JP2017535108A - 高効率測位のためのｉｅｅｅ８０２．１１拡張 - Google Patents

高効率測位のためのｉｅｅｅ８０２．１１拡張 Download PDF

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Abstract

第１のワイヤレスデバイスＤ１と第２のワイヤレスＤ２との間の測距演算は、第２のワイヤレスデバイスに対する、それの実際のＳＩＦＳ持続時間を第１のワイヤレスデバイスに報告するようにとの要求を含むデータフレームを第２のワイヤレスデバイスに送ること（５０４）と、データフレームの出発時間（ＴＯＤ）を決定すること（５０５）と、第２のワイヤレスデバイスから、第２のワイヤレスデバイスの実際のＳＩＦＳ持続時間を示すＳＩＦＳ情報を含む応答フレームを受信すること（５１６）と、応答フレームの到着時間（ＴＯＡ）を決定すること（５１８）と、データフレームのＴＯＤと応答フレームのＴＯＡと第２のワイヤレスデバイスの実際のＳＩＦＳ持続時間とを使用して、データフレームと応答フレームとのラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）を決定すること（５２２）とによって行われる。５０１）。デバイスＤ２は、タイムスタンプをキャプチャすることによって、受信されたフレームのＴＯＡを決定し（５０８）、応答フレームを作成し、応答フレームのＴＯＤを決定し（５１０）、それの実際のＳＩＦＳ持続時間を決定し（５１２）、ＳＩＦＳ情報を応答フレーム中に埋め込む（５１４）。応答フレームは、好ましくは確認応答フレーム（ＡＣＫ）である。ワイヤレスデバイスＤ１およびＤ２は、好ましくは、ワイヤレスデバイスのためのいくつかのあらかじめ決定されたＳＩＦＳ持続時間、ワイヤレスデバイスのための１つまたは複数の中央ＳＩＦＳ持続時間、および／または他のワイヤレスデバイスが例示的な実施形態による測距演算をサポートするかどうかを記憶するＳＩＦＳデータベースを含む。測距能力の交換は、ワイヤレスデバイスＤ１およびＤ２の各々に、他方のワイヤレスデバイスが、タイムスタンプをキャプチャすることをサポートするかどうか、および／またはそれ自体のＳＩＦＳ持続時間を決定することが可能であるかどうかを通知する。このようにして、測距演算は、第２のワイヤレスデバイスのＳＩＦＳ持続時間を推定することなしに行われ、それにより、第２のワイヤレスデバイスのＳＩＦＳ持続時間の不確実性から生じる測距誤差をなくし得る。【選択図】図５

Description

[0001] 例示的な実施形態は、一般にワイヤレスネットワークに関し、詳細には、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）対応デバイス間で行われる測距演算（ranging operation）に関する。
[0002] ワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ：wireless local area network）におけるＷｉ−Ｆｉアクセスポイントの最近の急増により、特に、アクティブなＷｉ−Ｆｉアクセスポイントの大規模な集中があるエリア（例えば、都心、ショッピングセンター、オフィスビルなど）において、ナビゲーションシステムが位置決定のためにこれらのアクセスポイントを使用することが可能になった。例えば、セルフォンまたはタブレットコンピュータなどのクライアントデバイスまたは局（ＳＴＡ）は、ＳＴＡとアクセスポイント（ＡＰ：access point）との間の距離を決定するために、ＡＰとの間で送信される信号のラウンドトリップ時間（ＲＴＴ：round trip time）を使用し得る。ＳＴＡと３つまたはそれ以上のＡＰとの間の距離が決定されると、ＳＴＡのロケーションは、三辺測量技法を使用して推定され得る。
[0003] より一般的には、デバイスのペア間の距離は、測距演算中にデバイス間で交換される信号のＲＴＴを使用して決定され得る。測距演算が（例えば、屋内測位の場合）ますます重要になっているので、ワイヤレス媒体の最小容量を使用して測距演算の精度を高めることが望ましい。
[0004] 本発明の概要は、発明を実施するための形態において以下でさらに説明する概念の選択を簡略化された形で紹介するために与えるものである。本発明の概要は、請求する主題の主要な特徴または本質的特徴を識別するものではなく、請求する主題の範囲を限定するものでもない。
[0005] 第１のワイヤレスデバイスが、第２のワイヤレスデバイスのＳＩＦＳ持続時間を推定することなしに２つのフレームのみの交換を使用してそれ自体と第２のワイヤレスデバイスとの間のＲＴＴ値を決定することを可能にし得る方法および装置が開示される。より詳細には、例示的な実施形態によれば、第１のワイヤレスデバイスは、第２のワイヤレスデバイスにデータフレームを送ることによって第２のワイヤレスデバイスとの測距演算を開始し得る。データフレームは、第２のワイヤレスデバイスに、応答フレーム中でそれの実際のＳＩＦＳ持続時間を第１のワイヤレスデバイスに報告させる。第１のワイヤレスデバイスは、第２のワイヤレスデバイスの実際のＳＩＦＳ持続時間を示す情報を含む応答フレームを受信し得る。第１のワイヤレスデバイスは、次いで、データフレームのＴＯＤと応答フレームのＴＯＡと第２のワイヤレスデバイスの実際のＳＩＦＳ持続時間とを使用して、データフレームと応答フレームとのＲＴＴ値を決定し得る。このようにして、本明細書で開示する例示的な測距演算は、第２のワイヤレスデバイスのＳＩＦＳ持続時間を推定することなしに行われ、それにより、第２のワイヤレスデバイスのＳＩＦＳ持続時間の不確実性から生じる測距誤差をなくし得る。
[0006] さらに、本明細書で開示する例示的な測距演算が、ＲＴＴ値を決定するために２つの交換されたフレームのみを使用するので、ワイヤレス媒体上のトラフィックは低減され得る。さらに、第２のワイヤレスデバイスが測距演算中に第１のワイヤレスデバイスに１つのフレームのみを送るので、第２のワイヤレスデバイスの電力消費は（例えば、より多数の交換されたフレームを必要とする測距演算と比較して）低減され得る。測距演算中の第２のワイヤレスデバイスの電力消費を低減することは、例えば、第２のワイヤレスデバイスが限られた電源（例えば、バッテリー）を有するモバイルデバイスであるとき、重要であり得る。
[0007] 少なくともいくつかの例示的な実施形態では、第１のワイヤレスデバイスと第２のワイヤレスとの間の測距演算は、第２のワイヤレスデバイスに対する、それの実際のショートフレーム間スペース（ＳＩＦＳ：Short Interframe Space）持続時間を第１のワイヤレスデバイスに報告するようにとの要求を含むデータフレームを第２のワイヤレスデバイスに送ることと、データフレームの出発時間（ＴＯＤ：time of departure）を決定することと、第２のワイヤレスデバイスから、第２のワイヤレスデバイスの実際のＳＩＦＳ持続時間を示すＳＩＦＳ情報を含む応答フレームを受信することと、応答フレームの到着時間（ＴＯＡ：time of arrival）を決定することと、データフレームのＴＯＤと応答フレームのＴＯＡと第２のワイヤレスデバイスの実際のＳＩＦＳ持続時間とを使用して、データフレームと応答フレームとのラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）を決定することとによって行われ得る。データフレームは、ファインタイミング測定（ＦＴＭ：fine timing measurement）フレームであり得る。応答フレームは、ＳＩＦＳ情報を記憶するためのフィールドまたは情報要素（ＩＥ：information element）を含む確認応答（ＡＣＫ）フレームまたはブロック確認応答（ＢＡ：block acknowledgement）フレームであり得る。
[0008] いくつかの実装形態では、ＳＩＦＳ情報は、実際のＳＩＦＳ持続時間と、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１規格ファミリーによって定義された、標準ＳＩＦＳ持続時間との間の時間差を示す差分値を含み得る。他の実装形態では、ＳＩＦＳ情報は、差分値と第２のワイヤレスデバイスの中央ＳＩＦＳ持続時間とを含み得る。
[0009] さらに、少なくともいくつかの実施形態では、第１のワイヤレスデバイスは、第２のワイヤレスデバイスにデータフレームを送るために単一の送信チェーンを使用し、データフレームは、第２のワイヤレスデバイスに対する、第１のワイヤレスデバイスに応答フレームを送信するために単一の送信チェーンを使用するようにとの要求を含み得る。このようにして、サイクリックシフトダイバーシティ（ＣＳＤ：cyclic shift diversity）から生じる誤差は回避され得る。
[0010] 少なくとも１つの実施形態では、データフレームは、第２のワイヤレスデバイスに対する、高スループット／超高スループット（ＨＴ／ＶＨＴ：high throughput/very high throughput）プロトコルを使用して応答フレームを送信するようにとの要求を含み得る。
[0011] 例示的な実施形態は、例として示されており、添付の図面の図によって限定されるものではない。同様の番号は、図面および明細書全体にわたって同様の要素を参照する。
例示的な測距演算を示すシーケンス図。 別の例示的な測距演算を示すシーケンス図。 例示的な実施形態が実装され得るワイヤレスシステムのブロック図。 いくつかの実施形態による、ワイヤレスデバイスのブロック図。 いくつかの実施形態による、測距演算を示すシーケンス図。 例示的な実施形態による、図４の測距演算を示す例示的なフローチャート。 いくつかの実施形態による、例示的な確認応答フレームを示す図。 いくつかの実施形態による、例示的なブロック確認応答フレームを示す図。 他の実施形態による、例示的な確認応答フレームを示す図。 他の実施形態による、例示的なブロック確認応答フレームを示す図。 いくつかの実施形態による、応答フレーム中でショートフレーム間スペース（ＳＩＦＳ）情報を報告するための例示的な情報要素を示す図。 本明細書で教示する測距演算を行うように構成された装置のいくつかの例示的な態様の別のブロック図。
[0024] 単に簡単のために、ＷＬＡＮシステムのコンテキストにおいて、例示的な実施形態について以下で説明する。例示的な実施形態は、他のワイヤレスネットワーク（例えば、セルラーネットワーク、ピコネットワーク、フェムトネットワーク、衛星ネットワーク）に等しく適用可能であり、ならびに１つまたは複数のワイヤード規格またはプロトコル（例えば、イーサネット（登録商標）および／またはＨｏｍｅＰｌｕｇ／ＰＬＣ規格）の信号を使用するシステムのために適用可能であり、様々なデバイス間（例えば、ＳＴＡとワイヤレスＡＰとの間、ＡＰ間など）の測距演算を行うために適用可能であることを理解されたい。本明細書で使用する「ＷＬＡＮ」および「Ｗｉ−Ｆｉ」という用語は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格ファミリー、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＨｉｐｅｒＬＡＮ（主に欧州で使用される、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に匹敵するワイヤレス規格のセット）、および比較的短い電波伝搬距離を有する他の技術によって管理される通信を含み得る。従って、「ＷＬＡＮ」および「Ｗｉ−Ｆｉ」という用語は、本明細書では互換的に使用され得る。さらに、１つまたは複数のＡＰといくつかのＳＴＡとを含むインフラストラクチャＷＬＡＮシステムに関して以下で説明するが、例示的な実施形態は、例えば、複数のＷＬＡＮ、独立基本サービスセット（ＩＢＳＳ：Independent Basic Service Set）ネットワーク、アドホックネットワーク、（例えば、Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔ（登録商標）プロトコルに従って動作する）ピアツーピア（Ｐ２Ｐ）ネットワーク、および／またはホットスポットを含む、他のＷＬＡＮシステムに等しく適用可能である。
