CN115989423A - 电子装置和由电子装置执行的获取位置信息的方法 - Google Patents

电子装置和由电子装置执行的获取位置信息的方法 Download PDF

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CN115989423A CN202180051441.2A CN202180051441A CN115989423A CN 115989423 A CN115989423 A CN 115989423A CN 202180051441 A CN202180051441 A CN 202180051441A CN 115989423 A CN115989423 A CN 115989423A
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尹康镇
李旼圭
河泰荣
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Abstract

提供了一种由电子装置执行的获取位置信息的方法。具体地，提供了一种由电子装置执行的通过与锚装置进行无线通信来获得相对于锚装置的相对位置信息的方法。

Description

电子装置和由电子装置执行的获取位置信息的方法
技术领域
本发明大体上涉及一种由电子装置执行的获得位置信息的方法，且更明确地说，涉及一种由电子装置执行的通过与锚装置进行无线通信来获得相对于锚装置的相对位置信息的方法。
背景技术
因特网正在发展成物联网(IoT)网络，在IoT中分布式实体或事物发送、接收和处理信息而无需人工干预。还出现了与IoT相结合的万物联网(IoE)技术，例如通过与云服务器的连接的大数据处理技术。为了实现IoT，需要诸如传感技术、有线或无线通信和网络基础设施、服务接口技术和安全技术的技术元素。近来，已经研究了包括用于事物之间的连接的传感器网络、机器到机器(M2M)通信和机器类型通信(MTC)的技术。
IoT环境可以提供智能因特网技术(IT)服务，其通过收集和分析由连接的事物产生的数据来在人类生活中创建新的价值。IoT可以通过现有信息技术和各种工业应用之间的融合和组合而应用于各种领域，例如智能家居、智能建筑、智能城市、智能汽车或联网汽车、智能电网、健康护理、智能家电和高级医疗服务。
随着无线通信***的发展，可以提供各种服务，为此需要有效地提供服务的方法。例如，在介质访问控制(MAC)中，可以使用通过使用超宽带(UWB)来测量电子装置之间的距离的测距技术。UWB是无线通信技术，其在基带中使用大于或等于几千兆赫(GHz)的非常宽的频率范围，而不使用无线载波。例如，UWB测距技术可以在工厂或公司中用于跟踪人类工作人员或产品的位置的***或用于室内导航***。
发明内容
【技术问题】
因此，本公开提供了被设计成至少解决上述问题和/或缺点并至少提供下述优点的实施例。
本公开的一个方面是提供一种与锚装置执行无线通信的电子装置和一种在用于获得电子装置的位置信息的***中由电子装置执行的在不依赖于来自主装置和发起者装置的消息的情况下获得位置信息的方法。
【技术方案】
根据本公开的一方面，一种由电子装置执行的获得位置信息的方法包括：接收从第一锚装置发送的发起消息；从第二锚装置接收与第二锚装置的第一应答时间有关的信息，与第一应答时间有关的信息包括与第二锚装置接收到发起消息的时间点和第二锚装置发送响应消息的时间点之间的时间间隔有关的信息；从第一锚装置接收与相对于第二锚装置的第二应答时间有关的信息，与第二应答时间有关的信息包括与第一锚装置接收到响应消息的时间点与第一锚装置发送最终消息的时间点之间的时间间隔有关的信息；以及基于与电子装置接收到发起消息、响应消息或最终消息中的至少一者的时间点有关的信息，与第一应答时间有关的信息以及与第二应答时间有关的信息，获得与第一锚装置和电子装置之间的第一距离与第二锚装置和电子装置之间的第二距离之间的差有关的信息。
根据本公开的另一方面，一种电子装置包括通信器；存储器；以及至少一个处理器，处理器被配置为通过执行存储在存储器中的程序来控制电子装置的操作，其中，通信器被配置为：接收从第一锚装置发送的发起消息；从第二锚装置接收与第二锚装置的第一应答时间有关的信息，与第一应答时间有关的信息包括与第二锚装置接收到发起消息的时间点和第二锚装置发送响应消息的时间点之间的时间间隔有关的信息；接收与相对于第二锚装置的第二应答时间有关的信息，与第二应答时间有关的信息包括与第一锚装置接收到响应消息的时间点与第一锚装置发送最终消息的时间点之间的时间间隔有关的信息；以及其中，至少一个处理器被配置为：基于与发起消息、响应消息或最终消息中的至少一者被接收的时间点有关的信息，与第一应答时间有关的信息以及与第二应答时间有关的信息，获得与第一锚装置和电子装置之间的第一距离与第二锚装置和电子装置之间的第二距离之间的差有关的信息。
根据本发明的另一方面，一种计算机可读记录介质，其上记录有用于使电子装置执行获得位置信息的方法的程序，方法包括接收从第一锚装置广播的发起消息；从第二锚装置接收响应于发起消息而广播的响应消息，其中，响应消息包括第二锚装置的第一应答时间；接收从第一锚装置广播的最终消息，其中最终消息包括关于第二锚装置的第二应答时间；基于发起消息、响应消息和最终消息，获取关于第一锚装置与电子装置之间的第一距离和第二锚装置与电子装置之间的第二距离的差的信息。
根据本公开的另一方面，一种由电子装置执行的获得位置信息的方法包括：接收来自第一锚装置的第一消息；接收来自第二锚装置的第二消息；接收来自第三锚装置的第三消息；接收来自第四锚装置的第四消息；基于电子装置接分别收到第一至第四消息的时间点来获取电子装置的位置信息。
根据本公开的另一方面，一种电子装置包括通信器；存储器；以及至少一个处理器，处理器被配置为执行存储在存储器中的程序以：接收来自第一锚装置的第一消息；接收来自第二锚装置的第二消息；接收来自第三锚装置的第三消息；接收来自第四锚装置的第四消息；以及控制电子装置的操作，以使得电子装置基于电子装置接收到第一至第四消息的时间点来获得电子装置的位置信息。
根据本公开的另一方面，一种由电子装置执行的获得位置信息的方法包括：基于从第一锚装置接收的消息的数目和从包括第一锚装置的多个锚装置接收的消息的总数，确定用于获得电子装置的位置信息的测距方法；当确定的测距方法为第一测距方法时，基于分别从第一锚装置、第二锚装置、第三锚装置和第一锚装置接收到发起消息、第一响应消息、第二响应消息和最终消息的时间点，获取电子装置的位置信息；当确定的测距方法为第二测距方法时，基于分别从第一锚装置、第二锚装置、第三锚装置和第四锚装置接收到第一消息、第二消息、第三消息和第四消息的时间点，获取电子装置的位置信息。
根据本公开的另一方面，一种电子装置包括通信器；存储器；以及至少一个处理器，至少一个处理器被配置为执行存储在存储器中的程序以：基于从第一锚装置接收的消息的数目和从包括第一锚装置的多个锚装置接收的消息的总数，确定用于获得电子装置的位置信息的测距方法；当确定的测距方法为第一测距方法时，基于分别从第一锚装置、第二锚装置、第三锚装置和第一锚装置接收到发起消息、第一响应消息、第二响应消息和最终消息的时间点，获取电子装置的位置信息；当确定的测距方法为第二测距方法时，基于分别从第一锚装置、第二锚装置、第三锚装置和第四锚装置接收到第一消息、第二消息、第三消息和第四消息的时间点，获得电子装置的位置信息。
附图说明
从以下结合附图的描述中，本公开的某些实施例的上述和其它方面、特征和优点将变得更加明显，其中：
图1示出了由电子装置定位***执行的使用到达时间(ToA)来获得电子装置的位置信息的一般方法；
图2示出了由电子装置定位***执行的使用到达时间差(TDoA)来获得电子装置的位置信息的一般方法
图3示出了由电子装置定位***执行的获得电子装置的位置信息的一般方法；
图4是根据实施例的电子装置的方法；
图5a示出了根据实施例的电子装置定位***的一个或多个部件；
图5b示出了根据实施例的由电子装置用来获得电子装置相对于锚装置的位置信息的信息；
图5c示出了根据实施例的电子装置用来获得电子装置相对于锚装置的位置信息的详细计算过程；
图6示出了根据实施例的由锚装置发送的消息的结构；
图7a示出了根据实施例的由发起者锚装置发送的发起消息的格式；
图7b示出了根据实施例的包括在发起消息中的装置管理列表元素的格式；
图8示出了根据实施例的由响应者锚装置发送的响应消息的格式；
图9a示出了根据实施例的由发起者锚装置发送的最终消息的格式；
图9b示出了根据实施例的包括在最终消息中的应答时间表元素的格式；
图10示出了根据实施例的由包括后端控制器的定位***中的发起者锚装置发送的发起消息的格式；
图11a示出了根据实施例的用于补偿由于锚装置之间的时钟漂移而引起的误差的信息；
图11b示出了根据实施例的用于补偿由于锚装置之间的时钟漂移而引起的误差的信息；
图12示出了根据实施例的用于补偿由于锚装置之间的时钟漂移而引起的误差的信息；
图13示出了根据实施例的由发起者锚装置发送的发起消息的格式；
图14示出了根据实施例的由响应者锚装置发送的响应消息的格式；
图15示出了根据实施例的由发起者锚装置发送的最终消息的格式；
图16是根据实施例的电子装置的方法；
图17示出了根据实施例的在锚装置之间执行的补偿操作；
图18a示出了根据实施例的电子装置定位***的配置；
图18b示出了根据实施例的由电子装置用来获得电子装置相对于锚装置的位置信息的信息；
图18c示出了根据实施例的电子装置用来获得电子装置相对于锚装置的位置信息的详细计算过程；
图19是根据实施例的电子装置的方法；以及
图20是根据实施例的电子装置的框图。
具体实施方式
【最佳模式】
根据本公开的一方面，一种由电子装置执行的获得位置信息的方法包括：接收从第一锚装置发送的发起消息；从第二锚装置接收与第二锚装置的第一应答时间有关的信息，与第一应答时间有关的信息包括与第二锚装置接收到发起消息的时间点和第二锚装置发送响应消息的时间点之间的时间间隔有关的信息；从第一锚装置接收与相对于第二锚装置的第二应答时间有关的信息，与第二应答时间有关的信息包括与第一锚装置接收到响应消息的时间点与第一锚装置发送最终消息的时间点之间的时间间隔有关的信息；以及基于与电子装置接收到发起消息、响应消息或最终消息中的至少一者的时间点有关的信息，与第一应答时间有关的信息以及与第二应答时间有关的信息，获得与第一锚装置和电子装置之间的第一距离与第二锚装置和电子装置之间的第二距离之间的差有关的信息。
发起消息可以包括列表，该列表包括包含第二锚装置的至少一个锚装置的地址。
发起消息可以包括由第二锚装置用来发送响应消息的时隙索引。
发起消息、响应消息和最终消息可以由后端控制器调度。
与第一应答时间有关的信息可以被包括在响应消息中并且从第二锚装置接收。
与第二应答时间有关的信息可以被包括在最终消息中并且从第一锚装置接收。
最终消息还可以包括第一锚装置相对于第三锚装置的往返时间。
获取与第一距离与第二距离之间的差有关的信息可以包括：计算消息从第一锚装置到达电子装置的时间与消息从第二锚装置到达电子装置的时间之间的到达时间差(TDoA)；以及基于TDoA计算第一距离与第二距离之间的差，其中，TDoA是基于第二锚装置的第一应答时间、第一锚装置的往返时间、电子装置接收到发起消息的时间点与电子装置接收到响应消息的时间点之间的时间间隔、第一锚装置的第二应答时间、以及电子装置接收到响应消息的时间点与电子装置接收到最终消息的时间点之间的时间间隔来计算的。
