估算两个无线装置间距离的方法

专利名称：估算两个无线装置间距离的方法
技术领域：
本发明涉及一种估算两个无线装置间距离的方法。
背景技术：
无线装置的位置是多种应用上下文中需要了解的信息。通过说明性的例 证，能被提及的有，根据他们的位置将上下文信息提供给用户的移动终端的 这种"促销(push)"型的服务，用于个人在如博物馆的某地的导航服务， 或甚至是通过网格网络(meshed network)或ad hoc网络的数据包路由。
在现有的各种定位技术中，有一些技术是基于仅仅通过测量无线信号的空 中时间来协作计算两个无线装置之间的距离("ranging")。在了解了电磁波 的传播速度后，测量两个无线装置之间的空中时间就使得算出分开两个装置 之间的直线或直接距离成为可能。术语"两个装置之间空中时间"应该被正 确规定，应当被理解为意味着电磁波从一个装置到另一个装置(只在一个方 向)的传输时间。这种合作距离计算技术通常大部分依赖于以下的估算方法
a )第一装置发送一个请求到第二装置以测算两个装置之间的交互时间Tex 并开始时间计时，
b) 在收到请求后，第二装置允许有等待时间Tw的流逝，该等待时间对两 个装置是已知的，然后第二装置通过发送一个应答ACK回应第一装置，
c) 在收到应答ACK后，第一装置停止计时，以测算交互时间Tex，然后 通过从已测算的交互时间Tex减去延迟时间Tw并将相减的结果除以2来计算 第一装置到第二装置的空中时间TOF，
d) 在知道空中时间T0F和电磁波V的传播速度后，第一装置通过速度V 划分交互时间来计算两个装置之间的直线距离D，假定Tex时间已测算的无 线信号(发送和返回)的交互是沿直接路线传播路径。
因而，从测算两个装置之间的往返路径的交互时间来估算第 一和第二装 置之间的空中时间T0F。在两个装置处于异步也就是说不在一个公共的时钟 上同步并且也不共享相同的参考时间的情况下这种往返路径的测算是必须
的。如果这两个装置是同步的，仅测算从一个装置到另一个装置的单向传输 时间就足够了。
上迷的估算空中时间T0F的算法在两个装置相隔遥远的情况下会得到好 的结果。实际上，在这种情况下，根据交互的信号(已测算持续时间Tex) 跟随传播路径，按直接路线发送和返回的假定是能被接受的近似，使得精确 估算两个装置的直线距离D成为可能。但是，当两个装置相当靠近彼此并处 在一个支持多条传播路径的环境下，例如这种情况，在一个大楼内，测算两 个装置之间的交互时间Tex会有被多传播路径强烈干扰的风险。这种情况的 结果就是根据交互信号(Tex持续时间已测算)采用直线的传播路径(发送 和返回)的假定变成了粗略的近似，这就以显著错误破坏了两个装置间直线 距离D的估算。实际上，交互时间Tex用于测算发送和返回传播路径，每条 路径都带有信号能量的主要部分(发送信号携带请求信息而返回信号携带应 答信息)。为了筒明， 一条带有信号能量主要部分的传播路径在下文中将被称 为"最强路径"。装置在最强路径上同步。现在，在信号沿多径传播的情况下， 最强路径不需要与两个装置之间的直线转播路径相对应。实际上，第二的， 更弱的信号能量部分能够获得一条更短的传播路径，按直线或接近于直线。 信号的第二部分在最强路径之前#支接收装置所接收。最先纟皮接收的信号能量部分获取的传播路径在下文中会被称为"第一传播路径"或"最短路径"。最 后，在装置接近和有可能引起多传播路径的环境下，能够存在在采用最强路 径的部分信号的到达时间和采用第一路径的部分信号的到达时间之间的偏移 量其有可能由于显著错误破坏了两个装置间直线距离D的估算。
