CN107005961A - 用于选择性地接收和处理rf信标处的rf信号的***和方法 - Google Patents

Abstract

使用双向时间传输方法同步多个信标的本地时间以及硬件实现这种方法。某些***将接收硬件包含在用于传送信号的信标电路中，使得信标可以在传送时段期间传送RF信号，并且还可以在非传送时段期间从其他信标接收RF信号。接收硬件可以被包含在信标电路中，使得信标接收到来的信号并且将到来的信号传递到可以处理该接收的信号的数字预失真线性化模块。还讨论了用于控制信标传送RF信号还是接收RF信号的方法，以及用于使用从其他信标接收的用于同步的RF信号的方法。

Description

用于选择性地接收和处理RF信标处的RF信号的***和方法

技术领域

各种实施例涉及无线通信，更具体地，涉及使用双向时间传输过程来同步信标的本地时间。

背景技术

确定接收机(例如，移动电话)在环境中的确切位置可能是相当具有挑战性的，特别是当接收机位于城市环境中或位于建筑物中时。对接收机位置的不准确估计可能对用户具有“生死攸关”的后果。例如，对于接收机——例如由用户呼叫911所操作的移动电话——的不精确位置估计，可能在对呼叫进行响应时延迟应急人员响应时间。在不太严重的情况下，用户位置的不精确估计可能会消极地影响提供到所需目的地的导航的努力。

用于估计接收机位置的定位***——例如全球定位***(GPS)——已经使用了多年。不幸的是，在城市和室内环境中发现的不良信号状况可能会降低这些传统定位***的性能。为了提高城市和室内环境中的定位精度，可以通过使用陆地信标的定位***来替换或增强GPS，诸如蜂窝电话网络中的那些定位***，它们在共同转让的美国专利号8,130,141和共同转让的美国专利申请13/296,067等中被描述。

这样的***可以将来自已知位置的多个信标的定位/定时信号传送到接收机，以便于生成伪距范围，然后可以在生成接收机的位置估计时使用它。如本领域已知的，可以使用由信标向接收机传送的定位/定时信号的估计的飞行时间(即，信号在其从信标离开的时刻和到达接收机处的时刻之间经过的时间)得到伪距范围。由于可以使用与多个信标相关联的伪距生成估计的接收机位置，因此，接收机的估计位置的精度将受到多个信标的时钟彼此之间同步的程度的影响。

不幸的是，在陆地定位网络中实现信标的同步可能困难或代价昂贵。例如，网络可以依赖从集中式源向每个信标提供时间同步RF信号。然而，一些信标可能无法从集中式源接收该同步信号，或者提供从集中式信号源到特定信标的同步信号的成本过高。因此，需要用于同步信标时钟的全网络成本有效的方法。

发明内容

本公开的某些实施例一般地涉及用于同步多个信标的本地时间的***、方法和机器可读介质。

一种用于同步多个信标的本地时间的方法，从第一信标传送第一定时信号；在第二信标处接收所述第一定时信号；使用由所述第一信标的本地时钟测量的时间来识别当所述第一信标传送所述第一定时信号时的第一传送时间；使用由所述第二信标的本地时钟测量的时间来识别当所述第二信标接收到所述第一定时信号时的第一接收时间；从所述第二信标传送第二定时信号；在所述第一信标处接收所述第二定时信号；使用由所述第二信标的本地时钟测量的另一时间来识别当所述第二信标传送所述第二定时信号时的第二传送时间；使用由所述第一信标的本地时钟测量的另一时间来识别当所述第一信标接收到所述第二定时信号时的第二接收时间；以及基于所述第一传送时间、所述第一接收时间、所述第二传送时间和所述第二接收时间，使所述第一信标的本地时钟与所述第二信标的本地时钟同步。

一种用于在多个信标之间传送定时信号的***，所述***包括第一信标，所述第一信标包括：本地时钟；基带数字硬件模块；DAC模块；上转换器换模块；放大器模块；具有输入和两个输出的耦合器模块；具有两个输入和两个输出的信号路由器模块；天线模块；具有两个输入和输出的开关模块；以及线性化模块，其中所述本地时钟被耦合到所述基带数字硬件模块，所述基带数字硬件模块被耦合到所述DAC模块，所述DAC模块被耦合到所述上转换器模块，所述上转换器模块被耦合到所述放大器模块，所述放大器模块被耦合到所述耦合器模块，所述耦合器被耦合到所述开关模块并且还耦合到所述信号路由器模块，所述信号路由器模块被耦合到所述天线模块，并且还耦合到所述开关模块，所述开关模块被耦合到所述线性化模块。

实施例的细节在附图和下面的描述中阐述。

附图说明

图1描绘了用于确定接收机的位置的陆地定位***。

图2描绘了典型的信标电路拓扑。

图3描绘了图2的信标电路拓扑，其被改进为允许信标电路在其不传送RF信号时处理接收的射频(RF)信号。

图4描绘了陆地定位***的信标，该***使用双向时间传输在信标之间交换定位信号和/或定时信号，以相对于彼此同步其时钟。

图5描绘了多个信标，其将定位/定时信号发送到网络的单个信标，该单个信标进而向其他信标返回时钟同步校正。

图6描绘了从卫星信标接收网络/全球时间同步设置的陆地定位***的信标。

图7描绘了从远程定时源接收网络/全局时间同步设置的陆地定位***的信标。

图8示出了从远程定时源接收和中继网络/全局时间同步设置的陆地定位***的信标。

图9详细描述了当信标不传送RF信号时识别在信标处接收的RF信号所传送的数据项的过程。

图10详细描述了用于使用双向时间传输来同步两个信标的本地时钟的过程。

图11详细描述了用于将信标的本地时钟与网络时间同步的过程。

附图中相同的附图标记和标号表示相同的元件。

具体实施方式

许多陆地通信***使用在特定时间传送射频(“RF”或“无线电”)信号并在其他时间处于“空闲”的信标。因此，信标处于空闲时的时间段可以用于执行其他实用的功能。如下所述，当信标不传送其自己的RF信号时，可以修改信标的电路拓扑以允许信标从另一源(例如，另一信标)接收和处理RF信号。接收和处理这种RF信号具有许多用途，其中一些将在后面讨论。然而，在讨论对信标电路拓扑的修改之前，以下参考图1和图2提供对这种电路拓扑和陆地信标网络的其他特征的综述。

