JP2020533569A5

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Publication number: JP2020533569A5
Application number: JP2020513320A
Authority: JP
Filing date: 2018-09-06
Publication date: 2021-10-14

Claims

無線ネットワークアーキテクチャにおける複数のノードの位置特定のための非同期システムであって、
１又はそれ以上の処理ユニットと、第１のパケットを有する第１のＲＦ信号を含む前記無線ネットワークアーキテクチャにおける通信を送受信するためのＲＦ回路と、を備えた無線デバイス、を有する第１の無線ノードと、
第２のパケットを有する第２のＲＦ信号を含む前記無線ネットワークアーキテクチャにおける前記第１の無線ノードとの双方向通信を可能にするための送信機及び受信機を備えた無線デバイス、を有する第２の無線ノードと、
を具備し、
前記第１の無線ノードの前記１又はそれ以上の処理ユニットが、命令を実行して、
前記第１の無線ノード及び前記第２の無線ノードのチャネル情報を用いて、サンプリングクロックの粗いサンプル期間に基づく前記第１のパケット及び前記第２のパケットの粗い飛行時間推定値と、飛行時間の精密な時間推定値と、を決定する、
ように構成され、
前記精密な時間推定値が、１つの粗いサンプル期間より小さい、非同期システム。
前記第１の無線ノードが第１の基準クロック信号を有し、前記第２の無線ノードが第２の基準クロック信号を有する、請求項１に記載の非同期システム。
前記第１のパケット及び前記第２のパケットの前記粗い飛行時間推定値は、
前記第１の無線ノードが前記第１のパケットを送信する第１の時刻と、
前記第２の無線ノードが該第１のパケットを受信する第２の時刻と、
前記第２の無線ノードが前記第２のパケットを送信する第３の時刻と、
前記第１の無線ノードが該第２のパケットを受信する第４の時刻と、に基づく、請求項２に記載の非同期システム。
前記粗い飛行時間推定値が、送信又は受信のタイミングを検出する回路を制御するための周波数ｆ _ｓを有するサンプリングクロックの時間分解能によって制限される分解能を有する、請求項３に記載の非同期システム。
前記第１の無線ノードの前記チャネル情報が、前記第２のパケットのチャネル応答の第１の測定値を含み、前記第２の無線デバイスの前記チャネル情報が、前記第１のパケットのチャネル応答の第２の測定値を含む、請求項３に記載の非同期システム。
粗いチャネル推定及び精密なチャネル推定のための組み合わされた順方向チャネル応答が、線形位相の加算としてクロック位相オフセットを前記第２の測定値に適用することを含む、請求項５に記載の非同期システム。
粗いチャネル推定及び精密なチャネル推定のための組み合わされた逆方向チャネル応答が、線形位相の減算としてクロック位相オフセットを前記第１の測定値に適用することを含む、請求項６に記載の非同期システム。
マトリクスペンシル及びＭＵＳＩＣアルゴリズムのうちの少なくとも一方が、前記組み合わされた順方向チャネル応答及び前記組み合わされた逆方向チャネル応答からの複数の経路の最小遅延を推定するために使用される、請求項７に記載の非同期システム。
前記第１の無線ノードと前記第２の無線ノードとの間の距離が、アンカーノードをベースにした三角測量又はアンカーレスノード三角測量に基づいて、前記第１の無線ノード及び前記第２の無線ノードの相対位置又は絶対位置を決定するために使用される、請求項８に記載の非同期システム。
前記第１の無線ノードと前記第２の無線ノードとの間の距離が、複数の無線センサノードを有する無線センサネットワークにおけるコンステレーションメンバーシップを定義するために使用される位置特定情報を決定するために使用される、請求項８に記載の非同期システム。
命令を実行して、
