TWI723280B - 用於確定無線網路之間距離的增強型定時測量技術 - Google Patents

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Abstract

一種確定移動無線設備之間距離的方法可以包括確定發起站和回應站支援的格式和頻寬，以及利用確定的格式和頻寬在發起站和回應站之間交換一組或多組空資料封包(NDP)訊框。然後，可以基於在發起站和回應站之間交換的一組或多組NDP訊框的定時測量來確定發起站和回應站之間的距離。

Description

用於確定無線網路之間距離的增強型定時測量技術
本申請係關於一種用於確定無線網路之間距離的增強型定時測量技術，此外，本申請要求2018年8月31日遞交的申請號為62/552,429的美國臨時申請案的優先權，在此合併參考上述申請案的全部內容。
計算系統為現代社會的進步做出了重大貢獻，其用於許多應用中以實現有利的結果。諸如桌上型個人電腦(PC)、膝上型PC、平板電腦、智慧型電話、伺服器等的眾多設備在娛樂、教育、商業和科學的大多數領域中促進提高了生產效率並降低了通信和分析資料的成本。計算系統的一個常見方面是移動設備的無線網路。無線網路能夠確定網路中一個或多個設備的位置，以用於如下應用，例如廣告及行銷、防止消費者迷路、跟蹤裝備等。
蜂窩電話網路可以基於全球定位衛星(Global Position Satellite，GPS)信號、小區塔(cell tower)信號或其組合，利用三角測量(triangulation)來確定使用者設備的位置。然而，GPS信號和小區塔信號在建築物內部可能相對較弱，使得這些信號難以用於確定支援蜂窩和/或GPS的使用者設備的位置。支援Wi-Fi的設備(Wi-Fi enabled device)可以使用信標信號(beacon signal)或定時測量(timing measurement)訊框來確定Wi-Fi網路中設備的位置。然而，使用信標相對較為昂貴，因為需要多個信標來覆蓋給定區域。使用定時測量訊框來確定支援Wi-Fi的設備到一個或多個其他設備的位置、距離、範圍測量等，則不需 要使用信標。然而，基於當前定時測量訊框的技術會限制設備的位置被確定的精確度和/或被處理的密集度。因此，持續需要供移動無線網路設備使用的增強型位置確定技術。
通過參考用於說明本技術的實施例的以下描述和附圖可以最好地理解本技術，該技術涉及用於基於在網路設備之間交換的一組或多組空資料封包(Null Data Packet，NDP)訊框的定時測量來確定設備之間的距離。
在一個方面，一種確定無線設備之間的距離的方法可以包括從發起站向回應站發送定時測量請求。定時測量請求可以包括對發起站支援的訊框格式和頻寬的請求。可以從回應站向發起站發送定時測量確認，其中定時測量確認包括發起站支援的訊框格式和頻寬的指示，其頻寬不超過請求的發起站支援的訊框格式和頻寬。可以使用發起站支援的訊框格式和頻寬，從發起站向回應站發送一個或多個上行鏈路NDP訊框。另外，可以反覆地傳輸一個或多個下行鏈路NDP訊框和一個或多個位置測量報告(LMR)訊框以及從發起站發送到回應站的的上行鏈路NDP訊框。下行鏈路NDP訊框和LMR訊框還可以具有發起站支援的訊框格式和頻寬。LMR訊框可以包括由回應站確定的上行鏈路NDP和下行鏈路NDP的一個或多個定時測量。發起站還可以確定上行鏈路NDP訊框和下行鏈路NDP訊框的一個或多個定時測量。然後，發起站可以基於在一個或多個LMR中接收的上行鏈路NDP訊框和下行鏈路NDP訊框的一個或多個定時測量以及由發起站確定的上行鏈路NDP訊框和下行鏈路NDP訊框的一個或多個定時測量，來確定發起站和回應站之間的距離。上行鏈路NDP訊框和下行鏈路NDP訊框的一個或多個定時測量可以包括一個或多個上行鏈路NDP訊框從發起站的離開時間、一個或多個上行鏈路NDP訊框到達回應站的到達時間、一個或多個下 行鏈路NDP訊框從回應站的離開時間、一個或多個下行鏈路NDP訊框到達發起站的到達時間。
在另一方面，一種確定無線設備之間的距離的方法可包括從發起站向回應站發送定時測量請求。定時測量請求可以包括對發起站支援的訊框格式和頻寬的請求。可以從回應站向發起站發送定時測量確認，其中定時測量確認包括發起站支援的訊框格式和頻寬的指示，其頻寬不超過請求的發起站支援的訊框格式和頻寬。可以使用發起站支援的訊框格式和頻寬，從回應站向一組發起站發送一組定時測量觸發。可以使用發起站支援的訊框格式和頻寬，從該組發起站向回應站發送一組上行鏈路NDP訊框中的一個或多個。可以在回應站和發起站之間交換包括觸發群組的多組訊框和多組上行鏈路NDP訊框，以支援大量發起站。可以使用發起站支援的訊框格式和頻寬，從回應站向發起站發送一個或多個下行鏈路NDP訊框和一個或多個LMR訊框。LMR訊框可以包括由回應站確定的上行鏈路NDP訊框和下行鏈路NDP訊框的一個或多個定時測量。發起站還可以確定上行鏈路NDP訊框和下行鏈路NDP訊框的一個或多個定時測量。發起站可以基於在一個或多個LMR中接收的上行鏈路NDP訊框和下行鏈路NDP訊框的一個或多個定時測量以及由發起站確定的上行鏈路NDP訊框和下行鏈路NDP訊框的一個或多個定時測量，來確定發起站和回應站之間的距離。
提供本發明內容是為了以簡化的形式介紹一些概念，這些概念將在下面的具體實施例中進一步描述。本發明內容並非旨在標識所要求保護的主題的關鍵特徵或必要特徵，也並非旨在用於限制所要求保護的主題的範圍。