图1描绘了用于确定接收机的位置的陆地定位***。如图所示，信标110传送由接收机120接收的信号113。接收机120可以使用来自多个信标110中的每一个的多个信号113中的每一个来计算测距信息，该测距信息估计从接收机120到传送该信号113的信标110的距离，以在三角测量期间用于计算接收机120的位置的初始估计。

作为示例，图2描绘了可以由图1的多个信标110中的每一个实现的陆地信标200的典型电路拓扑。这种信标通常使用功率放大器(PA)来在空中长距离地传送调制信号。一些信标采用使用线性化模块(例如，数字预失真(DPD)模块))的线性化技术，以在其功率放大器中实现高度的线性度，并且具有减少功耗和改善热特性的附加益处。这种线性化技术在***200的信标中实现。

在信标200中，由基带数字硬件205生成的数字调制的基带信号使用数模转换器(DAC)210被转换为模拟信号。然后，模拟信号使用上转换器换器215被上转换(例如，混合)为期望RF频率的RF信号。然后，使用功率放大器220对RF信号进行放大。放大的RF信号通过耦合器225，并且然后由滤波器230滤波。最后，经滤波放大的RF信号通过天线235在空中传送。在一个实施例中，天线235可以包括一个或多个滤波器。

为了线性化功率放大器220(例如，使用DPD技术)，功率放大器输出通过耦合器225被耦合到下转换器245的接收路径。下转换器245将RF信号向下混合成基带频率(或中间频率IF)。然后，基带信号由模数转换器(ADC)240接收，模数转换器(ADC)240产生模拟基带信号的数字表示。然后，使用本领域已知的信号处理技术，在基带数字硬件205中使用来自ADC240的数字表示以“预失真”下一个传送的波形以达到期望的线性度。

如前所述，许多陆地通信***使用在某些时间传送RF信号并在其他时间处于“空闲”的信标。例如，在网络的多个信标之间重用相同发射频率的***使用时分多址(TDMA)方案来操作，以最小化近远问题的影响，并且因此具有对于每个信标的传输和空闲时间段。如下面关于图3所公开的，如图2的信标电路拓扑结构可以被改进为允许信标在该信标不传送其自己的RF信号时接收和处理来自其他源的RF信号。

图3描绘了信标300的电路拓扑，其允许信标300在信标300不传送RF信号时处理接收的RF信号。

功率放大器线性化模块260具有内置的接收链，以用于监听自传输，如图2所述。通过对信标电路拓扑的某些改进，在信标300不进行传送时，信标300接收和处理来自其他信标的信号。在一个实施例中，如果信标300传送的信号功率足够低，则信标300可以在信标正在传送时接收从其他信标传送的信号。

如图3所示，信标300包括先前关于图2描述的组件。信标300还包括信号路由器365(例如，RF循环器、交换机或RF隔离器)，其可以帮助保护PA 220免受来自天线235的反射。使用信号路由器365，可以使用信号路由器365的隔离路径，以当信标不传送RF信号时从其他信标接收信号。替代实施例包括其他硬件部件，诸如RF隔离器或开关，其可以为通过天线235从其他信标接收的信号提供隔离路径。

信标300还包括信号增益/衰减组件370(例如，诸如自动增益控制(AGC)的信号调节组件)。基于接收的信号强度，可以使用增益/衰减组件370来应用增益或衰减因子，以能够接收来自其他信标的强信号和弱信号。在一些实施例中，当功率放大器220正在操作以防止功率放大器的输出信号损坏增益/衰减组件370时，增益/衰减组件370可以被关断。

信标300还包括开关375，其可以用于选择性地配置信标300以发送或接收RF信号。这种开关可以是中继器；其可以是固态开关；其可以是缓冲电路，或者其可以是允许RF信号被选择性地路由到多个路径的任何其他适当的装置。

使用这种改进的用于信标300的信标拓扑，在天线235处接收的RF信号将通过滤波器230到达信号路由器365，然后将从信号路由器365的隔离路径流向增益/衰减组件370。

如果开关375被配置为将接收的信号路由到下转换器245，则可以使用现有功率放大器线性化模块260处理信号，以提取在所接收的RF信号中传达的任何数字数据。作为示例，这样的数据可以包含或支持到达时间估计，然后可以将其用于双向时间传输技术，如将参考图10所描述的。使用这种技术生成的时间同步数据可以用于控制时钟电路250(例如，本地时钟)，使得时钟电路250在时间和频率两方面保持与其他信标的时钟电路同步。基带数字硬件205被使能为将时钟同步信号/命令供应到时钟电路250。

在替代实施例中，独立接收器(未示出)被耦合到信号路由器365以接收在天线235处接收的信号。

图3所示的电路允许以信标被同步的方式增强，因为在基带数字硬件205处所处理的接收数据可以用于使用双向时间传输技术将网络的多个信标的本地时钟彼此同步。已经考虑了接收数据的其他用途，包括使用接收的数据来监视信标网络的健康状况。

