funksignal (z. B. ersten HF-Signals), wobei das Anpassen Anpassen einer Frequenz des Referenztaktsignals basierend auf einer Frequenz des an der Funkeinheit empfangenen ersten Funksignals und Anpassen einer Phase des Referenztaktsignals basierend auf einer Phase des an der Funkeinheit empfangenen ersten Funksignals aufweist; und Erzeugen eines zweiten Funksignals (z. B. zweiten HF-Signals) zur Übertragung an die weitere Funkeinheit, wobei das zweite Funksignal basierend auf dem angepassten Referenztaktsignal erzeugt wird, und wobei das zweite Funksignal zum Ermöglichen einer Bestimmung einer Entfernung zwischen der Funkeinheit und der weiteren Funkeinheit basierend auf einer Phasendifferenz zwischen dem durch die weitere Funkeinheit übertragenen ersten Funksignal und dem durch die Funkeinheit übertragenen zweiten Funksignal, wie an der weiteren Funkeinheit empfangen, und optional ferner basierend auf dem Betrag des an der Funkeinheit empfangenen ersten Funksignals und/oder dem Betrag des an der weiteren Funkeinheit empfangenen zweiten Funksignals ausgebildet ist.
  • Bei weiteren Beispielen kann das nichtflüchtige computerlesbare Speicherungsmedium gemäß Beispiel 20 ferner Anweisungen aufweisen, die zum Durchführen von Operationen, die durch die zweite Funkeinheit gemäß einem der Beispiele 1-13 durchgeführt werden, und/oder Operationen, die durch die Funkeinheit gemäß einem der Beispiele 14-19 durchgeführt werden, funktionsfähig sind.
  • Variationen und Implementierungen
  • Obwohl Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung oben unter Bezugnahme auf Beispielimplementierungen, wie in 1-7 gezeigt, beschrieben wurden, versteht es sich für einen Fachmann, dass die verschiedenen oben beschriebenen Lehren auf eine große Vielfalt anderer Implementierungen anwendbar sind. Insbesondere sind, obwohl manche in der vorliegenden Offenbarung bereitgestellten Beschreibungen auf Oszillationsquellen innerhalb des TX/RX-VCO 212 als separate Oszillationsquellen (d. h. als einen RX-VCO, der das Signal 222 bereitstellt, und einen TX-VCO der das Signal 232 bereitstellt) verweisen, diese Beschreibungen auf eine einzige Quelle einer Oszillation zum Bereitstellen beider Lokaloszillatorsignale 222 und 232 anwendbar. Gleichermaßen sind, obwohl manche in der vorliegenden Offenbarung bereitgestellten Beschreibungen auf Oszillationsquellen innerhalb des TX/RX-Referenztakts 218 als separate Oszillationsquellen (d. h. als einen RX-NCO, der das Signal 238 bereitstellt, und einen TX-NCO der das Signal 248 bereitstellt) verweisen, diese Beschreibungen auf eine einzige Quelle einer Oszillation zum Bereitstellen beider Referenztaktsignale 238 und 248 anwendbar. Obwohl manche in der vorliegenden Offenbarung bereitgestellten Beschreibungen auf das Verwenden desselben Empfangspfades zur Schleifenschaltungskalibrierung und für Frequenz-/Phasenmessungen verweisen, sind diese Beschreibungen ferner auf Funkeinheiten 200A mit einem separaten Empfangspfad zur Schleifenschaltungskalibrierung anwendbar.
  • In gewissen Zusammenhängen können die hier besprochenen Merkmale auf Automobilsysteme, sicherheitskritische Industrieanwendungen, medizinische Systeme, wissenschaftliche Messausrüstung, drahtlose und drahtgebundene Kommunikation, Funk, Radar, industrielle Prozesssteuerung, Audio- und Videoausrüstung, Stromerfassung, Messausrüstung (die hochpräzise sein kann) und andere auf digitaler Verarbeitung basierte Systeme anwendbar sein.
  • Zudem können gewisse oben besprochene Ausführungsformen in digitalen Signalverarbeitungstechnologien für medizinische Bildgebung, Patientenüberwachung, medizinische Messausrüstung und häusliche Gesundheitsfürsorge bereitgestellt werden. Dies könnte Lungenüberwachungsgeräte, Beschleunigungsmesser, Herzfrequenzüberwachungsgeräte, Herzschrittmacher usw. aufweisen. Andere Anwendungen können Automobiltechnologien für Sicherheitssysteme (z. B. Stabilitätskontrollsysteme, Fahrerassistenzsysteme, Bremssysteme, Infotainment und Innenanwendung beliebiger Art) einschließen.