130、135、140、145:通信鏈路
105、110、115、120、125:站
150、155:無線網路介面控制器
160、175:處理器
165、180:記憶體
170、185:收發器
195:廣域網路
190:有線通信鏈路
205~275:步驟
310:上行鏈路NDPA訊框
320:上行鏈路NDP訊框
330:下行鏈路NDP訊框
340:LMR訊框
405~485:步驟
510、520:定時測量觸發
530、540:上行鏈路NDP訊框
550:下行鏈路NDPA訊框
560:下行鏈路NDP訊框
570:LMR訊框
605~640:步驟
第1圖示出了根據本發明技術的多個方面的通信系統。
第2A圖、第2B圖和第2C圖示出了根據本發明技術的多個方面的確定無線設備之間距離的方法。
第3圖示出了一組上行鏈路NDPA訊框310、上行鏈路NDP訊框320、下行鏈路NDP訊框330和LMR訊框340的示例***換。
第4A圖、第4B圖和第4C圖示出了根據本發明技術的多個方面的確定無線設備之間距離的方法。
第5圖示出了一組或多組定時測量觸發、上行鏈路NDP訊框、下行鏈路NDPA訊框、下行鏈路NDP訊框和LMR訊框的示例***換。
第6圖示出了根據本發明技術的多個方面的增強型精細定時測量Wi-Fi方法。
現在將詳細參考本發明技術的實施例，其中實施例的示例在附圖中示出。雖然將結合這些實施例描述本發明技術，但是應該理解，並不旨在將本發明限制於這些實施例。相反，本發明旨在涵蓋替代物、修改和等同物，這些替代物、修改和等同物可以包括在由所附申請專利範圍限定的本發明的範圍內。此外，在本發明技術的以下詳細描述中，闡述了許多具體細節以便提供對本發明技術的透徹理解。然而，應該理解，可以在沒有這些具體細節的情況下實踐本發明技術。在其他方面，眾所周知的方法、過程、元件和電路不再詳細描述，以免不必要地模糊本發明技術的多個方面。
本發明技術的一些實施例呈現為常用程式、模組、邏輯塊和對一個或多個電子設備內的資料執行的操作的其他符號性表示。本領域具備通常知識者使用描述和表示，來最有效地將他們工作的實質傳達給本領域其他具備通常知識者。常用程式、模組、邏輯塊通常被理解為能生成期望結果的自洽的過程或指令序列。這些過程包括物理量的物理處理。通常，儘管不是必須的，這些 物理處理採用能夠在電子設備中存儲、傳輸、比較和以其他方式處理的電信號或磁信號的形式。為了方便以及參考常用用法，同時參考本發明技術的實施例，這些信號被稱為資料、位元元、值、元素、符號、字元、項、數位元、字串等。
然而，應該記住，所有這些術語都應被解釋為參考物理處理和物理量，並且僅僅是方便的標識，並且將根據本領域常用的術語來做進一步解釋。除非明確指出，否則如下述討論中顯而易見的，應當理解，通過對本發明技術的討論，利用諸如“接收”等術語的討論是指電子設備(例如電子計算設備)處理和轉換資料的動作和過程。資料被表示為電子設備的邏輯電路、寄存器、記憶體等內的物理(例如，電子)量，並且被轉換成其他資料，該其他資料可類似地表示為電子設備內的物理量。
在本申請中，使用“分隔的(disjunctive)”旨在包括“連接的(conjunctive)”。使用定冠詞或不定冠詞並不是為了表示基數。特別地，使用“該”物件或“一”物件旨在表示可能的多個這樣的物件之一。還應理解，本文使用的措辭和術語是出於描述目的，不應視為限制。
參見第1圖，第1圖示出了根據本技術的方面的通信系統。通信系統可以包括無線區域網路(Wireless Local Area Network，WLAN)中通過一個或多個無線通信鏈路130-145通信地耦接在一起的多個站(station，STA)105-125。站105至125可以包括與無線網路介面控制器150、155結合的計算設備。計算設備可以是任何類型的計算設備，包括但不限於桌上型個人電腦(Personal Computer，PC)、膝上型PC、平板PC、印表機、智慧型電話、智慧電視、遊戲控制台、資訊娛樂系統、物聯網(Internet of Thing，IOT)設備等。網路介面控制器150可以包括一個或多個處理器160、一個或多個記憶體165、一個或多個收發器170。記憶體165可以存儲一個或多個計算設備可執行指令和資料，當指令和資料由一個或多個處理器160處理時可以實現本文描述的站105至125執行的 一個或多個功能。無線通信鏈路130-145符合特定的無線協定標準。在一種實現中，無線通信鏈路130-145符合電機電子工程師學會(Electrical and Electronics Engineering，IEEE)802.11標準，通稱為Wi-Fi通信鏈路130-145。
一個或多個站105還可以通信地耦接到一個或多個廣域網路(Wide Area Network，WAN)195等。通過有線通信鏈路190通信地耦接到一個或多個WAN 195的站105也可以稱為存取點(Access Point，AP)。存取點可以將一組站連接到有線網路195。存取點可以是獨立設備或者與諸如桌上型PC、膝上型PC、平板PC、智慧型電話、路由器、數據機等計算設備集成在一起。此外，站還可以點對點(Peer-to-Peer)地可通信地耦接。