时间同步信标的具体过程将在后面参考图9、图10和图11来描述。然而，以下首先讨论图4、图5、图6、图7和图8中所示的各种***以提供这种时间同步过程的背景。

使用双向时间传输的信标时钟同步的***

图4和图5描绘了使用双向时间传输的信标时钟同步的***。关于图10来讨论用于图4和图5所示的***实现的时间同步的过程。

图4描绘了多个信标110a-c，它们在彼此之间交换定位信号和/或定时信号413，以使用双向时间传输技术使它们的时钟相对于彼此同步。

图5描绘了多个信标110b和110c，它们将定位/定时信号513发送到网络的信标110a，该网络的信标110a进而将时钟同步校正514返回到信标110b和110c。

用于将信标时钟同步到网络时钟时间的***

图6、图7和图8描绘了用于将信标时钟同步到网络时钟时间的***。在图11处讨论了用于图6、图7和图8中所示的***实现的时间同步的过程。

图6描绘了从卫星650接收网络/全局时间同步设置653的多个信标110a-c。

图7描绘了从远程定时源760接收网络/全局时间同步设置763的多个信标110a-c。如图所示，网络时钟同步信号763首先由信标110a接收。信标110a使用网络时钟同步信号763来将其时钟与网络时钟同步信号763中传递的网络/全局时间同步。此后，传送到信标110b和信标110c的定位/定时信号713a将被同步到网络/全球时间。远程定时源可以是来自卫星网络或陆地网络的定时源。例如，本领域已知的GNSS卫星、陆地卫星终端、陆地服务器、陆地参考时钟或另一参考定时源。

图8描绘了接收和中继来自远程定时源860的网络/全局时间同步设置863的多个信标110a-c。如图所示，网络时钟同步信号863首先由信标110a接收，然后进而将信号传送到信标110b，信标110b进而将信号中继到信标110c，如此重复用于另外的信标(未示出)。

选择性地配置RF信号传送和接收

现在注意图9，图9详细描述了用于当信标不传送RF信号时识别通过在信标处接收的RF信号所传送的数据(也称为“数据项”)的过程。这种***由图3所示的信标电路拓扑所支持。

该过程包括以下步骤：确定信标是否具有要传送的数据(步骤905)。如果信标具有要传送的数据，则该过程进行到下述步骤：选择性地配置信标的电路以将信标生成的信号路由到信标的数字预失真模块的输入(步骤910)；并且使用信标的数字预失真模块来预失真信标的发射信号(步骤915)。如果信标没有要传送的数据，则该过程前进到以下步骤：选择性地配置信标的电路以将在信标的天线处接收的RF信号路由到信标的数字预失真模块的输入(步骤920)；使用信标的数字预失真模块来产生所接收的RF信号的数字表示(步骤925)；以及处理数字表示以提取可能包含在所接收的RF信号中的一个或多个数据项(步骤930)。在一个实施例中，信标的电路使用图3所示的开关375在步骤910和920中被“选择性地配置”。

在信标处选择性地传送和接收RF信号以支持使用双向时间传输的时钟同步

图10详细描述了使用双向时间传输来同步两个信标的本地时钟(时钟电路)的过程。该过程包括以下步骤：选择性地配置第一信标以传送一个或多个信号(步骤1005a)；选择性地配置第二信标以接收一个或多个信号(步骤1005b)；在时间t_TA处从第一信标传送第一信号(例如，定位或定时信号)(步骤1010)；在时间t_RB处在第二信标处接收第一信号(步骤1015)；选择性地配置第一信标以接收一个或多个信号(步骤1020a)；选择性地配置第二信标以传送一个或多个信号(步骤1020b)；在时间t_TB处从第二信标传送第二信号(步骤1025)；在时间t_RA处在第一信标处接收第二信号(步骤1030)；以及使用测量时间t_TA、t_RB、t_TB和t_RA来将第一信标的本地时钟与第二信标的本地时钟同步(步骤1035)。

使用这样的技术，陆地信标的时钟可以彼此同步。由于信标时钟硬件中的瑕疵(例如，漂移倾向、振荡器/晶体误差等)，信标的本地时钟相对于其他信标的时钟的时间标尺可能不同。这些瑕疵可能导致多个信标之间的时间同步丢失，这可能降低网络的定位及其其他用途的有效性。

为了使用简化示例来阐述上述过程，考虑图4所示的多个信标中的信标110a和110b。信标110a和110b中的每一个包括能够进行RF信号传输的硬件和电路。使用图3所示的多个信标的电路的修改并且还使用该方法来选择性地配置电路以发送或接收RF信号，如图9和图10所示，每个信标可以被选择性地配置为当其具有要传送的数据时传送数据，并且当其不具有要传送的数据时接收数据。

在第一时间，信标110a选择性地被配置成传送信号，并且信标110b被选择性地配置成接收信号。信标110a在使用信标110a的时钟的本地时间测量的时间t_TA处传送信号413a(例如，定位或定时信号)。信标110b在使用信标110b的时钟的本地时间测量的时间t_RB处接收信号413a。作为示例，定位或定时信号可以包括该信标的相应位置、在该信标处测量的信号的传输时间的表示、以及本领域已知的其他信息。

在第二时间，信标110a选择性地被配置为接收信号，并且信标110b选择性地被配置为传送信号。然后，信标110b在使用信标110b的时钟的本地时间测量的时间t_TB传送信号413b。信标110a在使用信标110a的时钟的本地时间测量的时间t_RA处接收到定位/定时信号413b。

