TW202408201A - 無線通訊 - Google Patents

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Abstract

一種同步發送有效載荷數據（payload data）和安全測距數據（secure ranging data）的方法，該方法包括：發送數據符號，該數據符號包括一個或多個晶元脈衝的突發（a burst of one or more chip pulses）;發送數據符號（data symbol）其中，有效載荷數據的位元在數據符號中編碼為以下至少一種：i）突發在數據符號的一組可能的突發間隔（burst intervals）內的位置，以及ii）突發的極性（polarity of the burst）;而其中，所述安全測距數據被編碼在所述突發的晶元脈衝中。將安全測距數據編碼在突發的晶片脈衝中，而不是按順序發送，例如在其他有效載荷數據之前或之後的單獨字段（separate field）中，有效載荷數據和安全測距數據可以同時傳輸，從而提供了一種有效的安全通信方法。由於兩個數據流（data streams）同時傳輸，因此減少了安全通信所需的總時間，因此可以提高數據速率（data rate）。 此外，由於安全測距數據是使用傳輸標準有效載荷數據的晶元中已經存在的脈衝進行編碼的，因此發射器可以節省功耗，因為安全測距數據和有效載荷數據可以較先前整體更少的晶片脈衝予以傳輸。

Description

無線通訊
本發明涉及無線通信領域，包括數據通信的方法以及相應的無線通信裝置，包括數據的通信。
無線數據通信系統可用於許多不同的目的。 某些數據作為數據有效負載傳輸，以將資訊從一個設備傳輸到另一個設備。 其他數據作為安全協定（security protocols）的一部分進行傳輸，例如，確保通信中的設備經過正確身份驗證並確保所傳輸數據的完整性。 此類安全協定具有防止攻擊者讀取以及/或欺騙數據的好處，但它們會帶來花費，因為它們會降低主要有效負載的整體數據速率。
一種安全技術稱為安全範圍，涉及將加密安全的數據序列（cryptographically secure sequence of data）從第一設備傳輸到第二設備。該 第二設備使用此序列來計算信號的到達時間，並可以向該第一設備傳輸自己的加密安全序列來回應。 然後，第一設備可以計算無線傳輸往返的飛行時間（the time of flight），因此可以計算第一和第二設備之間的距離。 為了進行準確的計算，第一設備可以減去第二設備的已知處理時間，以便僅測量無線傳輸所花費的時間。因此，第一設備可以驗證第二設備是否在給定範圍內。 此過程使惡意攻擊者很難注入或更改信號，而不會被接收器檢測到或因違反最大距離邊界原則（breaching the maximum distance bounding principle）而被拒絕。 攻擊者無法預測加密安全序列，因此他們無法預測即將到來的序列數據。 因此，攻擊者充其量只能通過重複信號來引入延遲，但這必然會增加飛行測量的時間，使攻擊者看起來更遠。 例如，這種安全測距可以防止攻擊者在汽車和遙控鑰匙（key fob）之間使用中繼（relay）或中繼器（repeater）攻擊。 當遙控鑰匙在3米等短距離內時，汽車可能被設計為解鎖，但是當遙控鑰匙超出該範圍時，攻擊者即無法在兩個設備之間提供橋樑，而不須有更大的範圍。
US109243032描述了一種使用 802.15.4 數據包（data packet）而包含安全訓練序列 （secure training sequence, STS） 的機制。 STS 序列是從高級加密標準 （Advanced Encryption Standard, AES） 位元所生成的加密安全偽隨機數生成器 （cryptographically secure pseudo-random number generator, CSPRNG）。
用於安全測距的STS序列（現在稱為「加擾時間戳序列（scrambled timestamp sequence）」）的傳輸被涵蓋在IEEE 802.15.4z標準中，並且可以被涵蓋在幀（frame）內的不同位置，例如在PHY標頭和幀的有效載荷部分之前或之後。
US109243032描述了如何在 802.15.4 數據符號中以各種方式對 STS 序列的位元進行編碼，包括藉著選擇符號內的突發位置（二進位脈衝調製 （binary pulse modulation, BPM） 方案下的兩個可用位置之一）進行一位元，藉著選擇突發的相位（反相或非反相）來進行一位元， 以及藉著選擇可用突發間隔（也稱為「突發位置間隔 （burst position interval, BPI）」）內的時間跳躍位置（time hopping position）。
根據第一方面，本發明提供一種同步發送有效載荷數據和安全測距數據的方法，該方法包括： 發送一數據符號，該數據符號包括一個或多個晶元脈衝的突發; 其中，有效載荷數據的位元在數據符號中編碼為以下至少一種： i）突發在數據符號的一組可能的突發間隔內的位置，以及 ii）突發的極性; 以及 其中，所述安全測距數據被編碼在突發的晶元脈衝中。
根據第二方面，本發明提供一種用於同步發送有效載荷數據和安全測距數據的發射器，該發射器被設置成： 發送一數據符號，該數據符號包括一個或多個晶元脈衝的突發; 在該數據符號中編碼有效載荷數據的位元為以下至少一種： i） 該突發在數據符號的一組可能的突發間隔內的位置，以及 ii）突發的極性; 以及 在該突發的晶片脈衝中對安全測距數據進行編碼。
根據第三方面，本發明提供一種用於同時傳輸有效載荷數據和安全測距數據的發射器，該發射器包括： 一用於傳輸信號的發射器介面; 一處理器; 一記憶體； 各指令，儲存在該記憶體中，當由處理器執行時使發射器介面發送一數據符號，該數據符號包括一個或多個晶元脈衝的突發; 其中，各指令使有效載荷數據的位元被編碼在該數據符號中，作為以下至少一種： i）突發在數據符號的一組可能的突發間隔內的位置，以及 ii）突發的極性; 以及 其中，所述各指令使安全測距數據被編碼為該突發的晶元脈衝。所述安全測距數據被編碼在突發的晶元脈衝中。