为修正这样的错误，文档WO2006/072697提出了一种方法，在两个阶段 内进行测算第一和第二无线装置之间的距离。在第一个阶段，执行之前所述 的步骤a)到d)以估算第一空中时间T0F1,在第二阶段，第二装置将信道 探测帧(channel sounding frame)发送到第一装置。该帧被设计成用于第 一装置从不同的无线信号接收对应的探测帧以探测最强路径和第一路径。因 而第一装置能够估算两条路径之间的空中时差△ TOF和通过将第 一次测得的 空中时间T0F1减去确定的空中时差ATOF计算第二个空中时间T0F2,或者修 正的空中时间。
这种估计两个无线装置之间距离的方法能被用于ad hoc网络的节点尤其 使得到达网络的新节点Z能被定位。然而，实施这种方法在节点Z定位的能
耗方面非常昂贵。实际上，实施该方法需要三个独立的测量，分别被标记为
A, B和C三个节点发起。节点Z必须因此发送三个探测帧分别发向这三个节 点A，B和C。因而，发送这些探测帧消耗能量。

发明内容
本发明目的就是克服这种缺陷。为此目的，本发明关于估算第一和第二无 线装置之间的距离的方法包括
由第一装置实施的阶段，用于估算两个装置之间的第一空中时间，对应 于信号沿着信号能量主要部分采用的被称为"最强路径"的传输路径从一个 装置到另 一个装置的传输时间，
估算空中时差阶段包括，从一个装置发送一个信道探测帧传送到另一个 装置并从对应于所述的信道探测帧、接收的无线信号，估算最强传播路径和 第 一传播路径之间的空中时差，
计算两个装置之间距离的阶段包括，通过从估算的第一空中时间减去估 算的空中时差以确定第二空中时间和通过正式的已确定的第二空中时间计算 两个装置之间距离，
其中，发送所迷的信道探测帧到第二装置的是第一装置，完成估算空中 时差的装置是第二装置。
根据本发明，是自身发送信道探测帧的装置进行两个装置间距离的第一 估算。因而，继续以上提到的例子在ad hoc网络中通过三个节点A，B和C 定位新节点Z，本发明使得发送三个信道探测帧的负荷分担到请求的三个节 点A,B和C而不是只在新节点Z上成为可能。本发明同样通过避免从相同位 置传输三个相同的能量密集帧而使得空间的电磁能量更好分配成为可能，降 低了对用户和附近的无线通信系统电磁波的影响。
有利地，第一装置发送估算的第一空中时间的值到第二装置，第二装置 估算第二空中时间，然后由此推断出两个装置之间的距离。
根据本发明，被请求选中的装置测算最强路径和第一路径之间的空中时 差，然后如杲有需要，估算第二空中时间和计算两个装置之间距离。这些使 得被选中的装置能够确定自己发送或不发送信号到请求的装置或发起者，涉 及已进行测量的信息(测算空中时差，从这些差别估算第二空中时间或基于 第二空中时间计算距离)而且因此保持对机密信息的控制。
在一个特定的实施例中，第二装置发送估算的两个装置之间距离值到第 一装置。因而，第二装置能够确定传递在两者之间测算的距离到第一装置。
有利地，第二装置发送应答以回应在估算第 一 空中时间阶段从第 一装置 发出的请求，第 一装置在应答到达的时间和发送信道探测帧的时间之间允许
流逝时间T，所述的时间T包括保护时间，适用于允许第一装置估算第一空
中时间，紧接着一个暂停时间，适用于遵循信道接入的共享条件及使得估算 第 一 空中时间阶段和估算空中时差阶段的总的持续时间少于信道的 一致时 间。
因而，遵循信道接入共享机制的同时，能实现由第一装置发送信道探测 帧。这样能避免第一装置任何的任意长时间抢占信道，对发送探测帧是必需
的，也因此避免了随后的冲突风险。此外，时间T适用于最初的两个阶段(估 算第一空中时间和估算空中时差)总计持续时间少于信道的一致时间，该一 致时间定义为在此期间信道的属性未发生明显变化。因而可以确信，在测算 第 一 空中时间和测算空中时差期间信道保持稳定。