許多站可以是移動計算裝置，例如膝上型PC、平板PC、智慧型電話、資訊娛樂系統和IOT設備。在多個方面，通信系統可以基於確定的站之間的距離實現位置服務。在十米或更小範圍內的站的位置，可以被確定為無線信號從一個站到另一個站傳播所花費時間的函數。在存取點實現方式中，站可以將站和存取點(例如，單用戶(single user，SU)實現方式)之間或者多個站和存取點(例如，多用戶(multi-user，MU)實現方式)之間的距離，確定為無線信號在站和存取點之間傳播所花費時間的函數。在點對點實現方式中，站可以將該站與另一站(例如，單用戶實現方式)之間的距離，確定為無線信號在該站和另一站之間傳播所花費時間的函數。
現在參照第2A圖至第2C圖，其中根據本技術的多個方面示出了確定無線設備之間的距離的方法。根據本技術的多個方面，確定無線設備之間的距離的方法可以實現為計算設備可執行指令(例如，電腦程式)，這些指令可以存儲在一個或多個記憶體165、180(例如，計算設備可讀介質)中並由一個或多個處理器160、175執行以控制相應站105、115、120、125的網路介面控制器150、155中的一個或多個收發器170、185。
該方法可以包括在步驟205處發起站(initiating station)向回應站(responding station)發送定時測量請求(timing measurement request)。在步驟210，回應站可以從發起站接收該定時測量請求。在存取點實現方式中，發起站可以是移動用戶端設備，回應站可以是使用Wi-Fi通信協定發送和接收訊框的存取點。在點對點實現方式中，發起站可以是第一點對點用戶端設備，回應站可以是第二點對點用戶端設備。在步驟215，回應站可以向發起站發送定時測量確認。在步驟220，發起站可以從回應站接收該定時測量確認。在一個實現方式中，定時測量請求可以包括Wi-Fi起始精細定時測量(initiating Fine Timing Measurement，iFTM)請求訊框，定時測量確認可以包括起始精細定時測量(iFTM)訊框。
在步驟225，發起站在接收到定時測量確認之後，可以可選地向回應站發送一個或多個上行鏈路空資料封包通告(Null Data Packet Announcement，NDPA)訊框。在步驟230，回應站可以從發起站接收該可選的一個或多個上行鏈路NDPA訊框。
在步驟235，在發送定時測量請求以及一個或多個可選的上行鏈路NDPA訊框中的每一個訊框之後，發起站可以向回應站發送一個或多個上行鏈路空資料封包(Null Data Packet，NDP)訊框。在步驟240，回應站可以從發起站接收一個或多個上行鏈路NDP訊框。回應于接收到上行鏈路NDP訊框，回應站可以在步驟245向發起站發送一個或多個下行鏈路NDP訊框。在步驟250，發起站可以從回應站接收一個或多個下行鏈路NDP訊框。
在步驟255，回應站可以確定一個或多個上行鏈路和下行鏈路NDP訊框的一個或多個定時測量。在一個實現方式中，由回應站確定的定時測量可以包括一個或多個上行鏈路NDP訊框的到達時間(time-of-arrival)和一個或多個下行鏈路NDP訊框的離開時間(time-of-departure)。在步驟260，回應站可以發送 一個或多個位置測量報告(Location Measurement Report，LMR)訊框，其包括由回應站確定的一個或多個定時測量。在步驟265，發起站可以從回應站接收一個或多個LMR訊框。
現在參照第3圖。第3圖示出了一組上行鏈路NDPA訊框310、上行鏈路NDP訊框320、下行鏈路NDP訊框330和LMR訊框340的示例***換。一個或多個可選的上行鏈路NDPA訊框、一個或多個上行鏈路NDP訊框、一個或多個下行鏈路NDP訊框以及一個或多個LMR訊框可以在發起站和回應站之間反覆地發送。可以基於在發起站(STA)和回應站(STA)之間交換的定時測量請求或者可選地定時測量確認中指示的格式和頻寬，來發送在發起站和回應站之間交換的一個或多個可選的上行鏈路NDPA訊框、一個或多個上行鏈路NDP訊框、一個或多個下行鏈路NDP訊框以及一個或多個LMR訊框。
在一個實現方式中，回應站應該以其指示的格式和頻寬發送起始精細定時測量(iFTM)訊框。當回應站指示的頻寬分別為20MHz、40MHz、80MHz或160MHz時，回應站可以使用242子載波(tone)或更少子載波的資源單元(RU)、484子載波或更少子載波的資源單元(RU)、996子載波或更少子載波的資源單元(RU)、或2x996子載波或更少子載波的資源單元(RU)。當回應站指示的頻寬分別為20MHz、40MHz、80MHz或160MHz時，回應站可以指定242子載波或更少子載波的資源單元(RU)、484子載波或更少子載波的資源單元(RU)、996子載波或更少子載波的資源單元(RU)、或者2x996子載波或更少子載波的資源單元(RU)，用於請求高效(High Efficiency，HE)多用戶(Multi-User，MU)實體層會聚協定(PLCP)協定資料單元(Protocol Data Unit，PPDU)以承載由發起站接收的iFTM訊框的確認(Ack)。承載HE基於觸發器(Trigger-Based，TB)PLCP PPDU中iFTM訊框的Ack回應的資源單元(RU)的頻寬應當與承載HE MU PLCP PPDU的資源單元的頻寬相同。