藉著將安全測距數據編碼在突發的晶片脈衝中，而不是按順序發送，例如在其他有效載荷數據之前或之後的單獨字段中，本發明允許同時傳輸有效載荷數據和安全測距數據，從而提供了一種有效的安全通信方法。 由於兩個數據流同時傳輸，因此減少了安全通信所需的總時間，因此可以提高數據速率。此外，由於安全測距數據是使用傳輸標準有效載荷數據的晶元中已經存在的脈衝進行編碼的，因此發射器可以節省功耗，因為安全測距數據和有效載荷數據可以較先前為少的晶片脈衝予以傳輸。 在先前的系統中，有效載荷晶元脈衝只是使用線性反饋移位寄存器（Linear Feedback Shift Register, LFSR）進行編碼。
每個突發的晶片脈衝數可以根據通道條件（channel condditions）和目標通信距離（target communications distance）等需求而變化。 由於安全測距數據是一個數據流，因此可以根據這些數據符號中使用的晶元脈衝數，簡單地以連續的數據符號傳輸該數據流的位元。 這可能會有所不同，又或許可以在建立通信時根據一設定過程而使之達成一致。 因此，每個突發的晶片脈衝數可能為1。 在一些實施例中，該突發可以包括多個晶元脈衝。
數據符號可以包括突發之後的保護間隔（guard interval）。該 保護間隔可用於允許在突發傳輸之後和下一個突發傳輸之前進行多徑反射（multipath reflections）。 如果使用二進位脈衝調製 （BPM） 方案，其中突發可以在數據符號內的兩個時隙（time slots）（突發間隔）之一中傳輸，則在每個突發間隔之後可能會有一個保護間隔。 如果需要，這當然可以擴展到兩個以上的突發間隔。 有利的是，正如下面將進一步討論的那樣，保護間隔也可用於脈衝回波測距（pulse-echo ranging），例如雷達。 測距可以是單基地雷達（monostatic radar），其中回波（來自物體的反射）由發射器接收，例如藉著同一天線或以半雙工模式（half duplex mode）運行的並置天線（collocated antenna）接收。保護間隔提供了一個無傳輸週期，在此期間，天線（或其他傳輸介面，如聲音換能器（sound transducer），例如用於超聲通信（ultrasound communications））可以偵聽任何反射並將接收到的信號傳送供進一步信號處理。 可以注意的是，縱然使用兩個獨立的天線，但並置在同一設備上，由於直接路徑信號的飽和，接收天線在發射器運行時通常仍會失明。 因此，在這種情況下，保護間隔對於感測仍然是可取的。 保護間隔對於雙基地雷達（bistatic radar）也很有用，其中發射器和接收器是分開的，例如通信系統的發射器和接收器。在這種情況下，接收器不會被接收器的直接路徑所蒙蔽，因為它們通常相距足夠遠。 因此，在突發間隔期間以及隨後的保護間隔期間也可以接收。最早信號的接收可以被認為是直接路徑，這可以用來計時信號的後續副本（subsequent copies）的到達，這些副本可以假設是通過不太直接的路徑到達的，例如在附近的物體以及/或表面反射之後。 通過這種方式，接收器可以確定每個附加路徑相對於該直接路徑所花費的額外時間（以及由此產生的距離），從而獲得有關發射器和接收器周圍環境的空間資訊。 這對於確定通道脈衝回應以及/或波束成形（beam forming）可能很有用，以優化強反射表面的使用，以實現更可靠的數據傳 輸。
在當前的 IEEE 802.15.4-2020 標準和最新的 IEEE 802.15.4z-2020 修正案中，一數據符號中突發間隔後的保護間隔是與突發間隔的長度相同。 由於突發採用兩個時隙（“跳頻”（hops））之一，並且始終在第一或第三季度（quarter）傳輸，而第二和第四季度是保護間隔，因此該突發始終佔一據數據符號的八分之一。然後，512、64、8或2個晶元的突發長度定義各種可能的數據速率（data rates）。 例如，當突發長度為 2 個晶片時，每個晶片的長度為 2 ns，可達成 27.24 Mbps 的數據速率。 此類傳輸的數據符號具有持續 8 ns 的突發間隔（每個晶片 2 ns x 2 個晶片 x 2 個時隙跳頻），其後跟隨著相應的 8 ns 保護間隔。 而在相對的極端，突發長度為512個晶片，每個2 ns長度提供數據速率為0.11 Mbps。 此類傳輸的數據符號具有持續 2048 ns 的突發間隔（每個晶片 2 ns x 512 個晶片 x 2 個時隙跳頻），其後跟隨著相應的 2048 ns 保護間隔。 8 ns的最短保護間隔僅提供單基地或雙基地脈衝回波（例如雷達）操作之一非常短的接收視窗。例如，對於光速脈衝，這相當於2米多一點的往返距離，或者對於單基地感測，目標距離1米多一點。 此範圍對於短程任務仍然有用，例如存在檢測（presence detection），例如檢測筆記型電腦前是否有人（presence or absence of a person）以進行自動喚醒（automated wake up）或類似者等。 然而，許多感測操作需要更長的距離才能進行有用的檢測（useful detection）。 例如，許多短程雷達系統在長達10米的範圍內操作，這需要66奈秒的接收視窗才能進行單基地感測的往返。 在數據速率的另一端，在0.11 Mbps的低數據速率下，2048奈秒的保護間隔將對應於超過300米的單基地範圍，這對於通常可用的功率來說遠遠超過必要或有用。
因此，在本發明的一些實施例中，保護間隔的長度與突發間隔的長度不同。 這種彈性（flexibility）允許為測距選擇更合適的保護間隔，即保護間隔可以根據任何單基地或雙基地測距過程的所需範圍進行設定，因此保護間隔可以根據所需的感應距離以及/或所需的感測任務（sensing task）進行定製。 雖然改變保護間隔的長度會影響數據速率，但這兩個過程（測距和數據傳輸）的聯繫不會那麼緊密。例如，對於長達 10 米的測距距離，需要 66 奈秒的保護間隔，數據速率仍然可以根據 2 到 512 個晶片的突發長度（或的確其他突發長度）而有很大差異，從而提供更高的彈性。 可以理解的是，在一些實施例中，保護間隔係短於突發間隔。 在一些實施例中，保護間隔係長於突發間隔。 保護間隔可以至少 10 奈秒長，可選至少 20 奈秒長度，可選至少 50 奈秒長度。10奈秒的保護間隔提供了一個適合單基地測距的感應視窗，最大可達1.5米，這是短距離存在檢測的有用範圍。一 50奈秒的保護間隔提供了適用於單基地感測的感測視窗，最長可達7.5米，從而提供了適合典型家庭房間或辦公室內供中距離感測的感測視窗。 一至少 60 奈秒的保護間隔適用於長達 9 米的單基地感測，這對應於其他短程無線協定的典型範圍，因此可以在相同範圍內提供有用的功能集成（integration of functionality）。