[0025] さらに、本明細書ではワイヤレスデバイス間でフレームを交換することに関して説明するが、例示的な実施形態は、ワイヤレスデバイス間の任意のデータユニット、パケット、および／またはフレームの交換に適用され得る。従って、「フレーム」という用語は、例えば、プロトコルデータユニット（ＰＤＵ）、ＭＡＣプロトコルデータユニット（ＭＰＤＵ）、および物理レイヤコンバージェンスプロシージャプロトコルデータユニット（ＰＰＤＵ）など、任意のフレーム、パケット、またはデータユニットを含み得る。「Ａ−ＭＰＤＵ」という用語はアグリゲートされたＭＰＤＵを指すことがある。
[0026] 以下の説明では、本開示の完全な理解を与えるために、特定の構成要素、回路、およびプロセスの例など、多数の具体的な詳細を記載する。また、以下の説明では、説明のために、例示的な実施形態の完全な理解を与えるために具体的な名称を記載する。但し、これらの具体的な詳細は、例示的な実施形態を実践するために必要でないことがあることが当業者には明らかであろう。他の事例では、本開示を不明瞭にしないように、よく知られている回路およびデバイスをブロック図の形式で示す。本明細書で使用する「結合された」という用語は、直接接続されていること、または１つまたは複数の介在する構成要素もしくは回路を介して接続されていることを意味する。本明細書で説明する様々なバスを介して与えられる信号のいずれも、他の信号で時間多重化され、１つまたは複数の共通バスを介して与えられ得る。さらに、回路要素またはソフトウェアブロック間の相互接続は、バスまたは単一の信号線として示され得る。バスの各々は代替的に単一の信号線であり得、単一の信号線の各々は代替的にバスであり得、単一の線またはバスは、構成要素間の通信のための無数の物理機構または論理機構のうちの任意の１つまたは複数を表し得る。例示的な実施形態は、本明細書で説明する具体的な例に限定されるものと解釈されるべきではなく、むしろ添付の特許請求の範囲によって規定された全ての実施形態をそれらの範囲内に含む。
[0027] 以下の本開示のいくつかの部分は、コンピュータメモリ内のデータビットに対する演算のプロシージャ、論理ブロック、処理、および他の記号表現に関して提示される。これらの説明および表現は、データ処理分野の当業者によって、自身の仕事の本質を他の当業者に最も効果的に伝達するために使用される手段である。本出願では、プロシージャ、論理ブロック、プロセスなどは、所望の結果をもたらす自己矛盾のない一連のステップまたは命令であると考えられる。ステップは、物理量の物理的操作を必要とするステップである。通常、必ずしも必要とは限らないが、これらの量は、コンピュータシステムにおいて、記憶、転送、結合、比較、および他の方法で操作されることが可能な電気信号または磁気信号の形態をとる。
[0028] 但し、これらおよび同様の用語は全て、適切な物理量に関連すべきものであり、これらの量に適用される便利なラベルにすぎないことに留意されたい。別段に明記されていない限り、以下の説明から明らかなように、本開示全体にわたって、「アクセスすること」、「受信すること」、「送ること」、「使用すること」、「選択すること」、「決定すること」、「正規化すること」、「乗算すること」、「平均化すること」、「監視すること」、「比較すること」、「適用すること」、「更新すること」、「測定すること」、「導出すること」などの用語を利用する説明は、コンピュータシステムのレジスタおよびメモリ内の物理的（電子的）な量として表されるデータを操作し、コンピュータシステムのメモリあるいはレジスタあるいは他のそのような情報記憶、伝送、または表示デバイス内の物理量として同様に表される他のデータに変換する、コンピュータシステムまたは同様の電子コンピューティングデバイスのアクションおよびプロセスを指すことを諒解されたい。
[0029] 本明細書で説明する実施形態は、１つまたは複数のコンピュータまたは他のデバイスによって実行される、プログラムモジュールなど、何らかの形態のプロセッサ可読媒体上に常駐するプロセッサ実行可能命令の一般的なコンテキストにおいて説明され得る。概して、プログラムモジュールは、特定のタスクを行うか、または特定の抽象データ型を実装する、ルーチン、プログラム、オブジェクト、構成要素、データ構造などを含む。プログラムモジュールの機能は、様々な実施形態において必要に応じて組み合わせられるかまたは分散され得る。
[0030] 本明細書で説明する技法は、特定の方式で実装されるものとして特に説明しない限り、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの任意の組合せで実装され得る。また、モジュールまたは構成要素として説明する任意の特徴は、集積論理デバイスに一緒に、または個別であるが相互運用可能な論理デバイスとして別々に実装され得る。ソフトウェアで実装された場合、本技法は、実行されたとき、上記で説明した方法のうちの１つまたは複数を行う命令を備える非一時的プロセッサ可読記憶媒体によって、少なくとも部分的に実現され得る。非一時的プロセッサ可読データ記憶媒体は、パッケージング材料を含み得る、コンピュータプログラム製品の一部を形成し得る。
[0031] 非一時的プロセッサ可読記憶媒体は、同期ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＳＤＲＡＭ）などのランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、不揮発性ランダムアクセスメモリ（ＮＶＲＡＭ）、電気消去可能プログラマブル読取り専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ（登録商標））、フラッシュメモリ、他の知られている記憶媒体などを備え得る。本技法は、さらに、または代替として、命令またはデータ構造の形態でコードを搬送または通信し、コンピュータまたは他のプロセッサによってアクセスされ、読み取られ、および／または実行され得るプロセッサ可読通信媒体によって、少なくとも部分的に実現され得る。
[0032] 本明細書で開示する実施形態に関して説明する様々な例証となる論理ブロック、モジュール、回路、および命令は、１つまたは複数のデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、汎用マイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、特定用途向け命令セットプロセッサ（ＡＳＩＰ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、あるいは他の等価な集積またはディスクリート論理回路など、１つまたは複数のプロセッサによって実行され得る。本明細書で使用する「プロセッサ」という用語は、前述の構造、または本明細書で説明した技法の実装に好適な他の構造のいずれかを指し得る。さらに、いくつかの態様では、本明細書で説明した機能は、本明細書で説明したように構成された専用のソフトウェアモジュールまたはハードウェアモジュール内に設けられ得る。また、本技法は、１つまたは複数の回路または論理要素において完全に実装され得る。汎用プロセッサはマイクロプロセッサであり得るが、代替として、プロセッサは、任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、または状態機械であり得る。プロセッサはまた、コンピューティングデバイスの組合せ（例えば、ＤＳＰとマイクロプロセッサとの組合せ）、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと連携する１つまたは複数のマイクロプロセッサ、あるいは任意の他の好適な構成として実装され得る。
[0033] 上述のように、ワイヤレスデバイスのペア間の距離は、（例えば、測距演算中に）ワイヤレスデバイス間で交換される信号またはフレームのＲＴＴを使用して決定され得る。例えば、図１Ａの例示的な測距演算１００を参照すると、第１のワイヤレスデバイス（Ｄ１）と第２のワイヤレスデバイス（Ｄ２）との間の距離（ｄ）はｄ＝ｃ＊ＲＴＴ／２として推定され得、但し、ｃは光速であり、ＲＴＴは、第１のデバイスＤ１と第２のデバイスＤ２との間で交換された要求（ＲＥＱ：request）フレームの実際の信号伝搬時間と確認応答（ＡＣＫ）フレームの実際の信号伝搬時間との合計である。より詳細には、デバイスＤ２は、デバイスＤ２から送信されるＲＥＱフレームの出発時間（ＴＯＤ）と、デバイスＤ２によって受信されるＡＣＫフレームの到着時間（ＴＯＡ）と、デバイスＤ１のＳＩＦＳ持続時間とを使用してＲＴＴの値を推定し得る。
[0034] ショートフレーム間スペース持続時間を表すＳＩＦＳ持続時間は、デバイスＤ１がＲＥＱフレームを受信することと、デバイスＤ１がＡＣＫフレームを送信することとの間の持続時間に対応する。ワイヤレスデバイスに、それらのトランシーバを、（例えば、ＲＥＱフレームを受信するための）受信モードから（例えば、ＡＣＫフレームを送信するための）送信モードに切り替えるための時間を与えるＳＩＦＳ持続時間は、ワイヤレスデバイスが、受信されたフレーム（例えば、ＲＥＱフレーム）を処理し、応答フレーム（例えば、ＡＣＫフレーム）の送信を開始するのに必要とされる時間として定義され得る。
[0035] ワイヤレスデバイスの異なる製造元およびモデル（make-and-model）が（および時々、同じ製造元およびモデルでも）異なる処理遅延を有し得るので、ＳＩＦＳの正確な値はデバイス間で（および同じデバイスにおける連続フレーム受信／送信間でも）変動し得る。その結果、ＳＩＦＳの値は一般に推定され、これは、しばしば２つのデバイス間の距離を推定する際の誤差につながる。より詳細には、ＩＥＥＥ８０２．１１規格は、現在、ＳＩＦＳ持続時間を、２．４ＧＨｚ周波数帯域中で送信される信号の場合、１０マイクロ秒（μｓ）＋／−９００ナノ秒（ｎｓ）として定義し、５ＧＨｚ周波数帯域中で送信される信号の場合、１６μｓ＋／−９００ｎｓとして定義し、６０ＧＨｚ周波数帯域中で送信される信号の場合、３μｓ＋／−９００ｎｓとして定義する。これらの「標準」ＳＩＦＳ持続時間の許容差は、ＲＴＴ推定値の精度を減少させ得る。例えば、デバイスＤ１のＳＩＦＳ持続時間が＋／−２５ｎｓ内で推定され得る場合でも、（多くの測位システムには許容できないことがある）＋／−７．５メートルの測距誤差が生じ得る。