在一個實現方式中，回應站還可以利用26子載波資源單元(RU)、52子載波資源單元(RU)或106子載波資源單元(RU)，在HE MU PLCP PPDU中發送iFTM訊框。然而，如果發起站不希望在如此小的資源單元(例如，小於20MHz)上接收iFTM訊框，則發起站可以在iFTM請求訊框的參數元素(parameter element)中包括最小頻寬資訊欄位。在示例性實現方式中，最小頻寬資訊欄位可以被設置為0、1、2或3以分別指示26子載波或更少子載波的資源單元、52子載波或更少子載波的資源單元、106子載波或更少子載波的資源單元或者242子載波或更少子載波的資源單元。在這種情況下，回應站不應當以小於發起站在最小頻寬資訊欄位中所指示的頻寬，來發送iFTM訊框。回應站也不應當請求HE TB PLCP PPDU在頻寬小於發起站由最小頻寬資訊欄位所指示頻寬的資源單元(RU)上承載所接收的iFTM訊框的Ack。
再次參照第2B圖，發起站可以在步驟270確定一個或多個上行鏈路和下行鏈路NDP訊框的一個或多個定時測量。在一個實現方式中，由發起站確定的定時測量可以包括一個或多個上行鏈路NDP訊框的離開時間和一個或多個下行鏈路NDP訊框的到達時間。在步驟275，發起站可以基於在一個或多個LMR中接收的上行鏈路和下行鏈路NDP訊框的一個或多個定時測量以及發起站確定的上行鏈路和下行鏈路NDP訊框的一個或多個定時測量，確定發起站和回應站之間的距離。發起站還可以基於回應站的共用(shared)位置(例如，存取點回應站的經度和緯度)、回應站的共用高度(樓層數和/或地面上的高度)、共用鄰居報告、結合網路映射的統一資源識別符(Uniform Resource Identifier，URI)或域名(domain name)等，確定發起站的位置。
現在參照第4A圖至第4C圖，根據本技術的多個方面示出了確定無線設備之間的距離的方法。根據本技術的多個方面，確定無線設備之間的距離的方法可以再次實現為計算設備可執行指令(例如，電腦程式)，這些指令可以存 儲在一個或多個記憶體165、180(例如，計算設備可讀介質)中並由一個或多個處理器160、175執行以控制相應站105、115、120、125的網路介面控制器150、155中的一個或多個收發器170、185。
該方法可以包括在步驟405處發起站(initiating station)向回應站(responding station)發送定時測量請求。在步驟410，回應站可以從發起站接收該定時測量請求。在步驟415，回應站可以向發起站發送定時測量確認。在步驟420，發起站可以從回應站接收該定時測量確認。在一個實現方式中，定時測量請求可以包括Wi-Fi起始精細定時測量(initiating Fine Timing Measurement，iFTM)請求訊框，定時測量確認可以包括起始精細定時測量(iFTM)訊框。
在步驟425，回應站可以在發送定時測量確認之後，向一個或多個發起站發送一組或多組定時測量觸發(trigger)一次或多次。在步驟430，一個或多個發起站可以從該回應站接收定時測量觸發。
在步驟435，發起站可以向回應站發送對應的上行鏈路NDP訊框一次或多次。在步驟440，回應站可以從發起站接收上行鏈路NDP訊框一次或多次。
在步驟445，在從一個或多個發起站一次或多次接收上行鏈路NDP訊框後，回應站可以向一個或多個發起站發送一個或多個下行鏈路NDPA訊框。在步驟450，一個或多個發起站可以從回應站一次或多次接收下行鏈路NDPA訊框。
在步驟455，在發送下行鏈路NDPA訊框之後，回應站可以向一個或多個發起站發送一個或多個下行鏈路NDP訊框。在步驟460，發起站可以從回應站接收下行鏈路NDP訊框。
在步驟465，回應站可以確定一個或多個上行鏈路和下行鏈路NDP訊框的一個或多個定時測量。在一個實現方式中，由回應站確定的定時測量可以包括一個或多個上行鏈路NDP訊框的到達時間和一個或多個下行鏈路NDP訊框的離開時間。在步驟470，回應站可以向一個或多個發起站發送包括一個或多個 定時測量的一個或多個LMR訊框。在步驟475，一個或多個發起站可以從回應站接收一個或多個LMR訊框。
參照第5圖，第5圖示出了一組或多組定時測量觸發(timing measurement trigger)510和520、一組或多組上行鏈路NDP訊框530和540、下行鏈路NDPA訊框550、下行鏈路NDP訊框560和LMR訊框570的示例***換。用於一組發起站的定時測量觸發可以在一個訊框中一起發送。如果存在大量的發起站，則可以在多個訊框中發送多組定時測量觸發。對應的發起站可以向對應組中的回應站發送上行鏈路NDP訊框。多組定時測量觸發、多組上行鏈路NDP訊框、下行鏈路NDPA訊框、下行鏈路NDP訊框和LMR訊框可以在發起站和回應站之間反覆發送。可以基於在發起站和回應站之間交換的定時測量請求或者可選地定時測量確認中指示的格式和頻寬，發送在發起站和回應站之間交換的多組定時測量觸發、多組上行鏈路NDP訊框、下行鏈路NDPA訊框、下行鏈路NDP訊框和LMR訊框。
在一個實現方式中，當回應站發送觸發訊框(例如，高效HEz觸發訊框)時，回應站不應使用比在iFTM請求訊框中所指示頻寬更寬的頻寬。在這種情況下，回應站應將通道頻寬(CH BANDWIDTH)的傳輸向量(TXVECTOR)參數設置為與觸發訊框中公共資訊欄位的頻寬(BW)子欄位的值相同。在從發起站接收上行鏈路NDP訊框之後，當回應站發送NDPA訊框和下行鏈路NDP訊框時，回應站應將通道頻寬(CH BANDWIDTH)的傳輸向量(TXVECTOR)參數設置為與先前上行鏈路探測階段中發送的觸發訊框和上行鏈路NDP訊框的頻寬具有相同值。上行鏈路NDP訊框中SIG-A欄位的頻寬(BW)欄位表示上行鏈路NDP訊框的頻寬。上行鏈路NDP訊框中SIG-A欄位的頻寬(BW)欄位被設置為與觸發訊框中公共資訊欄位的頻寬(BW)子欄位中指示的頻寬值相同。當發起站發送上行鏈路NDP訊框以作為對觸發訊框的回應時，發起站應當將通道頻 寬(CH BANDWIDTH)的傳輸向量(TXVECTOR)參數設置為與觸發訊框中公共資訊欄位的頻寬(BW)子欄位的值相同。