  • Bei noch anderen beispielhaften Szenarien können die Lehren der vorliegenden Offenbarung in den industriellen Märkten anwendbar sein, die Prozesssteuersysteme aufweisen, die dabei helfen, Produktivität, Energieeffizienz und Zuverlässigkeit anzutreiben. Bei Verbraucheranwendungen können die Lehren der oben besprochenen Signalverarbeitungsschaltkreise zur Bildverarbeitung, zum Autofokus und zur Bildstabilisierung (z. B. für digitale Fotokameras, Camcorder usw.) verwendet werden. Andere Verbraucheranwendungen können Audio- und Videoprozessoren für Heimkinosysteme, DVD-Recorder und hochauflösende Fernseher aufweisen.
  • In den vorstehenden Erörterungen der Ausführungsformen können Komponenten eines Systems, wie etwa z. B. Taktgeneratoren, Multiplexer, Puffer und/oder anderen Komponenten problemlos ausgetauscht, ersetzt oder anderweitig modifiziert werden, um bestimmten Anforderungen bezüglich Schaltungsanordnung gerecht zu werden. Es versteht sich außerdem von selbst, dass die Verwendung von komplementären elektronischen Vorrichtungen, Hardware, Software usw. eine ebenso umsetzbare Option zum Implementieren der Lehren der vorliegenden Offenbarung bezüglich virtuellem Dithering bieten.
  • Teile verschiedener Systeme zum Implementieren der HF-Entfernungsmessung unter Verwendung von Phasendifferenz, wie hier vorgeschlagen, können eine elektronische Schaltungsanordnung zum Durchführen der hier beschriebenen Funktionen aufweisen. In manchen Fällen können ein oder mehrere Teile des Systems durch einen Prozessor bereitgestellt werden, der speziell zum Ausführen der hier beschriebenen Funktionen ausgebildet ist. Beispielsweise kann der Prozessor eine oder mehrere anwendungsspezifische Komponenten aufweisen oder kann programmierbare Logikgatter aufweisen, die zum Ausführen der hier beschriebenen Funktionen ausgebildet sind. Der Schaltkreis kann in einer analogen Domäne, einer digitalen Domäne oder in einer Mischsignaldomäne betrieben werden. In manchen Fällen kann der Prozessor zum Durchführen der hier beschriebenen Funktionen durch Ausführen einer oder mehrerer Anweisungen, die auf einem nichtflüchtigen computerlesbaren Speicherungsmedium gespeichert sind, ausgebildet sein.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel kann eine beliebige Anzahl elektrischer Schaltkreise der vorliegenden Figuren auf einer Platine einer assoziierten elektronischen Vorrichtung implementiert sein. Die Platine kann eine allgemeine Leiterplatte sein, die verschiedene Komponenten des internen Elektroniksystems der elektronischen Vorrichtung halten und ferner Verbinder für andere Peripheriegeräte bereitstellen kann. Insbesondere kann die Platine die elektrischen Verbindungen bereitstellen, durch die die anderen Komponenten des Systems elektrisch kommunizieren können. Beliebige geeignete Prozessoren (einschließlich Digitalsignalprozessoren, Mikroprozessoren, Hilfschipsätze usw.), computerlesbare nichtflüchtige Speicherelemente usw. können basierend auf bestimmten Konfigurationsanforderungen, Verarbeitungsanforderungen, Computergestaltungen usw. geeignet mit der Platine gekoppelt werden. Andere Komponenten, wie etwa ein externer Speicher, zusätzliche Sensoren, Steuerungen für eine Audio/Video-Anzeige und Peripherievorrichtungen können an der Platine als Plug-In-Karten, über Kabel angebracht werden oder in der Platine selbst integriert sein. Bei verschiedenen Ausführungsformen können die hier beschriebenen Funktionalitäten in Emulationsform als Software oder Firmware, die in einem oder mehreren konfigurierbaren (z. B. programmierbaren) Elementen ausgeführt werden, das bzw. die in einer diese Funktionen unterstützenden Struktur angeordnet sind, implementiert werden. Die Software oder Firmware, die die Emulation bereitstellt, kann auf einem nichtflüchtigen computerlesbaren Speicherungsmedium bereitgestellt werden, das Anweisungen aufweist, die es einem Prozessor ermöglichen, diese Funktionalitäten auszuführen.
