用于确定wlan节点的位置的卸载式定位的系统和方法
【专利说明】用于确定WLAN节点的位置的卸载式定位的系统和方法
[0001] 相关申请
[0002] 本申请要求2014年5月8日递交的美国专利申请号14/272,844的优先权，其是 2013年5月10日递交的美国临时专利申请序列号61/821，859的非临时申请。
[0003] 本公开领域
[0004] 本公开一般涉及通信系统，并且尤其涉及将往返时间（RTT)和抵达角度（A0A)测 量多播给无线局域网中的至少一个站节点以计算这些站节点的二维位置而又要求较少的 接入点并结果导致降低的对吞吐量的影响。
【背景技术】
[0005] 室内网络正日益被使用在商业和家庭中以提供诸如办公楼或家庭之类的小区域 上的网络连通性。室内位置设备经常是基于Wi-Fi的并且许多都起到了无线局域网（WLAN) 的功能。网络包含向射程内的设备提供Wi-Fi信号的多个节点。一典型的WLAN具有至少 一个接入点（AP)节点和多个站节点（STA)，该多个站节点（STA)各自能与其所关联的接入 点通信。使每个节点确定和维护有关其精确位置以及其相对于网络中其他节点的位置的信 息正变得日益重要。此类能力一般被称为"位置知悉"并且当前被认为是可取的并且被预 期在未来将广泛可用。
[0006] 当前用于执行位置知悉的标准要求在节点之间发送显式的数据分组以测量往返 时间（RTT)，这要求相当大量的开销并且降低了网络吞吐量。在常规技术下，RTT是从显式 分组交换来测量的，该显式分组交换包括1)定时测量请求帧，2)确收（ACK)帧，3)定时测 量帧和4)ACK帧。此外，因为RTT是当前定位参数，所以只有AP与STA之间的相对距离能 被确定。为了计算STA的二维位置，至少需要三个AP。此类要求导致了显著数目的分组交 换并且降低了网络吞吐量。基本上，在用于估计无线节点（STA)的位置的当前实现中，至AP 的往返时间是通常可用的信息，其仅提供基于光速的相对距离。每个STA必须随后确定去 往两个附加AP的RTT以在实效上使用至少三个独立RTT测量来三角定位自己的位置。
[0007] 因此，现在有要执行节点位置评估而同时又降低所要求的分组交换的数目并且由 此减小网络开销的需求。也将期望通过使用仅一个AP供多个相关联的STA节点确定它们 各自在网络中的位置来提供位置知悉。本公开的各技术满足了这些和其他需要，如将会鉴 于以下材料而被领会的。
[0008] 概述
[0009] 本公开包括用于确定无线通信网络中由接入点管理的至少一个站的位置的方法。 在一方面，一种合适的方法可以涉及用该接入点来确定无线传输的RTT，该无线传输包括从 该接入点向该至少一个站发送的第一隐式帧和从该至少一个站向该接入点发送的第二隐 式帧；用该接入点确定无线传输的A0A，该无线传输包括从该至少一个站向该接入点发送 的第一隐式帧；以及用该接入点来多播位置信息，该位置信息包括为该至少一个站所确定 的RTT和所确定的A0A。接入点还可以确定多个站中的每一个站的RTT和A0A，从而多播该 位置信息包括为该多个站中的每一个站所确定的RTT和A0A。
[0010] 在一方面，确定RTT可包括记录第一隐式帧的离开时间，记录第二隐式帧的抵达 时间，并且使用该离开时间和该抵达时间来确定RTT。如所期望的，确定RTT可涉及补偿第 一隐式帧与第二隐式帧之间的短帧间间隔（SIFS)。
[0011] 在一方面，所确定的RTT和所确定的A0A可以被包括在信标传输中。
[0012] 在一方面，为该多个站中的每一个站所确定的RTT和A0A可以被与网络地址标识 符（AID)进行相关。该接入点也可以多播将该多个站中的每一个站的AID与独立于该无线 通信网络的标识相关联的映射信息。进一步，该映射信息可以在多播之前被加密。附加地， 接入点可以向该多个站中已经选择要参与位置确定的子集传送用于解密该映射信息的密 钥。
[0013] 本公开还包括一种用于确定站的位置的方法，该方法可涉及用该站来至少接收由 接入点传送的第一隐式帧，用该站来向该接入点至少传送第二隐式帧，用该站来接收来自 该接入点的具有包括使用这些隐式帧所确定的RTT和A0A的位置信息的多播，在该站处使 用该多播位置信息来确定该站的位置。
[0014] 在一方面，接收自接入点的位置信息的多播可包括为至少一个附加站所确定的 RTT和所确定的A0A，并且该站可使用所确定的RTT和所确定的A0A来确定该至少一个附加 站的位置。进一步，该站可以使用该站的所确定位置和该至少一个附加站的所确定位置来 确定该站相对于该至少一个附加站的位置。
[0015] 在一个方面，该至少一个附加站的所确定RTT和A0A可以被与AID进行相关。该 站可以从该接入点接收具有将该至少一个附加站的AID与独立于该无线通信网络的标识 相关联的映射信息的多播。进一步，由该接入点多播的映射信息可以被加密，并且该站可以 接收从该接入点传送到已选择要参与位置确定的站的用于解密该映射信息的密钥，并且使 用该密钥来解密该映射信息。