在一個實現方式中，回應站正在發送觸發訊框時，當回應站所指示的頻寬分別為20MHz、40MHz、80MHz或160MHz時，回應站可以分配242子載波或更少子載波的資源單元(RU)、484子載波或更少子載波的資源單元(RU)、996子載波或更少子載波的資源單元(RU)、或2x996子載波或更少子載波的資源單元(RU)，用於請求HE TB PLCD PPDU承載上行鏈路NDP。當回應站正在發送下行鏈路NDPA訊框和下行鏈路NDP訊框時，回應站可以設置下行鏈路NDPA訊框和下行鏈路NDP訊框的頻寬與先前探測階段中傳輸的下行鏈路觸發訊框和上行鏈路NDP的頻寬相同。在一個實現方式中，上行鏈路NDP訊框中SIG-A欄位的頻寬欄位表示上行鏈路NDP訊框的頻寬。回應站應使用其指示的頻寬來發送下行鏈路NDPA訊框和下行鏈路NDP訊框。
在一個實現方式中，如果發起站不想在小資源單元(例如，小於20MHz)上發送上行鏈路NDP，則發起站可以在iFTM請求訊框的參數元素(parameter element)中包括最小頻寬資訊欄位。在示例性實現方式中，最小頻寬資訊欄位的值可以被設置為0、1、2或3以分別指示26子載波或更少子載波的資源單元、52子載波或更少子載波的資源單元、106子載波或更少子載波的資源單元或者242子載波或更少子載波的資源單元。回應站不應當在頻寬小於回應站在最小頻寬資訊欄位所指示頻寬的資源單元(RU)上請求HE TB PLCP PPDU承載上行鏈路NDP。
再次參照第4C圖，在步驟480，發起站可以確定一個或多個上行鏈路和下行鏈路NDP訊框的一個或多個定時測量。在一個實現方式中，由發起站確定的定時測量可以包括一個或多個上行鏈路NDP訊框的離開時間和一個或多個下行鏈路NDP訊框的到達時間。在步驟485，發起站可以基於一個或多個LMR訊 框中的一個或多個定時測量以及發起站確定的一個或多個定時測量，確定發起站和回應站之間的距離。發起站還可以基於回應站的共用(shared)位置(例如，存取點回應站的經度和緯度)、回應站的共用高度(樓層數和/或地面上的高度)、共用鄰居報告、結合網路映射的統一資源識別符(Uniform Resource Identifier，URI)或域名(domain name)等，確定發起站的位置。
現在參照第6圖，示出了根據本技術的多個方面的增強型精細定時測量(Enhanced Fine Timing Measurement，EFTM)Wi-Fi方法。EFTM Wi-Fi方法可以實現為計算設備可執行指令(例如，電腦程式)，這些指令可以存儲在一個或多個記憶體165、180(例如，計算設備可讀介質)中並由一個或多個處理器160、175執行以控制相應站105、115、120、125的網路介面控制器150、155中的一個或多個收發器170、185。EFTM可以基於Wi-Fi協定的NDPA訊框和NDP訊框。
EFTM可以以如下開始，在步驟605，被稱為發起站的第一站向被稱為回應站的第二站發送iFTM請求訊框。在存取點實現方式中，發起站可以是使用者設備115，回應站可以是存取點105，如第1圖中所示。在點對點實現方式中，發起站可以是第一使用者設備125，回應站可以是第二使用者設備120，如第1圖所示。iFTM請求訊框可以包括一個或多個測量參數，測量參數包括格式和頻寬欄位。發起站可以在iFTM請求訊框的測量參數中指示所請求的它能支援的格式和頻寬。在一個實現方式中，表1中的示例性格式和頻寬欄位值可以指定各種格式和頻寬。
Figure 107130597-A0305-02-0015-4
Figure 107130597-A0305-02-0016-3
Figure 107130597-A0305-02-0017-2
Figure 107130597-A0305-02-0018-1
欄位值17-22和32-36可以是單用戶(SU)EFTM格式和頻寬，欄位值23-27和37-41可以是多用戶(MU)EFTM格式和頻寬。
在步驟610，回應站可以向發起站發送確認訊框，以回應接收到iFTM請求訊框。在步驟615，回應站可以在發送確認訊框之後向發起站發送iFTM。如果回應站支援所指示的格式和頻寬，則回應站可以在iFTM訊框中指示與發起站所請求格式和頻寬相同的格式和頻寬。如果回應站不支援發起站指示的格式和頻寬，則回應站可以指示該回應站所支援的格式和頻寬，其中指示的頻寬不會寬於發起站請求的頻寬。例如，如果發起站請求DMG、HE、VHT、HT混合(HT-Mixed)或非HT(non-HT)格式，則回應站不應指示EFTM格式。類似地，如果發起站請求DMG、VHT、HT混合或非HT格式，則回應站不應指示HE格式。如果發起站請求DMG或非HT格式，則回應站也不應指示HT格式。如果發起站請求EFTM、HE、VHT、HT混合或非HT格式，則回應站也不應指示DMG格式。另外，如果發起站指示HE SU、HE ER SU、VHT或HT混合或非HT格式，則回應站不應指示HE MU格式。如果發起站(STA)指示HE MU格式，則回應站也不應指示HE SU、HE ER SU、VHT或HT混合或非HT格式。