前記第１の無線ノード及び前記第２の無線ノードのチャネル情報を使用して、前記第１のパケット及び前記第２のパケットの前記粗い飛行時間推定値と、飛行時間の前記精密な時間推定値とを、少なくとも部分的に決定する、
ように構成された１又はそれ以上の処理ユニット、を備えたリモートデバイス、
をさらに具備する、請求項１に記載の非同期システム。
無線ネットワークアーキテクチャにおける複数のノードの位置特定のための同期システムであって、
１又はそれ以上の処理ユニットと、第１のパケットを有する第１のＲＦ信号を含む前記無線ネットワークアーキテクチャにおける通信を送受信するためのＲＦ回路と、を備えた無線デバイス、を有する第１の無線ノードと、
１又はそれ以上の処理ユニットと、第２のパケットを有する第２のＲＦ信号を含む前記無線ネットワークアーキテクチャにおける前記第１の無線ノードとの双方向通信を可能にするためのＲＦ回路と、を備えた無線デバイス、を有する第２の無線ノードと、
を具備し、
前記第１の無線ノードの前記１又はそれ以上の処理ユニットが、命令を実行して、
前記第１の無線ノード及び前記第２の無線ノードのチャネル情報を用いて、サンプリングクロックの粗いサンプル期間に基づく前記第１のパケット及び前記第２のパケットの粗い飛行時間推定値と、飛行時間の精密な時間推定値と、を決定する、
ように構成され、
前記第１の無線ノードと前記第２の無線ノードとが同一の基準クロック信号を有し、
前記精密な時間推定値が、１つの粗いサンプル期間より小さい、同期システム。
前記第１のパケット及び前記第２のパケットの前記粗い飛行時間推定値は、
前記第１の無線ノードが前記第１のパケットを送信する第１の時刻と、
前記第２の無線ノードが該第１のパケットを受信する第２の時刻と、
前記第２の無線ノードが前記第２のパケットを送信する第３の時刻と、
前記第１の無線ノードが該第２のパケットを受信する第４の時刻と、に基づく、請求項１２に記載の同期システム。
前記粗い飛行時間推定値が、送信又は受信のタイミングを検出する回路を制御するための周波数ｆ _ｓを有するサンプリングクロックの時間分解能によって制限される分解能を有する、請求項１３に記載の同期システム。
前記第１の無線ノードのチャネル情報が、前記第２のパケットのチャネル応答の第１の測定値を含み、前記第２の無線デバイスのチャネル情報が、前記第１のパケットのチャネル応答の第２の測定値を含む、請求項１４に記載の同期システム。
粗いチャネル推定及び精密なチャネル推定のための組み合わされたチャネル応答が、前記第１の無線ノードと前記第２の無線ノードとの間の複数経路の最小遅延を推定する前に、線形位相シフトの加算として粗い遅延を前記チャネル応答に適用することを含む、請求項１５に記載の同期システム。
マトリクスペンシル及びＭＵＳＩＣアルゴリズムのうちの少なくとも一方が、前記第１の無線ノードと前記第２の無線ノードとの間の複数経路の最小遅延を推定するために使用される、請求項１６に記載の同期システム。
前記粗い遅延のない前記チャネル応答は、複数のパケット又は複数の無線送信にわたって平均化されて、信号対雑音比を改善し、したがって経路推定の精度を改善する、請求項１６に記載の同期システム。
前記粗い遅延のある前記組み合わされたチャネル応答は、複数のパケット又は複数の無線送信にわたって平均化されて、信号対雑音比を改善し、したがって経路推定の精度を改善する、請求項１６に記載の同期システム。
装置であって、
命令を記憶するためのメモリと、
無線ネットワークアーキテクチャにおける複数のセンサノードを制御し、該複数のセンサノードの位置を決定するための命令を実行する１又はそれ以上の処理ユニットと、
前記複数のセンサノードに通信を送信しかつ該複数のセンサノードから通信を受信するする無線周波数（ＲＦ）回路であって、該複数のセンサノードの各々が、送信機及び受信機を備えた無線デバイスを有して前記無線ネットワークアーキテクチャにおける当該装置の前記ＲＦ回路との双方向通信を可能にする、ＲＦ回路と、