[0036] ＳＩＦＳ持続時間の不確実性から生じる測距誤差を低減するために、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に対する最近の改訂は、ＳＩＦＳ持続時間を使用せずにＲＴＴの値が決定され得るように、各測距デバイスが着信フレームと発信フレームとのタイムスタンプをキャプチャすることを必要とする。例えば、図１Ｂに、ＩＥＥＥ８０２．１１ＲＥＶｍｃ規格によるファインタイミング測定（ＦＴＭ）フレームを使用して行われる、デバイスＤ１とデバイスＤ２との間の測距演算を示す例示的な測距演算１１０を示す。図１Ｂの例の場合、デバイスＤ２は測距演算を要求し、従って開始側デバイスに指定され得、デバイスＤ１は、要求された測距演算に応答し、従って応答側デバイスに指定され得る。図１Ｂに示されているように、デバイスＤ２はファインタイミング測定要求（ＦＴＭ＿ＲＥＱ）フレームをデバイスＤ１に送り、デバイスＤ１はＡＣＫフレームで応答する。ＦＴＭ＿ＲＥＱフレームとＡＣＫフレームとの交換は、測距演算を行うという意図をシグナリングするだけでなく、さらに、デバイスＤ１およびＤ２の各々が、デバイスＤ１およびＤ２のうちの他方がタイムスタンプをキャプチャすることをサポートするかどうかを決定することを可能にする、ハンドシェイクプロセス１１１である。
[0037] デバイスＤ１とデバイスＤ２の両方が、タイムスタンプをキャプチャすることをサポートすると仮定すると、デバイスＤ１は、時間ｔ1において、デバイスＤ２に第１のＦＴＭフレーム（ＦＴＭ＿１）を送ることによって測距演算１１２を開始し、ＦＴＭ＿１のＴＯＤをキャプチャする。デバイスＤ２は、時間ｔ2において、ＦＴＭ＿１を受信し、ＦＴＭ＿１のＴＯＡをキャプチャする。デバイスＤ２は、時間ｔ3において、ＡＣＫフレームで応答し、ＡＣＫフレームのＴＯＤをキャプチャする。デバイスＤ１は、時間ｔ4において、ＡＣＫフレームを受信し、ＡＣＫフレームのＴＯＡをキャプチャする。時間ｔ5において、デバイスＤ１は、時間ｔ1およびｔ4においてキャプチャされたタイムスタンプを含む第２のＦＴＭフレーム（ＦＴＭ＿２）をデバイスＤ２に送る。デバイスＤ２は、時間ｔ6において、ＦＴＭ＿２フレームを受信し、それのタイムスタンプをキャプチャし得る。デバイスＤ２は、時間ｔ7において、デバイスＤ１にＡＣＫフレームを送る。デバイスＤ１は、時間ｔ8において、ＡＣＫフレームを受信する。
[0038] 時間ｔ6においてＦＴＭ＿２を受信すると、デバイスＤ２は、デバイスＤ１からのＦＴＭ＿１のＴＯＤ、デバイスＤ２におけるＦＴＭ＿１のＴＯＡ、デバイスＤ２からのＡＣＫフレームのＴＯＤ、およびデバイスＤ１におけるＡＣＫフレームのＴＯＡにそれぞれ対応する、時間ｔ1、ｔ2、ｔ3、およびｔ4についてのタイムスタンプ値を有する。その後、デバイスＤ２は、ＲＴＴを（ｔ4−ｔ3）＋（ｔ2−ｔ1）として決定し得る。ＲＴＴ値を決定することは、デバイスＤ１またはデバイスＤ２のいずれかについてのＳＩＦＳ持続時間を推定することを伴わないので、決定されたＲＴＴ値は、ＳＩＦＳ持続時間の不確実性から生じる誤差を伴わない。
[0039] 図１Ａの例示的な測距演算１００よりも正確であるにもかかわらず、図１Ｂの例示的な測距演算１１０は、単一のＲＴＴ測定値を取得するために（例えば、図１Ａに示されている例示的な測距演算１００における２つのフレームのみの交換と比較して）６つのフレームの交換を伴い、それは、スループットに望ましくない影響を及ぼし、レイテンシを増加させる。さらに、デバイスＤ２が測距演算１１０を要求したにもかかわらず、デバイスＤ１はＦＴＭフレームを送信し、タイムスタンプをキャプチャし、キャプチャされたタイムスタンプをデバイスＤ２に送信し、それらの全ては電力およびリソースを消費する。デバイスＤ１がバッテリーによって電力供給される移動局である環境の場合、電力のこの消費は、（デバイスＤ１が測距演算を要求しなかったのに）デバイスＤ１のバッテリー寿命を低減し得る。
[0040] 従って、例示的な実施形態によれば、応答側デバイスのＳＩＦＳ持続時間を推定することなしに２つのフレームのみの交換を使用して、開始側デバイスと応答側デバイスとの間のＲＴＴ値を決定し得る測距演算を行うための方法および装置が開示される。より詳細には、本明細書で開示する測距演算は、応答側デバイスに対して、応答フレーム中でそれの実際のＳＩＦＳ持続時間を開始側デバイスに報告するように、応答側デバイスに送られるデータフレーム中で要求することによって（例えば、図１Ａの例示的な測距演算１００と比較して）ワイヤレスデバイス間のＲＴＴ測定値の精度を高め得る。このようにして、開始側デバイスは、応答側デバイスのＳＩＦＳ持続時間を推定する必要はない。例えば、いくつかの実装形態では、開始側デバイスは、応答側デバイスにデータフレームを送ることによって応答側デバイスとの測距演算を開始し得る。データフレームは、応答側デバイスに、応答フレーム中でそれの実際のＳＩＦＳ持続時間を開始側デバイスに報告させる。開始側デバイスは、応答側デバイスの実際のＳＩＦＳ持続時間を示す情報を含む応答フレームを受信し得る。開始側デバイスは、次いで、開始側デバイスからのデータフレームのＴＯＤと、開始側デバイスにおける応答フレームのＴＯＡと、応答側デバイスの実際のＳＩＦＳ持続時間とを使用して、データフレームと応答フレームとのＲＴＴ値を決定し得る。このようにして、例示的な実施形態の測距演算は、開始側デバイスが応答側デバイスのＳＩＦＳ持続時間を推定することなしに、ＲＴＴ値を決定するために２つの交換されたフレームのみを使用して行われ、それにより、応答側デバイスのＳＩＦＳ持続時間の不確実性から生じる測距誤差をなくし得る。さらに、応答側デバイスが、例示的な実施形態の測距演算中に開始側デバイスに１つのフレームのみを送るので、応答側デバイスの電力消費は（例えば、図１Ｂの例示的な測距演算１１０と比較して）低減され得る。測距演算中に応答側デバイスの電力消費を低減することは、例えば、応答側デバイスが限られた電源（例えば、バッテリー）を有するモバイルデバイスであるとき、重要であり得る。これらは、上述の技術的問題に対して例示的な実施形態によって与えられる技術的解決策のうちの少なくともいくつかである。
[0041] 図２は、例示的な実施形態が実装され得るワイヤレスシステム２００のブロック図である。ワイヤレスシステム２００は、４つのワイヤレス局ＳＴＡ１〜ＳＴＡ４と、ワイヤレスアクセスポイント（ＡＰ）２１０と、ワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）２２０とを含むように示されている。ＷＬＡＮ２２０は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格ファミリーに従って（または他の好適なワイヤレスプロトコルに従って）動作し得る複数のＷｉ−Ｆｉアクセスポイント（ＡＰ）によって形成され得る。従って、簡単のために、ただ２つのＡＰ２１０が図１に示されているが、ＷＬＡＮ２２０は、ＡＰ２１０など、任意の数のアクセスポイントによって形成され得ることを理解されたい。ＡＰ２１０は、例えば、アクセスポイントの製造業者によって、その中にプログラムされる一意のメディアアクセス制御（ＭＡＣ）アドレスを割り当てられる。同様に、ＳＴＡ１〜ＳＴＡ４の各々も一意のＭＡＣアドレスを割り当てられる。いくつかの実施形態では、ワイヤレスシステム２００は多入力多出力（ＭＩＭＯ）ワイヤレスネットワークに対応し得る。さらに、ＷＬＡＮ２２０がインフラストラクチャ基本サービスセット（ＢＳＳ）ネットワークとして図２に示されているが、他の例示的な実施形態では、ＷＬＡＮ２２０は、独立基本サービスセット（ＩＢＳＳ）ネットワーク、アドホックネットワーク、または（例えば、Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔプロトコルに従って動作する）ピアツーピア（Ｐ２Ｐ）ネットワークであり得る。同様に、４つの局ＳＴＡ１〜ＳＴＡ４が図２に示されているが、ＷＬＡＮ２２０および／またはＡＰ２１０は他の数の局に関連し得る。
[0042] 局ＳＴＡ１〜ＳＴＡ４の各々は、例えば、セルフォン、携帯情報端末（ＰＤＡ）、タブレットデバイス、ラップトップコンピュータなどを含む、任意の好適なＷｉ−Ｆｉ対応ワイヤレスデバイスであり得る。局ＳＴＡ１〜ＳＴＡ４の各々は、ユーザ機器（ＵＥ）、加入者局、モバイルユニット、加入者ユニット、ワイヤレスユニット、リモートユニット、モバイルデバイス、ワイヤレスデバイス、ワイヤレス通信デバイス、リモートデバイス、モバイル加入者局、アクセス端末、モバイル端末、ワイヤレス端末、リモート端末、ハンドセット、ユーザエージェント、モバイルクライアント、クライアント、または何らかの他の好適な用語で呼ばれることもある。少なくともいくつかの実施形態では、局ＳＴＡ１〜ＳＴＡ４の各々は、１つまたは複数のトランシーバと、１つまたは複数の処理リソース（例えば、プロセッサおよび／またはＡＳＩＣ）と、１つまたは複数のメモリリソースと、電源（例えば、バッテリー）とを含み得る。メモリリソースは、図５に関して以下で説明する動作を行うための命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体（例えば、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、ハードドライブなど、１つまたは複数の不揮発性メモリ要素）を含み得る。
[0043] ＡＰ２１０は、１つまたは複数のワイヤレスデバイスが、Ｗｉ−Ｆｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、または他の好適なワイヤレス通信規格を使用してＡＰ２１０を介してネットワーク（例えば、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、メトロポリタンエリアネットワーク（ＭＡＮ）、および／またはインターネット）に接続することを可能にする、任意の好適なデバイスであり得る。少なくとも１つの実施形態では、ＡＰ２１０は、１つまたは複数のトランシーバと、１つまたは複数の処理リソース（例えば、プロセッサおよび／またはＡＳＩＣ）と、１つまたは複数のメモリリソースと、電源とを含み得る。メモリリソースは、図５に関して以下で説明する動作を行うための命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体（例えば、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、ハードドライブなど、１つまたは複数の不揮発性メモリ要素）を含み得る。
[0044] 局ＳＴＡ１〜ＳＴＡ４および／またはＡＰ２１０の場合、１つまたは複数のトランシーバは、ワイヤレス通信信号を送信および受信するためのＷｉ−Ｆｉトランシーバ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈトランシーバ、セルラートランシーバ、および／または他の好適な無線周波数（ＲＦ）トランシーバ（簡単のために図示せず）を含み得る。各トランシーバは、別個の動作周波数帯域中で、および／または別個の通信プロトコルを使用して他のワイヤレスデバイスと通信し得る。例えば、Ｗｉ−Ｆｉトランシーバは、２．４ＧＨｚ周波数帯域内で、ＩＥＥＥ８０２．１１仕様に従って５ＧＨｚ周波数帯域内で、および／または６０ＧＨｚ周波数帯域内で通信し得る。セルラートランシーバは、第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ（登録商標））によって記述された４Ｇロングタームエボリューション（ＬＴＥ（登録商標））プロトコルに従って（例えば、約７００ＭＨｚから約３．９ＧＨｚの間で）、および／または他のセルラープロトコル（例えば、モバイル用グローバルシステム（ＧＳＭ（登録商標））通信プロトコル）に従って様々なＲＦ周波数帯域内で通信し得る。他の実施形態では、局ＳＴＡ１〜ＳＴＡ４の各々内に含まれるトランシーバは、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）仕様からの仕様によって記述されたＺｉｇＢｅｅトランシーバ、ＷｉＧｉｇトランシーバ、および／またはＨｏｍｅＰｌｕｇ Ａｌｌｉａｎｃｅからの仕様記述されたＨｏｍｅＰｌｕｇトランシーバなど、技術的に実現可能なトランシーバであり得る。