該保護間隔的長度不需要與特定的數據速率或突發長度綁在一起（be tied to），而是可以完全單獨確立（established）。 對於給定的設定或應用，可以事先預定義（predefined）保護間隔，例如，感應範圍以及/或數據速率是固定的，並且事先已知。然而，在一些實施例中，該方法可包括選擇保護間隔的長度。 因此，保護間隔可以藉著發射器和接收器之間通過握手（handshake）或設定過程達成一致來建立。保護間隔的長度可以在一定時間內保持固定，例如在通信連繫或會議期間。在一些實施例中，該保護間隔的長度可以在會議期間動態變化，例如回應一變化中的環境或回應一對特定測距服務的要求。 因此該方法可以包括一調整保護間隔長度的步驟。
該方法還可以包括在保護間隔期間接收突發的一個或多個反射並確定到該或每個反射器的距離。 在其他實施例中，可能無法確定到各反射器的距離。 可以確定各反射器的存在（或確定反射器的數量）。 有關反射器的接收數據可以儲存為通道配置檔（channel profile），用於表徵發射器和接收器之間的傳輸路徑。
如上所述，該單基地感測或雙基地感測。 在一些實施例中，發送和接收來自同一介面。 在一些實施例中，該介面可以是單個天線，例如一RF天線。 在其他實施例中，該介面可以是一換能器（transducer）諸如一聲學換能器（acoustic transducer）、例如一超聲換能器（ultrasound transducer）。
安全測距數據可以採用任一合適的形式，以提供與傳輸範圍相關的某種形式的安全性。 在一些實施例中，該安全測距數據由加密安全的偽隨機數產生器（cryptographically secure pseudo random number generator, CSPRNG）所生成。 使用CSPRNG對於傳輸晶片脈衝突發特別方便，因為通常希望這些脈衝具有偽雜訊特性（pseudo-noise properties）。以前，此類序列是由線性反饋移位寄存器（Linear Feedback Shift Register）所生成的，但此類序列是眾所周知的且是可預測的，因此不安全，因為攻擊者可以預測未來的傳輸序列。 另一方面，CSPRNG 是安全的，因為如果沒有適當的加密密鑰（cryptographic key），攻擊者將無法預測它。 這可以防止某些類型的攻擊，並允許接收者對來源的真實性有一定的信心。
該方法可以包括在發送安全測距數據之前與一個或多個接收器分享用於加密安全的隨機數生成器的一加密密鑰。該 加密密鑰可以分享使用任意數量的機制，例如，它可以透過單獨的安全通道分享，例如透過一單獨的無線或有線連結，或者可以由使用者直接在接收器上輸入。 該金鑰可以透過使用公鑰加密（public key cryptography）進行分享。
該安全範圍數據可以是任何形式的加密保護數據，例如數據流或數據位元序列（sequence of data bits）。 在一些實施例中，安全測距數據是諸如加擾時間戳序列（scrambled timestamping sequence）的安全測距序列。 這些序列已經在現有標準（如IEEE 802.15.4z）中使用，從而易於實施並與現有軟體以及/或硬體相互作用（interaction）。
安全測距數據可以使用高級加密標準（advanced encryption standard, AES）生成。 AES提供了一個方便且廣泛實施的過程，用於從加密密鑰生成合適的偽隨機位元流（stream of pseudorandom bits），因此在許多系統中很容易實現，而執行效率很高（例如，某些系統具有AES加密和解密的硬體實施，以實現高速操作）。
安全測距數據可以任何合適的方式編碼到晶元脈衝中，例如使用晶元脈衝的不同幅度或相位，或甚至使用多個晶元脈衝對安全測距數據的一單一位元進行編碼。 然而，一種特別方便和快速的編碼是藉著設定個別晶元脈衝的極性來編碼安全測距數據。 例如，一晶元脈衝的極性對於安全測距數據的一個位元狀態可能是正的（positive），而對於安全測距數據的另一個位元狀態可能是負的（negative）（假設安全測距數據以二進位格式提供）。
根據一進一步方面，本發明提供一種同時接收有效載荷數據和安全測距數據的方法，該方法包括： 接收一接收信號並對其進行處理以獲得數據符號，該數據符號包括一個或多個晶元脈衝的突發； 其中，有效載荷數據的位元是從數據符號的以下特徵中的至少一個解碼的： i） 在數據符號一組可能的突發間隔內的突發位置，以及 ii） 該突發的極性； 以及 其中該安全測距數據是從該突發的晶元脈衝中解碼的。
根據另一方面，本發明提供了一種接收器，用於同時接收有效載荷數據和安全測距數據，該接收器被設置成： 接收一接收信號並對其進行處理以獲得數據符號，該數據符號包括一個或多個晶元脈衝的突發; 從以下數據符號的至少一個特徵中解碼有效載荷數據的位元： i) 在數據符號一組可能的突發間隔內的突發位置，以及 ii) 該突發的極性； 以及 從該突發的晶元脈衝中解碼安全測距數據。
根據又一方面，本發明提供一種用於同時接收有效載荷數據和安全測距數據的接收器，該接收器包括： 一接收器介面，用於接收一信號; 一處理器; 一記憶體; 各指令，儲存在該記憶體中，當由該處理器執行時，促使該接收器接收一接收信號並對其進行處理以獲得數據符號，該數據符號包括一個或多個晶元脈衝的突發; 其中各指令使得有效載荷數據的位元從以下數據符號的至少一個特徵中予以解碼： i) 在數據符號一組可能的突發間隔內的突發位置，以及 ii) 該突發的極性； 以及 其中各指令使得從該突發的晶元脈衝中去解碼該安全測距數據。
可以理解的是，上述與發射器和傳輸方法有關的許多優點和可選擇特徵同樣適用於隨後接收發射信號和接收信號的接收器。 例如，該突發可以包括多個晶元脈衝。而數據符號可以包括突發之後的保護間隔。 該保護間隔的長度可與突發間隔不同。 該保護間隔可比該突發間隔長或短。 該保護間隔可至少為10奈秒長度、至少為20奈秒長度、或至少為50奈秒長度。
該接收器可以選擇該保護間隔的長度。 該接收器可以在保護間隔期間接收到該突發的一個或多個反射，並確定到該反射器或每個反射器的距離。 該距離可以確定為超過最短路徑距離的附加距離。