在步驟620，回應於接收到iFTM訊框，發起站可以向回應站發送確認訊框。在步驟625，發起站還可以向回應站發送第一上行鏈路NDPA訊框，以回應接收到iFTM訊框。在步驟630，發起站還可以在發送第一上行鏈路NDPA訊框之後向回應站發送第一上行鏈路NDP訊框。發起站可以使用由回應站在iFTM訊框中指示的格式和頻寬來發送上行鏈路NDPA訊框和上行鏈路NDP訊框。
在步驟635，回應站可以向發起站發送第一下行鏈路NDP訊框，以回 應接收到第一上行鏈路NDP訊框。在步驟640，回應站還可以在發送第一下行鏈路NDP訊框之後向發起站發送第一LMR。回應站可以使用由回應站在iFTM訊框中指示的格式和頻寬來發送下行鏈路NDP訊框和LMR。LMR可以包括基於上行鏈路NDP訊框的到達時間(t2_1)和下行鏈路NDP訊框的離開時間(t3_1)的回應站定時測量。
可以在一個或多個附加探測階段中重複過程625-640，以生成從發起站發送到回應站的上行鏈路NDPA訊框和上行鏈路NDP訊框以及從回應站發送到發起站的下行鏈路NDP訊框和LMR的一個或多個附加集合。
可以基於一組或多組上行鏈路和下行鏈路NDP訊框的離開時間和到達時間來確定發起站和回應站之間的距離。在一個示例中，可以基於等式1計算上行鏈路和下行鏈路NDP訊框的往返時間(Round Trip Time，RTT)：
Figure 107130597-A0305-02-0019-5
然後可以基於往返時間(RTT)確定發起站和回應站之間的距離。例如，已知上行鏈路和下行鏈路NDP訊框的射頻信號需要3.33納秒(ns)才能行進1米。還可以基於回應站的共用(shared)位置(例如，存取點回應站的經度和緯度)、回應站的共用高度(樓層數和/或地面上的高度)、共用鄰居報告、結合網路映射的統一資源識別符(Uniform Resource Identifier，URI)或域名(domain name)等，確定發起站的位置。
從距離測量得出的位置服務可以有利地用於廣告和營銷、阻止消費者迷路、跟蹤裝備等。例如，當消費者在商店和購物中心中移動時，企業可以使用超本地化營銷(hyperlocal marketing)向消費者的智慧手機發送有針對性的廣告或特別優惠。在其他示例中，位置服務可以支援在建築物中尋找會議室、在醫院中尋找預約室、在機場中尋找登機口(gate)或營業攤點(concession stand)等應用。位置服務可以有利地利用無處不在的WLAN基礎設施部署，例如Wi-Fi 網路，來傳送位置資料，而無需部署諸如Wi-Fi網路信標的單獨或專有基礎設施。諸如Wi-Fi網路之類的WLAN網路有利地可以在室內很好地工作，其中在室內GPS信號和蜂窩電話信號可能較弱。因此，根據本技術的多個方面的基於網路的位置服務可以有利地在建築物內提供位置服務，其中在建築物內GPS和基於蜂窩網路的位置服務可能不能很好地工作。
已經出於說明和描述的目的呈現了本發明技術的特定實施例的前述描述。前述描述並非旨在進行窮舉或將本發明限制於所公開的精確形式，顯然地根據上述教導可以進行許多修改和變化。選擇這些實施例進行描述是為了最好地解釋本發明技術的原理及其實際應用，從而使得本領域的其他具備通常知識者能夠最好地利用本發明技術以及各種實施例，這些各種實施例具有適用於預期特定用途的各種修改。本發明的範圍旨在由所附申請專利範圍及其等同物限定。以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
130、135、140、145:通信鏈路
105、110、115、120、125:站
150、155:無線網路介面控制器
160、175:處理器
165、180:記憶體
170、185:收發器
195:廣域網路
190:有線通信鏈路

Claims (20)

  1. 一種確定無線設備之間距離的方法，包括：在交換空資料封包(Null Data Packet，NDP)訊框之前，根據發起站和回應站之間的定時測量請求和定時測量確認，確定所述發起站和所述回應站支援的訊框格式和頻寬，其中所述定時測量請求包括對所述發起站所支援的訊框格式和頻寬的請求，其中所述定時測量確認包括的訊框格式和頻寬受所述發起站支援，所述定時測量確認的頻寬不超過所述發起站請求的所支援的訊框格式和頻寬；使用確定的由所述發起站和所述回應站支援的格式和頻寬，在所述發起站和所述回應站之間交換一組或多組空資料封包(Null Data Packet，NDP)訊框；以及基於在所述發起站和所述回應站之間交換的所述一組或多組NDP訊框的定時測量，確定所述發起站與所述回應站的距離。