[0045] さらに、本明細書で説明する例示的な実施形態、局ＳＴＡ１〜ＳＴＡ４の各々（およびＡＰ２１０）は、本明細書で説明する測距技法を使用してそれ自体と１つまたは複数の他のＷｉ−Ｆｉ対応デバイスとの間の距離を推定するために使用され得る（例えば、よく知られているソフトウェアモジュール、ハードウェア構成要素、および／またはそれらの好適な組合せを使用して形成される）無線周波数（ＲＦ）測距回路を含み得る。さらに、局ＳＴＡ１〜ＳＴＡ４の各々および／またはＡＰ２１０は、Ｗｉ−Ｆｉアクセスポイントおよび局のデータのキャッシュを記憶するためのローカルメモリ（簡単のために図２に図示せず）を含み得る。
[0046] 少なくともいくつかの実施形態では、本明細書で説明する測距演算は、例えば、アドホックまたはピアツーピアモードで動作するいくつかの局を有することによって、ＡＰ２１０を使用せずに行われ、それにより、局がＡＰ２１０または可視ＷＬＡＮ（または他のワイヤレスネットワーク）の受信範囲外にあるときでも互いに測距することを可能にし得る。さらに、少なくともいくつかの実施形態では、本明細書で説明する測距演算は、互いのワイヤレス範囲中にある２つのＡＰ間で行われ得る。
[0047] 図３に、図２の局ＳＴＡ１〜ＳＴＡ４および／またはＡＰ２１０の一実施形態であり得るワイヤレスデバイス３００を示す。ワイヤレスデバイス３００は、いくつかのトランシーバ３２０と、プロセッサ３３０と、メモリ３４０と、いくつかのアンテナ３５０（１）〜３５０（ｎ）とを含み得る。トランシーバ３２０は、直接、またはアンテナ選択回路（簡単のために図示せず）を通してのいずれかでアンテナ３５０（１）〜３５０（ｎ）に結合され得る。トランシーバ３２０は、他のワイヤレスデバイス（例えば、ＡＰおよび／またはＳＴＡ）に信号を送信し、それらから信号を受信するために使用され得、（例えば、ワイヤレスデバイス３００のワイヤレス範囲内の）近くのアクセスポイントおよび／またはＳＴＡを検出および識別するために周囲環境を走査するために使用され得る。図３に示されているように、トランシーバ３２０は、任意の数のトランシーバチェーン３２１（１）〜３２１（ｍ）を含み得、トランシーバチェーン３２１（１）〜３２１（ｍ）の各々は、信号を処理し、アンテナ３５０（１）〜３５０（ｎ）を介して他のワイヤレスデバイスに送信するための送信チェーンを含み、アンテナ３５０（１）〜３５０（ｎ）から受信された信号を処理するための受信チェーンを含む。従って、例示的な実施形態では、ワイヤレスデバイス３００はＭＩＭＯ動作のために構成され得る。ＭＩＭＯ動作は、シングルユーザＭＩＭＯ（ＳＵ−ＭＩＭＯ）動作と、マルチユーザＭＩＭＯ（ＭＵ−ＭＩＭＯ）動作とを含み得る。
[0048] 簡単のために図３には示されていないが、ワイヤレスデバイス３００は、プロセッサ３３０および／またはメモリ３４０から受信された信号を処理し、アンテナ３５０（１）〜３５０（ｎ）のうちの１つまたは複数を介した送信のために、処理された信号をトランシーバ３２０にフォワーディングするための１つまたは複数のベースバンドプロセッサを含み得、トランシーバ３２０を介してアンテナ３５０（１）〜３５０（ｎ）のうちの１つまたは複数から受信された信号を処理し、処理された信号をプロセッサ３３０および／またはメモリ３４０にフォワーディングするために使用され得る。
[0049] プロセッサ３３０は、図３の例ではトランシーバ３２０とメモリ３４０との間に結合されるものとして示されているが、他の実施形態では、トランシーバ３２０、プロセッサ３３０、および／またはメモリ３４０は、１つまたは複数のバス（簡単のために図示せず）を使用して互いに接続され得る。
[0050] メモリ３４０は、いくつかのワイヤレスデバイスのためのロケーションデータ、構成情報、データレート、ＭＡＣアドレス、および他の好適な情報を記憶し得るＷｉ−Ｆｉデータベース３４１を含み得る。Ｗｉ−Ｆｉデータベース３４１はまた、いくつかのワイヤレスデバイスについてのプロファイル情報をも記憶し得る。所与のワイヤレスデバイスについてのプロファイル情報は、例えば、ワイヤレスデバイスのＳＳＩＤ、チャネル情報、ＲＳＳＩ値、グッドプット値、チャネル状態情報（ＣＳＩ）、およびワイヤレスデバイス３００との接続履歴を含む、情報を含み得る。
[0051] メモリ３４０はまた、例えば、ワイヤレスデバイス３００のためのいくつかのあらかじめ決定されたＳＩＦＳ持続時間、ワイヤレスデバイス３００のための１つまたは複数の中央ＳＩＦＳ持続時間、および／または他のワイヤレスデバイスが例示的な実施形態による測距演算をサポートするかどうかを記憶し得る、ＳＩＦＳデータベース３４２を含み得る。
[0052] メモリ３４０はまた、以下のソフトウェア（ＳＷ）モジュールを記憶し得る非一時的コンピュータ可読媒体（例えば、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、ハードドライブなど、１つまたは複数の不揮発性メモリ要素）を含み得る。
・（例えば、図５の１つまたは複数の動作について説明するように）ワイヤレスデバイス３００と別のデバイスとの間のＲＴＴ値および／または距離を決定するための、測距ＳＷモジュール３４３、
・（例えば、図５の１つまたは複数の動作について説明するように）測距ＳＷモジュール３４３によって決定された距離に基づいて、および／または他のＷｉ−Ｆｉ対応デバイスのロケーションに基づいてワイヤレスデバイス３００のロケーションを決定するための、測位ＳＷモジュール３４４、
・（例えば、図５の１つまたは複数の動作について説明するように）タイムスタンプ（例えば、フレームＴＯＤおよび／またはフレームＴＯＡ情報）をキャプチャし、ワイヤレスデバイス３００のフレーム交換に関連する実際のＳＩＦＳ持続時間を決定するための、タイムスタンプＳＷモジュール３４５、ならびに
・（例えば、図５の１つまたは複数の動作について説明するように）例示的な実施形態のデータフレームおよび応答フレーム（ならびに他の好適なデータフレーム、アクションフレーム、および制御フレーム）を作成し、他のワイヤレスデバイスとの間で送り、および／または受信し、ＳＩＦＳ要求を他のワイヤレスデバイスに送信されるフレーム中に埋め込み、ならびに／あるいはワイヤレスデバイス３００の実際のＳＩＦＳ持続時間を示す情報を応答フレーム中に埋め込むための、フレーム形成および交換ＳＷモジュール３４６。
各ソフトウェアモジュールは、プロセッサ３３０によって実行されたとき、対応する機能をワイヤレスデバイス３００に行わせる命令を含む。従って、メモリ３４０の非一時的コンピュータ可読媒体は、図５の動作の全部または一部分を行うための命令を含む。
[0053] トランシーバ３２０とメモリ３４０とに結合されるとして図３の例に示されているプロセッサ３３０は、ワイヤレスデバイス３００に（例えば、メモリ３４０内に）記憶された１つまたは複数のソフトウェアプログラムのスクリプトまたは命令を実行することが可能な任意の好適な１つまたは複数のプロセッサであり得る。例えば、プロセッサ３３０は、測距ＳＷモジュール３４３と、測位ＳＷモジュール３４４と、タイムスタンプＳＷモジュール３４５と、フレーム形成および交換ＳＷモジュール３４６とを実行し得る。測距ＳＷモジュール３４３は、ＲＦ測距演算を使用してワイヤレスデバイス３００と別のＷｉ−Ｆｉ対応デバイスとの間の距離を決定するためにプロセッサ３３０によって実行され得る。測位ＳＷモジュール３４４は、近くのＷｉ−Ｆｉ対応デバイスを基準点として使用してワイヤレスデバイス３００のロケーションを決定するためにプロセッサ３３０によって実行され得る。タイムスタンプＳＷモジュール３４５は、タイムスタンプ（例えば、フレームＴＯＤおよび／またはフレームＴＯＡ情報）をキャプチャし、ワイヤレスデバイス３００のフレーム交換に関連する実際のＳＩＦＳ持続時間を決定するために、プロセッサ３３０によって実行され得る。フレーム形成および交換ＳＷモジュール３４６は、例示的な実施形態のデータフレームおよび応答フレーム（ならびに他の好適なデータフレーム、アクションフレーム、および制御フレーム）を作成し、他のワイヤレスデバイスとの間で送り、および／または受信し、ＳＩＦＳ要求を他のワイヤレスデバイスに送信されるフレーム中に埋め込み、ならびに／あるいはワイヤレスデバイス３００の実際のＳＩＦＳ持続時間を示す情報を応答フレーム中に埋め込むために、プロセッサ３３０によって実行され得る。
[0054] 図４は、例示的な実施形態による、２つのワイヤレスデバイスＤ１とＤ２との間で行われる例示的な測距演算４００を示すシーケンス図である。デバイスＤ１およびＤ２は、例えば、モバイルデバイス（例えば、スマートフォンまたはタブレットコンピュータ）、または固定デバイス（例えば、ワイヤレスアクセスポイントまたは他の測距デバイス）を含む、任意の好適なＷｉ−Ｆｉ対応デバイスであり得る。説明の目的で、本明細書では、デバイスＤ１は開始側デバイスであり、デバイスＤ２は応答側デバイスである。少なくともいくつかの実施形態では、デバイスＤ１およびＤ２は、それぞれ、図２のＡＰ２１０または局ＳＴＡ１〜ＳＴＡ４のうちの１つであり得る。
[0055] また図５の例示的なフローチャート５００を参照すると、ワイヤレスデバイスＤ１およびＤ２は、いくつかの実施形態では、関連付けプロシージャ中に測距能力を交換する（５０１）。測距能力の交換は、デバイスＤ１およびＤ２の各々に、デバイスＤ１およびＤ２のうちの他方が、タイムスタンプをキャプチャすることをサポートするかどうか、および／またはそれ自体のＳＩＦＳ持続時間を決定することが可能であるかどうかを通知し得る。少なくとも１つの実施形態では、測距能力の交換はまた、デバイスＤ２（応答側デバイス）に、それのＳＩＦＳ情報をデバイスＤ１（開始側デバイス）に送られる応答フレーム中に埋め込むことによって、デバイスＤ１によって送られた、１つまたは複数の選択されたタイプのフレームに応答させ得る。デバイスＤ１によって送られた選択されたタイプのフレームは、例えば、デバイスＤ２との測距演算を開始するフレームまたは信号を含み得る。
[0056] 図４に示されている測距演算４００は、デバイスＤ１が、デバイスＤ２に対する、それの実際のＳＩＦＳ持続時間をデバイスＤ１に報告するようにとの要求を含むデータフレーム４１０を作成すること（５０２）から始まる。デバイスＤ２に対する、それの実際のＳＩＦＳ持続時間をデバイスＤ１に報告するようにとの要求は、以下で「ＳＩＦＳ要求」と呼ばれることがある。データフレーム４１０は、デバイスＤ２との測距演算を開始する（または少なくともデバイスＤ２に、それの実際のＳＩＦＳ持続時間を含むフレームで応答させる）任意の好適なデータフレームであり得る。いくつかの実施形態では、データフレーム４１０はＦＴＭフレームであり得る。他の実施形態では、データフレーム４１０は、ＳＩＦＳ要求を含み、例示的な測距演算４００を開始する任意の好適なアクションフレーム、制御フレーム、または管理フレームであり得る。