在一些實施例中，該數據符號包括至少一個突發後的保護間隔，並且接收還包括處理在保護間隔期間接收到的信號以獲得一通道脈衝回應配置檔（channel impulse response profile）。 一通道脈衝回應配置檔可以包括對應於不同傳輸路徑的接收信號的各種副本的相對強度和時序（例如，由於來自不同物體以及/或表面的反射）。因此，該通道脈衝回應配置檔包含取決於發射器和接收器相對位置的資訊，因此提供有關接收信號傳播環境的資訊。
在一些實施例中，通道脈衝回應配置檔可用於改善接收信號的接收。 例如，一旦建立了各種反射及其相對時序，該資訊可用於將各種不同的路徑相加（或以其他方式組合）以供將來傳輸，從而提高接收信號強度或改進信號互相關過程，從而改進檢測。 例如，通道脈衝回應配置檔可以與互相關範本（cross-correlation template）結合使用，以改進相關處理。
在一些實施例中，可以在接收器中比較來自兩個不同接收數據符號的通道脈衝回應配置檔，以檢查這兩個數據符號是否來自一共同來源（common source）。 當然，可以比較來自兩個以上不同數據符號的通道脈衝回應配置檔。 在一些實施例中，可以定期或連續地比較不同數據符號的通道脈衝回應。
安全測距數據可以是加密安全的偽隨機數序列（cryptographically secure pseudo random number sequence），並且接收器可以使用加密密鑰以解碼該偽隨機數序列。用於解碼加密安全隨機數序列的一加密金鑰可以在接收安全測距數據之前獲得。該 安全測距數據是一個加擾的時間戳序列。而該安全測距數據可以使用高級加密標準（AES）以進行解碼。該 安全測距數據可以藉著分析各個晶元脈衝的極性來解碼。
根據本發明的另一方面，提供了一種數據傳輸和距離感測相結合的方法，該方法包括： 發送一數據符號，該數據符號編碼有效載荷數據的位元，並且包括一個或多個晶元脈衝的突發，而其後是跟著一保護間隔; 在該保護間隔期間接收一接收信號;以及 處理該接收信號以便從一個或多個反射器中提取（extract）反射信號。
根據本發根據本發明的又一方面，提供了一種用於數據通信和測距的發射器，該發射器包括： 一用於發送信號的發射器介面; 一 處理器; 一 記憶體; 各指令，儲存在該記憶體中，當由該處理器執行時，促使接收器發送一數據符號，該數據符號以編碼有效載荷數據的位元，並包括一個或多個晶元脈衝的突發，其後跟著一個保護間隔; 其中，各指令促使該發射器介面在保護間隔內接收一接收信號;以及 其中，各指令促使該處理器以處理該接收信號，以便從一個或多個反射器提取各反射信號。
如上所討論者，以前所使用的保護間隔係設計來使得多路徑反射（multipath reflections）在下一個數據符號傳輸之前消失（die off）。 然而，根據本發明的這一方面，該保護間隔被用作一發射器靜默期間，在此期間可以主動獲取和使用各反射信號。因此，本發明的這一方面將數據傳輸（例如正常有效載荷數據）與內建（built in）的距離感應相結合，而沒有（或沒有顯著的）額外時間花費，因為該保護間隔已經存在於現有的數據符號設計中。 因此，本發明的這一方面使用各晶片脈衝，該等晶片脈衝已用於編碼和傳輸有效載荷數據，以便同時用作距離感應傳輸。由於晶片脈衝的突發之後是跟著一保護間隔，因此有一個接收任何反射傳輸的保證視窗（guaranteed window）。 該保護間隔的長度將決定可以容納的有效感應範圍。 可以特別理解的是，這可以作為數據傳輸本身的一部分來實現，而不是作為數據傳輸之前或穿插在數據傳輸數據包（packets of data transmission）中的單獨過程來實施。 將感測整合到數據傳輸本身中，可以連續監控反射器以及/或距離資訊，因此可以動態分析以及/或適應傳輸環境的任何變化。另一個優點是減少了操作所需的數據包數量。 例如，如果使用單獨的數據包進行數據有效載荷傳輸以及距離檢測和安全測距，則要發送的數據包總數會急劇增加，從而增加發射器中的網路流量和功耗（network traffic and power consumption）。 將部分或全部組合到一個數據包中可減少流量並降低傳輸功率並提高系統的整體效率。 此外，或者其他，從各物體反射的感測可用於與數據傳輸無關的完全不同的目的，例如用於存在感測或生命體徵（vital signs）檢測，如呼吸頻率或姿勢檢測（gesture detection），同時搭載（piggy-backing）其他數據通信流量。
上面討論的與本發明的各早期方面（earlier aspects）（與安全測距和數據傳輸有關）有關的許多可選擇和有利的特徵也適用於此。
發送和接收可以藉由相同的介面執行，亦即用於單基地測距。 同一介面可以是公共天線或換能器，也可以是位於同一位置的發射和接收天線或換能器，這些天線或換能器充分接近，以至於發射器藉由使接收器與直接路徑信號飽和而阻礙接收。
可以為發射步驟設定保護間隔長度，以允許接收到至一選定範圍的反射。 可以調整保護間隔長度以改變感應範圍。 保護間隔長度的設定可以在數據傳輸的設定階段執行。
本文描述的任何方面或實施例的特徵，在適當的情況下，可應用於本文描述的任何其他方面或實施例。在提及不同的實施例或實施例集（sets of embodiments）時，應當理解，這些實施例不一定是不同的，而是可以重疊的。
該突發可包括多個晶元脈衝，而該 突發可以在數據符號的突發間隔中傳輸，並且保護間隔的長度可以與突發間隔不同。 保護間隔可能比突發間隔長或短，而保護間隔長度可能至少為10奈秒、至少為20奈秒長度或至少50奈秒長度。
可以確定到該反射器或每個反射器的距離。 在單基地感測（monostatic sensing）的情況下，該距離可以是發射器和反射器之間的距離。 在雙基地感測的情況下，亦即接收器不與發射器並置的情況下，發射信號的最早接收基本上對齊發射器和接收器的時間框架（time frames），並且所有隨後接收的傳輸信號副本都提供了代表在直接（最快）路徑上方和上方行進的額外距離的時間延遲測量（time delay measurement）。
上文描述的與本發明的早期方面有關的與安全測距相關的特徵也可以應用於此。 例如，一個或多個晶元脈衝可以編碼加密安全的偽隨機數發生器的位元，而 加密安全的隨機數產生器可能會產生加擾的時間戳序列。 該加密安全的隨機數產生器（cryptographically secure random number generator）可以使用高級加密標準 （AES）。加密安全的隨機數發生器可以藉由設定各個晶元脈衝的極性進行編碼。