多个信号中每一个的接收信标的处理时延可以是固定的或可变的，但是可以使用本领域公知的方法来准确地估计时延。

信标110a和110b的信标时钟时间标尺的差异将被表示为Δt_AB。为了同步信标110a和信标110b的时钟，必须确定Δt_AB。

在随后的等式中，信标110a与信标110b之间的距离为R米，并且光速(针对电磁波传播而建模)为c。因此：

使等式1和等式2相加得到：

并且使等式1和等式2相减得到：

t_RA-t_TB-t_RB+t_TA＝2Δt_AB (等式4)。

通过将实际测量的时间戳参数t_RA、t_TB、t_RB和t_TA代入到等式4中，可以确定和校正Δt_AB的值以同步信标110a和110b的时钟。然后，可以在网络的其他信标之间重复该过程。

另外，等式3可以用作测量多个信标之间的测距R的方式，并且可以用于限制Δt_AB的测量精度或验证用于确定Δt_AB的测量。

在涉及测距估计的陆地信标中，多路径是影响到达时间参数t_RA和t_RB的测量的主要因素。然而，在该情况下，由于信标110a和信标110b使用相同的天线来传送和接收信号，所以只要多个信标之间的信道是相互的，并且对于到达时间估计的不准确性将不计入双向时间传输的精度，多路径就被抵消。

可以使用考虑到组件差异和温度差异的预校准查找表校正在这些差异上信标和接收机电子装置的不准确性。

可以在每个信标处计算如上所述的Δt_AB的值(例如，使用基带数字硬件205)。替代地，测量的传送和接收时间可以被发送到网络的单个信标，或者被发送到网络的后端***590(例如，服务器)，该后端***从区域内的各种信标获取全部的时间传输信息并且计算校正信息，并且将其发送回该区域内的多个信标。这样的***在图15中示出。

在信标处选择性地传送和接收信号以支持信标时钟与网络时钟时间的同步

在一些实施例中，可能需要将网络的全部信标同步到诸如协调世界时(UTC)的单个公共“网络时间”。

图11详细描述了用于将信标的本地时钟电路与网络时钟时间同步的过程。示出将信标与网络时间同步的示例性***在图6、图7和图8中示出。

该过程的步骤包括：选择性地配置第一信标传送信号并且选择性地配置第二信标接收信号(步骤1105)；从第一信标传送表示网络时钟时间(例如，UTC)的信号(步骤1110)；在第二信标处接收信号(步骤1115)；使用该信号来识别网络时钟时间(步骤1120)；以及使用网络时钟时间设置第二信标的本地时钟(步骤1125)。

作为示例，图7和图8中示出了使用远程定时源来同步网络的信标。在这些图中，信标110a从远程定时源760或860接收网络时钟同步信号763或863，远程定时源760或860包括高精度定时源(例如，比信标110a的本地时钟具有更高的长期精度的定时源)。然后，信标110a将网络时钟同步信号763或863中继到网络中的至少一个信标。

该概念的扩展包括向远程定时源760或860提供高等级时钟源(例如，至少具有长期精度的阈值量的定时源，诸如基于铯或氢微波激射器的定时源)，其与UTC同步(例如，每年一次)，并成为区域内多个信标的时间同步信号的主要定时源，从而允许区域内的多个信标使用较低质量/廉价的时钟。

如图6所示，将信标与UTC同步的替代方法是在每个信标站点处使用GNSS定时接收机，因为GNSS接收机可以提供与UTC同步的信号。替代地，卫星定时源可以是来自铱星卫星的定时信息。在图6中示出了示出从卫星***650接收网络时钟同步信号653的实施例。

可以使用的另一定时源是由美国海军天文台(USNO)作为服务提供的双向卫星时间传输(TWSTT)VSAT终端(未示出)。

一些实施例中的其他特征的示例

本文公开的功能和操作可以整体或部分地被实现为由机器(例如，处理器、计算机或本领域已知的其他适当的装置)实现的一个或多个方法——在一个或更多个位置处，这增强了这些机器的功能以及包含这些机器的计算设备。还考虑实现适于执行以实现这些方法的程序指令的非瞬时机器可读介质。通过一个或多个处理器执行程序指令使得这些处理器实现这些方法。还考虑可操作为实现这些方法的***(例如，其装置或组件)。

注意，本文所描述的方法步骤顺序可以是独立的，并且因此可以以与所描述的顺序不同的顺序被执行。还注意，如本领域技术人员将理解的，本文所述的不同的方法步骤可以被组合以形成任何数量的方法。还注意，这里描述的任何两个或多个步骤可以被同时执行。本文公开的任何方法步骤或特征可能由于各种原因——如实现降低制造成本、降低功耗和提高处理效率等——而在权利要求中被明确地限制。

通过示例而非限制的方式，方法、***或其他装置可以执行以下操作或可操作为执行以下操作：从第一信标传送第一定时信号；在第二信标处接收所述第一定时信号；使用由所述第一信标的本地时钟测量的时间来识别当所述第一信标传送了所述第一定时信号时的第一传送时间；使用由所述第二信标的本地时钟测量的时间来识别当所述第二信标接收到所述第一定时信号时的第一接收时间；从所述第二信标传送第二定时信号；在所述第一信标处接收所述第二定时信号；使用由所述第二信标的本地时钟测量的另一时间来识别当所述第二信标传送所述第二定时信号时的第二传送时间；使用由所述第一信标的本地时钟测量的另一时间来识别当所述第一信标接收到所述第二定时信号时的第二接收时间；以及基于所述第一传送时间、所述第一接收时间、所述第二传送时间和所述第二接收时间，使所述第一信标的本地时钟与所述第二信标的本地时钟同步。

在一个实施例中，所述同步包括：使用服务器来基于所述第一传送时间、所述第一接收时间、所述第二传送时间和所述第二接收时间同步所述第一信标的本地时钟和所述第二信标的本地时钟。