を具備し、
当該装置の前記１又はそれ以上の処理ユニットが、命令を実行して、
第１のパケットを有する第１のＲＦ信号をセンサノードに送信し、
該センサノードから第２のパケットを有する第２のＲＦ信号を受信し、
前記センサノード及び当該装置のチャネル情報を使用して、サンプリングクロックの粗いサンプル期間に基づく前記第１のパケット及び前記第２のパケットの粗い飛行時間推定値と、飛行時間の精密な時間推定値と、を決定する、ように構成され、
前記精密な時間推定値が、１つの粗いサンプル期間より小さい、装置。
当該装置が第１の基準クロック信号を有し、前記センサノードが第２の基準クロック信号を有する、請求項１に記載の装置。
前記第１のパケット及び前記第２のパケットの前記粗い飛行時間推定値は、
当該装置が前記第１のパケットを送信する第１の時刻と、
前記センサノードが該第１のパケットを受信する第２の時刻と、
前記センサノードが前記第２のパケットを送信する第３の時刻と、
当該装置が該第２のパケットを受信する第４の時刻と、に基づく、請求項２１に記載の装置
当該装置のチャネル情報が、前記第２のパケットのチャネル応答の第１の測定値を含み、前記センサノードのチャネル情報が、前記第１のパケットのチャネル応答の第２の測定値を含む、請求項２２に記載の装置。
組み合わされたチャネル応答が、前記第１測定値と前記第２測定値とを乗算して前記第１の基準クロック信号と前記第２の基準クロック信号との間の位相差をキャンセルすることを含み、
前記組み合わされたチャネル応答が、複数のパケット又は複数の無線送信にわたって平均化されて、信号対雑音比を改善し、したがって経路推定の精度を改善する、請求項２３に記載の装置。
分割されたチャネル応答が、前記第１の測定値を前記第２の測定値で除算して前記第１の基準クロック信号と前記第２の基準クロック信号との間の位相差を推定することを含み、前記分割されたチャネル応答が、複数のパケット又は複数の無線送信にわたって平均化されて、信号対雑音比を改善し、したがって経路推定の精度を改善する、請求項２３に記載の装置。
第１のノードの送信チェーン及び受信チェーンを有するＲＦ回路の少なくとも１つのコンポーネントの較正を、処理ロジックを使用して開始することを、
第１のループバック較正信号を生成することと、この第１ループバック較正信号を前記第１のノードの前記送信チェーン及び前記受信チェーンに通すことと、によって開始する段階と、
前記第１のループバック較正信号を前記送信チェーンに通すための第１の送信時間遅延、及び、前記第１のループバック較正信号を前記第１のノードの前記受信チェーンに通すための第１の受信時間遅延を測定する段階と、
を含む方法。
第２のループバック較正信号を第２のノードの送信チェーンに通すための第２の送信時間遅延、及び、前記第２のループバック較正信号を前記第２のノードの受信チェーンに通すための第２の受信時間遅延を測定する段階と、
前記第１の送信時間遅延及び前記第１の受信時間遅延に基づいて、前記第１のループバック較正信号の第１の時間遅延を計算する段階と、
前記第２の送信時間遅延及び前記第２の受信時間遅延に基づいて、前記第２のループバック較正信号の第２の時間遅延を計算する段階と、
をさらに含む、請求項２６に記載の方法。
前記第１のループバック較正信号の前記第１の時間遅延及び前記第２のループバック較正信号の前記第２の時間遅延に基づいて、前記第１のノードと前記第２のノードとの間における通信を送信するための測定された往復時間を補正する段階と、
前記第１のノード及び前記第２のノードの前記送信チェーン及び前記受信チェーンの周波数応答を較正する段階と、
をさらに含む、請求項２７に記載の方法。
前記較正が、センサノードの無線ネットワークの通常の動作の間に定期的に行われて、ハードウェア遅延及び非理想性の経時的な変化並びに温度を、自動的に較正及び補正されるようにする、請求項２６に記載の方法。