  • Bei einem anderen Ausführungsbeispiel können die elektrischen Schaltkreise aus den vorliegenden Figuren als alleinstehende Module (z. B. in einer Vorrichtung mit assoziierten Komponenten und einer Schaltungsanordnung, die zum Durchführen einer speziellen Anwendung oder Funktion ausgebildet ist) implementiert sein oder als Plug-In-Module in anwendungsspezifischer Hardware elektronischer Vorrichtungen implementiert sein. Es ist zu erwähnen, dass spezielle Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung, die die HF-Entfernungsmessung unter Verwendung von Phasendifferenz implementieren, entweder ganz oder teilweise problemlos in ein System-On-Chip(SOC)-Gehäuse aufgenommen werden können. Ein SOC repräsentiert einen IC, der Komponenten eines Computers oder eines anderen elektronischen Systems in einen einzigen Chip integriert. Es kann digitale, analoge, Mischsignal- und oft HF-Funktionen aufweisen: alle von diesen können auf einem einzigen Chipsubstrat bereitgestellt werden. Andere Ausführungsformen können ein Mehrfachchipmodul (MCM) mit mehreren separaten ICs aufweisen, die sich innerhalb eines einzigen elektronischen Gehäuses befinden und zur engen Interaktion miteinander durch das elektronische Gehäuse ausgebildet sind. Bei verschiedenen anderen Ausführungsformen kann die hier vorgeschlagene HF-Entfernungsmessung unter Verwendung von Phasendifferenz in einem oder mehreren Siliciumkernen in ASICs, FPGAs und anderen Halbleiterchips implementiert werden.
  • Es ist außerdem unbedingt zu erwähnen, dass alle der hier umrissenen Spezifikationen, Abmessungen und Beziehungen (z. B. die Anzahl an Prozessoren, logischen Operationen usw.) lediglich für Veranschaulichungs- und Lehrzwecke dargelegt wurden. Derartige Informationen können erheblich geändert werden, ohne von der Idee der vorliegenden Offenbarung oder dem Schutzbereich der angehängten Ansprüche abzuweichen. Die Spezifikationen gelten lediglich für ein nichtbeschränkendes Beispiel und sie sollten dementsprechend ausgelegt werden. Bei der vorausgehenden Beschreibung wurden Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf bestimmte Prozessor- und/oder Komponentenanordnungen beschrieben. Es können verschiedene Modifikationen und Änderungen an solchen Ausführungsformen vorgenommen werden, ohne den Schutzbereich der angehängten Ansprüche zu verlassen. Die Beschreibung und die Zeichnungen sind demgemäß vielmehr in einem veranschaulichenden als in einem beschränkenden Sinne zu betrachten.
  • Es ist anzumerken, dass bei den zahlreichen, vorliegend bereitgestellten Beispielen eine Interaktion in Bezug auf zwei, drei, vier oder mehr elektrische Komponenten beschrieben sein kann. Jedoch erfolgte dies lediglich zu Klarheits- und Beispielszwecken. Es versteht sich, dass das System auf eine beliebige geeignete Weise zusammengesetzt sein kann. Zusammen mit ähnlichen Gestaltungselementen können beliebige der veranschaulichten Komponenten, Module und Elemente der vorliegenden Figuren in verschiedenen möglichen Konfigurationen kombiniert werden, die alle klar innerhalb des breiten Schutzumfangs dieser Beschreibung liegen. In gewissen Fällen kann es leichter sein, eine oder mehrere der Funktionalitäten eines bestimmten Satzes von Abläufen nur durch Erwähnen einer begrenzten Anzahl an elektrischen Elementen zu beschreiben. Es versteht sich, dass die elektrischen Schaltkreise der vorliegenden Figuren und ihre Lehren leicht skalierbar sind und eine große Anzahl an Komponenten sowie kompliziertere/komplexere Anordnungen und Konfigurationen aufnehmen können. Dementsprechend sollten die bereitgestellten Beispiele den Schutzumfang nicht beschränken oder die breiten Lehren der elektrischen Schaltkreise, wie sie möglicherweise auf eine Vielzahl anderer Architekturen angewandt werden, beschränken.
  • Es ist zu erwähnen, dass in dieser Patentschrift Bezugnahmen auf verschiedene Merkmale (z. B. Elemente, Strukturen, Module, Komponenten, Schritte, Operationen, Charakteristiken usw.), die in „einer Ausführungsform“, „einem Ausführungsbeispiel“, „einer anderen Ausführungsform“, „manchen Ausführungsformen“, „verschiedenen Ausführungsformen“, „anderen Ausführungsformen“, „einer alternativen Ausführungsform“ und dergleichen enthalten sind, so zu verstehen sind, dass solche Merkmale in einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung enthalten sind und in den gleichen Ausführungsformen kombiniert sein können, aber nicht unbedingt müssen.