获得与第一距离与第二距离之间的差有关的信息可以包括：通过基于电子装置、第一锚装置和第二锚装置中的一者的时钟而执行补偿来计算第一距离和第二距离之间的差。
获得与第一距离与第二距离之间的差有关的信息可以包括：通过基于使用第一锚装置的时钟测量的、经由第一锚装置发送发起消息的间隔与使用第二锚装置的时钟测量的、经由第二锚装置接收到来自第一锚装置的发起消息的间隔之间的比率而执行补偿来计算第一距离与第二距离之间的差。
该方法还可以包括接收第一锚装置或第二锚装置中的至少一者的位置信息。
从第一锚装置发送的发起消息或最终消息中的至少一者可以包括第一锚装置的位置信息，并且从第二锚装置发送的响应消息可以包括第二锚装置的位置信息。
根据本公开的另一方面，一种电子装置包括通信器；存储器；以及至少一个处理器，处理器被配置为通过执行存储在存储器中的程序来控制电子装置的操作，其中通信器被配置为：接收从第一锚装置发送的发起消息；从第二锚装置接收与第二锚装置的第一应答时间有关的信息，与第一应答时间有关的信息包括与第二锚装置接收到发起消息的时间点和第二锚装置发送响应消息的时间点之间的时间间隔有关的信息；接收与相对于第二锚装置的第二应答时间有关的信息，与第二应答时间有关的信息包括与第一锚装置接收到响应消息的时间点与第一锚装置发送最终消息的时间点之间的时间间隔有关的信息；以及其中，至少一个处理器被配置为：基于与发起消息、响应消息或最终消息中的至少一者被接收的时间点有关的信息，与第一应答时间有关的信息以及与第二应答时间有关的信息，获得与第一锚装置和电子装置之间的第一距离与第二锚装置和电子装置之间的第二距离之间的差有关的信息。
发起消息可以包括列表，该列表包括包含第二锚装置的至少一个锚装置的地址。
发起消息可以包括由第二锚装置用来发送响应消息的时隙索引。
发起消息、响应消息和最终消息可以由后端控制器调度。
与第一应答时间有关的信息可以被包括在响应消息中并且从第二锚装置接收。
与第二应答时间有关的信息可以被包括在最终消息中并且从第一锚装置接收。
最终消息还可以包括第一锚装置相对于第三锚装置的往返时间。
至少一个处理器还可以被配置为：计算消息从第一锚装置到达电子装置的时间与消息从第二锚装置到达电子装置的时间之间的到达时间差(TDoA)；以及基于TDoA计算第一距离与第二距离之间的差，所述TDoA是基于第二锚装置的第一应答时间、第一锚装置的往返时间、电子装置接收到发起消息的时间点与电子装置接收到响应消息的时间点之间的时间间隔、第一锚装置的第二应答时间、和电子装置接收到响应消息的时间点与电子装置接收到最终消息的时间点之间的时间间隔而计算的。
至少一个处理器还可以被配置为：通过基于电子装置、第一锚装置和第二锚装置中的一者的时钟而执行补偿来计算第一距离与第二距离之间的差。
至少一个处理器还可以被配置为：通过基于使用第一锚装置的时钟测量的、经由第一锚装置发送发起消息的间隔与使用第二锚装置的时钟测量的、经由第二锚装置接收到来自第一锚装置的发起消息的间隔之间的比率而执行补偿来计算第一距离与第二距离之间的差。
通信器还可以被配置为接收第一锚装置或第二锚装置中的至少一者的位置信息。
从第一锚装置发送的发起消息或最终消息中的至少一者可以包括第一锚装置的位置信息，并且从第二锚装置发送的响应消息可以包括第二锚装置的位置信息。
根据本发明的另一方面，一种计算机可读记录介质，其上记录有用于使电子装置执行获得位置信息的方法的程序，该方法包括接收从第一锚装置广播的发起消息；从第二锚装置接收响应于发起消息而广播的响应消息，其中，响应消息包括第二锚装置的第一应答时间；从第一锚装置接收广播的最终消息，其中最终消息包括关于第二锚装置的第二应答时间；基于发起消息、响应消息和最终消息，获取第一锚装置与电子装置之间的第一距离和第二锚装置与电子装置之间的第二距离的差的信息。
根据本公开的另一方面，一种由电子装置执行的获得位置信息的方法包括：接收来自第一锚装置的第一消息；接收来自第二锚装置的第二消息；接收来自第三锚装置的第三消息；接收来自第四锚装置的第四消息；基于电子装置分别接收第一至第四消息的时间点获取电子装置的位置信息。
获得电子装置的位置信息可以包括通过进一步考虑第一至第四锚装置的位置信息和时隙间隔来获得电子装置的位置信息。
第二至第四消息可以分别从第二至第四锚装置发送，每个锚装置具有基于第一锚装置补偿的时钟。
可以在第一时隙内发送第一消息，并且可以在第二时隙内发送第二消息，并且在从发送第一消息的时间点开始的时隙间隔之后发送第二消息。
可以在第一时隙的开始时间点发送第一消息，并且可以在第二时隙的开始时间点发送第二消息。
第一消息可以在第一时隙的开始时间点被发送，并且第二消息可以在第二时隙的开始时间点被发送，其中第二时隙的开始时间点是基于第一锚装置和第二锚装置之间的距离以及第二锚装置接收到第一消息的时间点来确定的。
该方法还可以包括获得第一锚装置的时钟和电子装置的时钟之间的差。
该方法还可以包括接收第一锚装置、第二锚装置、第三锚装置或第四锚装置中的至少一者的位置信息。
根据本公开的另一方面，一种电子装置包括通信器；存储器；以及至少一个处理器，至少一个处理器被配置为执行存储在存储器中的程序以：从第一锚装置接收第一消息；接收来自第二锚装置的第二消息；接收来自第三锚装置的第三消息；接收来自第四锚装置的第四消息；以及控制电子装置的操作，以使得电子装置基于电子装置接收到第一至第四消息的时间点来获得电子装置的位置信息。
根据本公开的另一方面，一种由电子装置执行的获得位置信息的方法包括：基于从第一锚装置接收的消息的数目和从包括第一锚装置的多个锚装置接收的消息的总数，确定用于获得电子装置的位置信息的测距方法；当确定的测距方法为第一测距方法时，基于分别从第一锚装置、第二锚装置、第三锚装置和第一锚装置接收到发起消息、第一响应消息、第二响应消息和最终消息的时间点，获取电子装置的位置信息；当确定的测距方法为第二测距方法时，基于分别从第一锚装置、第二锚装置、第三锚装置和第四锚装置接收到第一消息、第二消息、、第三消息和第四消息的时间点，获取电子装置的位置信息。
根据本公开的另一方面，一种电子装置包括通信器；存储器；以及至少一个处理器，至少一个处理器被配置为执行存储在存储器中的程序以：基于从第一锚装置接收的消息的数目和从包括第一锚装置的多个锚装置接收的消息的总数，确定用于获得电子装置的位置信息的测距方法；当确定的测距方法为第一测距方法时，基于分别从第一锚装置、第二锚装置、第三锚装置和第一锚装置接收到发起消息、第一响应消息、第二响应消息和最终消息的时间点，获取电子装置的位置信息；当确定的测距方法为第二测距方法时，基于分别从第一锚装置、第二锚装置、第三锚装置和第四锚装置接收到第一消息、第二消息、第三消息和第四消息的时间点，获得电子装置的位置信息。
【发明模式】
在下文中，将参考附图详细描述本公开的实施例。然而，本公开可以具有不同的形式，并且不应被解释为限于本文所述的实施例。为了清楚和简洁起见，将省略对已知功能和/或配置的详细描述。
在实施例中使用的术语是从当前广泛使用的公共术语中考虑它们在实施例中的功能来选择的。然而，这些术语可以根据本领域普通技术人员的意图、当前或随着新技术的出现而变化。因此，在实施例中使用的术语不应仅被解释为术语，而应基于贯穿实施例的术语和内容的含义来解释这些术语。
应当理解，尽管这里可以使用诸如第一和第二术语来描述各种元件，但是这些元件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件与另一个元件区分开。
本说明书中使用的术语仅用于描述实施例，而不是旨在限制实施例。如本文所用，单数形式“一个”、“一种”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文另外清楚地指示。在整个说明书中，当一个部件被称为“连接”到其它部件时，该部件可以“直接连接”到其它部件，或者可以“电连接”到其它部件而在它们之间有其它装置。当部件“包括”某一元件时，除非另有具体说明，否则该部件可以进一步包括另一部件，并且可以不排除另一部件。
贯穿本说明书使用的术语“该”和其它类似术语可以指单数和复数元素。此外，除非清楚地描述了用于描述根据实施例的方法的操作的顺序，否则可以以适当的顺序来执行操作。本公开不限于所述的操作顺序。
在整个公开内容中，表述“a、b或c中的至少一个”表示仅a、仅b、仅c、a和b两者、a和c两者、b和c两者、a、b和c所有、或其变体。
终端的示例可以包括用户设备(UE)、移动台(MS)、蜂窝电话、智能电话、计算机、能够执行通信功能的多媒体***等。
在本公开中，控制器也可以被称为处理器。
在整个说明书中，层(或层装置)也可以被称为实体。
在本说明书的各个部分中描述的表述“根据实施例”等不一定是指彼此相同的元素。
本公开的实施例可以被描述为功能块部件和各种处理操作。所有或部分这样的功能块可以用配置成执行指定功能的任何数量的硬件和/或软件部件来实现。例如，本公开的功能块可以用一个或多个微处理器或用于预定功能的电路部件来实现。本公开的功能块可以用各种编程或脚本语言来实现。功能块可以用由一个或多个处理器执行的算法来实现。此外，本公开可以采用用于电子设置、信号处理和/或数据控制的相关技术。
此外，附图中所示的连接线或连接器旨在表示各种元件之间的示例性功能关系和/或物理或逻辑联接。应当注意，在实际装置中可以存在许多替代或附加的功能关系、物理连接或逻辑连接。
通常，无线传感器网络技术主要根据识别范围分为无线局域网(WLAN)技术和无线个人区域网(WPAN)技术。基于IEEE 802.11的WLAN是大约100m半径的用于接入骨干网的技术。此外，基于IEEE 802.15的WPAN包括BluetoothTM、ZigBeeTM，超宽带(UWB)等。实现无线网络技术的无线网络可以由多个通信电子装置组成。这里，多个通信电子装置可以通过使用单个信道在活动周期中执行通信。也就是说，通信电子装置可以收集分组并且在活动周期中发送所收集的分组。
UWB可以表示在基带状态下使用大于或等于几GHz的宽频率范围、低频谱密度和窄脉冲宽度(约1到约4纳秒(nsec))的短程高速无线通信技术。同样，UWB可以直接表示在其中实现UWB通信的范围。在下文中，将基于UWB通信方法来描述电子装置之间的测距方法。然而，这仅仅是一个例子，实际上，可以使用各种无线通信技术。
根据实施例的电子装置可以包括由计算机装置实现的固定终端或移动终端，并且可以使用无线或有线通信方法与其他装置和/或服务器通信。例如，电子装置可以包括但不限于智能电话、移动终端、膝上型计算机、数字广播终端、个人数字助理(PDA)、便携式多媒体播放器(PMP)、导航装置、板式个人计算机(PC)、平板PC、台式计算机、数字电视(TV)、冰箱、人工智能(AI)扬声器、可佩戴装置、投影仪、智能钥匙、智能汽车、打印机等。
装置到装置(D2D)通信是指通过不使用诸如基站的基础设施而在地理上邻近的电子装置之间直接通信的方法。各种实施例涉及基于D2D通信的MAC，并且对于MAC，可能必须测量电子装置之间的距离。UWB测距技术可用于测量电子装置之间的距离。
根据各种实施例的UWB测距方法可以用于各种基于位置的服务。基于位置的服务表示基于运动对象的位置提供的服务。例如，UWB测距技术可用于跟踪工厂或公司中的人或产品的位置的***、室内导航***、智能门***、智能支付***、运动员运动分析等。定位***可以包括测距***。提供基于位置的服务的装置的用户可以能够知道他们在哪里，哪些兴趣点(PIO)在他们附近，或者他们如何到达目的地。