因此根據本發明的某些較佳實施例，一單個數據符號可用於完成所有：數據傳輸、單基地距離感測、雙基地距離感測、以及安全測距。
本文描述的任何方面或實施例的特徵，在適當的情況下，可應用於本文描述的任何其他方面或實施例。在提及不同的實施例或實施例集（sets of embodiments）時，應當理解，這些實施例不一定是不同的，而是可以重疊的。
圖1描述了包括一發射器100和一接收器150的一通信系統， 每個發射器100和接收器150實際上是收發器，每個都能夠同時進行發送和接收，儘管為了以下討論的目的，然而將一個設備100標識為主要發射器，而另一個設備200標識為主要接收器是有用的。 還應該理解的是，在許多系統中，只需要某些設備進行傳輸，而某些設備則只需要接收，因此它們不必要將設備100,150作為收發器。其中一個範例是在一個安全位置確定系統（secure location determination systems）中，其中若干錨點定期安全地傳輸諸如其位置以及/或傳輸時間，就像全球導航衛星系統（global navigation satellite system）的衛星一樣。 這些設備不需要接收，因此可能只是發射器而已。 相應地，接收這些信號並使用它們來計算其位置的設備不需要具有傳輸能力。
該發射器100和該接收器150各包括一天線102、152以及一收發器電路101、151，其驅動著該天線102、152以及/或接收在該\天線102、152處接收到信號。該 發射器100和接收器150各自還包括一電源例如一電池103、153、一控制器104、154例如一微處理器、以及一記憶體105、155，其可包括易失性記憶體（volatile memory）和非易失性記憶體（non-volatile）其中的一者或兩者，並且其可存儲指令以供該控制器104、154執行。
該發射器100被配置成經由數據傳輸106傳輸到接收器150， 下面將進一步討論這種數據通信的格式。該 接收器150被配置成接收傳輸106並且還可以傳輸其自身的傳輸156，該傳輸156可以相同的方式由發射器100接收。
圖1中描述兩個物體110、120，它們能夠反射被發射之信號106。 反射111、121可以藉由各自的天線而由該發射器100和該接收器150其中的一者接收或由兩者接收。 該物件110是離開發射器100的距離D110，而該物件120是離開發射器100的距離D120，使得來自兩個物件110、120的回波（反射）藉由不同長度的路徑從發射器100傳播到物件110、120，並返回至該發射器100。這種路徑長度的差異將導致不同的信號傳播時間，使得來自發射器100的單個傳輸106將在不同時間被物體110、120反射，並且返回信號將在不同時間被發射器100接收。 傳輸106的飛行時間和反射可以計算並用於確定發射器100與兩個物體110、120之間的距離，基於介質（例如空氣）的傳送速率（例如光速或聲速）。
圖 2 顯示了用於在某些無線協定（特別是某些 IEEE 802.15.4 傳輸）中傳輸數據位的數據符號的詳細資訊。 該符號通常用於包括一個位元，或可能的兩個位元（其中可能包括奇偶校驗或錯誤檢查位元（parity or error checking bit））。 符號的總長度（持續時間）由 T dsym顯示。 該符號分為兩半，每半的長度為T BPM。 這兩部分用於實施一突發位置調製（Burst Position Modulation, BPM）方案，其中藉由選擇發射能量是在數據符號的前半部分（圖2的左半部分）還是在數據符號的後半部分（圖2中的右半部分）發送，來對數據位元進行編碼。 數據符號的每一部分進一步細分為兩半，亦即一可能的突發間隔和一保護間隔。 因此，該數據符號 T dsym係由四個等長的四分之一所組成，如下所示： [第1次突發間隔][ 第一次保護間隔 ][第2次突發間隔][第2次保護間隔]
每個突發間隔可以進一步細分為一個時間跳躍數（number of time hops）（圖2中的8個）， 這些時間跳躍允許能量隨時間傳播（spreading），並減少鄰近的多個發射器之間的干擾。 發射器和接收器兩者都認知跳頻序列（hopping sequence），因此該接收器知道在每個數據符號中在哪裡尋找接收的能量。 請注意，時間跳躍通常以可預測但偽隨機的方式從一個數據符號更改為下一個數據符號，以達到能量擴散。 傳輸的能量將僅在其中一個時間跳躍中傳遞。因此，在圖2所示的數據符號中，總共32個時間跳躍中的一單個時間跳躍將包含傳輸的能量。 也就是說，首先，在各保護間隔（第二和第四季度，總共構成 16 個時間跳躍）中不傳輸能量，然後根據數據符號是傳輸“1”還是“0”，僅在選定的第一季度和第三季度其中之一傳輸能量。 在數據符號的第一季度和第三季度（另外8個時間跳躍）中沒有能量傳輸。 最後，在所選定的突發間隔內，能量僅在八個可能的時間跳躍中選擇一個傳輸。
該時間跳躍本身可以分為多個晶元插槽（chip slots）或晶元間隔（chip intervals）（這些插槽有時簡稱為“晶片（chips）”）。 然後藉由在每個晶元間隔內傳輸脈衝（“晶片脈衝（chip pulses）”）來提供傳輸的能量。 傳輸的晶片脈衝數將決定傳輸的能量，並可根據所需的發射功率和所需的數據速率等要求而變化。 再者，晶元脈衝可以作為正極性或負極性脈衝傳輸。 為了進一步擴頻，晶元脈衝序列通常由線性反饋移位寄存器（Linear Feedback Shift Register, LFSR）確定，該寄存器生成一偽隨機數序列（pseudo-random number sequence）。 如果發射器和接收器兩者都使用相同的LFSR來產生相同的序列，則接收器可以精確匹配發射的晶元代碼，從而降低干擾/雜訊的影響。
如上所提及，藉由選擇是否反轉或不反轉晶元代碼，可以在數據符號中傳輸另一數據位元（或奇偶校驗位元或其他錯誤檢查或糾錯位元）。 反轉將簡單地導致在接收器中的負相關（negative correlation），該負相關很容易識別並由此提取相關數據位元。
在 IEEE 802.15.4 數據符號中，晶片長度通常為 2 奈秒。 突發長度（晶片數量）可以根據所需的功率/數據速率等而變化。