在一个实施例中，所述同步包括：基于所述第一传送时间、所述第一接收时间、所述第二传送时间和所述第二接收时间，使用所述第一信标来使所述第一信标的本地时钟与所述第二信标的本地时钟同步。

在一个实施例中，所述同步包括：基于所述第一传送时间、所述第一接收时间、所述第二传送时间和所述第二接收时间，使用所述第二信标来使所述第二信标的本地时钟与所述第一信标的本地时钟同步。

在一个实施例中，所述同步包括：基于所述第一传送时间、所述第一接收时间、所述第二传送时间和所述第二接收时间，使用第三信标来使所述第一信标的本地时钟与所述第二信标的本地时钟同步。

方法、***或其他装置可以进一步地或替代地执行以下操作或可操作为执行以下操作：在从所述第一信标传送所述第一定时信号之前，接收在所述第一信标处的网络时间；以及在从第一信标传送所述第一定时信号之前，将所述第一信标的本地时钟与所述网络时间同步，其中从卫星网络传送在所述第一信标处接收的所述网络时间。

方法、***或其他装置可以进一步地或替代地执行以下操作或可操作为执行以下操作：在从所述第二信标传送所述第二定时信号之前，接收在所述第二信标处的网络时间；以及在从所述第二信标传送所述第二定时信号之前，将所述第二信标的本地时钟与所述网络时间同步，其中从卫星网络传送在所述第二信标处接收的所述网络时间。

方法、***或其他装置可进一步或替代地执行以下操作或可操作为执行以下操作：在从所述第一信标发送所述第一定时信号之前，接收在所述第一信标处的网络时间；以及在从所述第一信标传送所述第一定时信号之前，将所述第一信标的本地时钟与所述网络时间同步，其中在所述第一信标处接收的所述网络时间是从陆地网络传送的。

方法、***或其他装置可以进一步地或替代地执行以下操作或可操作为执行以下操作：在从所述第二信标传送所述第二定时信号之前，接收在所述第二信标处的网络时间；以及在从所述第二信标传送所述第二定时信号之前，将所述第二信标的所述本地时钟与所述网络时间同步，其中在所述第二信标处接收的所述网络时间是从陆地网络传送的。

方法、***或其他装置可以进一步或替代地执行以下操作或可操作为执行以下操作：在从所述第一信标传送所述第一定时信号之前，接收在所述第一信标处的网络时间；以及在从所述第一信标传送所述第一定时信号之前，将所述第一信标的本地时钟与所述网络时间同步，其中，在所述第一信标处接收的所述网络时间是从具有比所述第一信标的本地时钟更高的长期精度的定时源传送的。

方法、***或其他装置可以进一步地或替代地执行以下操作或可操作为执行以下操作：在从所述第二信标传送所述第二定时信号之前，接收在所述第二信标处的网络时间；以及在从所述第二信标传送所述第二定时信号之前，将所述第二信标的本地时钟与所述网络时间同步，其中，在所述第二信标处接收的所述网络时间是从具有比所述第二信标的本地时钟更高的长期精度的定时源传送的。

通过示例而不是限制的方式，方法、***或其他装置可以执行以下操作或可操作为执行以下操作：确定在第一时间段期间是否安排来自所述第一信标的天线的信号传送；在确定了在所述第一时间段期间没有安排来自所述第一信标的天线的信号传送之后：配置所述第一信标以在所述第一时间段期间将在第二信标所述天线处接收的第一无线电信号路由到所述第一信标的线性化模块的输入；使用所述线性化模块来创建所述第一无线电信号的数字表示；以及使用所述第一信标的基带数字硬件模块来识别所述数字表示中的一个或多个数据项。在一个实施例中，所述线性化模块是数字预失真线性化模块。

方法、***或其他装置可以进一步或替代地执行以下操作或操作为执行以下操作：确定在第二时间段内是否安排了来自所述第一信标的天线的信号传送；以及在确定了在所述第二时间段期间来自所述第一信标的天线的信号传送被安排之后：配置所述第一信标以在所述第二时间段期间将由所述第一信标生成的第二无线电信号路由到所述线性化模块的输入；以及在所述第二时间段期间从所述天线传送所述第二无线电信号。

方法、***或其他装置可以进一步或替代地执行以下操作或操作为执行以下操作：所述第一无线电信号是由所述第二信标生成的第一定时信号，并且其中所述第二无线电信号是由所述第一信标生成的第二定时信号。

方法、***或其他装置可以进一步或替代地执行以下操作或可操作为执行以下操作：识别当所述第二信标传送所述第一定时信号时的第一传送时间；识别当所述第一信标接收到所述第一定时信号时的第一接收时间；识别当所述第一信标传送所述第二定时信号时的第二传送时间；识别当所述第二信标接收到所述第二定时信号时的第二接收时间；以及使用所述第一传送时间、所述第一接收时间、所述第二传送时间和所述第二接收时间来同步所述第一信标的本地时钟。

作为示例，一个或多个***可以包括执行本文公开的方法或特定步骤的硬件模块。

在一个实施例中，一个或多个***包括：本地时钟；基带数字硬件模块；DAC模块；上转换器换模块；放大器模块；具有输入和两个输出的耦合器模块；具有两个输入和两个输出的信号路由器模块；天线模块；具有两个输入和一个输出的开关模块；和线性化模块。

在一个实施例中，所述本地时钟被耦合到所述基带数字硬件模块，所述基带数字硬件模块被耦合到所述DAC模块，所述DAC模块被耦合到所述上转换器换器模块，所述上转换器模块被耦合到所述放大器模块，所述放大器模块被耦合到所述耦合器模块，所述耦合器被耦合到所述开关模块并且还耦合到所述信号路由器模块，所述信号路由器模块被耦合到所述天线模块，并且还耦合到所述开关模块，所述开关模块被耦合到所述线性化模块。