用于定位电子装置的UWB测距技术可以与多个锚装置(其位置是预先知道的)和电子装置之间的消息交换有关。多个锚装置的位置可以通过带外无线通信被传送到电子装置，或者可以被预先存储在电子装置中。例如，测距***可以使用ToA或TDoA方法。
图1示出了由电子装置定位***执行的通过使用ToA获得电子装置101的位置信息的一般方法
ToA方法是一种简单和通用的测距技术。ToA方法可以基于从电子装置101(例如，目标装置，其位置将被识别)或参考点(例如，锚装置)发送信号的时间点、信号到达的时间点、以及信号传输的速度(例如，光速)。
图1所示的***可以通过使用由电子装置101发送的信号到达预定锚装置的时间或者由预定锚装置发送的信号到达电子装置101的时间来获得电子装置101和预定锚装置之间的距离。定位***可以基于电子装置101和多个锚装置102、103、104和105之间的距离来识别电子装置101的位置。
参照图1，定位***可以将球形表面113、球形表面112和球形表面115的交点确定为电子装置101的位置，球形表面113具有电子装置101和锚装置103之间的距离作为半径，球形表面112具有电子装置101和锚装置102之间的距离作为半径，球形表面115具有电子装置101和锚装置105之间的距离作为半径。
在下文中，ToA可以指信号从装置到达另一装置的时间，或者指基于信号从装置到达另一装置的时间来测量装置之间的距离的测距方法。
图2示出了由电子装置定位***执行的使用TDoA来获得电子装置201的位置信息的一般方法。
与ToA一样，TDoA也是一种通用的测距技术。然而，与ToA相比，TDoA可能更通用。TDoA方法可以不需要发送信号的时间点，并且可以基于电子装置201或预定锚装置接收信号的时间点或信号传输的速度(例如光速)。
图2所示的***可以基于由电子装置201发送的信号到达每个预定锚装置的时间或者由每个预定锚装置发送的信号到达电子装置201的时间，获得电子装置101和预定锚装置之间的到达时间和电子装置101和另一个预定锚装置之间的到达时间之间的差。基于电子装置201和多个锚装置的到达时间之间的差，定位***可以获得电子装置201和多个锚装置中的每一个之间的距离的差。定位***可以基于电子装置201和多个锚装置中的每一个之间的距离的差来识别电子装置201的位置。
参照图2，定位***可以将双曲线表面212和213、双曲线表面214和216以及双曲线表面215和217的交点确定为电子装置201的位置，其中双曲线表面212和213具有与锚装置202的位置和锚装置203的位置相对应的焦点，双曲线表面214和216具有与锚装置202的位置和锚装置204的位置相对应的焦点，并且双曲线表面215和217具有与锚装置202的位置和锚装置205的位置相对应的焦点。
在下文中，TDoA可以指装置之间的到达时间之间的差，或者可以指基于装置之间的到达时间之间的差测量装置之间的距离的测距方法。
定位***可以使用下行链路方法或上行链路方法。
图3示出了由电子装置定位***执行的获得电子装置301的位置信息的一般方法。
如图3所示，使用下行链路方法的定位***可以基于从锚装置302、303、304和305发送到电子装置301的信号来识别电子装置301的位置。电子装置301可以直接计算其位置，即其自己的位置。
使用下行链路方法的定位***可以具有在位置将被识别的目标装置的数量上没有限制的可缩放性。该定位***对于隐私保护可能是有利的，因为目标装置直接计算其位置，并且定位***可能能够进行带内时钟同步。使用下行链路方法的定位***可以用于室内导航***。
然而，如图3所示，使用上行链路方法的定位***可以基于从电子装置310发送到锚装置306、307、308和309的信号来识别电子装置310的位置。基础设施装置(例如，锚装置306、307、308和309)可以计算电子装置310的位置。
使用上行链路方法的定位***可能不需要位置将被识别的目标装置维持用于接收信号的待机状态，并且因此可能具有低功耗。例如，使用上行链路方法的定位***可以用于资产/患者的位置跟踪、步行交通分析和购物行为分析。
根据实施例的电子装置可以通过监听锚装置之间的消息来识别其位置，即它们自己的位置。电子装置可以通过使用下行链路TDoA方法来执行位置识别。
锚装置(即，发起者锚装置和响应者锚装置)的消息传输的定时和功能可以在测距操作之前预先配置。锚装置可以执行两种类型的功能。一个功能可以是发起者的角色，而另一个功能可以是响应者的角色。具有发起者角色的锚装置可以启动TDoA测距循环，并且具有响应者角色的锚装置可以对其进行响应。TDoA测距循环可以对应于交换TDoA消息的周期的完成。电子装置可以从发起者锚装置和响应者锚装置接收测距消息，并且可以测量TDoA。为了确定二维(2D)位置，电子装置可能必须测量至少三个TDA。电子装置可以基于TDoA的测量和锚装置的预定位置来估计其位置。
锚装置可以执行双侧双向测距(DS-TWR)并且可以通过带外(有线或无线)通信来配置。锚装置可以补偿时钟偏移或估计相对于另一锚装置的时钟漂移。例如，基本小区可以由一个发起者锚装置和至少三个响应者锚装置组成，并且在一般***中可以包括多个小区。
发起者锚装置可以通过向响应者锚装置发送测距发起消息(RIM)来控制TDoA循环，例如通过单播、多播或广播RIM。发起者锚装置可以具有包括在发起者锚装置所属的小区中的响应者锚装置的列表。在发起者锚装置从响应者锚装置接收到测距响应消息(RRM)之后，发起者锚装置可以向响应者锚装置发送测距最终消息(RFM)。
在TDoA循环期间，响应者锚装置可以以发起者锚装置通过RIM所配置的方式操作。响应者锚装置可以通过在分配给响应者锚装置的测距时隙中发送RRM来响应来自发起者锚装置的RIM。在响应者锚装置从发起者锚装置接收到RFM之后，响应者锚装置可以补偿响应者锚装置的时钟以适于发起者锚装置的时钟。
电子装置可以从发起者锚装置和响应者锚装置接收测距消息(例如，RIM、RRM和RFM)，并且可以测量到接收测距消息的时间。电子装置可以通过带内或带外通信来识别所布置的锚装置的位置。电子装置可以通过测量TDoA并使用锚装置的位置来计算电子装置的位置。
电子装置可以从锚装置接收测距消息，并且测量电子装置在TDoA循环内接收到测距消息的定时之间的时间差。当电子装置接收到测距消息的总集合(即，RIM、RRM和RFM)时，电子装置可以基于由电子装置直接测量的值和基于接收到的消息获得的测量数据来计算电子装置的位置。
用于识别电子装置的位置的锚装置中的一个可以用作发起者，而其它的可以用作响应者。在预定的TDoA循环期间作为发起者执行的锚装置可以在其他TDoA循环中作为响应者执行。在下文中，将描述电子装置观察两个锚装置之间的信号交换的示例。然而，本公开不限于此。为了使电子装置识别其2D或三维(3D)位置，可能必须在至少四个或至少五个锚装置之间进行信号交换。
图4是根据本发明实施例的电子装置的方法。
电子装置可以通过观察多个附近的锚装置之间的信号交换来获得电子装置的位置信息。在下文中，第一锚装置可以是发起者锚装置，并且第二锚装置和第三锚装置可以是响应者锚装置。
在步骤S410，电子装置可以接收从第一锚装置发送的发起消息。根据本公开的实施例的第一锚装置可以通过单播、多播或广播发起消息来向电子装置发送发起消息。
例如，包括电子装置的测距***可以通过带内调度来执行测距操作。当使用带内调度时，测距***可以不包括后端控制器。发起消息可以包括时隙索引作为调度信息，该时隙索引被第二锚装置用来发送响应消息。发起消息还可以包括包括第二锚装置的至少一个锚装置的地址和关于分配给由地址标识的至少一个锚装置的时隙索引的信息。
作为另一个例子，包括电子装置的测距***可以通过使用外部调度信息来执行测距操作。在这种情况下，测距***可以包括被配置为提供调度信息的后端控制器。发起消息、响应消息和最终消息可以由后端控制器调度。因此，发起消息可以不包括锚装置的地址和关于分配给由地址标识的锚装置的时隙索引的信息。
在步骤S420，电子装置可以从第二锚装置接收关于第二锚装置的第一应答时间的信息。关于第一应答时间的信息可以包括关于第二锚装置接收到发起消息的时间点和第二锚装置发送响应消息的时间点之间的时间的信息。
第二锚装置可以接收发起消息并且响应于发起消息发送响应消息。第二锚装置可以通过单播、多播或广播响应消息来向电子装置发送响应消息。
电子装置可以接收第二锚装置响应于发起消息而发送的响应消息。
例如，电子装置可以接收第二锚装置的响应消息，该响应消息包括关于第二锚装置的第一应答时间的信息。作为另一个例子，响应消息可以包括加扰的时间戳序列(STS)，并且可以不包括关于第一应答时间的信息。在这种情况下，关于第一应答时间的信息可以通过被包括在不同于响应消息的附加消息中而被发送到电子装置。
在步骤S430，电子装置可以从第一锚装置接收关于有关第二锚装置的第二应答时间的信息。关于第二应答时间的信息可以包括关于第一锚装置接收到响应消息的时间点和第一锚装置发送最终消息的时间点之间的时间的信息。
第一锚装置可以接收响应消息并发送最终消息。第一锚装置可以通过单播、多播或广播最终消息来向电子装置发送最终消息。
电子装置可以接收由第一锚装置发送的最终消息。
例如，电子装置可以从第一锚装置接收包括有关第二锚装置的第二应答时间的最终消息。作为另一个例子，最终消息可以包括STS，并且可以不包括关于第二应答时间的信息。在这种情况下，关于第二应答时间的信息可以通过被包括在不同于最终消息的附加消息中而被发送到电子装置。
电子装置还可以接收有关第一锚装置的往返时间的信息。
例如，电子装置可以接收包括有关第一锚装置关于第二锚装置的往返时间的信息的最终消息。然而，本公开不限于此，并且有关第一锚装置相对于第二锚装置的往返时间的信息可以通过被包括在不同于最终消息的附加消息中来发送。第一锚装置关于第二锚装置的往返时间可以表示第一锚装置发送发起消息的时间点和第一锚装置从第二锚装置接收到响应消息的时间点之间的时间。
作为另一示例，电子装置可以接收包括有关第一锚装置相对于第三锚装置的往返时间的信息的最终消息，并且可以基于第一锚装置相对于第三锚装置的往返时间来计算第一锚装置相对于第二锚装置的往返时间。然而，本公开不限于此，并且有关第一锚装置相对于第三锚装置的往返时间的信息可以通过被包括在不同于最终消息的附加消息中而被发送到电子装置。
在已经接收到由第一锚装置发送的发起消息的多个锚装置中，第三锚装置可以最早响应于发起消息而发送了响应消息。第一锚装置相对于第三锚装置的往返时间可以表示第一锚装置发送发起消息的时间点和第一锚装置从第三锚装置接收到响应消息的时间点之间的时间。
电子装置可以通过使用第一锚装置相对于第三锚装置的往返时间、关于第三锚装置的应答时间、以及相对于另一锚装置的应答时间来计算第一锚装置相对于另一锚装置的往返时间。例如，电子装置可以通过从第一锚装置相对于第三锚装置的往返时间和相对于第三锚装置的应答时间之和中减去相对于第二锚装置的应答时间来计算第一锚装置相对于第二锚装置的往返时间。