  • Es ist auch wichtig anzumerken, dass die Funktionen bezüglich der wie hier vorgeschlagenen HF-Entfernungsmessung unter Verwendung von Phasendifferenz nur manche der möglichen Funktionen veranschaulichen, die durch oder innerhalb eines in den vorliegenden Figuren veranschaulichten Systems ausgeführt werden können. Manche dieser Operationen können, wenn angemessen, gelöscht oder entfernt werden oder diese Operationen können modifiziert oder wesentlich geändert werden, ohne den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung zu verlassen. Außerdem kann das Timing dieser Operationen wesentlich verändert werden. Die vorhergehenden Betriebsflüsse wurden lediglich zu Beispiels- und Diskussionszwecken dargeboten. Eine wesentliche Flexibilität wird durch hier beschriebene Ausführungsformen insoweit bereitgestellt, als dass beliebige geeignete Anordnungen, Chronologien, Konfigurationen und Timing-Mechanismen bereitgestellt werden können, ohne von den Lehren der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
  • Es wird angemerkt, dass alle optionalen Merkmale der oben beschriebenen Einrichtung auch bezüglich des vorliegend beschriebenen Verfahrens oder Prozesses implementiert werden können und Einzelheiten in den Beispielen in einer oder mehreren Ausführungsformen überall verwendet werden können.
  • Ein Fachmann kann zahlreiche andere Änderungen, Ersetzungen, Variationen, Abwandlungen und Modifikationen bestimmen und es ist beabsichtigt, dass die vorliegende Offenbarung alle solche Änderungen, Ersetzungen, Variationen, Abwandlungen und Modifikationen als in den Schutzumfang der angehängten Ansprüche fallend einschließt.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 15/955049 [0001]

Claims (28)

  1. Funksystem, das Folgendes aufweist: eine erste Funkeinheit, die zum Übertragen eines ersten Funksignals ausgebildet ist; und eine zweite Funkeinheit, die zum Empfangen des ersten Funksignals, Anpassen eines Referenztaktsignals der zweiten Funkeinheit basierend auf dem ersten Funksignal und Übertragen eines basierend auf dem angepassten Referenztaktsignal erzeugten zweiten Funksignals ausgebildet ist; und eine Datenverarbeitungseinheit, die zum Bestimmen einer Entfernung zwischen der ersten Funkeinheit und der zweiten Funkeinheit basierend auf einer Phasendifferenz zwischen dem ersten Funksignal und dem an der ersten Funkeinheit empfangenen zweiten Funksignal ausgebildet ist.
  2. Funksystem nach Anspruch 1, wobei die zweite Funkeinheit zum Anpassen des Referenztaktsignals der zweiten Funkeinheit durch Folgendes ausgebildet ist: Einstellen, durch die zweite Funkeinheit, einer Frequenz des Referenztaktsignals der zweiten Funkeinheit basierend auf einer Frequenz des an der zweiten Funkeinheit empfangenen ersten Funksignals, und Einstellen, durch die zweite Funkeinheit, einer Phase des Referenztaktsignals der zweiten Funkeinheit basierend auf einer Phase des an der zweiten Funkeinheit empfangenen ersten Funksignals.
  3. Funksystem nach Anspruch 2, wobei die zweite Funkeinheit zum Einstellen der Phase des Referenztaktsignals der zweiten Funkeinheit nach dem Einstellen der Frequenz des Referenztaktsignals der zweiten Funkeinheit ausgebildet ist.
  4. Funksystem nach Anspruch 2, wobei die zweite Funkeinheit zum Abwärtswandeln des ersten Funksignals zum Erzeugen eines ersten Zwischenfrequenz(IF)-Signals ausgebildet ist, und wobei das Einstellen der Frequenz des Referenztaktsignals der zweiten Funkeinheit basierend auf der Frequenz des ersten Funksignals Einstellen der Frequenz des Referenztaktsignals der zweiten Funkeinheit derart, dass sie im Wesentlichen gleich einer Frequenz des ersten IF-Signals ist, aufweist.