IEEE 802.15.4z在協定中引入了安全測距，而 安全測距用於確定在一發射器和一接收器之間傳播的各信號的飛行時間，從而確定該接收器可以定位的最大距離（距離邊界原理（distance bounding principle））。 這可用於確保僅在該發射器100確信該接收器150處於一定範圍內時才發生通信，例如確保兩個設備100、150彼此靠近。 這有助於防止遠端攻擊或中繼器（repeater）/中繼（relay）攻擊，因為攻擊者的任何動作都將導致處理安全測距代碼的時間增加更多時間，這將總是使得攻擊者看起來更遙遠。在IEEE 802.15.4z中，安全測距是藉由在數據包（datapacket）的專用STS字段（dedicated STS field）中，以加擾時間戳序列（STS）的形式，發送安全測距數據來達到的，該數據包可以在任何數據有效載荷之前或任何數據有效載荷之後傳輸。 如果沒有數據有效負載，則 STS 字段可能會自行傳輸。 但是，當STS數據和有效載荷數據都發送時，STS數據總是按順序發送到有效載荷的數據，因此在傳輸中消耗額外的時間和數據頻寬（data bandwidth）。
圖3顯示根據本發明各實施例的一數據符號的第一個範例， 在這個簡單的場景（simple scenario）中，該數據符號300包括第一數據位元301以及一保護間隔302。 圖3中依次顯示兩個數據符號300。 第一數據位元301包括一個或多個（在此範例中為八個）晶元插槽303，其中晶元脈衝可以被傳輸。 在保護間隔302中沒有能量傳輸，而且還生成一加擾時間戳序列（STS）310，並產生一依賴於加密密鑰的連續位元流。該STS 310 是一種加密安全的偽隨機數序列，如果沒有加密密鑰，它是不可預測的。 作為範例，STS 310可以使用高級加密標準（AES）過程而生成。 因此STS 310是一個數位位元流（digital bit stream），其位元用於確定要包含在晶元插槽303中的相應脈衝。 例如，STS流310中的“1”可以指示數據符號300的相應晶元插槽303中的正極性脈衝，而STS流310中的“0”可以指示數據符號300的相應晶元插槽303中的負極性脈衝。 STS流310的位元與該數據符號300的晶元插槽303的對應關係在圖3中藉由垂直對齊（vertical alignment）予以描述。
根據IEEE 802.15.4z標準，用於安全測距的STS序列使用具有不同結構的數據包的單獨字段（separate field）。 在該欄位中不發送有效載荷數據，僅發送在該欄位的晶片插槽中編碼的STS位元。 然後，任何數據有效負載都將單獨發送，並使用LFSR創建的數據符號的突發。 然而，如圖3所示，根據本發明的本實施例，STS 310的位元用於創建擬在晶元插槽303中發送的晶元脈衝的偽隨機序列。 這代替了通常由一LFSR生成的序列。該STS 序列具有與該 LFSR 類似的擴展特性（spreading properties），但對於沒有加密密鑰的第三方來說是不可預測的（與可高度預測的 LFSR 生成的序列不同）。 因此，安全測距數據以更有效的方式發送，因為它用於生成用於發送有效載荷數據的數據符號的一部分。 因此，有效載荷數據與STS 310同步發送，而不必各別和依順序發送。
如圖3所示，STS 310可以簡單地使用序列中的下一個位元為下一個數據位元（圖2中的“位元2”）提供晶元序列，依此類推，使得傳輸的有效載荷數據的每個位元都伴隨著STS序列310。 這還允許連續監測發射器100和接收器150的安全測距狀態（secure ranging status），並因此連續監測它們之間的最大距離，從而提供最佳的安全性。
可以理解的是，加密密鑰需要在發射器100和接收器150之間預先共用，但是這可以很容易地在設置或配置協定（setup or configuration protocol）中完成，或者作為硬體設置（hardware setup）的一部分，或者作為會議配置（session configuraiton）的一部分。 例如，金鑰可以通過單獨的通信通道（有線或無線）共用。 金鑰或可藉由非對稱加密（asymmetric encryption）（如公鑰加密）傳輸。
圖3還顯示了一通道脈衝回應320，其與可內置到傳輸106中的附加特徵有關，而現在將討論。
該保護間隔302通常只是為了允許多個路徑反射在傳輸下一個數據符號之前消失。 然而，這裡表明該保護間隔302提供了一個延長的週期，在該期間內，該接收器150可以偵聽不同的多路徑反射並使用它們來分析傳輸通道，例如確定各種傳輸路徑的數量和相對幅度。 這將產生一通道脈衝回應（Channel Impulse Response, CIR），如圖3所示的CIR 320。 在CIR 320中的垂直線表示在該接收器150處接收的不同回應。而該垂直線的高度表示該接收信號的強度，且該垂直線的水平位置表示接收信號的延遲。 雖然此處未顯示，但CIR還可以包括每個反射的相位分量（phase component）。 因此，最左邊的線，也是本範例中最強的（最高幅度），表示該發射器100和該接收器150之間的直接最短路徑。 接收信號的所有其他副本都是稍後接收的，因此必須藉由更長的路徑接收，例如在一個或多個物體或表面反射之後。該CIR配置檔（profile）可用於改進接收器的操作，例如藉由改進接收器範本以利用多個傳輸路徑來提高信噪比，或者可用於比較兩個單獨的數據符號以檢查它們是否似乎來自同一源。 例如，一接收信號的CIR配置檔與早期配置檔明顯不同，可能表明環境發生了重大變化，即使兩個符號不太可能藉由相同的傳輸路徑或各路徑傳播，因此可能來自一不同的來源。 這可用於通過檢測異常來提供進一步的安全層。
該通道脈衝回應之確定在許多傳輸中而言是已知的，但通常藉由一各別的操作來完成，例如，在傳輸數據有效載荷之前使用一數據包標頭字段（packet header field）來分析通道。 然而，根據這裡描述的本發明的實施例，該通道脈衝回應被探測為數據有效載荷傳輸的一部分，並且可以用每個傳輸的數據符號（或任何選定的數據符號）來完成。 這樣可以有效利用數據符號中存在的保護間隔。