在步骤S440，电子装置可以获得关于第一锚装置和电子装置之间的第一距离和第二锚装置和电子装置之间的第二距离之间的差的信息。电子装置可以基于第一距离和第二距离之间的差获得电子装置的位置信息。根据本公开的实施例的电子装置可以基于关于接收到发起消息、响应消息或最终消息中的至少一者的时间点的信息，关于第一应答时间的信息以及关于第二应答时间的信息来获得关于第一距离和第二距离之间的差的信息。
为了获得关于第一距离和第二距离之间的差的信息，电子装置可以计算消息从第一锚装置到达电子装置的时间和消息从第二锚装置到达电子装置的时间之间的TDoA。
可以基于第二锚装置的第一应答时间、第一锚装置的往返时间、电子装置接收到发起消息的时间点与电子装置接收到响应消息的时间点之间的差值、第一锚装置的第二应答时间、以及电子装置接收到响应消息的时间点与电子装置接收到最终消息的时间点之间的差值来计算TDoA。
为了获得关于第一距离和第二距离之间的差的信息，电子装置可以通过基于电子装置、第一锚装置和第二锚装置之一的时钟执行补偿来计算第一距离和第二距离之间的差。
基于发起消息的传输间隔，电子装置可以对测量值执行补偿，以适于发起锚装置的时钟。电子装置可以通过基于第一锚装置发送发起消息的间隔和第二锚装置接收发起消息的间隔之间的比率执行补偿来计算关于第一距离和第二距离之间的差的信息。可以通过使用第一锚装置的时钟来测量第一锚装置发送发起消息的间隔，并且可以通过使用第二锚装置的时钟来测量第二锚装置从第一锚装置接收发起消息的间隔。
电子装置可以接收第一锚装置或第二锚装置中的至少一者的位置信息，并且基于接收到的位置信息，可以获得关于第一距离和第二距离之间的差的信息。例如，由第一锚装置发送的发起消息或最终消息中的至少一个可以包括第一锚装置的位置信息。由第二锚装置发送的响应消息可以包括第二锚装置的位置信息。
图5a示出了根据实施例的电子装置定位***的一个或多个部件。
图5a中的电子装置定位***可以包括锚装置A 502、锚装置B 503和电子装置(或移动装置(M))501。在图5a中，“l”可指示锚装置A502与锚装置B 503之间的距离，“a”可指示锚装置A 502与电子装置M 501之间的距离，且“b”可指示锚装置B 503与电子装置M 501之间的距离。
电子装置M 501可以基于信号从锚装置A 502到达电子装置M 501的时间和信号从锚装置B 503到达电子装置M 501的时间之间的TDoA来计算锚装置A 502和电子装置M 501之间的距离以及锚装置B 503和电子装置M 501之间的距离之间的差。
在图5a至5c中，为了便于解释，示出了电子装置M 501相对于两个锚装置502和503计算TDoA的示例。然而，实施例不限于此。电子装置M 501可以基于通过观察至少三个锚装置之间的信号交换而测量的TDoA来识别电子装置501的位置。为了使电子装置M 501识别电子装置M 501的3D位置，可能必须需要至少四个锚装置或至少五个锚装置之间的TDoA。
图5b示出了根据实施例的由电子装置501用来获得电子装置501相对于锚装置502和503的位置信息的信息。
在图5b中，可以假定锚装置A 502作为发起锚装置和主锚装置来操作。主锚装置可以是被配置为控制包括在电子定位***中的多个从锚装置和电子装置(或目标装置)之间的测距的锚装置。主锚装置可以是能够执行发起者角色和响应者角色两者的锚装置。从锚装置可以是被配置为仅执行响应者角色的锚装置。
锚装置A 502可以通过基于调度信息发送RIM来发起测距。
参照图5b，当锚装置A 502发送RIM的时间点是0时，RIM到达电子装置501的时间点可以是a/c。在a/c中，a可指示锚装置A 502与电子装置501之间的距离，且c可指示信号传输的速度。RIM到达锚装置B 503的时间点可以是l/c。在l/c中，l可指示锚装置A 502与锚装置B 503之间的距离，且c可指示信号传输的速度。
锚装置可以通过参考RIM中的调度信息来识别锚装置是否必须发送RRM、用于发送RRM的时隙、以及何时必须发送RFM。
已经接收到RIM的锚装置B 503可以基于调度信息在分配给锚装置B 503的时隙中发送RRM。参照图5b，β可以指示对应于锚装置B 503接收到RIM的时间点与锚装置B 503响应于RIM发送RRM的时间点之间的时间间隔的应答时间。可以通过包括关于应答时间β的信息来发送RRM。
当锚装置B 503发送RRM的时间点是l/c+β时，RRM到达电子装置501的时间点可以是l/c+β+b/c。在b/c中，b可指示锚装置B 503与电子装置501之间的距离，且c可指示信号传输的速度。而且，RRM到达锚装置A 502的时间点可以是l/c+β+l/c＝2l/c+β。
已经接收到RRM的锚装置A 502可以通过发送RFM来完成测距。参照图5b，γ可以指示对应于锚装置A 502接收到RRM的时间点与锚装置A 502发送RFM的时间点之间的时间间隔的应答时间。可以通过包括关于应答时间γ和往返时间τ的信息来发送RFM。
当锚装置A 502发送RFM的时间点是2l/c+β+γ时，RFM到达电子装置501的时间点可以是2l/c+β+γ+a/c。RFM到达锚装置B 503的时间点可以是2l/c+β+γ+l/c＝3l/c+β+γ。
如图5b所示，电子装置501可以监听传输的RIM、RRM和RFM，并确定TDoA曲线。电子装置501可以通过关于从至少三个锚装置接收的信号重复执行图5c所示的计算过程来获得TDoA结果。电子装置501可以基于TDoA结果获得电子装置501相对于锚装置的相对位置。
安装在电子装置501中的应用可以通过经由包括在消息中的MAC信息地址来识别与消息相关的每个锚装置，基于TDoA结果来获得电子装置501的位置。
图5c示出了根据实施例的电子装置501用来获得电子装置501相对于锚装置502和503的位置信息的详细计算过程505。
在图5b中，电子装置501接收到RIM的时间点与电子装置501接收到RRM的时间点之间的时间间隔可以被测量为α，并且电子装置501接收到RRM的时间点与电子装置501接收到RFM的时间点之间的时间间隔可以被测量为δ。
电子装置501的时钟或锚装置502和503中的每一个的时钟可能不总是以精确相同的速度操作，因此，可能发生时钟漂移。例如，当产生时钟的振荡器受到温度或压力变化的微小影响时，可能发生时钟漂移。
因此，为了精确测距，电子装置501或每个锚装置502或503可以通过基于装置的时钟速度之间的差改变时钟速度来补偿时钟漂移。例如，可以通过使用电压控制方法来补偿时钟漂移。
由于时间测量值可能由于装置之间的时钟差而改变，因此为了精确的测距，可能必须需要补偿由于装置之间的时钟漂移而引起的误差的过程。电子装置501或每个锚装置502或503可以感测装置的时钟速度之间的差，并且可以基于感测到的装置的时钟速度之间的差来补偿测量值，以便补偿由于时钟漂移引起的误差。
当α和δ是基于电子装置501的时钟测量的值时，图5c的α’和δ’可以是通过将(基于电子装置501的时钟测量的)值α和δ补偿为与锚装置A 502的时钟同步而获得的值。
通过使用τ+γ和α+δ之间的比率(τ+γ)/(α+δ)，可以补偿由于电子装置501的时钟和锚装置A 502的时钟之间的漂移引起的误差，τ+γ对应于锚装置A 502发送RIM的时间点和锚装置A 502发送RFM的时间点之间的时间间隔，并且α+δ对应于电子装置501接收到RIM的时间点和电子装置501接收到RFM的时间点之间的时间间隔。
α’可以基于等式【1】计算，如下：
(l/c+β+b/c)-a/c＝(l+b-a)/c+β……【1】
δ’可以基于等式【2】计算，如下：
(2l/c+β+γ+a/c)-(l/c+β+b/c)＝(l+a-b)/c-γ……【2】
因此，α’-δ’可以如图5c中所示计算。
在图5c中，基于等式【3】获得锚装置A 502和锚装置B 503与电子装置501之间的距离的差b-a的详细计算过程如下：
α’-δ’＝2(b-a)/c+β-γ……【3】
另外示出了基于由电子装置501测量的时间值来描述等式【3】。
图5c示出了仅补偿由于电子装置501与锚装置A 502之间的时钟漂移而引起的误差的实例。然而，可能存在由于锚装置A 502的时钟和锚装置B 503的时钟之间的漂移而引起的误差。由于锚装置A 502和锚装置B 503之间的时钟漂移而引起的误差可以通过无线/有线通信来补偿。例如，关于锚装置之间的时钟差，可以在每百万分之0.1(ppm)内补偿测量值。下面将参考图11a、图11b和图12详细描述由于锚装置之间的时钟漂移而引起的误差的补偿。
图6示出了根据实施例的由锚装置传输的消息605的结构。
如图6所示，向装置发送和从装置接收的消息605可以对应于关于最低有效位(LBS)包括唯一静态STS的SP1消息。
图7a示出了根据实施例的由发起者锚装置发送的发起消息710的格式。
如图7a所示，由发起者锚装置发送的第一消息(即，RIM)710的有效载荷IE可以由6+3*N字节组成。
RIM 710可以包括指示内容字段的大小的长度字段，指示供应商特定的嵌套IE的组标识(ID)字段、指示有效载荷IE的类型字段、以及内容字段。RIM 710的内容字段可以包括测距装置管理列表长度字段和测距装置管理列表字段。测距装置管理列表长度字段可以由4位组成，并且可以指示测距装置管理列表字段中的元素的数目(N)。当测距装置管理列表字段包括N个测距装置管理列表元素时，测距装置管理列表字段可以由24*N位组成。测距装置管理列表字段可以包括用于参与测距的每个锚装置的测距装置管理单元。
RIM 710的内容字段不限于图7a所示的示例，并且可以进一步包括消息控制字段或循环索引字段中的至少一个。
消息控制字段可以指示消息的结构。消息控制字段可以包括关于测距装置管理列表字段中的元素的数量、消息中是否存在块索引字段、消息中是否存在循环索引字段以及消息中是否存在时隙索引的信息。
循环索引字段可以指示当前TDoA循环的索引。已经接收到RIM的邻近主锚装置可以通过使用循环索引字段来计算它们的RIM传输定时。已经接收到RIM的电子装置可以通过使用循环索引字段来计算它们的节电模式的开始定时和退出定时。
图7b示出了根据实施例的包括在发起消息中的测距装置管理列表元素720的格式。
如图7b所示，包括在测距装置管理列表字段中的一个测距装置管理列表元素720可以包括测距时隙索引字段和地址字段，并且可以由24位组成。
测距时隙索引字段可以指示分配给通过地址字段标识的响应者锚装置用来发送响应消息的时隙的索引。地址字段可以指示用于标识每个响应者锚装置的地址。地址字段可以包括每个响应者锚装置的MAC地址信息。
图8示出了根据实施例的由响应者锚装置发送的响应消息810的格式。
如图8所示，由响应者锚装置响应于RIM发送的第二消息(即，RRM)810的有效载荷IE可以由10个字节组成。
RRM 810可包括指示内容字段大小的长度字段、指示供应商特定嵌套IE的组ID字段、指示有效载荷IE的类型字段和内容字段。RRM的内容字段可以包括应答时间字段。应答时间字段可以由32位组成，并且可以指示响应者锚装置的应答时间。响应者锚装置的应答时间可以表示响应者锚装置从发起者锚装置接收到RIM的时间点和响应者锚装置发送RRM的时间点之间的时间间隔。
根据本公开的实施例的RRM的内容字段不限于图8中所示的示例，并且可以进一步包括消息控制字段。
消息控制字段可以指示消息的结构。消息控制字段可以包括关于是否使用跳频模式、消息中是否存在循环索引字段、往返时间列表的长度以及消息中是否存在应答时间字段的信息。
图9a示出了根据实施例的由发起者锚装置发送的最终消息910的格式。