在一个实施例中，本地时钟的输入被耦合到基带数字硬件模块的输出，本地时钟的输出被耦合到基带数字硬件模块的输入；基带数字硬件模块的另一输出被耦合到DAC模块的输入，DAC模块的输出被耦合到上转换器模块的输入，上转换器换器模块的输出被耦合到放大器模块的输入，放大器模块的输出被耦合到耦合器模块的输入，耦合器的第一输出被耦合到开关模块的第一输入，耦合器的第二输出被耦合到信号路由器模块的第一输入，信号路由器模块的第一输出被耦合到天线模块的输入，天线模块的输出被耦合到信号路由器模块的第二输入，信号路由器模块的第二输出被耦合到开关模块的第二输入，并且开关模块的输出被耦合到线性化模块的输入。

在一个实施例中，开关模块可操作为，在第一模式中，所述开关模块可操作为将在所述开关模块的第一输入处接收到的第一类型的信号路由至所述开关模块的输出，在第二模式中，所述开关模块可操作为将在所述开关模块的第二输入处接收到的第二类型的信号路由到所述开关模块的输出，所述第一类型的信号是由所述第一信标生成的无线电信号，并且所述第二类型的信号是在所述第一信标的所述天线模块处接收的无线电信号。

在一个实施例中，所述信号路由器模块可操作为将在所述信号路由器模块的所述第一输入处接收的第一类型的信号路由到所述信号路由器模块的所述第一输出，并且所述信号路由器模块还可操作为将在所述信号路由器模块的所述第二输入处接收的第二类型的信号路由到所述信号路由器模块的所述第二输入，所述第一类型的信号是由所述第一信标生成的无线电信号，并且所述第二类型的信号是在所述第一信标的所述天线模块处接收的无线电信号。

在一个实施例中，信号路由器模块包括RF循环器、一个或多个RF隔离器或一个或多个开关。

在一个实施例中，所述基带数字硬件模块可操作为确定在第一时间段期间是否安排从所述天线模块到第二信标的信号传送，所述开关模块可操作为在所述第一时间段期间将来自所述天线模块的第一无线电信号路由到所述线性化模块的输入，所述线性化模块可操作为创建所述第一无线电信号的数字表示，所述基带数字硬件模块可操作为识别所述数字表示中的一个或多个数据项，所述基带数字硬件模块可操作为确定在第二时间段期间是否安排从所述天线模块到所述第二信标的信号传送，所述开关模块可操作为在所述第二时间段期间将由所述第一信标生成的第二无线电信号路由到所述线性化模块的输入，并且所述天线模块可操作为在所述第二时间段期间将所述第二无线电信号传送到所述第二信标。

在一个实施例中，所述第一信标可操作为将第一定时信号从所述天线模块传送到第二信标；所述第二信标可操作为接收所述第一定时信号；所述第二信标的本地时钟模块可操作为识别所述第二信标处的所述第一定时信号的第一接收时间；所述第一信标的本地时钟模块可操作为识别来自所述第一信标的第一定时信号的第一传送时间；所述第二信标可操作为传送第二定时信号；所述第一信标可操作为接收所述第二定时信号；所述第一信标的本地时钟模块可操作为识别所述第一信标处的所述第二定时信号的第二接收时间；所述第二信标的本地时钟模块可操作为从所述第二信标识别所述第二定时信号的第二传送时间；以及所述第一信标和所述第二信标可操作为基于所述第一传送时间、所述第一接收时间、所述第二传送时间和所述第二接收时间来同步所述第一信标的本地时钟模块和所述第二信标的本地时钟模块。

一个或多个***可以进一步地或替代地包括：接收器模块，所述接收器模块具有耦合到所述天线模块的输出的输入以及耦合到所述基带数字硬件模块的输入的输出。

在一个实施例中，接收机模块可操作为在天线模块正在传送第二类型的无线电信号的同时，从天线模块接收第一类型的无线电信号，并且接收机模块可操作为生成接收到的第一类型的无线电信号的数字表示。

在一个实施例中，第一类型的无线电信号是从第二信标传送的定时信号，并且第二类型的无线电信号是由第一信标生成的定时信号。

在一个实施例中，每个模块包括一个或多个输入，以用于接收用于执行其可操作的信息，并且还包括用于向其他模块发送信息的一个或多个输出。

“接收机”可以具有计算设备的形式(例如，移动电话、平板电脑、PDA、膝上型计算机、数字照相机、跟踪标签)的形式。接收机还可以采用计算机的任何组件的形式，包括处理器。

由接收机进行的处理也可以在服务器处发生。

本文描述的说明性方法可以由本领域技术人员已知或稍后开发的适当硬件或由处理器执行的固件或软件或者硬件、软件和固件的任何组合来实现、执行或以其他方式来控制件。软件可以是在特定***处可下载的和不可下载的。一旦加载到机器上，这种软件会改变该机器的操作。

执行本文描述的方法的***可以包括实现这些方法的一种或多种装置。例如，这样的装置可以包括处理器或在执行指令(例如，以软件或固件实现的)时执行本文公开的任何方法步骤时的其他硬件。处理器可以包括计算机或计算设备、控制器、集成电路、“芯片”、片上***、服务器、其他可编程逻辑器件、其他电路或其任何组合或者被包括在其中。

“存储器”可以由机器(例如，处理器)访问，使得机器可以从/向存储器读取/写入信息。存储器可能与机器是一体的或与机器分离。存储器可以包括具有在其中实现的机器可读程序代码(例如，指令)的非瞬时机器可读介质，其适于被执行以实现本文公开的任何或全部方法和方法步骤。存储器可以包括任何可用的存储介质，包括可移除、不可移除、易失性和非易失性介质——例如集成电路介质、磁存储介质、光学存储介质或任何其他计算机数据存储介质。如本文所使用的，机器可读介质包括所有形式的机器可读介质，除非这种介质被认为是非法定的(例如，瞬时传播信号)。