  5. Funksystem nach Anspruch 4, wobei das Einstellen der Phase des Referenztaktsignals der zweiten Funkeinheit basierend auf der Phase des ersten Funksignals Einstellen der Phase des Referenztaktsignals der zweiten Funkeinheit derart, dass sie im Wesentlichen gleich einer Phase des ersten IF-Signals ist, aufweist.
  6. Funksystem nach einem der Ansprüche 1-5, wobei die zweite Funkeinheit einen numerisch gesteuerten Oszillator aufweist, der zum Erzeugen des Referenztaktsignals als ein Basisbandlokaloszillatorsignal ausgebildet ist.
  7. Funksystem nach einem der Ansprüche 1-5, wobei die Datenverarbeitungseinheit zum Bestimmen der Entfernung ferner basierend auf einem Betrag des an der zweiten Funkeinheit empfangenen ersten Funksignals und/oder einem Betrag des an der ersten Funkeinheit empfangenen zweiten Funksignals ausgebildet ist.
  8. Funksystem nach einem der Ansprüche 1-5, wobei die Datenverarbeitungseinheit zum Bestimmen der Phasendifferenz für jede mehrerer Messungen ausgebildet ist, wobei das erste Funksignal bei unterschiedlichen Messungen unterschiedliche Frequenzen aufweist.
  9. Funksystem nach Anspruch 8, wobei die Datenverarbeitungseinheit zum Bestimmen der Entfernung basierend auf der für die mehreren Messungen bestimmten Phasendifferenz ausgebildet ist.
  10. Funksystem nach einem der Ansprüche 1-5, wobei: das erste Funksignal eine erste Frequenz aufweist, die erste Funkeinheit ferner zum Übertragen eines dritten Funksignals ausgebildet ist, das eine zweite Frequenz aufweist, die zweite Funkeinheit ferner zum Empfangen des dritten Funksignals, Anpassen des Referenztaktsignals der zweiten Funkeinheit basierend auf dem dritten Signal und Übertragen eines basierend auf dem angepassten Referenztaktsignal der zweiten Funkeinheit erzeugten vierten Funksignals ausgebildet ist; und die Datenverarbeitungseinheit zum Bestimmen der Entfernung zwischen der ersten Funkeinheit und der zweiten Funkeinheit ferner basierend auf einer Phasendifferenz zwischen dem durch die erste Funkeinheit übertragenen dritten Signal und dem an der ersten Funkeinheit empfangenen vierten Signal ausgebildet ist.
  11. Funksystem nach einem der Ansprüche 1-5, wobei: das erste Funksignal basierend auf einem Referenztaktsignal der ersten Funkeinheit erzeugt wird, das auf eine erste Referenztaktfrequenz eingestellt ist, die erste Funkeinheit anschließend an das Anpassen, durch die zweite Funkeinheit, des Referenztaktsignals der zweiten Funkeinheit basierend auf dem ersten Funksignal zum Anpassen des Referenztaktsignals der ersten Funkeinheit durch eine vordefinierte Frequenzdifferenz ausgebildet ist, so dass das angepasste Referenztaktsignal der ersten Funkeinheit auf eine zweite Referenztaktfrequenz eingestellt ist, die sich von der ersten Referenztaktfrequenz um die vordefinierte Frequenzdifferenz unterscheidet, und die zweite Funkeinheit zum weiteren Anpassen des angepassten Referenztaktsignals der zweiten Funkeinheit um die vordefinierte Frequenzdifferenz ausgebildet ist, die erste Funkeinheit ferner zum Übertragen eines dritten Funksignals ausgebildet ist, das eine zweite Frequenz aufweist und basierend auf dem angepassten Referenztaktsignal der ersten Funkeinheit erzeugt wird, und die Datenverarbeitungseinheit zum Bestimmen der Entfernung zwischen der ersten Funkeinheit und der zweiten Funkeinheit ferner basierend auf einer Phasendifferenz zwischen dem an der zweiten Funkeinheit empfangenen dritten Signal und dem angepassten Referenztaktsignal der zweiten Funkeinheit ausgebildet ist, das ferner durch die vordefinierte Frequenzdifferenz angepasst wurde.