本发明还涉及用于估算第一和第二装置之间距离的设备，所述的设备的 目的是与第一装置结合及包括发送一个请求到第二装置的部件，目的在于测 算两个装置之间的交互持续时间；用于接收一个响应请求的应答的部件；测 算两个装置之间的交互持续时间的部件及发送一个信道探测帧到第二装置的 部件。
本发明还涉及用于估算第一和第二装置之间距离的设备，所述的设备的 目的是与第二装置结合及包括出于测算两个装置之间的交互持续时间的目的 接收请求、发送应答的部件；接收信道探测帧部件；及从对应于所述信道探 测帧、接收的无线信号中，用于估算接收信号能量主要部分采用的最强传播 路径和第 一传播路径之间的空中时差的部件。


本发明在接下来的叙述中通过多个依据本发明的方法估算两个装置之间 距离的具体实施例以及参考附图的发明设备和系统的具体实施例的描述能更 好的被理解，

如下
-图1描述的是一个无线信道通信系统，其目的是依据所述特定方式实 施本发明的方法；
-图2描述的是依据本发明方法的一个具体实施例，两个装置之间的帧
的交互；
-图3描述的是依据图2的实施例的方法的多个步骤的流程-图4A和4B描述的是依据具体实施例、适于实施图2和图3的方法的
两个装置各自的功能模块图， 一个装置实现两个装置之间距离的首次估算而
另一个为该估算被选中的装置。
具体实施例方式
图l描述的通信系统包括多个装置，标为A, B, C和Z,每个包括一个无 线接收和发送接口。在所述具体例子中，装置是从属于住宅自动管理系统的 传感器并组成了 adhoc网络。该系统的目的是获得涉及一栋住宅内部环境的 信息，例如温度，亮度，声音等级等等。圓弧Ca， Cb和Cc描述的是装置A, B 和C各自的延伸范围或区域。就图l中可以看到的，装置Z定位在三个装置 A, B和C每个的各自的延伸范围。
参考图2和图3，现在接下来是对估算装置Z和其它三个装置中的一个(例 如A)之间距离的发明方法的第一个具体实施例的记述。图2中，箭头的方 向描述了时间维度。
该方法包括阶段l，由装置A实施，用于估算两个装置A和Z之间的第一 空中时间T0F1，阶段l包括引作E10到E16的一些步骤。在步骤E10中，装 置A在这种情况下是发起者，发送一个表示为REQ的请求到被选中的装置Z， 其目的是估算两个装置A和Z之间距离。当发送这个请求时，装置A存储发 送"i青求的时间并且乂人这个时刻开始 一个时间计时。
装置Z在步骤Ell中接收到请求REQ并且，作为回应，在步骤E13中发 送一个表示为ACK的应答到装置A。需要解释的是，如果装置Z不需要被定 位，则以下这些都是必需的它不必为回应请求REQ而发送应答。在收到请 求REQ (步骤Ell)的时刻和发送应答ACK (步骤E13)时刻之间，装置Z允 许在步骤E12中流逝一个等待时间T ,装置A和Z都知道该等待时间。为精 确地在等待时间Tw结束时发送应答ACK,如果有需要，装置Z执行一任意的 信道预清空而不考虑对后者的共享接入条件。而因为应答信号被一个单独的 数据帧携带，其具有短的持续时间(达到数十微秒)，装置Z对信道的任意占 用是简短的。这种方法尤其将装置Z与装置C或装置B之间在装置A的无线 范围之外并且因此无法知道距离估算在进行中的通信的冲突风险最小化。
在步骤E14中，装置A接收到应答ACK并接着停止时间计时以确定应答 ACK的到达时间。在步骤E15中，通过存储的请求REQ的发送时间和应答ACK 的到达时间，装置A测算装置A与装置Z之间交互的持续时间，表示为Tex， 也就是说，是发送请求REQ到接收回复应答ACK之间的持续时间。在步骤E16 中，装置A从已测算的交互时间Tex中减去等待时间L并将减法的结果除以 2以从中推导出两装置A和Z之间的第一空中时间TOF,,也就是说是信号从 一个装置发送到另一个装置的时间的首次估算。该第一空中时间T0F，对应于 信号沿着信号能量主要部分采用的，即"最强路径"的传输路径从一个装置 到另一个装置的传输时间。