[0057] ＳＩＦＳ要求は、デバイスＤ２によって受信および復号されるときに、デバイスＤ２に、それの実際のＳＩＦＳ持続時間（または少なくともそれの実際のＳＩＦＳ持続時間を示す情報）をデバイスＤ１に報告させる任意の好適なビットパターンであり得る。ＳＩＦＳ要求は、データフレーム４１０の任意の好適なフィールド内に埋め込まれ得るか、またはデータフレーム４１０に添付され得る。例えば、ＳＩＦＳ要求は、データフレーム４１０のいくつかの予約済みビット内に埋め込まれ得るか、データフレーム４１０内に与えられるかまたはそれに添付される情報要素（ＩＥ）中に埋め込まれ得るか、あるいはデータフレーム４１０内に与えられるかまたはそれに添付されるベンダー固有情報要素（ＶＳＩＥ：vendor-specific information element）中に埋め込まれ得る。
[0058] 上述のように、少なくともいくつかの実施形態では、デバイスＤ２は、関連付けプロシージャ中に、デバイスＤ１に送られる応答フレーム中でそれのＳＩＦＳ情報をデバイスＤ１に報告することに同意し得る。これらの実施形態では、例えば、デバイスＤ２は、デバイスＤ１から送信された１つまたは複数の選択されたタイプのフレームの受信に応答および／または確認応答するときに、それのＳＩＦＳ情報を自動的に報告し得るので、デバイスＤ１は、デバイスＤ２に送られるデータフレーム４１０中に明示的ＳＩＦＳ要求を含めないことがある。
[0059] データフレーム４１０が作成されると、デバイスＤ１は、時間ｔ1においてデバイスＤ２にデータフレーム４１０を送る（５０４）。デバイスＤ１は、例えば、時間ｔ1においてタイムスタンプをキャプチャすることによって、データフレーム４１０のＴＯＤ（例えば、ＴＯＤDFR＝ｔ1）を決定する（５０５）。いくつかの実装形態では、デバイスＤ１は、ＴＯＤDFRをキャプチャするために図３のタイムスタンプＳＷモジュール３４５を実行し得、ＴＯＤDFRの値をメモリ３４０に記憶し得る。
[0060] 時間ｔ2において、デバイスＤ２は、デバイスＤ１から送信されたデータフレーム４１０を受信し、ＳＩＦＳ要求を復号する（５０６）。デバイスＤ２は、例えば、時間ｔ2においてタイムスタンプをキャプチャすることによって、受信されたデータフレーム４１０のＴＯＡ（例えば、ＴＯＡDFR＝ｔ2）を決定する（５０８）。いくつかの実装形態では、デバイスＤ２は、ＴＯＡDFRをキャプチャするために図３のタイムスタンプＳＷモジュール３４５を実行し得、ＴＯＡDFRの値をメモリ３４０に記憶し得る。
[0061] デバイスＤ２は、デバイスＤ１に送り返すべき応答フレーム４２０を作成し、例えば、時間ｔ3においてタイムスタンプをキャプチャすることによって、応答フレーム４２０のＴＯＤ（例えば、ＴＯＤRES＝ｔ3）を決定する（５１０）。いくつかの実装形態では、デバイスＤ２は、ＴＯＤRESをキャプチャするために図３のタイムスタンプＳＷモジュール３４５を実行し得、ＴＯＤRESの値をメモリ３４０に記憶し得る。デバイスＤ１から送信されたデータフレーム４１０の受信に確認応答し得る応答フレーム４２０は、以下でより詳細に説明するように、デバイスＤ２の実際のＳＩＦＳ持続時間を示す情報を含み得る。
[0062] 復号されたＳＩＦＳ要求に応答して、デバイスＤ２は、それの実際のＳＩＦＳ持続時間を決定する（５１２）。代替的に、データフレーム４１０がＳＩＦＳ要求を含まず、デバイスＤ２が、デバイスＤ１から１つまたは複数の選択されたタイプのフレームを受信したことに応答してそれのＳＩＦＳ情報を報告することに（例えば、関連付け中に）同意した場合、デバイスＤ２は、それの実際のＳＩＦＳ持続時間を自動的に決定し得る。デバイスＤ２は、任意の好適な様式でそれの実際のＳＩＦＳ持続時間を決定し得る。例えば、デバイスＤ２の実際のＳＩＦＳ持続時間は、ＳＩＦＳactual＝ｔ3−ｔ2＝ＴＯＤRES−ＴＯＡDFRとして表され得る。従って、いくつかの実施形態では、デバイスＤ２は、（１）データフレーム４１０の最後のシンボルの終端がデバイスＤ１から受信される時間と、（２）応答フレーム４２０の第１のシンボルの始端がデバイスＤ１に送信されるべきである時間との間の持続時間として、それの実際のＳＩＦＳ持続時間を決定し得る。他の実施形態では、デバイスＤ２は、デバイスＤ１との１つまたは複数の前のフレーム交換に基づいて（または代替的に別のワイヤレスデバイスとの１つまたは複数の前のフレーム交換に基づいて）それの実際のＳＩＦＳ持続時間をすでに決定していることがある。さらに、少なくとも１つの実施形態では、デバイスＤ２は、（例えば、デバイスＤ１および／または別のワイヤレスデバイスとの対応する数の前のフレーム交換のための）いくつかのあらかじめ決定されたＳＩＦＳ持続時間の平均値または中央値に基づいてそれの実際のＳＩＦＳ持続時間を決定し得る。
[0063] 次に、デバイスＤ２は、それの実際のＳＩＦＳ持続時間を示すＳＩＦＳ情報を応答フレーム４２０中に埋め込み、時間ｔ3においてデバイスＤ１に応答フレーム４２０を送信する（５１４）。応答フレーム４２０は、デバイスＤ１から送信されたデータフレーム４１０の受信に応答または確認応答する任意の好適なフレームであり得る。例えば、応答フレーム４２０は確認応答（ＡＣＫ）フレームまたはブロック確認応答（ＢＡ）フレームであり得る。少なくともいくつかの実施形態では、応答フレーム４２０は、例えば、図６Ａ〜図６Ｂおよび図７Ａ〜図７Ｂに関して以下でより詳細に説明するように、例示的な実施形態に従って変更されたＡＣＫフレームまたはＢＡフレームであり得る。他の実施形態では、応答フレーム４２０は、ＳＩＦＳ情報を含む任意の好適なアクションフレーム、制御フレーム、または管理フレームであり得る。
[0064] ＳＩＦＳ情報は、デバイスＤ１がデバイスＤ２の実際のＳＩＦＳ持続時間をそれから取得、導出、または決定し得る情報を含み得る。例えば、ＳＩＦＳ情報はデバイスＤ２の実際のＳＩＦＳ持続時間であり得、実際のＳＩＦＳ持続時間と所定のＳＩＦＳ持続時間（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１規格ファミリーによって定義される「標準」ＳＩＦＳ持続時間との間の時間差を示す差分値であり得、および／あるいはデバイスＤ２のいくつかのあらかじめ決定されたＳＩＦＳ持続時間の平均値または中央値であり得る。ＳＩＦＳ情報は、所定の時間単位に対応する（例えば、マイクロ秒単位の）２進数として表され得る。
[0065] ＳＩＦＳ情報は応答フレーム４２０の任意の好適なフィールド内に埋め込まれ得るか、または応答フレーム４２０に添付され得る。例えば、ＳＩＦＳ情報は、応答フレーム４２０のいくつかの予約済みビット内に埋め込まれ得るか、応答フレーム４２０内に与えられるかまたはそれに添付されるＩＥ中に埋め込まれ得るか、あるいは応答フレーム４２０内に与えられるかまたはそれに添付されるＶＳＩＥ中に埋め込まれ得る。少なくともいくつかの実施形態では、ＳＩＦＳ情報は、例えば、図６Ａ〜図６Ｂおよび図７Ａ〜図７Ｂに関して以下でより詳細に説明するように、応答フレーム４２０に関連する新しいフィールド内に埋め込まれ得る。
[0066] 時間ｔ4において、デバイスＤ１は、デバイスＤ２から送信された応答フレーム４２０を受信し、その中に埋め込まれたＳＩＦＳ情報を復号する（５１６）。デバイスＤ１は、例えば、時間ｔ4においてタイムスタンプをキャプチャすることによって、応答フレーム４２０のＴＯＡ（例えば、ＴＯＡRES＝ｔ4）を決定する（５１８）。いくつかの実装形態では、デバイスＤ１は、ＴＯＡRESをキャプチャするために図３のタイムスタンプＳＷモジュール３４５を実行し得、ＴＯＡRESの値をメモリ３４０に記憶し得る。
[0067] 復号されたＳＩＦＳ情報に応答して、デバイスＤ１は、デバイスＤ２の実際のＳＩＦＳ持続時間を決定する（５２０）。実際のＳＩＦＳ持続時間は、例えば、図６Ａ〜図６Ｂおよび図７Ａ〜図７Ｂに関して以下でより詳細に説明するように、任意の好適な様式で、応答フレーム４２０中で与えられるＳＩＦＳ情報から取得、導出、または決定され得る。
[0068] その後、デバイスＤ１は、データフレーム４１０のＴＯＤと応答フレーム４２０のＴＯＡとデバイスＤ２の実際のＳＩＦＳ持続時間とに基づいて、交換されたデータフレーム４１０と応答フレーム４２０とのＲＴＴ値を決定する（５２２）。デバイスＤ１とデバイスＤ２との間のＲＴＴ値を決定するためにデバイスＤ２の実際のＳＩＦＳ持続時間を使用することは、（例えば、図１Ａの例示的な測距演算１００に示されているように）例えば、ＲＴＴ値を決定するために推定されたＳＩＦＳ持続時間を使用する測距演算と比較して測距演算４００の精度を高め得る。さらに、デバイスＤ２は、それの実際のＳＩＦＳ持続時間を示す情報を応答フレーム４２０中に埋め込むので、測距演算４００は、例えば、図１Ｂの例示的な測距演算１１０中の８つのフレームの交換と比較して、２つのフレームのみの交換を使用して正確なＲＴＴ値を与え得る。このようにして、例示的な実施形態は、デバイスＤ１が、図１Ｂの例示的な測距演算１１０よりも少数のフレーム交換を使用しながら、図１Ａの例示的な測距演算１００よりも正確なＲＴＴ測定値を決定することを可能にし得る。
[0069] いくつかの実施形態では、デバイスＤ１および／またはデバイスＤ２は、それらのそれぞれのメディアアクセス制御レイヤ（ＭＡＣ）においてタイムスタンプをキャプチャし得る。他の実施形態では、デバイスＤ１および／またはデバイスＤ２は、ファームウェアを使用してタイムスタンプをキャプチャし得る。さらに、少なくともいくつかの実施形態では、デバイスＤ１は、データフレーム４１０の最後のシンボルの終端がデバイスＤ１から送信される時間として（時間ｔ1における）ＴＯＤDFRについてのタイムスタンプをキャプチャし得、デバイスＤ２は、データフレーム４１０の最後のシンボルの終端が受信される時間として（時間ｔ2における）ＴＯＡDFRについてのタイムスタンプをキャプチャし得、デバイスＤ２は、応答フレーム４２０の第１のシンボルの始端がデバイスＤ２から送信される時間として（時間ｔ3における）ＴＯＤRESについてのタイムスタンプをキャプチャし得、デバイスＤ１は、応答フレーム４２０の第１のシンボルの始端が受信される時間として（時間ｔ4における）ＴＯＡRESについてのタイムスタンプをキャプチャし得る。次いで、デバイスＤ２はそれの実際のＳＩＦＳ持続時間をＳＩＦＳactual＝ｔ3−ｔ2として決定し得、デバイスＤ１はＲＴＴ値をＲＴＴ＝ｔ4−ｔ1−ＳＩＦＳactualとして決定し得る。このようにして、ＲＴＴ値は、データフレーム４１０の長さと応答フレーム４２０の長さとを顧慮せずに決定され得る。
[0070] 他の実施形態では、デバイスＤ１は、データフレーム４１０の第１のシンボルの始端がデバイスＤ１から送信される時間としてＴＯＤDFRについてのタイムスタンプをキャプチャし得、および／または応答フレーム４２０の最後のシンボルの終端が受信される時間としてＴＯＡRESについてのタイムスタンプをキャプチャし得る。また図３を参照すると、少なくとも１つの実施形態では、デバイスＤ２は、それのアンテナ３５０（１）〜３５０（ｎ）のうちの対応する１つのポートにおいて、データフレーム４１０のＴＯＡと応答フレーム４２０のＴＯＤの両方を決定し得る。