  12. Funksystem nach einem der Ansprüche 1-5, wobei: das erste Funksignal basierend auf einem Referenztaktsignal der ersten Funkeinheit erzeugt wird, das auf eine erste Referenztaktfrequenz eingestellt ist, die erste Funkeinheit anschließend an das Anpassen, durch die zweite Funkeinheit, des Referenztaktsignals der zweiten Funkeinheit basierend auf dem ersten Funksignal zum Anpassen des Referenztaktsignals der ersten Funkeinheit durch eine vordefinierte Frequenzdifferenz ausgebildet ist, so dass das angepasste Referenztaktsignal der ersten Funkeinheit auf eine zweite Referenztaktfrequenz eingestellt ist, die sich von der ersten Referenztaktfrequenz um die vordefinierte Frequenzdifferenz unterscheidet, und die zweite Funkeinheit zum weiteren Anpassen des angepassten Referenztaktsignals der zweiten Funkeinheit um die vordefinierte Frequenzdifferenz ausgebildet ist, die zweite Funkeinheit ferner zum Übertragen eines dritten Funksignals ausgebildet ist, das eine zweite Frequenz aufweist und basierend auf dem angepassten Referenztaktsignal der zweiten Funkeinheit erzeugt wird, das ferner durch die vordefinierte Frequenzdifferenz angepasst wurde, und die Datenverarbeitungseinheit zum Bestimmen der Entfernung zwischen der ersten Funkeinheit und der zweiten Funkeinheit ferner basierend auf einer Phasendifferenz zwischen dem an der ersten Funkeinheit empfangenen dritten Signal und dem angepassten Referenztaktsignal der ersten Funkeinheit ausgebildet ist.
  13. Funksystem nach einem der Ansprüche 1-5, wobei: das erste Funksignal basierend auf einem Referenztaktsignal der ersten Funkeinheit erzeugt wird, das auf eine erste Referenztaktfrequenz eingestellt ist, sowohl die erste Funkeinheit als auch die zweite Funkeinheit anschließend an das Anpassen, durch die zweite Funkeinheit, des Referenztaktsignals der zweiten Funkeinheit basierend auf dem ersten Funksignal zum Durchführen eines phasenkohärenten Frequenzsprungs zum Ändern ihrer jeweiligen Referenztaktsignale um eine vordefinierte Frequenzdifferenz ausgebildet ist, die erste Funkeinheit ferner zum Übertragen eines dritten Funksignals ausgebildet ist, das eine zweite Frequenz aufweist und basierend auf dem Referenztaktsignal der ersten Funkeinheit anschließend an den phasenkohärenten Frequenzsprung erzeugt wird, und die Datenverarbeitungseinheit zum Bestimmen der Entfernung zwischen der ersten Funkeinheit und der zweiten Funkeinheit ferner basierend auf einer Phasendifferenz zwischen dem an der zweiten Funkeinheit empfangenen dritten Signal und dem angepassten Referenztaktsignal der zweiten Funkeinheit anschließend an den phasenkohärenten Frequenzsprung ausgebildet ist.
  14. Funksystem nach einem der Ansprüche 1-5, wobei: das erste Funksignal basierend auf einem Referenztaktsignal der ersten Funkeinheit erzeugt wird, das auf eine erste Referenztaktfrequenz eingestellt ist, sowohl die erste Funkeinheit als auch die zweite Funkeinheit anschließend an das Anpassen, durch die zweite Funkeinheit, des Referenztaktsignals der zweiten Funkeinheit basierend auf dem ersten Funksignal zum Durchführen eines phasenkohärenten Frequenzsprungs zum Ändern ihrer jeweiligen Referenztaktsignale um eine vordefinierte Frequenzdifferenz ausgebildet ist, die zweite Funkeinheit ferner zum Übertragen eines dritten Funksignals ausgebildet ist, das eine zweite Frequenz aufweist und basierend auf dem angepassten Referenztaktsignal der zweiten Funkeinheit anschließend an den phasenkohärenten Frequenzsprung erzeugt wird, und die Datenverarbeitungseinheit zum Bestimmen der Entfernung zwischen der ersten Funkeinheit und der zweiten Funkeinheit ferner basierend auf einer Phasendifferenz zwischen dem an der ersten Funkeinheit empfangenen dritten Signal und dem Referenztaktsignal der ersten Funkeinheit anschließend an den phasenkohärenten Frequenzsprung ausgebildet ist.
  15. Funksystem nach einem der Ansprüche 1-5, wobei die Datenverarbeitungseinheit in der ersten Funkeinheit enthalten ist.
  16. Funksystem nach einem der Ansprüche 1-5, wobei: die erste Funkeinheit zum Durchführen einer Kalibrierung ausgebildet ist, um eine Phasenverschiebung innerhalb der ersten Funkeinheit zu berücksichtigen, oder die zweite Funkeinheit zum Durchführen einer Kalibrierung ausgebildet ist, um eine Phasenverschiebung innerhalb der zweiten Funkeinheit zu berücksichtigen.