在以上描述的具体例子中，是装置A执行第一空中时间T0F,的估算，基 于自身的发起，装置A通过发送一个请求到装置Z来开始估算装置A与装置 Z之间距离的过程。作为一种变化，设想装置Z发送一个预备请求到装置A， 以要求装置A发起对估算装置A与装置Z之间距离的过程的实现。在这种情 况下，装置A在收到预备请求时，会依据上述描述发起对步骤E10到E16的 执行。
从图1中可以看出，信号在装置A和Z中从一个传送到另一个能沿着至 少两条独立的分别被表示为t,和t2传播路径。也可以是其它路径。路径t,对 应于装置A和Z之间的直线距离或最短距离，而这里的路径"包括在界面10 上的中间反射。在所描述的具体例子中，假定路径L是去方向(从A到Z) 和回方向(从Z到A)的"最强路径"，其中信道为双向。换句话说，当发送 请求REQ时，发送信号能量的主要部分对应于请求REQ采用的路径t2。相似 的，当发送应答ACK时，发送信号能量的主要部分对应于应答ACK获取的路 径t2。第一测算空中时间T0F，因此对应于那些采用路径t2的被发送信号的发 送持续时间。因此，对应于沿最强路径t2的空中时间和沿最短路径或"第一 路径"t,空中时间之间的差别的误差恶化了第 一 测算空中时间。
然后执行用于估算空中时差的阶段2。阶段2包括步骤E20到E23。在步 骤E21中，完成第一估算距离(空中时间)T0F1的装置A发送信道探测帧"CSF" 到选中的装置Z。在这里描述的具体例子中，帧CSF包含估算的第一空中时 间T0F1的值。用于发送帧CSF的步骤E21是在步骤E20之后，在E20期间， 装置A允许在接收到应答ACK的时候开始计时流逝时间T。这里的时间T包
括允许装置A有充足的时间估算第一空中时间T0F1的保护时间Te,在其后跟 着遵循共享信道接入条件的暂停时间TP。因而，在步骤E21中的帧CSF的发 送，其为长的持续时间(达到几毫秒)，不需要延长对信道的任意预清空。对 应于探测帧的信号是从装置A发送到装置Z,其中一部分沿着传播路径t,而 其它部分沿着传播路径h发送。在这里描述的具体例子中，这些信号的主要 部分沿着传播路径h发送，而信号的第二部分沿着更短的传播路径t，发送。 在步骤E22中，从对应于帧CSF的接收信号中，装置Z通过应用并未在此解 释的检测传播路径的公知技术检测这些信号传送的不同传播路径并特别地检 测第一传播路径或最短传播路径和最强传播路径t2。在步骤E23中，装置Z 估算对应于已完成的测算第 一 空中时间T0F1的路径的最强传播路径12与第一 传播路径t,之间的空中时差ATOF。换句话说，估算空中时差ATOF对应于信 号沿最强路径"的空中时间和信号沿第一路径t,的空中时间之间的差别。
为获得高精确度的测量值，保持信道属性的稳定是基本的，换句话说， 在估算第一空中时间T0F1和估算空中时差ATOF期间信道属性不发生明显变 化。为限制这种风险，步骤E20的持续时间T必须适应于估算第一空中时间 T0F1的阶段1和估算空中时差ATOF的阶段2的总的持续时间少于或等于信 道一致(coherence)时间，该一致时间-故定义为在此段时间内信道属性不发 生明显变化。可选的，检查信道是否确实在估算第一空中时间T0F1和估算空 中时差ATOF期间保持稳定，在阶段2之后，可能重复一个与之前描述的阶 段l相似的估算第一空中时间的新的阶段。 一个新的表示为TOF,a第一空中时 间就这样被估算。如果这两个第一空中时间T0F1和TOF,a是一致的，这就意 味着在阶段1和阶段2期间信道保持一致。否则，就意味着测量值的精确度 折衷。