[0071] 上述のように、デバイスＤ２は、それの実際のＳＩＦＳ持続時間を示す情報を応答フレーム４２０中に埋め込むことによって、それの実際のＳＩＦＳ持続時間をデバイスＤ１に報告し得る。より詳細には、いくつかの実施形態では、応答フレーム４２０は、デバイスＤ２のＳＩＦＳ情報を記憶することに専用の新しいフィールドを含むように変更されたＡＣＫフレームであり得る。変更されたＡＣＫフレームは、以下で「ＡＣＫ−ＲＴＴフレーム」と呼ばれることがある。
[0072] 例えば、図６Ａに、例示的な実施形態による、例示的なＡＣＫ−ＲＴＴフレーム６００を示す。ＡＣＫ−ＲＴＴフレーム６００は、図４に示されている例示的な測距演算４００において応答フレーム４２０として使用され得る。例示的なＡＣＫ−ＲＴＴフレーム６００は、２バイトフレーム制御フィールド６０１と、２バイト持続時間フィールド６０２と、６バイト受信機アドレス（ＲＡ：receiver address）フィールド６０３と、３バイトＳＩＦＳデルタフィールド６０４と、４バイトフレーム制御シーケンス（ＦＣＳ：frame control sequence）フィールド６０５とを含み得る。フレーム制御フィールド６０１は、２ビットフレームタイプフィールド６０１Ａと４ビットサブタイプフィールド６０１Ｂとを含み得る。他の実施形態では、例示的なＡＣＫ−ＲＴＴフレーム６００のフィールド長は他の好適な値であり得る。
[0073] 例示的な実施形態によれば、タイプフィールド６０１Ａおよびサブタイプフィールド６０１Ｂは、それぞれ、図６Ａに示されているように、対応するフレームがＡＣＫ−ＲＴＴフレーム６００であることを示すために、現在未使用のビットパターンまたは予約済みビットパターンでポピュレートされ得る。例えば、サブタイプフィールド６０１Ｂのための「１１０１」のビットパターンは（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１規格ファミリーによって定義された）ＡＣＫフレームを示すが、サブタイプフィールド６０１Ｂのための未使用のビットパターンまたは予約済みビットパターンのうちの選択された１つは、フレームがＡＣＫ−ＲＴＴフレーム６００であることを示すために使用され得る。
[0074] ＳＩＦＳデルタフィールド６０４は、現在、ＩＥＥＥ８０２．１１規格によって定義されていない新しいフィールドである。例示的な実施形態によれば、ＳＩＦＳデルタフィールド６０４は、デバイスＤ２の実際のＳＩＦＳ持続時間と「標準」ＳＩＦＳ持続時間との間の時間差を示す差分値を記憶するために使用され得る。以下で「ＳＩＦＳデルタ値」と呼ばれることがある差分値は、ＳＩＦＳdelta＝ＳＩＦＳactual−ＳＩＦＳstandardとして表され得る。従って、２．４ＧＨｚ周波数帯域中で動作するワイヤレスデバイスの場合、ＳＩＦＳdelta＝ＳＩＦＳactual−１０μｓであり、５ＧＨｚ周波数帯域中で動作するワイヤレスデバイスの場合、ＳＩＦＳdelta＝ＳＩＦＳactual−１６μｓであり、６０ＧＨｚ周波数帯域中で動作するワイヤレスデバイスの場合、ＳＩＦＳdelta＝ＳＩＦＳactual−３μｓである。
[0075] ＳＩＦＳデルタフィールド６０４が３バイト（例えば、２４ビット）を含む例示的な実施形態では、ＳＩＦＳデルタフィールド６０４は、ビット当たりの分解能が０．１ｎｓであるとき、＋／−９００ｎｓのＳＩＦＳデルタ値を記憶し得る。他の実施形態では、ＳＩＦＳデルタフィールドは他の数のビットを含み得、および／またはビット当たりの分解能は０．１ｎｓ以外の値であり得る。
[0076] 他の実施形態では、応答フレーム４２０は、ＳＩＦＳデルタフィールド６０４を含むように変更されたブロック確認応答（ＢＡ）フレームであり得る。変更されたＢＡフレームは、以下で「ＢＡ−ＲＴＴフレーム」と呼ばれることがある。例えば、図６Ｂに、例示的な実施形態による、例示的なＢＡ−ＲＴＴフレーム６１０を示す。ＢＡ−ＲＴＴフレーム６１０は、図４に示されている例示的な測距演算４００において応答フレーム４２０として使用され得る。例示的なＢＡ−ＲＴＴフレーム６１０は、２バイトフレーム制御フィールド６１１と、２バイト持続時間／ＩＤフィールド６１２と、６バイト受信機アドレス（ＲＡ）フィールド６０３と、６バイト送信機アドレス（ＴＡ）フィールド６１３と、３バイトＳＩＦＳデルタフィールド６０４と、２バイトＢＡ制御フィールド６１４と、可変長ＢＡ情報フィールド６１５と、４バイトＦＣＳフィールド６０５とを含み得る。フレーム制御フィールド６１１は、２ビットフレームタイプフィールド６１１Ａと４ビットサブタイプフィールド６１１Ｂとを含み得る。他の実施形態では、例示的なＢＡ−ＲＴＴフレーム６１０のフィールド長は他の好適な値であり得る。
[0077] 例示的な実施形態によれば、タイプフィールド６１１Ａおよびサブタイプフィールド６１１Ｂは、それぞれ、図６Ｂに示されているように、対応するフレームがＢＡ−ＲＴＴフレーム６１０であることを示すために、現在未使用のビットパターンまたは予約済みビットパターンでポピュレートされ得る。例えば、サブタイプフィールド６１１Ｂのための「１００１」のビットパターンは（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１規格ファミリーによって定義された）ＢＡフレームを示すが、サブタイプフィールド６１１Ｂのための未使用のビットパターンまたは予約済みビットパターンのうちの選択された１つは、フレームがＢＡ−ＲＴＴフレーム６１０であることを示すために使用され得る。
[0078] 「標準」ＳＩＦＳ持続時間に対するデバイスＤ２の実際のＳＩＦＳ持続時間を参照することは、図６Ａ〜図６Ｂに関して上記で説明したように、「標準」ＳＩＦＳ持続時間が他のワイヤレスデバイスによって知られており、および／または一定のままであると仮定し得る。他の実施形態では、デバイスＤ２の実際のＳＩＦＳ持続時間は、（例えば、「標準」ＳＩＦＳ持続時間ではなく）デバイスＤ２の１つまたは複数のあらかじめ決定されたＳＩＦＳ持続時間を基準とし得る。例えば、図７Ａ〜図７Ｂに関して以下でより詳細に説明するように、実際のＳＩＦＳ持続時間は、デバイスＤ２のあらかじめ決定されたＳＩＦＳ持続時間の中央値を基準とし得る。
[0079] 図７Ａに、例示的な実施形態による、別の例示的なＡＣＫ−ＲＴＴフレーム７００を示す。図６ＡのＡＣＫ−ＲＴＴフレーム６００の３バイトＳＩＦＳデルタフィールド６０４が、図７Ａの例示的なＡＣＫ−ＲＴＴフレーム７００中の１バイト中央ＳＩＦＳフィールド７０４と２バイトＳＩＦＳデルタフィールド７０５とによって交換されることを除いて、ＡＣＫ−ＲＴＴフレーム７００は、ＡＣＫ−ＲＴＴフレーム６００と同様である。それぞれ、対応するフレームがＡＣＫ−ＲＴＴフレームであることを示す現在未使用のビットパターンまたは予約済みビットパターンでポピュレートされ得る、ＡＣＫ−ＲＴＴフレーム７００のタイプフィールド７０１Ａおよびサブタイプフィールド７０１Ｂは、図６Ａに関して上記で説明した例示的なＡＣＫ−ＲＴＴフレーム６００のタイプフィールド６０１Ａとサブタイプフィールド６０１Ｂとのために使用されるビットパターンとは異なり得る。
[0080] 中央ＳＩＦＳフィールド７０４の８ビットは、デバイスＤ２に関連するいくつかの前のフレーム交換のための中央ＳＩＦＳ持続時間を示す中央ＳＩＦＳ持続時間を記憶し得る。例えば、１００ｎｓユニットが各ビットのために使用される場合、中央ＳＩＦＳフィールド７０４の８ビットは、２５．５μｓまでの中央ＳＩＦＳ持続時間を表し得る。２バイトＳＩＦＳデルタフィールド７０５は、現在のフレーム交換の実際のＳＩＦＳ持続時間と、（例えば、中央ＳＩＦＳフィールド７０４に記憶された）中央ＳＩＦＳ持続時間との間の時間差を示すために使用され得る。このようにして、ＳＩＦＳ差分値は、ＳＩＦＳdelta＝ＳＩＦＳactual−ＳＩＦＳmedianとして表され得る。出願人は、０．１ｎｓのビット当たりの分解能がＳＩＦＳdeltaのために使用される場合、ＳＩＦＳデルタフィールド７０５の１６ビットが＋／−９００ｎｓの差分値を表し得ることに留意する。他の実施形態では、例示的なＡＣＫ−ＲＴＴフレーム７００のフィールド長は他の好適な値であり得る。
[0081] 中央ＳＩＦＳ情報はまた、例示的な実施形態に従って構築されたブロック確認応答（ＢＡ）フレーム中で与えられ得る。例えば、図７Ｂに、例示的な実施形態による、別の例示的なＢＡ−ＲＴＴフレーム７１０を示す。図６ＢのＢＡ−ＲＴＴフレーム６１０の３バイトＳＩＦＳデルタフィールド６０４が、図７Ｂの例示的なＢＡ−ＲＴＴフレーム７１０中の１バイト中央ＳＩＦＳフィールド７０４と２バイトＳＩＦＳデルタフィールド７０５とによって交換されることを除いて、ＢＡ−ＲＴＴフレーム７１０は、ＢＡ−ＲＴＴフレーム６１０と同様である。それぞれ、対応するフレームがＢＡ−ＲＴＴフレームであることを示す現在未使用のビットパターンまたは予約済みビットパターンでポピュレートされ得る、ＢＡ−ＲＴＴフレーム７１０のタイプフィールド７１１Ａおよびサブタイプフィールド７１１Ｂは、図６Ａに関して上記で説明した例示的なＢＡ−ＲＴＴフレーム６１０のタイプフィールド６１１Ａとサブタイプフィールド６１１Ｂとのために使用されるビットパターンとは異なり得る。例示的なＢＡ−ＲＴＴフレーム７１０中の１バイト中央ＳＩＦＳフィールド７０４および２バイトＳＩＦＳデルタフィールド７０５は、図７Ａの例示的なＡＣＫ−ＲＴＴフレーム７００中の１バイト中央ＳＩＦＳフィールド７０４および２バイトＳＩＦＳデルタフィールド７０５と同様である。他の実施形態では、例示的なＢＡ−ＲＴＴフレーム７１０のフィールド長は他の好適な値であり得る。
[0082] いくつかの実施形態では、新しい情報要素（ＩＥ）は、デバイスＤ２（または任意の好適な応答側デバイス）のＳＩＦＳ情報をデバイスＤ１（または任意の好適な開始側デバイス）に報告するために定義され得る。例えば、図８に、例示的な実施形態による、ＳＩＦＳ情報を別のデバイスに報告するために制御フレーム（または他の好適なフレーム）中に含まれ得る例示的なＳＩＦＳ ＩＥ８００を示す。ＳＩＦＳ ＩＥ８００は、１バイト要素ＩＤフィールド８１０と、１バイト長さフィールド８２０と、３バイトＳＩＦＳ報告フィールド８３０と、非拡張可能フィールド８４０とを含む。要素ＩＤフィールド８１０は、情報要素がＳＩＦＳ ＩＥ８００であることを示すために、現在未使用のＩＥ ＩＤ値または予約済みＩＥ ＩＤ値を記憶し得る。長さフィールド８２０はＳＩＦＳ ＩＥ８００の長さを示し、それは、図８の例では５バイトである。ＳＩＦＳ報告フィールド８３０は、（１）ＳＩＦＳdeltaのための３バイト値、または（２）ＳＩＦＳmedianのための１バイト値およびＳＩＦＳdeltaのための２バイト値のいずれかを記憶し得る。他の実施形態では、例示的なＳＩＦＳ ＩＥ８００の様々なフィールドは他の好適な値であり得る。
[0083] 測距精度を最大にするために、本明細書で説明する測距演算は、例えば、サイクリックシフトダイバーシティ（ＣＳＤ）から生じる誤差を回避するために、開始側デバイスと応答側デバイスの両方における単一の送信チェーン（および単一のアンテナ）を使用して行われ得る。いくつかの実施形態では、応答側デバイスに対して、応答フレーム４２０（または応答側デバイスのＳＩＦＳ情報を含む任意の好適なフレーム）を開始側デバイスに送るときに単一の送信チェーンを使用することを要求するために、データフレーム４１０（または測距演算を開始する任意の好適なフレーム）中の選択されたビットが使用され得る。選択されたビットは、データフレーム４１０のＬ−ＳＩＧフィールド中の予約済みビット４、データフレーム４１０のサービスフィールド中の予約済みビット７〜１５のいずれか、またはデータフレーム４１０中の任意の他の好適なビットであり得る。
