允许通过经调制的啁嗽信号交换数据，在所述测距模式中信号的测距交换在 主设备和从设备之间进行，这导致对它们之间距离的评估。从站被布置用于识别测距请求 并且发射回包含在时间和频率上与测距请求中的啁嗽所精确对准的啁嗽的测距响应，于是 主站能够接收测距响应、相对于其自己的时间参考来分析被包含在其中的啁嗽的时间和频 率并且估计到从站的距离。
[0036] 图3示意性地表示包括测距请求的帧的可能结构。所述测距请求开始于前导码并 且包括基础（即，未经调制或具有等于零的循环移位)符号的检测序列411，所述前导码可以 具有与用于其它目的的发明的系统中被交换的其它帧共同的结构。检测序列411被用于接 收器中以检测信号的开始并且优选地执行其时间参考与发射器中时间参考的第一同步。通 过对经解调的检测序列进行去啁嗽，例如将它与本地合成的共辄啁嗽相乘并且执行FFT操 作，所述接收器能够确定移位量。
[0037] 检测序列的长度可以任意长。这被用在以下应用中：其中通信是稀疏的并且由不 活动的长间隔所分离，在所述不活动的长间隔期间，所述接收器处于低功率备用模式。在接 收第一信号的情况下，所述接收器通常表现出空闲时间，用于从备用状态改换成完全唤醒 状态。所述前导码优选地被选择为比接收器的空闲时间更长，其确保前导码检测的高概率。
[0038] 检测序列的结束由一个或多个(优选地两个）帧同步符号412标记，所述帧同步符 号412是以预定值调制的啁嗽，例如以调制值4的第一啁嗽和以相对的（opposite)调制 一-的第二啁嗽。这些经调制的符号被用于得到帧同步。在所示出的示例中，接收器寻 找3个连续的符号的存在：未经调制、以第一值被调制的、以第二值被调制的。因为接收误 差主要是± 1偏移，选择这些值用于帧同步符号412将不是合理的。优选地，帧同步符号的 调制在绝对移位上大于3个单位，使得误差的似然性最小化。
[0039] 使用单个经调制的符号作为帧同步标记是可能的，但是对于低信噪比不是最优 的，其中一出现从〇到比方说4的解调误差，就可能导致错误的帧同步事件。使用相同调制 值用于若干符号也是可能的（虽然不太健壮)，因为单个解调误差能够将帧同步偏移一个符 号。
[0040] 帧同步符号412的预定调制值也能够被用作网络签名，在不接收彼此的分组的情 况下允许若干网络的共存。当接收器试图使用与其正接收的帧相比不同的预定值来实现 帧同步时，由于所预期的序列将不出现，帧同步将失败。当为了该目的而被使用时，帧同步 符号调制值对于网络应当是唯一的。对于2个符号，所述集对于第一网络可以例如是{3， N-3}，然后{6, N-6}，然后{9, N-9}等等。同样地，3个值的分离是重要的，因为最可能的解 调误差是调制值上的±1偏移。
[0041] 根据本发明的另一个方面，所述前导码优选地包括频率同步符号413,所述频率同 步符号413在于是基础未经调制啁嗽的复共辄的一个或多个(优选地两个)啁嗽。在基带表 示中可以将这些视为降频啁嗽，其中频率从A = + /I的值下降至I:夂…兵祕||。一旦 实现帧同步，接收器能够使用经修改的处理序列来解调这些：所述基带信号与被用于解调 前导码和数据中所有其它符号的序列的复共辄相乘，并且然后进行FFT变换。
[0042] 虽然用于频率同步的共辄符号是有效的，但这不是仅有的可能性，并且本发明不 必被这样限制。所述共辄符号事实上可以由具有与基础啁嗽相比不同的带宽或持续时间的 啁嗽所代替，因而表现出比基础啁嗽的频率变化更快或更慢的频率变化。该变形将需要更 复杂的接收器，但是另一方面使共辄啁嗽自由以用于数据传输。
[0043] 由于啁嗽的时间-频率等价属性，调制的视在值（apparent value)将给出频率误 差。为了让接收器在时间上对准，在符号413之后插入静默（si Ience ) 420。
[0044] 两个符号比一个更好，因为某一重复对于不产生解调误差是必要的。同样，因为所 述两个符号是利用相同的开始相位被调制的，所以可以提取精细频率误差。
[0045] 可选地，报头进一步包括精细同步符号414并且允许简单地实施完全一致的接收 器以及数据符号中更紧密的报头和等价地更高比特速率，所述精细同步符号414例如是未 经调制的基础啁嗽并且给出精细时间和频率同步的时机。可能的是，如以上所述地处理这 些符号，将它们与共辄符号相乘、提取FFT并且确定对应于精细时间移位的峰值位置。此类 精细时间移位不受制于漂移，因为一旦粗糙同步已经被实现，由于晶体参考中偏移的系统 采样漂移被适当地考虑。比较不同符号中的该峰值的相对相位允许精细地同步在发射器和 接收器之间的频率。