  17. Funksystem nach einem der Ansprüche 1-5, wobei die erste Funkeinheit und die zweite Funkeinheit ferner zur Drahtlosdatenkommunikation ausgebildet sind.
  18. Funkeinheit, die Folgendes aufweist: Mittel zum Empfangen eines durch eine weitere Funkeinheit übertragenen ersten Funksignals; Mittel zum Erzeugen eines Referenztaktsignals, wobei die Funkeinheit zum Übertragen von Funksignalen basierend auf diesem ausgebildet ist; Mittel zum Anpassen des Referenztaktsignals basierend auf dem ersten Funksignal; und Mittel zum Übertragen eines zweiten Funksignals, das basierend auf dem angepassten Referenztaktsignal erzeugt wird, wobei das zweite Funksignal zum Ermöglichen einer Bestimmung einer Entfernung zwischen der Funkeinheit und der weiteren Funkeinheit basierend auf einer Phasendifferenz zwischen dem durch die weitere Funkeinheit übertragenen ersten Funksignal und dem durch die Funkeinheit übertragenen zweiten Funksignal, wie an der weiteren Funkeinheit empfangen, ausgebildet ist.
  19. Funkeinheit nach Anspruch 18, wobei das Anpassen des Referenztaktsignals der Funkeinheit Folgendes aufweist: Anpassen einer Frequenz des Referenztaktsignals basierend auf einer Frequenz des an der Funkeinheit empfangenen ersten Funksignals, und Anpassen einer Phase des Referenztaktsignals basierend auf einer Phase des an der Funkeinheit empfangenen ersten Funksignals.
  20. Funkeinheit nach Anspruch 19, wobei die Phase des Referenztaktsignals nach dem Anpassen der Frequenz des Referenztaktsignals angepasst wird.
  21. Funkeinheit nach Anspruch 19, die ferner Folgendes aufweist: Mittel zum Abwärtswandeln des ersten Funksignals, um ein erstes Zwischenfrequenz(IF)-Signal zu erzeugen, wobei das Anpassen der Frequenz des Referenztaktsignals der Funkeinheit basierend auf der Frequenz des ersten Funksignals Anpassen der Frequenz des Referenztaktsignals derart, dass sie im Wesentlichen gleich einer Frequenz des ersten IF-Signals ist, aufweist, und wobei das Anpassen der Phase des Referenztaktsignals der Funkeinheit basierend auf der Phase des ersten Funksignals Anpassen der Phase des Referenztaktsignals derart, dass sie im Wesentlichen gleich einer Phase des ersten IF-Signals ist, aufweist.
  22. Funkeinheit nach einem der Ansprüche 18-21, wobei: das erste Funksignal eines mehrerer erster Funksignale ist, wobei jedes der ersten Funksignale eine andere Frequenz aufweist, das Mittel zum Anpassen des Referenztaktsignals basierend auf dem ersten Funksignal zum Anpassen des Referenztaktsignals basierend auf dem ersten Funksignal für jedes der mehreren ersten Funksignale ausgebildet ist, und das Mittel zum Übertragen des zweiten Funksignals zum Übertragen des zweiten Funksignals, das basierend auf dem angepassten Referenztaktsignal erzeugt wird, für jedes der mehreren ersten Funksignale ausgebildet ist.
  23. Funkeinheit nach Anspruch 22, wobei die mehreren ersten Funksignale Funksignale bei Frequenzschritten von zwischen 10 Kilohertz und 10 Megahertz aufweisen.
  24. Funkeinheit nach einem der Ansprüche 18-21,wobei sowohl die Funkeinheit als auch die weitere Funkeinheit ein Drahtlossensor, ein Handapparat, eine intelligente Heimsystemvorrichtung oder eine Mobilvorrichtung ist.