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中：確定所述發起站和所述回應站支援的格式和頻寬的步驟包括；由所述發起站向所述回應站發送定時測量請求；以及由所述發起站從所述回應站接收定時測量確認；交換所述一組或多組NDP訊框的步驟包括：通過使用所述發起站支援的訊框格式和頻寬，由所述發起站向所述回應站發送一個或多個上行NDP訊框；以及由所述發起站從具有所述發起站支援的訊框格式和頻寬的所述回應站接收一個或多個下行鏈路NDP訊框；以及確定所述發起站與所述回應站的距離的步驟包括： 由所述發起站接收一個或多個位置測量報告(Location Measurement Report，LMR)，所述一個或多個LMR包括來自所述回應站的上行鏈路NDP訊框和下行鏈路NDP訊框的一個或多個定時測量，其中所述一個或多個LMR使用所述發起站支援的訊框格式和頻寬；由所述發起站確定所述上行鏈路NDP訊框和所述下行鏈路NDP訊框的一個或多個定時測量；以及基於在所述一個或多個LMR中接收的以及由所述發起站確定的所述上行鏈路NDP訊框和所述下行鏈路NDP訊框的所述一個或多個定時測量，由所述發起站確定所述發起站與所述回應站的距離。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的方法，其中：所述定時測量請求包括Wi-Fi初始精細定時測量(initiating Fine Timing Measurement，iFTM)請求訊框；所述定時測量確認包括Wi-Fi精細定時測量(Fine Timing Measurement，FTM)訊框；所述一個或多個上行鏈路NDP訊框包括一個或多個Wi-Fi NDP訊框；所述一個或多個下行鏈路NDP訊框包括一個或多個Wi-Fi NDP訊框；以及所述一個或多個LMR包括一個或多個LMR訊框。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的方法，其中，確定所述發起站和所述回應站支援的格式和頻寬還包括：由所述發起站從所述回應站接收下行鏈路Wi-Fi確認(Ack)訊框，以回應所述Wi-Fi iFTM請求訊框；以及由所述發起站向所述回應站發送上行鏈路Wi-Fi確認(Ack)訊框，以回應 所述Wi-Fi iFTM訊框。
  5. 如申請專利範圍第3項所述的方法，其中交換所述一組或多組NDP訊框還包括：在發送所述一個或多個Wi-Fi NDP訊框之前，由所述發起站向所述回應站發送一個或多個Wi-Fi空資料封包通告(Null Data Packet Announcement，NDPA)訊框。
  6. 如申請專利範圍第2項所述的方法，其中，由所述發起站反覆地發送和接收所述一個或多個上行鏈路NDP訊框、所述一個或多個下行鏈路NDP訊框和所述一個或多個LMR。
  7. 如申請專利範圍第2項所述的方法，其中：在從所述回應站接收的所述一個或多個LMR中的所述上行鏈路NDP訊框和所述下行鏈路NDP訊框的定時測量包括所述一個或多個上行鏈路NDP訊框的到達時間和所述一個或多個下行鏈路NDP訊框的離開時間；以及由所述發起站確定的所述上行鏈路NDP訊框和所述下行鏈路NDP訊框的定時測量包括所述一個或多個上行鏈路NDP訊框的離開時間和所述一個或多個下行鏈路NDP訊框的到達時間。
  8. 一種確定無線設備之間的距離的方法，包括：由回應站從發起站接收定時測量請求，其中，所述定時測量請求包括對所述發起站支援的訊框格式和頻寬的請求；由所述回應站向所述發起站發送定時測量確認，其中所述定時測量確認包 括得到所述發起站支援的訊框格式和頻寬，所述定時測量確認的頻寬不超過所述發起站所請求的支援的訊框格式和頻寬；由所述回應站使用所述發起站支援的訊框格式和頻寬，從所述發起站接收一個或多個上行鏈路空資料封包(Null Data Packet，NDP)訊框；由所述回應站將一個或多個下行鏈路NDP訊框發送給所述發起站，所述一個或多個下行鏈路NDP訊框具有所述發起站支援的訊框格式和頻寬；由所述回應站確定所述上行鏈路NDP訊框和所述下行鏈路NDP訊框的一個或多個定時測量；以及由所述回應站向所述發起站發送一個或多個位置測量報告(Location Measurement Report，LMR)，所述一個或多個LMR包括所述上行鏈路NDP訊框和所述下行鏈路NDP訊框的一個或多個定時測量，其中所述LMR使用所述發起站支援的訊框格式和頻寬。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的方法，其中：所述定時測量請求包括Wi-Fi初始精細定時測量(initiating Fine Timing Measurement，iFTM)請求訊框；所述定時測量確認包括Wi-Fi精細定時測量(Fine Timing Measurement，FTM)訊框；所述一個或多個上行鏈路NDP訊框包括一個或多個Wi-Fi NDP訊框；所述一個或多個下行鏈路NDP訊框包括一個或多個Wi-Fi NDP訊框；以及所述一個或多個LMR包括一個或多個LMR訊框。
  10. 如申請專利範圍第8項所述的方法，其中，由所述回應站反覆地接收和發送所述一個或多個上行鏈路NDP訊框、所述一個或多個下行鏈路 NDP訊框和所述一個或多個LMR。
  11. 如申請專利範圍第8項所述的方法，其中由所述回應站確定的所述上行鏈路NDP訊框和所述下行鏈路NDP訊框的定時測量包括所述一個或多個上行鏈路NDP訊框的到達時間和所述一個或多個下行鏈路NDP訊框的離開時間。