本文公开的所有信息可以由数据表示，并且该数据可以使用存储在数据源上并由处理器处理的任何协议在任何通信路径上传送。数据的传送可以使用各种电线、电缆、无线电信号和红外光束以及甚至更多种类的连接器、插头和协议来执行，即使没有示出或明确描述。***可以使用任何通信技术彼此交换信息。数据、指令、命令、信息、信号、位、符号和码片等可以由电压、电流、电磁波、磁场或粒子、或光场或粒子来表示。

被示为矩形的***图中的特征可以指硬件、固件或软件。注意，链接两个这样的特征的线可以说明这些特征之间的数据传送。这种传送可以直接在这些特征之间或通过中间特征发生。在没有线路连接两个功能时，除非另有说明，否则考虑在这些功能之间的数据传送。

当两个事物(例如，模块、电路元件等)彼此“耦合”时，这两个事物可以被直接连接在一起，或者可以由一个或多个中间事物分离。因此，两个事物之间不需要直接连接。在输出和输入彼此耦合时，即使数据通过一个或多个中间事物，也由输入接收从输出发送的数据和/或信令。

词语包括、包含等将被理解为包括性的意义(即，不限于)，而不是排他性的意义(即，仅由...组成)。使用单数或复数的词语也分别包括复数或单数。在具体实施方式中使用的词语或和词语和涵盖列表中的任何项和所有项。词语一些、任何和至少一个指一个或多个。术语可以在本文中用于指示示例而不是要求——例如，可以执行操作或可能具有特征的事物不需要执行该操作或在每个实施例中具有该特征，但是该事物执行该操作或在至少一个实施例中具有该特征。

相关申请

本申请2014年12月8日提交的标题为TWO WAY TIME TRANSFER USING ATERRESTRIAL BEACON SYSTEM的美国专利申请序列号62/089,138，其全部内容通过引用并入本文。

Claims (20)

1.一种用于同步多个信标的本地时间的方法，所述方法包括：

从第一信标传送第一定时信号；

在第二信标处接收所述第一定时信号；

使用由所述第一信标的本地时钟测量的时间来识别当所述第一信标传送所述第一定时信号时的第一传送时间；

使用由所述第二信标的本地时钟测量的时间来识别当所述第二信标接收到所述第一定时信号时的第一接收时间；

从所述第二信标传送第二定时信号；

在所述第一信标处接收所述第二定时信号；

使用由所述第二信标的本地时钟测量的另一时间来识别当所述第二信标传送所述第二定时信号时的第二传送时间；

使用由所述第一信标的本地时钟测量的另一时间来识别当所述第一信标接收到所述第二定时信号时的第二接收时间；以及

至少基于所述第一传输时间、所述第一接收时间、所述第二传输时间和所述第二接收时间，使所述第一信标的本地时钟与所述第二信标的本地时钟同步。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述同步包括：使用服务器来基于所述第一传送时间、所述第一接收时间、所述第二传送时间和所述第二接收时间同步所述第一信标的本地时钟和所述第二信标的本地时钟。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述同步包括：基于所述第一传送时间、所述第一接收时间、所述第二传送时间和所述第二接收时间，使用所述第一信标来使所述第一信标的本地时钟与所述第二信标的本地时钟同步。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述同步包括：基于所述第一传送时间、所述第一接收时间、所述第二传送时间和所述第二接收时间，使用所述第二信标来使所述第二信标的本地时钟与所述第一信标的本地时钟同步。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述同步包括：基于所述第一传送时间、所述第一接收时间、所述第二传送时间和所述第二接收时间，使用第三信标来使所述第一信标的本地时钟与所述第二信标的本地时钟同步。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法包括：

在从所述第一信标传送所述第一定时信号之前，接收在所述第一信标处的网络时间；以及

在从第一信标传送所述第一定时信号之前，将所述第一信标的本地时钟与所述网络时间同步，

其中，从卫星网络传送在所述第一信标处接收的所述网络时间。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法包括：

在从所述第二信标传送所述第二定时信号之前，接收在所述第二信标处的网络时间；以及

在从所述第二信标传送所述第二定时信号之前，将所述第二信标的本地时钟与所述网络时间同步，

其中，从卫星网络传送在所述第二信标处接收的所述网络时间。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法包括：

在从所述第一信标发送所述第一定时信号之前，接收在所述第一信标处的网络时间；以及

在从所述第一信标传送所述第一定时信号之前，将所述第一信标的本地时钟与所述网络时间同步，

其中，在所述第一信标处接收的所述网络时间是从陆地网络传送的。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法包括：

在从所述第二信标传送所述第二定时信号之前，接收在所述第二信标处的网络时间；以及

在从所述第二信标传送所述第二定时信号之前，将所述第二信标的所述本地时钟与所述网络时间同步，

其中，在所述第二信标处接收的所述网络时间是从陆地网络传送的。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法包括：