[0084] 上述のように、デバイスＤ１およびデバイスＤ２は、例えば、例示的な実施形態による測距演算をサポートするためのそれらの能力を互いに通知するために、関連付けプロシージャ中に能力を交換し得る。より詳細には、デバイスＤ１とデバイスＤ２との間で交換された能力は、各デバイスがＡＣＫ−ＲＴＴフレーム６００、ＡＣＫ−ＲＴＴフレーム７００、ＢＡ−ＲＴＴフレーム６１０、および／またはＢＡ−ＲＴＴフレーム７１０の作成および／または受信をサポートするかどうかを示し得る。デバイスＤ１とデバイスＤ２の両方が、上記で説明したＡＣＫ−ＲＴＴフレーム６００／７００および／またはＢＡ−ＲＴＴフレーム６１０／７１０を使用することをサポートするとき、デバイスＤ１およびデバイスＤ２は、それぞれ、従来のＡＣＫフレームと従来のＢＡフレームとを使用するのではなく、ＡＣＫ−ＲＴＴフレーム６００／７００および／またはＢＡ−ＲＴＴフレーム６１０／７１０を使用して互いからのデータフレームの受信に確認応答するように構成され得る。このようにして、応答側デバイス（例えば、上記の例ではデバイスＤ２）は、常にそれのＳＩＦＳ情報を確認応答フレーム中に埋め込み得、それにより、開始側デバイス（例えば、上記の例ではデバイスＤ１）が、例えば、特定の測距演算を特に要求することなしに、フレーム交換に対して測距演算を行うことを可能にする。
[0085] いくつかの実施形態では、関連付け中に交換されるフレームの拡張能力要素中の予約済みビットのうちの１つは、本明細書で開示するＡＣＫ−ＲＴＴフレームとＢＡ−ＲＴＴフレームとのサポートを示すために使用され得る。他の実施形態では、（例えば、測距演算を開始するために）開始側デバイスから応答側デバイスに送られるデータフレーム４１０中の予約済みビットのうちの１つは、データフレーム４１０に応答してＡＣＫ−ＲＴＴフレームが予想されるのかＢＡ−ＲＴＴフレームが予想されるのかを示すために使用され得る。一例では、データフレーム４１０のＬ−ＳＩＧフィールド中の予約済みビット４は、ＡＣＫ−ＲＴＴフレームまたはＢＡ−ＲＴＴフレームを使用して応答を要求するために使用され得る。別の例では、データフレーム４１０のサービスフィールド中の予約済みビット７〜１５のいずれかは、ＡＣＫ−ＲＴＴフレームまたはＢＡ−ＲＴＴフレームを使用して応答を要求するために使用され得る。
[0086] データフレーム４１０がＦＴＭフレームである実施形態では、ＦＴＭフレーム中のビットのうちの１つは、ＦＴＭフレームに応答してＡＣＫ−ＲＴＴフレームが予想されるのかＢＡ−ＲＴＴフレームが予想されるのかを示すために使用され得る。一例では、ＦＴＭフレームのＬ−ＳＩＧフィールド中の予約済みビット４は、ＡＣＫ−ＲＴＴフレームまたはＢＡ−ＲＴＴフレームを使用して応答を要求するために使用され得る。別の例では、ＦＴＭフレームのサービスフィールド中の予約済みビット７〜１５のいずれかは、ＡＣＫ−ＲＴＴフレームまたはＢＡ−ＲＴＴフレームを使用して応答を要求するために使用され得る。また別の例では、ＦＴＭフレーム中の新たに追加されたビットは、ＡＣＫ−ＲＴＴフレームまたはＢＡ−ＲＴＴフレームを使用して応答を要求するために使用され得る。
[0087] 例示的な実施形態はまた、ＩＥＥＥ８０２．１１規格の高スループット／超高スループット（ＨＴ／ＶＨＴ）プロトコルに適合するデバイスに適用可能である。そのようなデバイスの場合、関連付けフレームの拡張能力要素中の１ビット、データフレーム４１０中の予約済みビットのうちの１つ、データフレーム４１０のＬ−ＳＩＧフィールド中の予約済みビット４、および／またはデータフレーム４１０のサービスフィールド中の予約済みビット７〜１５のいずれかは、ＨＴ／ＶＨＴプロトコルに従って動作するときＡＣＫ−ＲＴＴフレームとＢＡ−ＲＴＴフレームとのためのサポートを示すために使用され得る。代替的に、（例えば、測距演算を開始するために）開始側デバイスから応答側デバイスに送られるＦＴＭフレーム中のビットのうちの１つは、ＨＴ／ＶＨＴプロトコルに従って動作するとき、ＡＣＫ−ＲＴＴフレームとＢＡ−ＲＴＴフレームとのためのサポートを示すために使用され得る。例えば、ＦＴＭフレーム中の予約済みビットはＬ−ＳＩＧフィールド中のビット４であり得、サービスフィールド中の予約済みビット７〜１５のいずれかであり得、および／またはＦＴＭフレーム中の新たに追加されたビットであり得る。
[0088] 例示的な実施形態はまた、応答側デバイスがＣＴＳフレーム中でそれのＳＩＦＳ情報を開始側デバイスに報告し得る場合、例えば、送信準備完了／送信可（ＲＴＳ／ＣＴＳ：ready-to-send/clear-to-send）フレーム交換に適用可能である。例示的な実施形態はまた、制御フレームとデータフレームとに適用可能である。例えば、ＡＰが、アップリンクマルチユーザ（ＭＵ）フレームを要求するためにトリガフレームを複数のＳＴＡに送ったとき、ＳＴＡは、ＭＵフレーム中でそれらのＳＩＦＳ情報を、例えば、特殊要素として報告し得る。
[0089] 図９に、一連の相互に関係する機能モジュールとして表される例示的な第１のワイヤレスデバイスまたは装置９００を示す。第２のワイヤレスデバイスにデータフレームを送るためのモジュール９０１は、少なくともいくつかの態様では、例えば、本明細書で説明するプロセッサ（例えば、プロセッサ３３０）に、および／または本明細書で説明する１つまたは複数のトランシーバ（例えば、トランシーバ３２０）に対応し得る。データフレーム４１０の出発時間（ＴＯＤ）を決定するためのモジュール９０２は、少なくともいくつかの態様では、例えば、本明細書で説明するプロセッサ（例えば、プロセッサ３３０）に対応し得る。第２のワイヤレスデバイスから応答フレーム４２０を受信するためのモジュール９０３は、少なくともいくつかの態様では、例えば、本明細書で説明するプロセッサ（例えば、プロセッサ３３０）に、および／または本明細書で説明する１つまたは複数のトランシーバ（例えば、トランシーバ３２０）に対応し得る。応答フレーム４２０の到着時間（ＴＯＡ）を決定するためのモジュール９０４は、少なくともいくつかの態様では、例えば、本明細書で説明するプロセッサ（例えば、プロセッサ３３０）に対応し得る。データフレーム４１０と応答フレーム４２０とのラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）を決定するためのモジュール９０５は、少なくともいくつかの態様では、例えば、本明細書で説明するプロセッサ（例えば、プロセッサ３３０）に対応し得る。
[0090] 図９のモジュールの機能は、本明細書の教示に一致する様々な方法で実装され得る。いくつかの設計では、これらのモジュールの機能は、１つまたは複数の電気的構成要素として実装され得る。いくつかの設計では、これらのブロックの機能は、１つまたは複数のプロセッサ構成要素を含む処理システムとして実装され得る。いくつかの設計では、これらのモジュールの機能は、例えば、１つまたは複数の集積回路（例えば、ＡＳＩＣ）の少なくとも一部分を使用して実装され得る。本明細書で説明するように、集積回路は、プロセッサ、ソフトウェア、他の関係する構成要素、またはそれらの何らかの組合せを含み得る。従って、異なるモジュールの機能は、例えば、集積回路の異なるサブセットとして、ソフトウェアモジュールのセットの異なるサブセットとして、またはそれらの組合せとして実装され得る。また、（例えば、集積回路のおよび／またはソフトウェアモジュールのセットの）所与のサブセットは、機能の少なくとも一部分を２つ以上のモジュールに与え得ることを諒解されよう。
[0091] さらに、図９によって表される構成要素および機能ならびに本明細書で説明する他の構成要素および機能は、任意の好適な手段を使用して実装され得る。そのような手段はまた、少なくとも部分的に、本明細書で教示する対応する構造を使用して実装され得る。例えば、図９の「モジュール」構成要素に関連して上述した構成要素は、同様に指定された「手段」機能に対応し得る。従って、いくつかの態様では、そのような手段のうちの１つまたは複数は、本明細書で教示するプロセッサ構成要素、集積回路、または他の好適な構造のうちの１つまたは複数を使用して実装され得る。
[0092] 情報および信号は、多種多様な技術および技法のいずれかを使用して表され得ることを当業者は諒解されよう。例えば、上記の説明全体にわたって言及され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁界または磁性粒子、光場または光学粒子、あるいはそれらの任意の組合せによって表され得る。
[0093] さらに、本明細書で開示する態様に関して説明する様々な例示的な論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップは、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、または両方の組合せとして実装され得ることを、当業者は諒解されよう。ハードウェアとソフトウェアのこの互換性を明確に示すために、様々な例示的な構成要素、ブロック、モジュール、回路、およびステップについて、概してそれらの機能に関して上記で説明した。そのような機能がハードウェアとして実装されるか、ソフトウェアとして実装されるかは、特定の適用例および全体的なシステムに課される設計制約に依存する。当業者は、説明した機能を特定の適用例ごとに様々な方法で実装し得るが、そのような実装の決定は、本開示の範囲からの逸脱を生じるものと解釈されるべきではない。
[0094] 本明細書で開示する態様に関して説明する方法、シーケンスまたはアルゴリズムは、ハードウェアで直接実施されるか、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールで実施されるか、またはそれらの２つの組合せで実施され得る。ソフトウェアモジュールは、ＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、または当技術分野で知られている任意の他の形態の記憶媒体中に常駐し得る。例示的な記憶媒体は、プロセッサが記憶媒体から情報を読み取り、記憶媒体に情報を書き込むことができるように、プロセッサに結合される。代替として、記憶媒体はプロセッサと一体であり得る。
[0095] 従って、本開示の一態様は、非静止衛星通信システムにおける時間および周波数同期のための方法を実施する非一時的コンピュータ可読媒体を含み得る。「非一時的」という用語は、物理的記憶媒体またはメモリを除外せず、詳細にはダイナミックメモリ（例えば、従来のランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ））を除外しないが、むしろ、媒体が一時的な伝搬信号として解釈され得る解釈のみを除外する。
[0096] 上記の明細書では、例示的な実施形態について、それの特定の例示的な実施形態を参照しながら説明した。しかしながら、添付の特許請求の範囲に記載された本開示のより広い範囲から逸脱することなく、様々な改変および変更がそれに行われ得ることは明らかであろう。従って、本明細書および図面は、限定的な意味ではなく例示的な意味で考慮されるべきである。例えば、図５のフローチャートに示された方法ステップは他の好適な順序で実行され得、および／または１つまたは複数の方法ステップは省略され得る。