在估算第 一空中时间T0F1的阶段1和估算空中时差△ TOF的阶段2之后， 该方法包括一个阶段3，用于计算两个装置A和Z之间的距离。该阶段3包 括步骤E30到E31。在步骤E30中，装置Z通过从估算的第一空中时间T0F1 减去估算的空中时差ATOF来确定第二空中时间T0F2,其中T0F1的值利用装 置A通过传送的探测帧在步骤E21中已经发送到装置Z: T0F2-T0F1 - ATOF (1)
然后，在步骤E31中，装置Z通过已经适时地确定的第二空中时间T0F2 和电磁波速度V来计算两个装置A和Z之间的直线距离D :D = V* T0F2 (2)
如果有需要，装置Z可以将估算的距离D的值通过短的持续时间内发送 的单独的数据帧传送到装置A。装置Z也可以将该数据帧广播到它的无线范 围内的所有装置或在这种情况下的装置B和C,以使得它们能够相对于彼此 来定位自己。
除了由装置Z来执行，用于计算距离D的阶段3能由装置A来执行。在 这种情况下，在用于估算空中时差的阶段2结束时，装置Z可以将估算的空 中时差通过发送的单独的数据帧传送到装置A，并且装置A不需要将估算的 第一空中时间T0F1的值发送到装置Z。在另一种变体中，假如装置A将估算 的第一空中时间T0F1的值发送到装置Z并且装置Z将估算的空中时差ATOF 的值传送到装置Z,则两个装置A和Z就能并行地执行计算阶段3。
图4A显示了用于估算两个装置间距离的设备4的功能模块图， 一个装置 发起者，另一个装置是被选中者。设备4包括一个无线接收和发送接口，目 的是与发起距离估算的无线装置如图1中的装置A相结合。设备4包括
-模块40,用于发送目的为测算两个装置间交互时间的请求REQ到选中 的装置，如在步骤EIO中描述的，目的是控制经由装置的无线接口发送请求 REQ，并且将该发送发信号告知用于测算交互时间的模块42;
-模块41，用于接收回应请求REQ的应答ACK，目的是监控由装置的无 线接口接收的应答，并且发信号告知用于测算交互时间的模块42及用于发送 帧CSF的模块43;
-模块42，用于计算两个装置之间的交互时间乙，连接到模块40和41, 被安排用于当模块40发送请求REQ时发起时间的计时及停止时间计时；
-模块43,用于发送信道探测帧CSF到被选中的装置，连接到模块41， 如步骤E20和E21中描述的，在从应答ACK到达时间开始计时，已经允许流 逝时间T后，被安排用于控制经由装置的无线接口发送帧CSF;
-内部时钟44,连接到模块42和43，及
-存储记忆器45,被安排用于存储请求REQ的发送时间和应答ACK的到 达时间。
上述设备4的模块连接到未示出的装置的中央控制单元，该中央控制单 元的目的是控制模块的操作。也可以是计算机程序的软件模块。本发明因此 也涉及一种计算机程序，在估算两个装置之间距离的设备上使用，包括用于
控制先前所述由发起者装置A实现的方法的步骤的执行的代码指令。该程序用数据介质存储或发送，该介质可以是硬件存储介质，例如CD-ROM,磁盘， 或硬盘，或者甚至是可传送的介质，如电、光或无线信号。
图4B显示了用于估算的两个装置间距离的设备5的功能模块图， 一个装 置发起者，另一个装置是被选中者。设备5包括一个无线接收和发送接口， 目的是与被选中的用于距离估算的无线装置如图1中的装置Z相结合。设备 5包括
-模块50,用于接收目的为测算两个装置间交互时间的请求REQ，被安 排用于检测通过装置的无线接口接收的这样的请求；