除了確定該通道脈衝回應320之外，該發射器100還可以利用該保護間隔302進行單基地距離感測。 在這種情況下，再次參考圖1，該發射器100可以像往常一樣經由天線102傳輸數據符號。 然而，在該保護間隔302期間，發射器100還可以偵聽（充當一接收器）來自物體110、120的反射111和121。 該保護間隔302提供了一個有用的靜默期，在該期間這種反射111、121可以在該發射器100不發送傳輸時被接收。 因此，該數據通信可以同時充當一數據傳輸（用於傳輸一個或多個有效載荷數據位元）以及一脈衝回波測距過程的脈衝，例如一雷達。再一次，該數據符號300的結構，特別是該保護間隔302已被有效地用於兩個同時處理的過程。 由於各反射可以在每個數據符號300的每個保護間隔302中接收，即對於數據有效載荷的每一個位元（或兩個位元），在整個數據通信的跨度內，可以接收大量反射，從而提供更佳的檢測和良好的時間解析度，例如用於檢測一可檢測範圍內的物體的運動。 此類檢測可用於許多任務，例如存在檢測、手勢檢測、生命體徵（life sign）（例如呼吸）監控等。
可以理解的是，在一些實施例中，測距和有效載荷通信可以在沒有STS序列的情況下組合。 在一些實施例中，STS序列可以與有效載荷通信相結合而不進行測距。 在其他實施例中，有效載荷通信、STS序列和測距可以全部組合在一起，並且全部藉由相同的數據符號同步操作。
圖4和圖5顯示了兩個替代數據符號，它們也可以與本發明一起使用。 在圖4中，數據符號400使用類似於圖2所示的突發位置調製方案（Burst Position Modulation scheme），儘管沒有示出時間跳躍（如果需要，可以存在，但也不是必需的）。 因此，藉由選擇是在 0 - 塊 （0-block）401a 還是 1 - 塊（1-block） 401b（但不能同時傳輸兩者）中的一突發來傳輸一數據位元。藉由選擇該傳輸突發的極性（即在傳輸前反轉或不反轉），可以傳輸額外的數據位元。 與圖3一樣，該STS序列310被生成並被用於確定形成該突發的晶元脈衝序列。該 CIR檢測和單基地測距也可以以與該數據符號400相同的形式進行，使用該保護間隔402a，402b，其方式與圖3中描述的方式完全相同。
圖5顯示一高PRF數據符號500，其類似於圖3的該數據符號300，不同之處在於突發501只有四個晶元503長度而不是八個晶元長度。 相應地，該保護間隔502也只有四個晶元長度。 可以理解的是，該CIR檢測和單基地測距也可以用該數據符號500以與上述圖3相同的方式進行。
根據本發明的一些實施例，專門針對測距應用設定或控制該保護間隔的長度可能是有利的。 在圖 2 所示的數據符號中，該保護間隔始終是與突發間隔的長度相同，亦即兩者都使用正好是總數據符號長度的四分之一。 但是，在採用測距的情況下，該保護間隔的長度會影響可檢測範圍（從該發射器到物體並返回發射器的往返行程必須在該保護間隔內，以便進行明確的檢測。 因此，能夠根據需要而延長或縮短該保護間隔是有益的。例如，如果需要一短距離應用，例如一筆記型電腦前的存在檢測或一設備前的手勢檢測，1 米的範圍可能就足夠了，而一10 奈秒的防護間隔就足夠了。 如果需要，可以將數據符號緊密打包在一起以實現高數據速率。 同樣，如果測距應用需要一更長的距離，例如分析房間或檢測一更長距離的運動，例如長達 10 米左右，則需要至少 一60 奈秒的防護間隔。 雖然延長該保護間隔會降低數據速率，但同步測距和通信無論如何都會有效地利用該發射器。
可以理解的是，在測距要求發生變化的情況下， 該保護間隔或將改變。 這可以藉由該發射器和接收器就後續數據符號的一個新保護間隔達成一致來實現。
習於此技藝之人員應可以理解，本發明已經藉由描述其一個或多個具體實施方式來說明，但不限於這些實施例；在隨附的申請專利權利請求項範圍內，許多變化和修改是可能的。
100:發射器 101:收發器電路 102:天線 103:電池 104:控制器 105:記憶體 106:發射信號 110:物體 111:反射信號 120:物體 121:反射信號 150:接收器 151:收發器電路 152:天線 153:電池 154:控制器 155:記憶體 300:數據符號 301:第一數據位元 302:保護間隔 303:晶元插槽 310:加擾時間戳序列 320:通道脈衝回應 400:數據符號 401a:0-塊 401b:1-塊 402a:保護間隔 402b:保護間隔 500:數據符號 501:突發 502:保護間隔 503:四個晶元 D 110:距離 D 120:距離
本發明的某些較佳實施例現僅參照附圖作為範例進行描述，其中： 圖1顯示一通信系統; 圖2顯示一無線協議（wireless protocol）的數據符號的範例結構; 圖3示意性地描述根據本發明的一範例數據符號; 圖4示意性地描述根據本發明的另一個範例數據符號; 以及 圖5示意性地描述根據本發明的另一個範例數據符號。
100:發射器
101:收發器電路
102:天線
103:電池
104:控制器
105:記憶體
106:發射信號
110:物體
111:反射信號
120:物體
121:反射信號
D110:距離
D120:距離
150:接收器
151:收發器電路
152:天線
153:電池
154:控制器
155:記憶體

Claims (37)

  1. 一種同步傳輸有效載荷數據和安全測距數據的方法，該方法包括： 發送一數據符號，該數據符號包括一個或多個晶元脈衝的突發; 其中，該有效載荷數據的位元在數據符號中編碼為以下至少一種： i） 該突發在數據符號的一組可能的突發間隔內的位置，以及 ii） 該突發的極性; 以及 其中，該安全測距數據被編碼在該突發的晶元脈衝中。
  2. 如請求項1所述的方法，其中該突發包括多個晶元脈衝。。
  3. 如請求項1或2所述的方法，其中該數據符號包括一突發後的保護間隔。
  4. 如請求項3所述的方法，其中該保護間隔的長度與突發間隔的長度不同。
  5. 如請求項4所述的方法，其中該保護間隔比該突發間隔長。
  6. 如請求項5所述的方法，其中該保護間隔長度至少為10奈秒，可選擇長度為至少為20奈秒，可選擇長度至少為50奈秒。
  7. 如請求項3至6其中任一項所述的方法，其中該方法包括選擇該保護間隔的長度。
  8. 如前述請3至7其中任一項所述的方法，進一步包括： 在該保護間隔期間接收該突發的一個或多個反射，並確定到該反射器或每個反射器的距離。
  9. 如請求項8項所述的方法，其中該發送和接收來自同一個介面。
  10. 如前述請求項其中任一項所述的方法，其中該安全測距數據係由一加密安全的偽隨機數生成器所生成者。