  25. Funksystem, das Folgendes aufweist: eine erste Funkeinheit; eine zweite Funkeinheit; und eine Datenverarbeitungseinheit, wobei die erste Funkeinheit zum Übertragen und Empfangen von Signalen bei mehreren unterschiedlichen Frequenzen ausgebildet ist und für jede Frequenz der mehreren unterschiedlichen Frequenzen Folgendes gilt: die erste Funkeinheit ist zum Übertragen eines ersten Funksignals bei der Frequenz ausgebildet, die zweite Funkeinheit ist zu Folgendem ausgebildet: Anpassen einer Frequenz des Referenztaktsignals der zweiten Funkeinheit derart, dass sie gleich der Frequenz des ersten Funksignals ist, Anpassen einer Phase des frequenzangepassten Referenztaktsignals der zweiten Funkeinheit basierend auf einer Phase des durch die zweite Einheit empfangenen ersten Funksignals, und Übertragen eines zweiten Funksignals, das basierend auf dem frequenz- und phasenangepassten Referenztaktsignal der zweiten Funkeinheit erzeugt wird, und die Datenverarbeitungseinheit zum Bestimmen einer Phasendifferenz zwischen einer Phase des wie durch die erste Funkeinheit übertragenen ersten Funksignals und einer Phase des durch die erste Funkeinheit empfangenen zweiten Funksignals ausgebildet ist, und wobei die Datenverarbeitungseinheit zum Bestimmen einer Entfernung zwischen der ersten Funkeinheit und der zweiten Funkeinheit basierend auf der für jede Frequenz der mehreren unterschiedlichen Frequenzen bestimmten Phasendifferenz ausgebildet ist.
  26. Funksystem nach Anspruch 25, wobei sowohl die erste Funkeinheit als auch die zweite Funkeinheit ein Drahtlossensor, ein Handapparat, eine intelligente Heimsystemvorrichtung oder eine Mobilvorrichtung ist.
  27. Funkeinheit, die Folgendes aufweist: einen Empfänger zum Empfangen eines durch eine weitere Funkeinheit übertragenen ersten Funksignals; eine Datenverarbeitungseinheit zum Anpassen eines Referenztaktsignals der Funkeinheit basierend auf dem ersten Funksignal; und einen Sender zum Übertragen eines zweiten Funksignals, das basierend auf dem basierend auf dem ersten Funksignal angepassten Referenztaktsignal erzeugt wird, wobei: das zweite Funksignal zum Ermöglichen einer Bestimmung einer Entfernung zwischen der Funkeinheit und der weiteren Funkeinheit basierend auf einer Phasendifferenz zwischen dem durch die weitere Funkeinheit übertragenen ersten Funksignal und dem zweiten Funksignal, wie an der weiteren Funkeinheit empfangen, ausgebildet ist, das erste Funksignal eine erste Frequenz aufweist, der Empfänger ferner dem Empfangen eines durch die weitere Funkeinheit übertragenen dritten Funksignals dient, wobei das dritte Funksignal eine von der ersten Frequenz verschiedene zweite Frequenz aufweist, die Datenverarbeitungseinheit ferner dem Anpassen des Referenztaktsignals der Funkeinheit basierend auf dem dritten Funksignal dient, der Sender ferner dem Übertragen eines vierten Funksignals dient, das basierend auf dem basierend auf dem dritten angepassten Referenztaktsignal erzeugt wird, und das vierte Funksignal ferner zum Ermöglichen einer Bestimmung der Entfernung zwischen der Funkeinheit und der weiteren Funkeinheit basierend auf einer Phasendifferenz zwischen dem durch die weitere Funkeinheit übertragenen dritten Signal und dem an der weiteren Funkeinheit empfangenen vierten Signal, ausgebildet ist.
  28. Nichtflüchtiges computerlesbares Speicherungsmedium, das Anweisungen zur Ausführung aufweist, die, wenn sie durch einen Prozessor ausgeführt werden, zum Durchführen von Operationen funktionsfähig sind, die Folgendes aufweisen: Anpassen eines Referenztaktsignals einer Funkeinheit basierend auf einem an der Funkeinheit empfangenen und durch eine weitere Funkeinheit übertragenen ersten Funksignal, wobei das Anpassen Anpassen einer Frequenz des Referenztaktsignals basierend auf einer Frequenz des an der Funkeinheit empfangenen ersten Funksignals und Anpassen einer Phase des Referenztaktsignals basierend auf einer Phase des an der Funkeinheit empfangenen ersten Funksignals aufweist; und Erzeugen eines zweiten Funksignals zur Übertragung an die weitere Funkeinheit, wobei das zweite Funksignal basierend auf dem angepassten Referenztaktsignal erzeugt wird, und wobei das zweite Funksignal zum Ermöglichen einer Bestimmung einer Entfernung zwischen der Funkeinheit und der weiteren Funkeinheit basierend auf einer Phasendifferenz zwischen dem durch die weitere Funkeinheit übertragenen ersten Funksignal und dem durch die Funkeinheit übertragenen zweiten Funksignal, wie an der weiteren Funkeinheit empfangen, ausgebildet ist.
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