如图9a所示，由发起者锚装置发送的第三消息(即，RFM)910的有效载荷IE可以由10+6*N字节组成。
RFM 910可以包括指示内容字段的大小的长度字段、指示供应商特定的嵌套IE的组ID字段、指示有效载荷IE的类型字段、以及内容字段。RFM 910的内容字段可以包括第一往返时间字段和应答时间列表字段。
第一往返字段可以包括关于发送RRM的多个响应者锚装置中的第一响应者锚装置的往返时间的信息。关于第一响应者锚装置的往返时间可以表示发起者锚装置发送RIM的时间点和发起者锚装置从第一响应者锚装置接收RRM的时间点之间的时间间隔。第一往返时间字段可以由32位组成。
RFM 910可以仅包括关于第一响应者锚装置的往返时间，并且可以不包括关于其它响应者锚装置的往返时间信息。发起者锚装置关于其他响应者锚装置的往返时间信息可以表示发起者锚装置发送RIM的时间点和发起者锚装置从其他响应者锚装置接收到RRM的时间点之间的时间间隔。在这种情况下，电子装置可以基于发起者锚装置关于第一响应者锚装置的往返时间和发起者锚装置关于其它响应者锚装置的应答时间来计算发起者锚装置关于其它响应者锚装置的往返时间信息。
当答复时间列表字段包括N个答复时间元素时，答复时间列表字段可以由48*N位组成。应答时间列表字段可以包括用于参与测距的每个响应者锚装置的应答时间元素。
RFM的内容字段不限于图9a所示的示例，并且可以进一步包括消息控制字段。
消息控制字段可以指示消息的结构。消息控制字段可以包括关于是否使用跳频模式、消息中是否存在循环索引字段以及应答时间列表的长度的信息。
图9b示出了根据实施例的包括在最终消息中的应答时间列表元素920的格式。
如图9b所示，包括在应答时间列表字段中的一个应答时间列表元素920可以包括地址字段和应答时间字段，并且可以由32位组成。
地址字段可以指示用于标识每个响应者锚装置的地址，并且可以包括每个响应者锚装置的MAC地址信息。
应答时间字段可以包括发起者锚装置关于由地址字段指示的响应者锚装置的应答时间信息。发起者锚装置关于响应者锚装置的应答时间可以对应于发起者锚装置从相应的响应者锚装置接收到RRM的时间点和发起者锚装置向相应的响应者锚装置发送RFM的时间点之间的时间间隔。
图7a和7b示出了定位***不包括后端控制器，并且发起者锚装置通过包括调度信息而发送RIM的例子。然而，本公开不限于此。定位***可以包括被配置为管理调度信息的后端控制器。
图10示出了根据实施例的由包括后端控制器的定位***的发起者锚装置发送的发起消息1010的格式。
如图10所示，由发起者锚装置发送的第一消息(即，RIM)1010的有效载荷IE可以由6个字节(即48位)组成。
RIM 1010可以包括指示内容字段的大小的长度字段、指示供应商特定的嵌套IE的组ID字段、指示有效载荷IE的类型字段、以及内容字段。与图7a所示的RIM 710相比，图10所示的RIM 1010的内容字段可以不包括测距装置管理列表长度字段和测距装置管理列表字段。在后端控制器管理测距调度的定位***中，可以不要求发起者锚装置发送包括关于响应者锚装置的调度信息的RIM。
包括后端控制器的定位***可以如下操作。
发起者锚装置可以通过发送由后端控制器调度的RIM来发起测距操作。所有响应者锚装置可以通过参考由后端控制器通知的信息来识别响应者锚装置是否必须发送RRM和将用于发送RRM的时隙。第一个例子，RIM可以具有图10所示的格式。
已经接收到RIM的响应者锚装置可以基于由后端控制器通知的信息来发送RRM。例如，RRM可以具有图8所示的格式。
已经接收到RRM的发起者锚装置可以通过发送由后端控制器调度的RFM来完成测距。例如，RFM可以具有图9a和图9b所示的格式。
电子装置可以监听传输的RIM、RRM和RFM，并且可以确定TDoA曲线。对于从三个或更多个锚装置接收的信号，电子装置可以通过重复执行图5c所示的计算过程来获得TDoA结果。电子装置可以基于TDoA结果获得电子装置相对于锚装置的相对位置。
安装在电子装置中的应用可以基于TDoA结果获得电子装置的位置。安装在电子装置中的应用可以通过包括在消息中的MAC信息地址来识别与消息相关的每个锚装置。
当电子装置定位***不包括外部公共时钟时，可能需要补偿由于锚装置之间的时钟漂移引起的误差。由于发起者锚装置和响应者锚装置之间的时钟漂移而引起的误差可能在TDoA结果中引起显著的误差。为了最小化TDoA误差，响应者锚装置可能必须补偿由于时钟漂移引起的误差。在下文中，将参考图11a、图11b和图12详细描述补偿由于锚装置之间的时钟漂移而引起的误差的方法。
图11a示出了根据实施例的用于补偿由于锚装置之间的时钟漂移而引起的误差的信息。
在下文中，为了便于解释，将假设电子装置定位***包括锚装置A、锚装置B和电子装置(或移动装置)来描述，如图5a所示。
作为响应者操作的锚装置B 1102可以使用变量ρn来补偿由于锚装置B 1102和作为发起者操作的锚装置A 1101之间的时钟漂移而引起的误差。当第n个测距循环的DS-TWR结束时，变量ρn可以被更新。锚装置B 1102可以在第n+1个测距循环的DS-TWR期间使用变量ρn。
在图11a中，l可指示锚装置A 1101与锚装置B 1102之间的距离。图11a示出了经由锚装置A 1101和锚装置B 1102重复执行DS-TWR来估计锚装置A 1101和锚装置B 1102之间的距离l的操作。
在图11a中，τn可以指示在锚装置A 1101和锚装置B 1102之间执行的第n个DS-TWR中测量的第一往返时间。第一往返时间可以对应于锚装置A 1101向锚装置B 1102发送第一消息的时间点与锚装置A 1101从锚装置B 1102接收到第二消息的时间点之间的时间间隔。
βn可以指示第n个DS-TWR中由锚装置B 1102测量的锚装置B 1102的第一应答时间。第一应答时间可以对应于锚装置B 1102从锚装置A 1101接收到第一消息的时间点和锚装置B 1102向锚装置A 1101发送第二消息的时间点之间的时间间隔。βn’可以指示在第n个DS-TWR中由锚装置A 1101测量的锚装置B 1102的第一应答时间。
γn可以指示在第n个DS-TWR中由锚装置A 1101测量的锚装置A 1101的第二应答时间。第二应答时间可以对应于锚装置A 1101从锚装置B 1102接收到第二消息的时间点和锚装置A 1101向锚装置B 1102发送第三消息的时间点之间的时间间隔。γn’可以指示在第n个DS-TWR中由锚装置B 1102测量的锚装置A 1101的第二应答时间。
θn可以指示在第n个DS-TWR中测量的第二往返时间。第二往返时间可以对应于锚装置B 1102向锚装置A 1101发送第二消息的时间点与锚装置B 1102从锚装置A 1101接收到到第三消息的时间点之间的时间间隔。
为了补偿由于锚装置之间的时钟漂移引起的误差并测量锚装置A 1101和锚装置B1102之间的距离，由锚装置A 1101发送的第三消息可以包括τn和γn。由锚装置B 1102发送的第二消息可以包括由锚装置B 1102测量的第一应答时间βn。当βn是经由锚装置B 1102的时钟测量的值时，图11a的βn’可以是经由锚装置A 1101的时钟测量的、对应于βn的值。当γn是经由锚装置A 1101的时钟测量的值时，γn’可以是经由锚装置B 1102的时钟测量的、对应于γn的值。如图11b所示，βn’可以被估计为τn-2*l/c，βn’＝τn-2*l/c。γn’可以被估计为θn-2*l/c，γn’＝θn-2*l/c。
参考图11b中的详细计算过程1105，锚装置A 1101和锚装置B 1102的时钟之间的漂移差可以被估计为Dn,1＝βn’/βn和Dn,2＝γn’/γn。
电子装置可以使用由于时钟漂移的误差Dn,1来补偿在每个DS-TWR期间测量的值β。Dn,1可以是通过使用在第n个DS-TWR期间获得的数据而计算的漂移差。Dn,1和Dn,2可以指示由于锚装置B 1102和锚装置A 1101之间的时钟漂移而引起的误差，并且可以用于锚装置之间的同步以及锚装置和电子装置之间的同步两者。同步精度可以通过卡尔曼(Kalman)滤波器或谐波平均值来增强。例如，漂移差的平均值，ρn＝2/(1/Dn,1+1/Dn,2)或ρn＝Kalman(Dn,1，Dn,2)，可以用作估计的漂移误差。
如上所述，通过使用锚装置A 1101向锚装置B 1102发送第一消息的时间点和锚装置A 1101从锚装置B 1102接收到第二消息的时间点之间的时间间隔τn，可以补偿由于锚装置A 1101和锚装置B 1102的时钟之间的漂移引起的误差。锚装置A 1101和锚装置B 1102的时钟之间的偏移可以通过使用锚装置B 1102向锚装置A 1101发送第二消息的时间点和锚装置B 1102从锚装置A 1101接收到第三消息的时间点之间的时间间隔θn来补偿。如图11b所示，γn’可以基于等式【4】计算，如下：
θn-l/c-l/c＝θn-2*l/c……【4】
因此，在图5c所示的等式中计算锚装置502和503与电子装置501之间的距离差b-a时，可以使用补偿了由于锚装置B 1102的时钟相对于锚装置A 1101的时钟的漂移而引起的误差的测量值。例如，在通过使用通过第n个DS-TWR测量的值来计算距离差b-a时，在如图5c所示的等式中，可以使用补偿值βn*Dn或βn*ρn-1，而不是值β。
例如，在通过锚装置A 1101的第三消息(例如，最终消息)接收Dn之后，电子装置可以计算βn*Dn。
作为另一个例子，在电子装置通过锚装置B 1102的第二消息(例如，响应消息)接收到先前计算的ρn-1之后，电子装置可以接收锚装置A 1101的第三消息(例如，最终消息)，然后可以计算βn*ρn-1。
图12示出了根据实施例的用于补偿由于锚装置之间的时钟漂移而引起的误差的信息。
在图12中，执行响应者角色的锚装置2 1203可以更新以执行发起者角色的锚装置1 1202对准的应答时间测量值β。RIM间隔可以指示RIM帧之间的时间间隔，并且可以是在部署锚装置时配置的值。锚装置1 1202和锚装置2 1203可能必须知道RIM间隔以执行TDoA方法。因此，锚装置1 1202和锚装置2 1203可以通过使用锚装置1 1202和锚装置2 1203的时钟来测量RIM间隔。
TA1和TA2可以是分别由锚装置1 1202和锚装置2 1203测量的RIM间隔。TA1和TA2之间的比率可以指示锚装置1 1202和锚装置2 1203的时钟之间的差。因此，锚装置2 1203可以发送包括应答时间β’＝β*(TA1/TA2)的RRM，其中补偿了由于锚装置1 1202和锚装置2 1203之间的时钟漂移而引起的误差。
可以向测距消息(例如，RIM、RRM和RFM)添加定位电子装置所需的锚装置的位置信息。例如，发起者锚装置的位置信息可以被包括在RIM或RFM中，并且响应者锚装置的位置信息可以被包括在RRM中。
图13示出了根据实施例的由发起者锚装置发送的发起消息1310的格式。
如图13所示，由发起者锚装置发送的RIM 1310的有效载荷IE可以由6+3*N个字节(即48+24*N位)组成。
RIM 1310可以包括指示内容字段的大小的长度字段、指示供应商特定的嵌套IE的组ID字段、指示有效载荷IE的类型字段、以及内容字段。
与图7a所示的RIM 710相比，图13所示的RIM 1310的内容字段可以进一步包括发起者字段的信息。发起者字段的信息可以指示发起者锚装置的位置信息。例如，发起者锚装置的位置信息可以包括全球定位***(GPS)值、关于建筑物的楼层的信息、建筑物中的绝对位置值等。对于除了发起者字段的信息之外的其它参数，可以应用图7a和7b的描述，因此，将不给出重复的描述。