  12. 一種確定無線設備之間的距離的方法，包括：由發起站向回應站發送定時測量請求，其中，所述定時測量請求包括對所述發起站支援的訊框格式和頻寬的請求；由所述發起站從所述回應站接收定時測量確認，其中所述定時測量確認包括受所述發起站支援的訊框格式和頻寬，所述定時測量確認的頻寬不超過所述發起站所請求的支援的訊框格式和頻寬；使用所述發起站支援的訊框格式和頻寬，由所述發起站從所述回應站接收定時測量觸發；使用所述發起站支援的訊框格式和頻寬，由所述發起站向所述回應站發送一個或多個上行鏈路空資料封包(Null Data Packet，NDP)訊框；由所述發起站從所述回應站接收一個或多個下行鏈路NDP訊框，所述一個或多個下行鏈路NDP訊框具有所述發起站支援的訊框格式和頻寬；由所述發起站接收一個或多個位置測量報告(Location Measurement Report，LMR)，所述一個或多個LMR包括來自所述回應站的所述上行鏈路NDP訊框和所述下行鏈路NDP訊框的一個或多個定時測量，其中所述一個或多個LMR使用所述發起站支援的訊框格式和頻寬；由所述發起站確定所述上行鏈路NDP訊框和所述下行鏈路NDP訊框的一個 或多個定時測量；以及基於在所述一個或多個LMR中接收的以及由所述發起站確定的所述上行鏈路NDP訊框和所述下行鏈路NDP訊框的一個或多個定時測量，由所述發起站確定所述發起站與所述回應站之間的距離。
  13. 如申請專利範圍第12項所述的方法，其中：所述定時測量請求包括Wi-Fi初始精細定時測量(initiating Fine Timing Measurement，iFTM)請求訊框；所述定時測量確認包括Wi-Fi精細定時測量(Fine Timing Measurement，FTM)訊框；所述一個或多個上行鏈路NDP訊框包括一個或多個Wi-Fi NDP訊框；所述一個或多個下行鏈路NDP訊框包括一個或多個Wi-Fi NDP訊框；以及所述一個或多個LMR包括一個或多個LMR訊框。
  14. 如申請專利範圍第13項所述的方法，還包括：在從所述回應站接收所述一個或多個下行鏈路NDP訊框之前，由所述發起站從所述回應站接收一個或多個下行鏈路Wi-Fi空資料封包通告(Null Data Packet Announcement，NDPA)訊框，其中，所述一個或多個下行鏈路NDPA訊框使用所述發起站支援的訊框格式和頻寬。
  15. 如申請專利範圍第12項所述的方法，其中，由所述發起站反覆地發送和接收所述一個或多個上行鏈路NDP訊框、所述一個或多個下行鏈路NDP訊框和所述一個或多個LMR。
  16. 如申請專利範圍第12項所述的方法，其中：在從所述回應站接收的所述一個或多個LMR中的所述上行鏈路NDP訊框和所述下行鏈路NDP訊框的定時測量包括所述一個或多個上行鏈路NDP訊框的到達時間和所述一個或多個下行鏈路NDP訊框的離開時間；以及由所述發起站確定的所述上行鏈路NDP訊框和所述下行鏈路NDP訊框的定時測量包括所述一個或多個上行鏈路NDP訊框的離開時間和所述一個或多個下行鏈路NDP訊框的到達時間。
  17. 一種確定無線設備之間的距離的方法，包括：由回應站從發起站接收定時測量請求，其中，所述定時測量請求包括對所述發起站支援的訊框格式和頻寬的請求；由所述回應站向所述發起站發送定時測量確認，其中所述定時測量確認包括受所述發起站支援的訊框格式和頻寬，所述定時測量確認的頻寬不超過所述發起站所請求的支援的訊框格式和頻寬；由所述回應站使用所述發起站支援的訊框格式和頻寬，向一組發起站發送一組定時測量觸發；由所述回應站使用所述發起站支援的訊框格式和頻寬，從所述一組發起站接收一組上行鏈路NDP訊框中的一個或多個；由所述回應站將一個或多個下行鏈路NDP訊框發送給所述一組發起站，所述一個或多個下行鏈路NDP訊框具有所述發起站支援的訊框格式和頻寬；由所述回應站確定所述上行鏈路NDP訊框和所述下行鏈路NDP訊框的一個或多個定時測量；以及由所述回應站向所述一組發起站發送一個或多個位置測量報告(Location Measurement Report，LMR)，所述一個或多個LMR包括所述上行鏈路NDP訊框 和所述下行鏈路NDP訊框的一個或多個定時測量，其中所述LMR使用所述發起站支援的訊框格式和頻寬。
  18. 如申請專利範圍第17項所述的方法，還包括：由所述回應站使用所述發起站支援的訊框格式和頻寬，向第二組發起站發送第二組定時測量觸發；由所述回應站使用所述發起站支援的訊框格式和頻寬，從所述第二組發起站接收第二組上行鏈路NDP訊框中的一個或多個；由所述回應站向所述第二組發起站進一步發送所述一個或多個下行鏈路NDP訊框，所述一個或多個下行鏈路NDP訊框具有所述發起站支援的訊框格式和頻寬；以及由所述回應站向所述第二組發起站進一步發送所述一個或多個LMR，所述一個或多個LMR包括所述上行鏈路NDP訊框和所述下行鏈路NDP訊框的一個或多個定時測量，其中所述LMR使用所述發起站支援的訊框格式和頻寬。
  19. 如申請專利範圍第17項所述的方法，其中：所述定時測量請求包括Wi-Fi初始精細定時測量(initiating Fine Timing Measurement，iFTM)請求訊框；所述定時測量確認包括Wi-Fi精細定時測量(Fine Timing Measurement，FTM)訊框；所述一個或多個上行鏈路NDP訊框包括一個或多個Wi-Fi NDP訊框；所述一個或多個下行鏈路NDP訊框包括一個或多個Wi-Fi NDP訊框；以及所述一個或多個LMR包括一個或多個LMR訊框。
  20. 如申請專利範圍第17項所述的方法，其中，由所述回應站反覆 地接收和發送所述一個或多個上行鏈路NDP訊框、所述一個或多個下行鏈路NDP訊框和所述一個或多個LMR。
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