[0046] 如果频率同步只依靠频率同步符号413,则一些频率偏移可能导致一个调制位置 的误差：这些频率偏移是这样的使得降频啁嗽的解调给出两个同样可能的值(这些是相邻 值)。简单接收器不能够辨别所述两个值，并且可能采取错误的决定，产生小的残余频率偏 移和一半的调制位置定时误差。依赖于噪声，此类误差能够给出全位置调制误差。就在频率 同步之后给予接收器更好健壮性的可替换方式是以较低数据速率为代价的调制值缩减集。 [0047] 除执行精细时间对准之外，这些符号还能够给出另一个精细频率误差估计。这允 许实施简单一致的接收器，其继而使得除循环移位作为调制方法之外符号的相位调制是可 能的。
[0048] 帧的报头部分是数据字段415,其包括帧意图用于测距的指示和需要测距的特定 设备的标识码。只有具有等于在报头中所指定的标识码的标识码的该特定设备应当对所述 测距请求进行响应。
[0049] 测距符号416是具有预定时间结构的一连串未经调制的啁嗽。优选地，所述测距 符号416是一连串未经调制的啁嗽，即基础啁嗽。
[0050] 图6示意性地图示在测距交换期间在主和从设备中可能的步骤序列。所述交换由 主站发起，所述主站发射指明特定从设备的测距请求(步骤201 )，并且然后等待(步骤230) 适当的响应。所述从站接收请求(步骤300)并且起先如同正常传输那样对它进行处理。其 运行检测、时间和频率同步(步骤350)和报头解码的通常步骤。然后其发现所述帧是测距 请求并且将所述测距请求ID与其自己的ID比较(步骤352)。如果它们匹配，则其将继续 进行紧接的步骤。在该第一阶段期间，所述从站已经估计在主站和其本身之间的频率偏移。 该频率偏移被用于计算(步骤356)在其之间的定时漂移（timing drift)，假定定时和频率 得自相同的时间参考。然后所述从站执行测距特定步骤： a-测距同步（步骤357):这是用于与由主站所发射的测距符号在时间上对准。的确， 就在报头之后可能有时间偏移，因为所述报头对于小时间偏移是健壮的。
[0051] b-测距计算(步骤359)。对于每个符号，执行经调整的去啁嗽操作。不同的本地 啁嗽被合成用于对每个符号进行去啁嗽，以便针对定时漂移而调整：首先，所述啁嗽的斜率 被修改与晶体偏移对应的非常小的部分。其次，所述啁嗽的开始频率被修改以适应自测距 同步时刻以后所累积的定时误差，该值等于符号索引（symbol index)乘以所评估的每符号 定时漂移。此处我们完全使用啁嗽的频率-时间等价，以及这些补偿是非常小的这一事实。 在可替换方案中，接收器可以在时间上内插，但是这将比频率移位复杂得多。所述补偿是小 的，一些PPM的频率移位将不使信号偏离信道。啁嗽的频率-时间等价意味着在某些方面 上，时间偏移等价于频率偏移。
[0052] 在FFT之后，在预期位置(频段（bin) 0,没有调制）处的输出的相对值与其邻居相 比较。然后内插被执行以找到精细定时(步骤362)。这相当于（amount to)根据没有被确 切置于期望频率上的FFT值的离散观测来评估正弦曲线的频率，并且能够以各种方式来执 行。
[0053] 对若干符号一起求平均以得到精细定时估计。这允许从站确定确切定时时刻，在 所述确切定时时刻通过把从报头所确定(步骤350)的粗糙定时移位和精细定时移位、由 表达式 Ranging_symbols_numbers (测距符号数）X (symbol_duration (符号持续时间） +timing_drift_per_symbol (每符号定时漂移))所给出的测距序列的持续时间和预定测距 响应偏移加在一起来发射响应。所述从站因而等待直到定时时刻为止(步骤364)并且发射 测距响应(步骤367)。
[0054] 所述测距响应偏移是预定时间间隔，所述预定时间间隔适应处理时间并且使用在 从站的接收和发射无线电内部的延迟。假定所述估计是正确的，则在天线处的信号的测距 响应开始时间应当等于所接收请求的开始时间加上固定偏移，所述固定偏移优选地对应于 整数数目的符号。所述测距响应偏移可以是恒定的或被适应性地调整以便补偿温度改变或 其它漂移源。
[0055] 重要地，通过确定粗糙和精细时间移位估计和定时漂移，由于包括如以上所解释 的啁嗽调制信号的测距请求的特殊属性，本发明的从设备能够基于被包含在测距请求中的 啁嗽的时间和频率来确定其自己的时间参考相对于主站的时间参考的时间和频率移位。
[0056] 所述测距响应由若干未经调制的啁嗽构成。优选地，在测距计算中，与经调整的去 啁嗽步骤359期间相比，相同的补偿被使用：斜率补偿加上定时漂移累积补偿。根据所估计 的频率，这附加于发射频率的补偿而发生。以这种方式，所述测距响应在时间和频率上与所 述主站的时间参考精确对准。
[0057] 此处，重要的是注意到，所述系统对于频率偏移估计中的小误差是健壮的。如果小 误差出现，则接收频率和发射频率将是略微错误的，然而定时漂移估计将几乎是正确的。这 是因为，定时漂移估计是将所估计的频率除以载波频率。例如在868MHz处，120Hz的误差 (其