图14示出了根据实施例的由响应者锚装置发送的响应消息1410的格式。
如图14所示，由响应者锚装置发送的RRM 1410的有效载荷IE可以由10个字节(即80位)组成。
测距响应消息141m可以包括指示内容字段的大小的长度字段、指示供应商特定的嵌套IE的组ID字段、指示有效载荷IE的类型字段、以及内容字段。
与图8所示的RRM 810相比，图14所示的RRM 1410的内容字段可以进一步包括响应者字段的信息。响应者字段的信息可以指示响应者锚装置的位置信息。例如，响应者锚装置的位置信息可包括GPS值、关于建筑物的楼层的信息、建筑物中的绝对位置值等。对于除了响应者字段的信息之外的其它参数，可以应用图8的描述，因此，将不给出重复的描述。
图15示出了根据实施例的由发起者锚装置发送的最终消息1510的格式。
如图15所示，由发起者锚装置发送的RFM 1510的有效载荷IE可以由10+6*N个字节(即80+48*N位)组成。
RFM 1510可以包括指示内容字段的大小的长度字段、指示供应商特定的嵌套IE的组ID字段、指示有效载荷IE的类型字段、以及内容字段。
与图9a所示的RFM 810相比，图15所示的RFM 1510的内容字段可以进一步包括发起者字段的信息。发起者字段的信息可以指示发起者锚装置的位置信息。例如，发起者锚装置的位置信息可以包括GPS值、关于建筑物的楼层的信息、建筑物中的绝对位置值等。对于除了发起者字段的信息之外的其它参数，可以应用图9a和9b的描述，因此，将不给出重复的描述。
如上所述，电子装置可以基于以下结果来计算电子装置的位置：从发起者锚装置接收的RIM、从多个响应者锚装置接收的响应于RIM而生成的RRM、以及从发起者锚装置接收的响应于来自多个响应者锚装置的RRM而生成的RFM。
因此，当电子装置没有无缝地接收到来自发起者锚装置的消息时(例如，当在电子装置和发起者锚装置之间存在障碍使得不能获得视线(LOS)时)，电子装置可能变得难以获得其位置信息。因此，提供了一种方法，由此电子装置可以获得其位置信息，而不依赖于从主锚装置或发起者锚装置接收消息。
电子装置可以从多个锚装置接收测距消息并测量TDoA。为了确定2D位置，电子装置可以从多于四个的锚装置接收测距消息并测量TDoA。电子装置可以基于所测量的TDoA和所通知的锚装置的位置来估计其位置。在下文中，为了便于解释，将描述电子装置观察四个锚装置之间的信号交换的示例。然而，本公开不限于下面的描述。为了电子装置识别其3D位置，可能必须在至少五个锚装置之间进行信号交换。
图16是根据实施例的电子装置的方法。
在步骤S1610中，电子装置可以从第一锚装置接收第一消息。第一锚装置可以单播、多播或广播第一消息。
在步骤S1620中，电子装置可以从第二锚装置接收第二消息。第二锚装置可以单播、多播或广播第二消息。
在步骤S1630中，电子装置可以从第三锚装置接收第三消息。第三锚装置可以单播、多播或广播第三消息。
在步骤S1640中，电子装置可以从第四锚装置接收第四消息。第四锚装置可以单播、多播或广播第四消息。
例如，当第一锚装置是发起者锚装置时，第二至第四锚装置可以响应于由第一锚装置发送的第一消息分别发送第二到第四消息。然而，本公开不限于此。第一至第四锚装置可以响应于从附加发起者锚装置接收到的RIM来发送第一至第四消息。
在步骤S1650中，电子装置可以基于电子装置接收到第一至第四消息的时间点来获得电子装置的位置信息。
第一至第四消息可以在预定的时隙间隔内被发送。因此，电子装置可以通过进一步考虑第一至第四锚装置的位置信息和时隙间隔，基于电子装置分别从第一至第四锚装置接收到第一至第四消息的时间点来获得电子装置的位置信息。
电子装置可以接收至少一个锚装置的位置信息，并且可以基于所接收的至少一个锚装置的位置信息来获得电子装置的位置信息。电子装置可以基于电子装置接收到来自锚装置的消息的时间点、锚装置的位置信息以及消息被发送的时隙间隔来测量关于锚装置的TDoA，并且电子装置可以基于所测量的TDoA来获得电子装置的位置信息。
为了确保精确的测距，可以执行锚装置之间的时钟漂移的补偿。基于第一至第四锚装置之一的时钟，其余锚装置可以补偿时钟漂移或由于时钟漂移引起的误差。例如，第二锚装置、第三锚装置和第四锚装置可以基于第一锚装置的时钟补偿它们的时钟，并且可以基于补偿后的时钟分别发送第二消息、第三消息和第四消息。
可以执行锚装置之间的时隙定时同步。基于第一至第四锚装置之一的时隙定时，其余锚装置可以计算它们的消息传输定时。
例如，第一锚装置可以在第一时隙中发送第一消息、第二锚装置可以在第二时隙中发送第二消息。这里，基于第一锚装置和第二锚装置之间的时隙定时同步，第二锚装置可以在从第一锚装置发送第一消息的时间点起的一个时隙间隔之后发送第二消息。例如，当第一锚装置在第一时隙的开始时间点发送第一消息时，第二锚装置可以在第二时隙的开始时间点发送第二消息，第二时隙是第一时隙的下一时隙。除了第二锚装置之外的锚装置还可以基于第一锚装置的消息传输定时(或时隙定时)，在所分配的时隙的开始时间点传输消息。
对于精确的测距，不仅要补偿由于锚装置之间的时钟漂移引起的误差，而且还要补偿由于电子装置和锚装置之间的时钟漂移引起的误差。因此，电子装置可以获得第一锚装置的时钟和电子装置的时钟之间的差值，并且可以基于所获得的时钟之间的差值来补偿测量值。因此，电子装置可以获得位置信息，其中补偿了由于时钟漂移引起的误差。
图17示出了根据实施例在第一锚装置1701和第二锚装置1702之间执行的补偿操作。
如图17所示，可以在第一锚装置1701和第二锚装置1702之间执行补偿。然而，本公开不限于图17所示的示例。除了第二锚装置1702之外的其它锚装置可以基于第一锚装置1701执行补偿。
第二锚装置1702可以基于所测量的测距块持续时间来补偿由于时钟漂移而引起的误差。
在图17中，T1可以指示在预定测距块中第一锚装置1701发送消息的时间点，并且t1可以指示第二锚装置1702接收到相应消息的时间点，该时间点由第二锚装置1702测量。T2可以指示第一锚装置1701在预定测距块紧邻的测距块中发送消息的时间点，并且t2可以指示第二锚装置1702接收到相应消息的时间点，该时间点由第二锚装置1702测量。因此，T2-T1可以是在第一锚装置1701的时钟中获知的块持续时间，并且t2-t1可以是在第二锚装置1702的时钟中测量的块持续时间。
由于图17所示的第一锚装置1701和第二锚装置1702之间的时钟漂移而引起的误差可以被估计为(T2-T1)/(t2-t1)＝R，并且第二锚装置1702可以使用估计值R来补偿由于时钟漂移而引起的误差。
第二锚装置1702可以基于第一锚装置1701的时隙定时来确定第二锚装置1702的消息传输定时。
为了确定消息传输定时，第二锚装置1702可以通过将第一锚装置1701和第二锚装置1702之间的距离l除以信号传输速度c来计算第一锚装置1701和第二锚装置1702之间的飞行时间(ToF)。第二锚装置1702可以通过从第二锚装置1702从第一锚装置1701接收到第一消息的时间点t1减去第一锚装置1701和第二锚装置1702之间的ToF((l/c)来确定第一时隙的开始时间点t0，该开始时间点t0是发送第一消息的时间点。第二锚装置1702可以通过将预定时隙间隔添加到第一时隙的开始时间点t0来确定要发送第二消息的第二时隙的开始时间点。
锚装置可以在如参考图17所描述的锚装置之间的补偿完成之后以预定的时隙间隔发送消息。电子装置可以基于从锚装置接收的完成了补偿的消息获得电子装置的位置信息。
图18a示出了根据实施例的电子装置定位***的配置。
图18a中的电子装置定位***可以包括第一锚装置1801、第二锚装置1802、第三锚装置1803、第四锚装置1804和电子装置(例如移动装置)1805。
在图18a中，l1,2可指示第一锚装置1801与第二锚装置1802之间的距离，l1,3可指示第一锚装置1801与第三锚装置1803之间的距离，l1,4可指示第一锚装置1801与第四锚装置1804之间的距离。d1可以指示第一锚装置1801和电子装置1805之间的距离，d2可以指示第二锚装置1802和电子装置1805之间的距离，d3可以指示第三锚装置1803和电子装置1805之间的距离，d4可以指示第四锚装置1804和电子装置1805之间的距离。
电子装置1805可以基于从第一锚装置1801发送的信号到达电子装置1805的时间与从第二锚装置1802发送的信号到达电子装置1805的时间之间的差来计算第一锚装置1801与电子装置1805之间的距离d1与第二锚装置1802与电子装置1805之间的距离d2之间的差。
电子装置1805可以基于从第一锚装置1801发送的信号到达电子装置1805的时间和从第三锚装置1803发送的信号到达电子装置1805的时间之间的差来计算第一锚装置1801和电子装置1805之间的距离d1与第三锚装置1803和电子装置1805之间的距离d3之间的差。
电子装置1805可以基于从第一锚装置1801发送的信号到达电子装置1805的时间与从第四锚装置1804发送的信号到达电子装置1805的时间之间的差来计算第一锚装置1801与电子装置1805之间的距离d1与第四锚装置1804与电子装置1805之间的距离d4之间的差。
在图18a至图18c中是电子装置1805计算关于四个锚装置1801、1802、1803和1804的TDoA的示例。然而，实施例不限于18a18c。电子装置1805可基于通过观察至少五个锚装置之间的信号交换而测量的TDoA来识别电子装置1805的位置。为了使电子装置1805识别电子装置1805的3D位置，可能必须需要关于至少五个锚装置之间的TDoA的信息。
图18b示出了根据本公开的实施例的由电子装置1805用来获得电子装置1805相对于第一锚装置1801至第四锚装置1804的位置信息的信息。
如图18b所示，第一锚装置1801至第四锚装置1804中的每一个可以执行时隙定时同步，以便在时隙开始时间点发送消息。在图18b中，时隙持续时间可以表示为S。
在第一时隙中，当第一锚装置1801发送第一消息的时间点是0时，电子装置1805可以将电子装置1805接收到第一消息的时间点测量为t1。在第二时隙中，当第二锚装置1802发送第二消息的时间点是S时，电子装置1805可以将电子装置1805接收到第二消息的时间点测量为t2。在第三时隙中，当第三锚装置1803发送第三消息的时间点是2S时，电子装置1805可以将电子装置1805接收到第三消息的时间点测量为t3。在第四时隙中，当第四锚装置1804发送第四消息的时间点是3S时，电子装置1805可以将电子装置1805接收到第四消息的时间点测量为t4。
电子装置1805可以监听由第一锚装置1801至第四锚装置1804发送的消息，并且可以确定TDoA曲线。电子装置1805可以通过执行图18c所示的计算过程来获得TDoA结果。电子装置1805可以基于TDoA结果获得电子装置1805的位置信息。
图18c示出了根据实施例的电子装置1805用来获得电子装置1805相对于第一锚装置1801至第四锚装置1804的位置信息的详细计算过程1815。