在从所述第一信标传送所述第一定时信号之前，接收在所述第一信标处的网络时间；以及

在从所述第一信标传送所述第一定时信号之前，将所述第一信标的本地时钟与所述网络时间同步，

其中，在所述第一信标处接收的所述网络时间是从具有比所述第一信标的本地时钟更高的长期精度的定时源传送的。

11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法包括：

在从所述第二信标传送所述第二定时信号之前，接收在所述第二信标处的网络时间；以及

在从所述第二信标传送所述第二定时信号之前，将所述第二信标的本地时钟与所述网络时间同步，

其中，在所述第二信标处接收的所述网络时间是从具有比所述第二信标的本地时钟更高的长期精度的定时源传送的。

12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法包括：

确定在第一时间段期间是否安排来自所述第一信标的天线的信号传送；

在确定了在所述第一时间段期间没有安排来自所述第一信标的天线的信号传送之后：

配置所述第一信标以在所述第一时间段期间将在所述天线处接收的第一无线电信号路由到所述第一信标的线性化模块的输入；

使用所述线性化模块来创建所述第一无线电信号的数字表示；以及

使用所述第一信标的基带数字硬件模块来识别所述数字表示中的一个或多个数据项。

13.根据权利要求12所述的方法，所述方法包括：

确定在第二时间段内是否安排了来自所述第一信标的天线的信号传送；以及

在确定了在所述第二时间段期间安排了来自所述第一信标的天线的信号传送被安排之后：

配置所述第一信标以在所述第二时间段期间将由所述第一信标生成的第二无线电信号路由到所述线性化模块的输入；以及

在所述第二时间段期间从所述天线传送所述第二无线电信号，

其中，所述第一无线电信号是由所述第二信标生成的第一定时信号，并且其中，所述第二无线电信号是由所述第一信标生成的第二定时信号。

14.根据权利要求13所述的方法，所述方法包括：

识别当所述第二信标传送所述第一定时信号时的第一传送时间；

识别当所述第一信标接收到所述第一定时信号时的第一接收时间；

识别当所述第一信标传送所述第二定时信号时的第二传送时间；

识别当所述第二信标接收到所述第二定时信号时的第二接收时间；以及

使用所述第一传送时间、所述第一接收时间、所述第二传送时间和所述第二接收时间来同步所述第一信标的本地时钟。

15.一种用于在多个信标之间传送定时信号的***，所述***包括第一信标，所述第一信标包括：

本地时钟

基带数字硬件模块；

DAC模块；

上转换器换模块；

放大器模块；

具有输入和两个输出的耦合器模块；

具有两个输入和两个输出的信号路由器模块；

天线模块；

具有两个输入和输出的开关模块；以及

线性化模块，

其中：

所述本地时钟被耦合到所述基带数字硬件模块，

所述基带数字硬件模块被耦合到所述DAC模块，

所述DAC模块被耦合到所述上转换器换器模块，

所述上转换器模块被耦合到所述放大器模块，

所述放大器模块被耦合到所述耦合器模块，

所述耦合器被耦合到所述开关模块并且还耦合到所述信号路由器模块，

所述信号路由器模块被耦合到所述天线模块，并且还耦合到所述开关模块，

所述开关模块被耦合到所述线性化模块。

16.根据权利要求15所述的***，其中：

在第一模式中，所述开关模块可操作为将在所述开关模块的第一输入处接收到的第一类型的信号路由至所述开关模块的输出，

在第二模式中，所述开关模块可操作为将在所述开关模块的第二输入处接收到的第二类型的信号路由到所述开关模块的输出，

所述第一类型的信号是由所述第一信标生成的无线电信号，并且

所述第二类型的信号是在所述第一信标的所述天线模块处接收的无线电信号。

17.根据权利要求15所述的***，其中：

所述信号路由器模块可操作为将在所述信号路由器模块的所述第一输入处接收的第一类型的信号路由到所述信号路由器模块的所述第一输出，并且

所述信号路由器模块还可操作为将在所述信号路由器模块的所述第二输入处接收的第二类型的信号路由到所述信号路由器模块的所述第二输入，

所述第一类型的信号是由所述第一信标生成的无线电信号，并且

所述第二类型的信号是在所述第一信标的所述天线模块处接收的无线电信号。

18.根据权利要求15所述的***，其中：

所述基带数字硬件模块可操作为确定在第一时间段期间是否安排从所述天线模块到第二信标的信号传送，

所述开关模块可操作为在所述第一时间段期间将来自所述天线模块的第一无线电信号路由到所述线性化模块的输入，

所述线性化模块可操作为创建所述第一无线电信号的数字表示，

所述基带数字硬件模块可操作为识别所述数字表示中的一个或多个数据项，

所述基带数字硬件模块可操作为确定在第二时间段期间是否安排从所述天线模块到所述第二信标的信号传送，

所述开关模块可操作为在所述第二时间段期间将由所述第一信标生成的第二无线电信号路由到所述线性化模块的输入，以及

所述天线模块可操作为在所述第二时间段期间将所述第二无线电信号传送到所述第二信标。

19.根据权利要求15所述的***，其中：

所述第一信标可操作为将第一定时信号从所述天线模块传送到第二信标；

所述第二信标可操作为接收所述第一定时信号；

所述第二信标的本地时钟模块可操作为识别所述第二信标处的所述第一定时信号的第一接收时间；

所述第一信标的本地时钟模块可操作为识别来自所述第一信标的第一定时信号的第一传送时间；

所述第二信标可操作为传送第二定时信号；

所述第一信标可操作为接收所述第二定时信号；

所述第一信标的本地时钟模块可操作为识别所述第一信标处的所述第二定时信号的第二接收时间；

所述第二信标的本地时钟模块可操作为识别来自所述第二信标的所述第二定时信号的第二传送时间；以及

所述第一信标和所述第二信标可操作为基于所述第一传送时间、所述第一接收时间、所述第二传送时间和所述第二接收时间来同步所述第一信标的本地时钟模块和所述第二信标的本地时钟模块。

20.根据权利要求15所述的***，其中，所述第一信标包括接收器模块，所述接收器模块具有耦合到所述天线模块的输出的输入以及耦合到所述基带数字硬件模块的输入的输出。