Claims (30)

  1. 第１のワイヤレスデバイスと第２のワイヤレスデバイスとの間の測距演算を行う方法であって、前記方法は、前記第１のワイヤレスデバイスの１つまたは複数のプロセッサによって行われ、
    前記第２のワイヤレスデバイスに対する、それの実際のショートフレーム間スペース（ＳＩＦＳ）持続時間を前記第１のワイヤレスデバイスに報告するようにとの要求を含むデータフレームを前記第２のワイヤレスデバイスに送ることと、
    前記データフレームの出発時間（ＴＯＤ）を決定することと、
    前記第２のワイヤレスデバイスから、前記第２のワイヤレスデバイスの前記実際のＳＩＦＳ持続時間を示すＳＩＦＳ情報を含む応答フレームを受信することと、
    前記応答フレームの到着時間（ＴＯＡ）を決定することと、
    前記データフレームの前記ＴＯＤと前記応答フレームの前記ＴＯＡと前記第２のワイヤレスデバイスの前記実際のＳＩＦＳ持続時間とを使用して、前記データフレームと前記応答フレームとのラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）を決定することと
    を備える、方法。
  2. 前記実際のＳＩＦＳ持続時間は、（１）前記第２のワイヤレスデバイスが前記第１のワイヤレスデバイスから前記データフレームの最後のシンボルの終端を受信する時間と、（２）前記第２のワイヤレスデバイスが前記第１のワイヤレスデバイスに前記応答フレームの第１のシンボルの始端を送信する時間との間の持続時間を示す、請求項１に記載の方法。
  3. 前記データフレームがファインタイミング測定（ＦＴＭ）フレームを備える、請求項１に記載の方法。
  4. 前記データフレームは、前記第２のワイヤレスデバイスに対する、高スループット／超高スループット（ＨＴ／ＶＨＴ）プロトコルを使用して前記応答フレームを送信するようにとの要求をさらに備える、請求項１に記載の方法。
  5. 前記応答フレームが、前記ＳＩＦＳ情報を記憶するためのフィールドを含む確認応答（ＡＣＫ）フレームを備える、請求項１に記載の方法。
  6. 前記ＳＩＦＳ情報が、前記実際のＳＩＦＳ持続時間と標準ＳＩＦＳ持続時間との間の時間差を示す差分値を備える、請求項１に記載の方法。
  7. 前記標準ＳＩＦＳ持続時間がＩＥＥＥ８０２．１１規格によって定義される、請求項６に記載の方法。
  8. 前記応答フレームが、前記差分値を記憶するための第１のフィールドを含み、前記第２のワイヤレスデバイスの中央ＳＩＦＳ持続時間を記憶するための第２のフィールドを含む、確認応答（ＡＣＫ）フレームを備える、請求項６に記載の方法。
  9. 前記応答フレームが、前記ＳＩＦＳ情報を記憶するための少なくともフィールドを含む情報要素（ＩＥ）を含む、請求項１に記載の方法。
  10. 前記第１のワイヤレスデバイスが、前記第２のワイヤレスデバイスに前記データフレームを送るために単一の送信チェーンを使用すべきであり、
    前記データフレームは、前記第２のワイヤレスデバイスに対する、前記第１のワイヤレスデバイスに前記応答フレームを送信するために単一の送信チェーンを使用するようにとの要求をさらに備える、
    請求項１に記載の方法。
  11. 第２のワイヤレスデバイスとの測距演算を行うように構成された第１のワイヤレスデバイスであって、前記第１のワイヤレスデバイスは、
    少なくとも前記第２のワイヤレスデバイスと信号を交換するための１つまたは複数のトランシーバと、
    １つまたは複数のプロセッサと、
    前記１つまたは複数のプロセッサによって実行されたとき、前記第１のワイヤレスデバイスに、
    前記第２のワイヤレスデバイスに対する、それの実際のショートフレーム間スペース（ＳＩＦＳ）持続時間を前記第１のワイヤレスデバイスに報告するようにとの要求を含むデータフレームを前記第２のワイヤレスデバイスに送ることと、
    前記データフレームの出発時間（ＴＯＤ）を決定することと、
    前記第２のワイヤレスデバイスから、前記第２のワイヤレスデバイスの前記実際のＳＩＦＳ持続時間を示すＳＩＦＳ情報を含む応答フレームを受信することと、
    前記応答フレームの到着時間（ＴＯＡ）を決定することと、
    前記データフレームの前記ＴＯＤと前記応答フレームの前記ＴＯＡと前記第２のワイヤレスデバイスの前記実際のＳＩＦＳ持続時間とを使用して、前記データフレームと前記応答フレームとのラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）を決定することと
    を行わせる命令を記憶するメモリと
    を備える、第１のワイヤレスデバイス。
  12. 前記データフレームがファインタイミング測定（ＦＴＭ）フレームを備える、請求項１１に記載の第１のワイヤレスデバイス。
  13. 前記データフレームは、前記第２のワイヤレスデバイスに対する、高スループット／超高スループット（ＨＴ／ＶＨＴ）プロトコルを使用して前記応答フレームを送信するようにとの要求をさらに備える、請求項１１に記載の第１のワイヤレスデバイス。
  14. 前記応答フレームが、前記ＳＩＦＳ情報を記憶するためのフィールドを含む確認応答（ＡＣＫ）フレームを備える、請求項１１に記載の第１のワイヤレスデバイス。
  15. 前記ＳＩＦＳ情報が、前記実際のＳＩＦＳ持続時間と標準ＳＩＦＳ持続時間との間の時間差を示す差分値を備える、請求項１１に記載の第１のワイヤレスデバイス。
  16. 前記標準ＳＩＦＳ持続時間がＩＥＥＥ８０２．１１規格によって定義される、請求項１５に記載の第１のワイヤレスデバイス。
  17. 前記応答フレームが、前記差分値を記憶するための第１のフィールドを含み、前記第２のワイヤレスデバイスの中央ＳＩＦＳ持続時間を記憶するための第２のフィールドを含む、確認応答（ＡＣＫ）フレームを備える、請求項１５に記載の第１のワイヤレスデバイス。
  18. 前記応答フレームが、前記ＳＩＦＳ情報を記憶するための少なくともフィールドを含む情報要素（ＩＥ）を含む、請求項１１に記載の第１のワイヤレスデバイス。
  19. 前記第１のワイヤレスデバイスが、前記第２のワイヤレスデバイスに前記データフレームを送るために単一の送信チェーンを使用すべきであり、
    前記データフレームは、前記第２のワイヤレスデバイスに対する、前記第１のワイヤレスデバイスに前記応答フレームを送信するために単一の送信チェーンを使用するようにとの要求をさらに備える、
    請求項１１に記載の第１のワイヤレスデバイス。
  20. 第２のワイヤレスデバイスとの測距演算を行うように構成された第１のワイヤレスデバイスであって、前記第１のワイヤレスデバイスは、
    前記第２のワイヤレスデバイスに対する、それの実際のショートフレーム間スペース（ＳＩＦＳ）持続時間を前記第１のワイヤレスデバイスに報告するようにとの要求を含むデータフレームを前記第２のワイヤレスデバイスに送るための手段と、
    前記データフレームの出発時間（ＴＯＤ）を決定するための手段と、
    前記第２のワイヤレスデバイスから、前記第２のワイヤレスデバイスの前記実際のＳＩＦＳ持続時間を示すＳＩＦＳ情報を含む応答フレームを受信するための手段と、
    前記応答フレームの到着時間（ＴＯＡ）を決定するための手段と、
    前記データフレームの前記ＴＯＤと前記応答フレームの前記ＴＯＡと前記第２のワイヤレスデバイスの前記実際のＳＩＦＳ持続時間とを使用して、前記データフレームと前記応答フレームとのラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）を決定するための手段と
    を備える、第１のワイヤレスデバイス。
  21. 前記データフレームがファインタイミング測定（ＦＴＭ）フレームを備える、請求項２０に記載の第１のワイヤレスデバイス。
  22. 前記応答フレームが、前記ＳＩＦＳ情報を記憶するためのフィールドを含む確認応答（ＡＣＫ）フレームを備える、請求項２０に記載の第１のワイヤレスデバイス。
  23. 前記ＳＩＦＳ情報が、前記実際のＳＩＦＳ持続時間と標準ＳＩＦＳ持続時間との間の時間差を示す差分値を備える、請求項２０に記載の第１のワイヤレスデバイス。
  24. 前記応答フレームが、前記差分値を記憶するための第１のフィールドを含み、前記第２のワイヤレスデバイスの中央ＳＩＦＳ持続時間を記憶するための第２のフィールドを含む、確認応答（ＡＣＫ）フレームを備える、請求項２３に記載の第１のワイヤレスデバイス。
  25. 前記応答フレームが、前記ＳＩＦＳ情報を記憶するための少なくともフィールドを含む情報要素（ＩＥ）を含む、請求項２０に記載の第１のワイヤレスデバイス。
  26. 第１のワイヤレスデバイスの１つまたは複数のプロセッサによって実行されたとき、前記第１のワイヤレスデバイスに、
    第２のワイヤレスデバイスに対する、それの実際のショートフレーム間スペース（ＳＩＦＳ）持続時間を前記第１のワイヤレスデバイスに報告するようにとの要求を含むデータフレームを前記第２のワイヤレスデバイスに送ることと、
    前記データフレームの出発時間（ＴＯＤ）を決定することと、
    前記第２のワイヤレスデバイスから、前記第２のワイヤレスデバイスの前記実際のＳＩＦＳ持続時間を示すＳＩＦＳ情報を含む応答フレームを受信することと、
    前記応答フレームの到着時間（ＴＯＡ）を決定することと、
    前記データフレームの前記ＴＯＤと前記応答フレームの前記ＴＯＡと前記第２のワイヤレスデバイスの前記実際のＳＩＦＳ持続時間とを使用して、前記データフレームと前記応答フレームとのラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）を決定することと
    を備える動作を行わせる命令を含んでいる１つまたは複数のプログラムを記憶する非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
  27. 前記データフレームがファインタイミング測定（ＦＴＭ）フレームを備える、請求項２６に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
  28. 前記応答フレームが、前記ＳＩＦＳ情報を記憶するためのフィールドを含む確認応答（ＡＣＫ）フレームを備える、請求項２６に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
  29. 前記ＳＩＦＳ情報が、前記実際のＳＩＦＳ持続時間と標準ＳＩＦＳ持続時間との間の時間差を示す差分値を備える、請求項２６に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
  30. 前記応答フレームが、前記差分値を記憶するための第１のフィールドを含み、前記第２のワイヤレスデバイスの中央ＳＩＦＳ持続時間を記憶するための第２のフィールドを含む、確認応答（ＡＣＫ）フレームを備える、請求項２９に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
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