如图18c所示，当在电子装置定位***中第一锚装置1801至第四锚装置1804的位置已知并且电子装置的位置仍待估计时，第一锚装置1801至第四锚装置1804与电子装置1805之间的距离d1、d2、d3、d4以及电子装置1805相对于发起者锚装置的时钟漂移R可以是未知值。电子装置1805可以通过使用由于电子装置1805相对于发起者锚装置的时钟漂移而引起的误差R，基于发起者锚装置的时钟来补偿消息接收时间点和预定时隙间隔之间的差值，并且可以使用补偿值来测量TDoA。
电子装置1805可以基于第一消息从第一锚装置1801向电子装置1805传输的时间t1*R与第二消息从第二锚装置1802向电子装置1805传输的时间(t2-S)*R之间的差(t2-t1-S)*R来导出第一锚装置1801与电子装置1805之间的距离d1与第二锚装置1802与电子装置1805之间的距离d2之间的差d2-d1。如图18c所示，它可以表示为(t2-t1-S)*R＝(d2-d1)/c。
电子装置1805可以基于第一消息从第一锚装置1801向电子装置1805传输的时间t1*R与第三消息从第三锚装置1803向电子装置1805传输的时间(t3-2S)*R之间的差(t3-t1-2S)*R来导出第一锚装置1801与电子装置1805之间的距离d1与第三锚装置1803与电子装置1805之间的距离d3之间的差d3-d1。如图18c所示，差可以表示为(t3-t1-2S)*R＝(d3-d1)/c。
电子装置1805可以基于第一消息从第一锚装置1801向电子装置1805传输的时间t1*R与第四消息从第四锚装置1804向电子装置1805传输的时间(t4-3S)*R之间的差(t4-t1-3S)*R来导出第一锚装置1801与电子装置1805之间的距离d1与第四锚装置1804与电子装置1805之间的距离d4之间的差d4-d1。如图18c所示，它可以表示为(t4-t1-3S)*R＝(d4-d1)/c。
参照图18c，为了减少未知变量的数量，可以通过使用第一锚装置1801的位置信息(x1，y1)和电子装置1805的位置信息(xm，ym)来表达第一锚装置1801和电子装置1805之间的距离d1。
第二锚装置1802和电子装置1805之间的距离d2可以通过使用第二锚装置1802的位置信息(x2，y2)和电子装置1805的位置信息(xm，ym)来表示。第三锚装置1803和电子装置1805之间的距离d3可以通过使用第三锚装置1803的位置信息(x3，y3)和电子装置1805的位置信息(xm，ym)来表示。第四锚装置1804和电子装置1805之间的距离d4可以通过使用第四锚装置1804的位置信息(x4，y4)和电子装置1805的位置信息(xm，ym)来表示。
因此，如图18c所示，电子装置1805可以从三个新的TDoA等式导出变量R、xm和ym。
如上所述，电子装置可以根据各种实施例执行TDoA操作。也就是说，电子装置可以基于从锚装置接收的消息来确定用于执行测距的TDoA方法。
电子装置可以基于从第一锚装置接收的消息的数目和从包括第一锚装置的多个锚装置接收的消息的总数来确定获得电子装置的位置信息的方法。第一锚装置可以是主锚装置或发起者锚装置。电子装置可以基于在一个测距循环期间从第一锚装置接收的消息的数量是否是m(m是自然数)以及从包括第一锚装置的多个锚装置接收的消息的总数是否大于或等于n(n是自然数)来确定用于获得电子装置的位置信息的方法。
例如，对于电子装置获得2D位置信息，电子装置可以基于从第一锚装置接收的消息的数量是否为2以及从包括第一锚装置的多个锚装置接收的消息的总数是否大于或等于4来确定用于获得电子装置的位置信息的方法。作为另一个例子，对于获得3D位置信息的电子装置，电子装置可以基于从第一锚装置接收的消息的数量是否为2以及从包括第一锚装置的多个锚装置接收的消息的总数是否大于或等于5来确定获得电子装置的位置信息的方法。
图19是根据实施例的电子装置的方法。图19示出了由电子装置执行以确定用于获得电子装置的2D位置信息的方法的方法的示例。
如图19所示，在步骤S1910中，电子装置可以确定在一个测距循环期间从第一锚装置接收到的消息的数目M是否为2，以及从包括第一锚装置的多个锚装置接收到的消息的总数N是否大于或等于4。
当M是2并且N大于或等于4时，在步骤S1931，电子装置可以通过使用第一测距方法来获得电子装置的位置信息。第一测距方法可以是参考图4至图15详细描述的TDoA算法。根据第一测距方法，电子装置可以基于电子装置从第一锚装置接收RIM的时间点、电子装置从第二锚装置和第三锚装置接收RRM的时间点以及电子装置从第一锚装置接收RFM的时间点来获得电子装置的位置信息。
在步骤S1920中，电子装置可以确定M是否小于2并且N是否大于或等于4。
当M是2并且N大于或等于4时，在步骤S1932，电子装置可以通过使用第二测距方法来获得电子装置的位置信息。第二测距方法可以是参考图16至图18c详细描述的TDoA算法。根据第二测距方法，电子装置可以基于电子装置分别从第一至第四锚装置接收第一至第四消息的时间点来获得电子装置的位置信息。
在步骤S1940，当在测距循环期间从锚装置接收到的消息的数量小于4时，电子装置可以确定测距已经失败。
图19示出了由电子装置执行的用于确定获得电子装置的2D位置信息的方法的示例。然而，各种实施例不限于图19所示的示例。例如，对于根据实施例的电子装置识别电子装置的3D位置信息，在步骤S1910，电子装置可以确定从第一锚装置接收的消息的数目M是否为2，以及从包括第一锚装置的多个锚装置接收的消息的总数N是否大于或等于5。在步骤S1920，电子装置可以确定M是否小于2并且N是否大于或等于5。
图20是根据实施例的电子装置2000的框图。
根据各种电子装置2000可以包括固定终端或移动终端、智能电话、导航装置、计算机、数字广播终端、智能家电装置、人工智能(AI)扬声器、个人数字助理(PDA)、便携式多媒体播放器(PMP)、智能键或可佩戴装置中的至少一个，但不限于此。电子装置2000可以通过无线或有线通信方法与其它装置和/或服务器通信。
参照图20，电子装置2000可以包括通信器2010、处理器2020和存储器2030。然而，电子装置2000可以通过包括比图20所示的那些部件更多或更少的部件来实现。
图20示出了电子装置2000包括一个处理器。然而，实施例不限于此，并且电子装置2000可以包括多个处理器。在下文中，以下描述的处理器2020的一个或多个操作和功能可以由多个处理器执行。图20所示的电子装置2000可以执行根据实施例的操作方法，并且可以将参考图2至图19的描述应用于电子装置2000。因此，将不重复描述与上述相同的方面。
通信器2010可以执行与另一装置或网络的有线或无线通信。为此，通信器2010可以包括支持各种有线或无线通信方法中的至少一种的通信模块。例如，通信模块可以是芯片组的形式，或者可以是包括通信所需信息的粘贴物/条形码(例如，包括近场通信(NFC)标签的粘贴物)。
无线通信可以包括蜂窝通信、无线保真(Wi-Fi)、Wi-Fi直连、BluetoothTM、超宽带(UWB)或NFC中的至少一个。有线通信可以包括通用串行总线(USB)或高清晰度多媒体接口(HDMI)中的至少一个。
处理器2020可执行存储在存储器2030中的程序以控制电子装置2000的一般操作，且可包括诸如中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)等处理器中的至少一者。处理器2020可以控制包括在电子装置2000中的其它部件，以便执行UWB测距。关于由处理器2020执行的控制电子装置2000的生成操作以执行定位的详细方法，可以应用参考图4、图16或图19的描述，因此将不给出重复的描述。
处理器2020可以通过与多个附近的锚装置交换信号来获得电子装置2000的位置信息。
处理器2020可以控制通信器2010接收从第一锚装置发送的发起消息。发送发起消息的第一锚装置可以是发起者锚装置。
例如，包括电子装置的测距***可以不包括后端控制器。发起消息可以包括作为调度信息的时隙索引，用于由第二锚装置用来发送响应消息。发起消息还可以包括至少一个锚装置(包括第二锚装置)的地址。
作为另一个例子，包括电子装置的测距***可以包括后端控制器。发起消息、响应消息和最终消息可以由后端控制器调度。因此，发起消息可以不包括时隙索引。
处理器2020可以控制通信器2010从第二锚装置接收关于第二锚装置的第一应答时间的信息。关于第一应答时间的信息可以包括关于第二锚装置接收发起消息的时间点和第二锚装置发送响应消息的时间点之间的时间间隔的信息。处理器2020可以控制通信器2010接收响应于发起消息而从第二锚装置发送的响应消息。
例如，响应消息可以包括关于第二锚装置的第一应答时间的信息。作为另一个例子，响应消息可以包括STS，并且可以不包括关于第一应答时间的信息。关于第一应答时间的信息可以通过被包括在不同于响应消息的附加消息中来发送。
处理器2020可以控制通信器2010从第一锚装置接收关于有关第二锚装置的第二应答时间的信息。关于第二应答时间的信息可以包括关于第一锚装置接收响应消息的时间点和第一锚装置发送最终消息的时间点之间的时间间隔的信息。处理器2020可以控制通信器2010接收从第一锚装置发送的最终消息。
最后的消息可以包括关于第二锚装置的第二应答时间。作为另一个例子，最终消息可以包括STS，并且可以不包括关于第二应答时间的信息。关于第二应答时间的信息可以通过被包括在不同于最终消息的附加消息中来发送。
处理器2020可以控制通信器2010进一步接收关于第一锚装置的往返时间的信息。
有关第一锚装置关于第二锚装置的往返时间的信息可以通过被包括在最终消息中来发送。然而，本公开不限于此，并且有关第一锚装置关于第二锚装置的往返时间的信息可以通过被包括在不同于最终消息的附加消息中来发送。第一锚装置关于第二锚装置的往返时间可以表示第一锚装置发送发起消息的时间点和第一锚装置从第二锚装置接收响应消息的时间点之间的时间间隔。
有关第一锚装置关于第三锚装置的往返时间的信息可以通过被包括在最终消息中来发送。然而，本公开不限于此，并且有关第一锚装置关于第三锚装置的往返时间的信息可以通过被包括在不同于最终消息的附加消息中来发送。第三锚装置可以是已经接收到由第一锚装置发送的发起消息的多个锚装置中最早响应于发起消息而发送了响应消息的锚装置。第一锚装置关于第三锚装置的往返时间可以表示第一锚装置发送发起消息的时间点和第一锚装置从第三锚装置接收响应消息的时间点之间的时间间隔。
处理器2020可以通过使用第一锚装置相对于第三锚装置的往返时间、第一锚装置相对于第三锚装置的应答时间以及第一锚装置相对于另一锚装置的应答时间来计算第一锚装置相对于另一锚装置的往返时间。例如，处理器2020可以通过从第一锚装置相对于第三锚装置的往返时间和第一锚装置相对于第三锚装置的应答时间之和中减去第一锚装置相对于第二锚装置的应答时间来计算第一锚装置相对于第二锚装置的往返时间。
处理器2020可获得关于第一锚装置与电子装置之间的第一距离和第二锚装置与电子装置之间的第二距离之间的差异的信息。电子装置可以基于第一距离和第二距离之间的差获得电子装置的位置信息。
处理器2020可基于关于接收到发起消息、响应消息或最终消息中的至少一者的时间点的信息，关于第一应答时间的信息和关于第二应答时间的信息来获得关于第一距离与第二距离之间的差异的信息。
处理器2020可以计算从第一锚装置到电子装置的消息到达时间和从第二锚装置到电子装置的消息到达时间之间的TDoA，以便获得关于第一距离和第二距离之间的差的信息。