  11. 如請求項10項所述的方法，進一步還包括在發送該安全測距數據之前，與一個或多個接收器分享一用於加密安全的隨機數生成器的加密密鑰。
  12. 如前述請求項其中任一項所述的方法，其中該安全測距數據是一加擾時間戳序列。
  13. 如前述請求項其中任一項所述的方法，其中該安全測距數據是使用高級加密標準（advanced encryption standard, AES）生成的。
  14. 如前述請求項其中任一項所述的方法，其中藉由設定各個晶元脈衝的極性對該安全測距數據進行編碼。
  15. 一種同步接收有效載荷數據和安全測距數據的方法，該方法包括： 接收一接收信號並對其進行處理，俾得到一數據符號，該數據符號包括一個或多個晶元脈衝的突發; 其中，該有效載荷數據的位元是從該數據符號的以下特徵中的至少一個予以解碼： i)     該突發在數據符號的一組可能的突發間隔內的位置，以及 ii)    該突發的極性; 以及 其中，該安全測距數據是從該突發的晶元脈衝中解碼的。
  16. 如請求項15所述的方法，其中該數據符號包括至少一個保護間隔後的突發，而該方法進一步包括： 處理在該保護間隔期間接收到的信號以獲得一通道脈衝回應配置檔（channel impulse response profile）。
  17. 如請求項16所述的方法，進一步包括： 使用該通道脈衝回應配置檔來改善該接收信號之接收。
  18. 如請求項16或17所述的方法，進一步包括： 比較來自兩個不同數據符號的各通道脈衝回應配置檔，以檢查該兩個數據符號是否來自一公共源。
  19. 一種用於同步傳輸有效載荷數據和安全測距數據的發射器，該發射器被佈置成： 發送一個數據符號，該數據符號包括一個或多個晶元脈衝的突發; 該有效載荷數據的位元在數據符號中編碼為以下至少一種： i)     該突發在該數據符號的一組可能的突發間隔內的位置，以及 ii)    該突發的極性; 以及 該安全測距數據被編碼在該突發的晶元脈衝中。
  20. 一種用於同步傳輸有效載荷數據和安全測距數據的發射器，該發射器包括： 一發射器介面，用於傳輸一信號; 一處理器; 一記憶體; 各指令，儲存在該記憶體中，當由該處理器執行時促使該發射器介面發送一數據符號，該數據符號包括一個或多個晶元脈衝的突發; 其中，各該指令使該有效載荷數據的位元被編碼在該數據符號中，作為以下至少之一： i)     該突發在該數據符號的一組可能的突發間隔內的位置內，以及 ii)    該突發的極性; 以及 其中，各該指令促使該安全測距數據被編碼為該突發的晶元脈衝。
  21. 一種接收器，用於同步接收有效載荷數據和安全測距數據，該接收器被安排為： 接收一接收信號並對其進行處理，俾得到一數據符號，該數據符號包括一個或多個晶元脈衝的突發; 從該數據符號的以下至少一個特徵中解碼該有效載荷數據的位元： i)     該突發在數據符號的一組可能的突發間隔內的位置內，以及 ii)    該突發的極性; 以及 該安全測距數據被編碼在該突發的晶元脈衝中。
  22. 一種同步接收有效載荷數據和安全測距數據的接收器，該接收器包括： 一接收器介面，用於接收一信號; 一處理器; 一 記憶體; 各指令，儲存在該記憶體中，當由該處理器執行時，促使該接收器接收一接收信號並對其進行處理以獲得一數據符號，該數據符號包括一個或多個晶元脈衝的突發; 其中，各該指令導致該有效載荷數據的位元從該數據符號的以下至少一個特徵中解碼： i) 該突發在數據符號的一組可能的突發間隔內的位置，以及 ii) 該突發的極性; 以及 其中，各該指令促使該安全測距數據從該突發的晶元脈衝中解碼。
  23. 一種數據傳輸和距離感測相結合的方法，該方法包括： 發送一數據符號，該數據符號編碼有效載荷數據的位元並包括一個或多個晶元脈衝的突發，而其隨後是一保護間隔; 在該保護間隔期間接收一接收信號;以及 處理接該收信號以便從一個或多個反射器中提取各反射信號。
  24. 如請求項23所述的方法，其中該發送和接收係藉由相同的介面所執行。
  25. 如請求項23或24所述的方法，進一步包括： 設定傳輸步驟的保護間隔，以允許接收到至一選定範圍內的各反射。
  26. 如請求項25所述的方法，其中該設定係在數據傳輸的設定階段執行。
  27. 如請求項24、25或26所述的方法，其中該突發包括多個晶元脈衝。
  28. 如請求項23至27其中任一項所述的方法，其中該突發係在該數據符號的一突發間隔中傳輸的，以及其中該保護間隔的長度與該突發間隔長度不同。
  29. 如請求項28所述的方法，其中該保護間隔長於該突發間隔。
  30. 如請求項29所述的方法，其中該保護間隔至少為10奈秒長，可選選地至少為20奈秒長，可選擇地至少為50奈秒長。
  31. 如請求項23至30其中任一項所述的方法，進一步包括： 確定到該反射器或每個反射器的距離。
  32. 如請求項23至31其中任一項所述的方法，其中該一個或多個晶元脈衝編碼一加密安全的偽隨機數發生器的各位元。
  33. 如請求項32所述的方法，其中該加密安全的隨機數生成器產生一加擾時間戳序列（scrambled timestamping sequence）。
  34. 如請求項32或33所述的方法，其中該加密安全的隨機數生成器使用高級加密標準（advanced encryption standard, AES）。
  35. 如請求項32至34其中任一項所述的方法，其中該加密安全的偽隨機數發生器藉由設定各個晶元脈衝的極性進行編碼。
  36. 一種用於數據通信和測距的發射器，該發射器被佈置成： 發送一數據符號，該數據符號編碼有效載荷數據的位元並包括一個或多個晶元脈衝的突發，而其隨後是一保護間隔; 在該保護間隔期間接收一接收信號;以及 處理接該收信號以便從一個或多個反射器中提取各反射信號。
  37. 一種用於數據通信和測距的發射器，該發射器包括： 一接收器介面，用於接收一信號; 一處理器; 一 記憶體; 各指令，儲存在該記憶體中，當由該處理器執行時，促使該接收器發送一數據符號，該數據符號編碼有效載荷數據的位元，並包括一個或多個晶元脈衝的突發，其隨後跟著一個保護間隔; 其中，各該指令使發射器介面在該保護間隔期間內接收一接收信號;以及其中，各該指令促使該處理器處理該接收信號，以便從一個或多個反射器提取各反射信號。
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