[0016] 本公开还包括用于确定WLAN中的站的位置的无线通信设备，其具有WLAN模块和 位置管理器，其中该位置管理器可以确定无线传输的RTT，该无线传输包括从该无线通信 设备向第一站发送的第一隐式帧和从第一站向该无线通信设备发送的第二隐式帧；确定无 线传输的A0A，该无线传输包括从第一站向该无线通信设备发送的第一隐式帧；以及用该 WLAN模块来多播包括为第一站所确定的RTT和所确定的A0A的位置信息。进一步，位置管 理器可以确定多个站中的每一个站的RTT和A0A，以及多播包括为该多个站中的每一个站 所确定的RTT和A0A的位置信息。
[0017] 在一方面，位置管理器可以通过记录第一隐式帧的离开时间，记录第二隐式帧的 抵达时间，并且使用该离开时间和该抵达时间确定RTT，来确定RTT。当确定RTT时，该位置 管理器还可补偿第一隐式帧与第二隐式帧之间的SIFS。
[0018] 在一方面，位置管理器可通过将所确定的RTT和所确定的A0A包括到信标传输中 来用WLAN模块多播位置信息。
[0019] 在一个方面，为该多个站中的每个站所确定的RTT和A0A可以被与AID进行相关。 进一步，该位置管理器可以用WLAN模块来多播将该多个站中的每一个站的AID与独立于该 无线通信网络的标识相关联的映射信息。如所期望的，该映射信息可以被加密。该位置管 理器还可以用WLAN模块向该多个站中已选择要参与位置确定的子集传送用于解密该映射 信息的密钥。
[0020] 本公开还包括用于确定WLAN中的站的位置的无线通信设备，其具有WLAN模块和 位置管理器，其中该位置管理器可以至少接收由接入点所传送的第一隐式帧，用该WLAN模 块向该接入点至少传送第二隐式帧，以及使用由该接入点所多播的包括使用这些隐式帧来 确定的RTT和A0A的位置信息来确定该无线通信设备的位置。接收自该接入点的位置信息 的多播还可包括为至少一个附加站所确定的RTT和所确定的A0A，从而该位置管理器可使 用所确定的RTT和所确定的A0A来确定该至少一个附加站的位置。进一步，该位置管理器 可以使用该无线通信设备的所确定位置和该至少一个附加站的所确定位置来确定该无线 通信设备相对于该至少一个附加站的位置。
[0021] 在一个方面，该至少一个附加站的所确定RTT和A0A可以被与AID进行相关。该 位置管理器可以使用由该接入点多播的映射信息来将该至少一个附加站的AID与独立于 该无线通信网络的标识相关联。进一步，由该接入点所多播的该映射信息可以被加密，并且 位置管理器可以使用由该接入点向已选择要参与位置确定的站传送的密钥来解密来自该 接入点的该映射信息。
[0022] 附图简述
[0023] 从如在附图中所解说的本公开示例性实施例的以下更具体的描述，进一步的特征 和优势将变得明了，并且其中相同附图标记一般贯穿这些视图始终指代相同部分或元素， 并且其中：
[0024] 图1是根据一实施例的，由AP基于隐式STA分组通信来进行的RTT和A0A测量的 概念性解说；
[0025] 图2是根据一实施例的在AP与STA之间的RTT测量的图形解说；
[0026] 图3是根据一实施例的在AP与STA之间的A0P测量的图形解说；
[0027] 图4是根据一实施例的A0A测量的表不；
[0028] 图5是根据一实施例的RTT和A0A测量IE的表示；
[0029] 图6是图5的RTT和A0A测量IE的格式的表示；
[0030] 图7是图6的RTT和A0A测量IE的子测量字段的表示；
[0031] 图8是根据一实施例的AID到MAC地址IE的表示；
[0032] 图9是图8的AID到MAC地址IE的格式的表示；
[0033] 图10是图9的AID到MAC地址IE的子映射字段的表示；
[0034] 图11是根据一实施例的示出用于确定STA的位置的示例性例程的流程图；
[0035] 图12是根据一实施例的示出用于测量RTT的示例性例程的流程图；
[0036] 图13是根据一实施例的示出用于测量A0A的示例性例程的流程图；
[0037] 图14是根据一实施例的示出用于将AID映射到MAC地址的示例性例程的流程图； 以及
[0038] 图15根据一实施例图示地描绘了配置成确定STA的位置的AP的功能框图。
[0039] 详细描述
[0040] 现在参照附图描述各个方面。在以下描述中，出于解释目的阐述了众多具体细节 以提供对一个或多个方面的透彻理解。然而，明显的是，没有这些具体细节也可实践此种 (类）方面。
[0041] 如本申请中所使用的，术语"组件"、"模块"、"系统"及类似术语旨在包括计算机相 关实体，诸如但并不限于硬件、固件、硬件与软件的组合、软件、或执行中的软件。例如，组件 可以是但不限于是，在处理器上运行的进程、处理器、对象、可执行件、执行的线程、程序和/ 或计