可以基于第二锚装置的第一应答时间、电子装置接收发起消息的时间点与电子装置接收响应消息的时间点之间的时间间隔、第一锚装置的第二应答时间、以及电子装置接收响应消息的时间点与电子装置接收最终消息的时间点之间的时间间隔来计算TDoA。
为了获得关于第一距离和第二距离之间的差的信息，处理器2020可以通过基于电子装置、第一锚装置或第二锚装置中的至少一者的时钟执行补偿来计算第一距离和第二距离之间的差。
处理器2020可以不仅通过在第一锚装置和第二锚装置之间，而且通过在三个或更多锚装置之间发送和接收信号来获得TDoA结果。处理器2020可基于TDoA结果获得相对于锚装置的相对位置。
电子装置2000可以获得位置信息，而不依赖于从主锚装置或发起者锚装置的消息接收。
处理器2020可以从第一锚装置接收第一消息，从第二锚装置接收第二消息，从第三锚装置接收第三消息，以及从第四锚装置接收第四消息。处理器2020可以基于处理器2020接收到第一至第四消息的时间点来获得电子装置的位置信息。
处理器2020可以通过进一步考虑第一至第四锚装置的位置信息和时隙间隔，基于处理器2020从第一至第四锚装置接收到第一至第四消息的时间点来获得电子装置的位置信息。处理器2020可以基于处理器2020从第一至第四锚装置接收到第一至第四消息的时间点、第一至第四锚装置的位置信息、以及发送第一至第四消息的时隙间隔来获得电子装置的位置信息。
可以基于第一至第四锚装置之一的时钟来补偿锚装置之间的时钟漂移或由于时钟漂移引起的误差，其余锚装置可以补偿时钟漂移或由于时钟漂移引起的误差。例如，第二锚装置、第三锚装置和第四锚装置可以基于第一锚装置的时钟补偿它们的时钟，并且可以基于补偿后的时钟分别发送第二消息、第三消息和第四消息。
可以执行锚装置之间的时隙定时同步。根据本公开的实施例，基于第一至第四锚装置之一的时隙定时，其余锚装置可以计算它们的消息发送定时。
第一锚装置可以在第一时隙中发送第一消息，并且第二锚装置可以在第二时隙中发送第二消息。基于第一锚装置和第二锚装置之间的时隙定时同步，第二锚装置可以在从第一锚装置发送第一消息的时间点起的一个时隙间隔之后发送第二消息。例如，当第一锚装置在第一时隙的开始时间点发送第一消息时，第二锚装置也可以在第二时隙的开始时间点发送第二消息。除了第二锚装置之外的锚装置还可以基于第一锚装置的消息传输定时(或时隙定时)，在所分配的时隙的开始时间点传输消息。
处理器2020可以获得发起者锚装置(或主锚装置)的时钟与电子装置的时钟之间的差，并且基于所获得的发起者锚装置(或主锚装置)的时钟与电子装置之间的差来补偿由于时钟漂移而引起的时钟漂移或误差。
处理器2020可以接收至少一个锚装置的位置信息，并且可以基于所接收的至少一个锚装置的位置信息来获得电子装置的位置信息。
电子装置2000可以根据与锚装置的通信状态自适应地确定用于执行测距的TDoA算法。
处理器2020可以基于从第一锚装置接收的消息的数目和从包括第一锚装置的多个锚装置接收的消息的总数来确定用于获得电子装置的位置信息的测距方法。第一锚装置可以是主锚装置或发起者锚装置。
例如，处理器2020可以确定在一个测距循环期间从第一锚装置接收到的消息的数目M是否为2，以及从包括第一锚装置的多个锚装置接收到的消息的总数N是否大于或等于4。
当M是2并且N大于或等于4时，处理器2020可以通过使用第一测距方法来获得电子装置的位置信息。例如，根据第一测距方法，电子装置可以使用TDoA算法来基于电子装置从第一锚装置接收到RIM的时间点、电子装置从第二锚装置和第三锚装置接收到RRM的时间点以及电子装置从第一锚装置接收到RFM的时间点来获得电子装置的位置信息。
然而，当M小于2且N大于或等于4时，处理器2020可通过使用第二测距方法来获得电子装置的位置信息。例如，根据第二测距方法，电子装置可以使用TDoA算法来基于电子装置分别从第一至第四锚装置接收到第一至第四消息的时间点来获得电子装置的位置信息。当在测距循环期间从锚装置接收的消息的数量小于4时，处理器2020可以确定测距已经失败。
上述实施例可以实现为存储在计算机可读存储介质中的包括指令的软件(S/W)程序。
计算机可以是用于调用存储在存储介质中的指令并且响应于所调用的指令执行根据上述实施例的操作的装置，并且可以包括根据实施例的电子装置。
计算机可读存储介质可以是非暂时性存储介质的形式。术语“非暂时性”可以仅表示存储介质不包括暂时性电信号并且是有形的，并且可以不区分数据在存储介质中的半永久性和暂时性存储。
根据实施例的电子装置或方法可以被包括在计算机程序产品中。计算机程序产品可以作为销售者和购买者之间的产品购买。
计算机程序产品可以包括S/W程序或其中存储有S/W程序的计算机可读存储介质。例如，计算机程序产品可以包括S/W程序(例如，可下载应用程序)形式的产品，其通过电子装置或电子市场(例如，Google播放商店或App商店)的制造商电子地分发。对于电子分发，可以将S/W程序的至少一部分存储在存储介质中或者临时生成S/W程序的至少一部分。在这种情况下，存储介质可以包括制造商的服务器、电子市场的服务器、或者临时存储S/W程序的广播服务器的存储介质。
在包括服务器和终端(例如测距电子装置)的***中，计算机程序产品可以包括服务器的存储介质或者终端的存储介质。或者，当存在连接到服务器或用于通信的终端的第三装置(例如，智能电话)时，计算机程序产品可以包括第三装置的存储介质。或者，计算机程序产品可以直接包括从服务器发送到终端或第三装置或从第三装置发送到终端的S/W程序。
在这种情况下，服务器、终端和第三装置中的任何一个可以通过执行计算机程序产品来执行根据实施例的方法。或者，服务器、终端和第三装置中的至少两个可以通过以分布式方式执行计算机程序产品来执行根据实施例的方法。
例如，服务器(例如，云服务器或AI服务器)可以执行存储在服务器中的计算机程序产品，以控制连接到服务器的终端进行通信，从而执行根据实施例的方法。
作为另一个示例，第三装置可以执行计算机程序产品以控制连接到第三装置的终端进行通信，从而执行根据实施例的方法。作为详细的示例，第三装置可以远程控制测距装置以执行测距。
当第三装置执行计算机程序产品时，第三装置可以从服务器下载计算机程序产品并执行下载的计算机程序产品。或者，第三装置可以执行在预加载状态下提供的计算机程序产品，以执行根据实施例的方法。
虽然已经参考本公开的某些实施例具体示出和描述了本公开，但是本领域技术人员将理解，在不脱离由所附权利要求及其等同物限定的主题的范围的情况下，可以在其中进行形式和细节上的各种改变。

Claims (15)

1.一种由电子装置执行的获取位置信息的方法，包括：
接收从第一锚装置发送的发起消息；
从第二锚装置接收与所述第二锚装置的第一应答时间有关的信息，与所述第一应答时间有关的信息包括与所述第二锚装置接收到所述发起消息的时间点和所述第二锚装置发送响应消息的时间点之间的时间间隔有关的信息；
从所述第一锚装置接收与相对于所述第二锚装置的第二应答时间有关的信息，与所述第二应答时间有关的信息包括与所述第一锚装置接收到所述响应消息的时间点与所述第一锚装置发送最终消息的时间点之间的时间间隔有关的信息；以及
基于与所述电子装置接收到所述发起消息、所述响应消息或所述最终消息中的至少一者的时间点有关的信息，与所述第一应答时间有关的信息以及与所述第二应答时间有关的信息，获得与所述第一锚装置和所述电子装置之间的第一距离与所述第二锚装置和所述电子装置之间的第二距离之间的差有关的信息。
2.根据权利要求1所述的方法，
其中，所述发起消息包括列表，所述列表包括包含所述第二锚装置的至少一个锚装置的地址。
3.根据权利要求2所述的方法，
其中，所述发起消息包括时隙索引，所述时隙索引由所述第二锚装置用来发送所述响应消息。
4.根据权利要求1所述的方法，
其中，所述发起消息、所述响应消息和所述最终消息由后端控制器调度。
5.根据权利要求1所述的方法，
其中，与所述第一应答时间有关的信息被包括在所述响应消息中，并且从所述第二锚装置接收。
6.根据权利要求1所述的方法，
其中，与所述第二应答时间有关的信息被包括在所述最终消息中，并且从所述第一锚装置接收。
7.根据权利要求6所述的方法，
其中，所述最终消息还包括所述第一锚装置相对于第三锚装置的往返时间。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，获得与所述第一距离与所述第二距离之间的差有关的信息包括：
计算消息从所述第一锚装置到达所述电子装置的时间与消息从所述第二锚装置到达所述电子装置的时间之间的到达时间差TDoA；以及
基于所述TDoA，计算所述第一距离与所述第二距离之间的差，
其中，所述TDoA是基于所述第二锚装置的所述第一应答时间、所述第一锚装置的往返时间、所述电子装置接收到所述发起消息的时间点与所述电子装置接收到所述响应消息的时间点之间的时间间隔、所述第一锚装置的所述第二应答时间、和所述电子装置接收到所述响应消息的时间点与所述电子装置接收到所述最终消息的时间点之间的时间间隔而计算的。
9.根据权利要求1所述的方法，
其中，获得与所述第一距离与所述第二距离之间的差有关的信息包括：通过基于所述电子装置、所述第一锚装置和所述第二锚装置中的一者的时钟而执行补偿来计算所述第一距离与所述第二距离之间的差。
10.根据权利要求1所述的方法，
其中，获得与所述第一距离与所述第二距离之间的差有关的信息包括：通过基于使用所述第一锚装置的时钟测量的、经由所述第一锚装置发送所述发起消息的间隔与使用所述第二锚装置的时钟测量的、经由所述第二锚装置接收到来自所述第一锚装置的所述发起消息的间隔之间的比率而执行补偿来计算所述第一距离与所述第二距离之间的差。
11.根据权利要求1所述的方法，还包括接收所述第一锚装置或所述第二锚装置中的至少一者的位置信息。
12.根据权利要求1所述的方法，
其中，从所述第一锚装置发送的所述发起消息或所述最终消息中的至少一者包括所述第一锚装置的位置信息，以及
其中，从所述第二锚装置发送的所述响应消息包括所述第二锚装置的位置信息。
13.一种电子装置，包括：
通信器；
存储器；以及
至少一个处理器，被配置为通过执行存储在所述存储器中的程序来控制所述电子装置的操作，
其中，所述通信器被配置为：
接收从第一锚装置发送的发起消息；
从第二锚装置接收与所述第二锚装置的第一应答时间有关的信息，与所述第一应答时间有关的信息包括与所述第二锚装置接收到所述发起消息的时间点和所述第二锚装置发送响应消息的时间点之间的时间间隔有关的信息；
接收与相对于所述第二锚装置的第二应答时间有关的信息，与所述第二应答时间有关的信息包括与所述第一锚装置接收到所述响应消息的时间点与所述第一锚装置发送最终消息的时间点之间的时间间隔有关的信息；以及
其中，所述至少一个处理器被配置为：基于与所述发起消息、所述响应消息或所述最终消息中的至少一者被接收的时间点有关的信息，与所述第一应答时间有关的信息以及与所述第二应答时间有关的信息，获得与所述第一锚装置和所述电子装置之间的第一距离与所述第二锚装置和所述电子装置之间的第二距离之间的差有关的信息。
14.根据权利要求13所述的电子装置，
其中，所述发起消息包括列表，所述列表包括包含所述第二锚装置的至少一个锚装置的地址。
15.根据权利要求14所述的电子装置，
其中，所述发起消息包括时隙索引，所述时隙索引由所述第二锚装置用来发送所述响应消息。
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