-模块51，用于发送应答，如在步骤E12和E13中描述的，被安排用于 在从请求REQ到达时间开始计时，已经允许流逝时间L后通过装置的无线接 口控制应答ACK的发送，以回应已接收的请求REQ，
-模块52,用于接收和分析一个信道探测帧，被安排检测通过装置的无 线接口接收的探测帧，如果合适，从其中提取第一发送空中时间T0F1的值， 和从对应于探测帧的接收信号检测第 一传播路径和最强传播路径；
-模块53，连接到模块52，用于估算均由模块52检测的最强传播路径 和第一传播路径之间的空中时差(AT0F);
-模块54,连接到模块53,用于计算两个装置之间的距离，如在步骤30 和31中描述的，被安排通过从第一发送空中时间减去估算的空中时差(△ TOF)来计算第二空中时间，并依据已确定的第二空中时间计算所述的距离。
上述设备5的模块连接到未示出的装置的中央控制单元，该中央控制单 元的目的是控制模块的操作。也可以是计算机程序的软件模块。本发明因此 也涉及一种计算机程序，在估算两个装置之间距离的设备上使用，包括用于 控制先前所述由被选中者装置Z执行的方法的步骤的执行的代码指令。该程 序用数据介质存储或发送，该介质可以是硬件存储介质，例如CD-R0M，磁盘， 或硬盘，或者甚至是可传送的介质，如电、光或无线信号。
为能够在前述方法中充当装置A和Z，装置通常包括一个设备4和一个设 备5。
本发明还涉及包含一个被选中的装置和至少一个发起装置的无线通信系统。
在前述第一个具体实施例中，估算第一空中时间的阶段l的执行是在估 算空中时差的阶段2之前。在第二个具体实施例中，这两个阶段的顺序颠倒 估算空中时差的阶段2的执行是在估算第一空中时间的阶段1之前。
在第三个具体实施例中，估算第一空中时间的阶段l包括全部步骤EIO 到E16的多个连续的迭代。因而，装置A获得多个连续的第一空中时间T0F1 估算值，从中通过计算获取的不同估算值的平均值来确定平均第一空中时间 TOF,avg。在第三阶段，第一平均空中时间T0Flavg。利用公式(l)计算第二空 中时间T0F2。通过获取第一空中时间的多个不同估算值的平均值，就可能降 低测算错误的风险。
在之前的记述中，假定两个装置A和Z是异步的，这样为从中推导出第一 空中时间，测算两个装置A和Z之间的交互时间Tex是必须的。而本发明也 可应用在两个装置为同步的情况下。在这种情况下，测算数据帧发出的发送 时间就足够了 ，例如沿最强路径从装置A到Z以从中推导出第一空中时间 T0F1。
接下来是对定位装置Z的方法的记述。这里假定Z是到达ad hoc网络的 移动终端装置，该网络由已知各自位置Pa, Pb和Pc的三个装置A， B和C组成。 装置Z被放置在要被确定的位置Pz。为定位装置Z,被称为"询问装置"的 每个装置A， B和C应用之前所述的步骤EIO， E14到E16， E20和E21，而被 称为"被询问装置"的装置Z应用之前所述的步骤E11到E13， E22, E23, E30和E31。因而，三个询问装置A, B和C,即那些发起估算他们和-故询问 装置Z之间距离的装置，分别发送三个信道探测帧。这就使得以下所述成为 可能 一方面，将三个信道^J笨测帧的发送负荷分散到三个询问装置A， B和C 而不单单只在新节点Z,并且另一方面，通过避免从相同位置传输三个相同 的能量密集帧，更好地分配了空间电磁波能量。在知道了装置A和Z之间的 距离DAz，装置B和Z之间的距离DBZ，装置C和Z之间的距离D^和三个装置A、 B、 C的位置Pa、 Pb、 Pc后，ad hoc网络能够从这些信息推导出装置Z的位置 Pz。
通过在装置Z和知道各自的独立位置的至少四个装置A， B， C和D之间 执行距离估算，使得使用刚才描述的定位方法来定位空间中的装置Z同样成 为可能。
在以上记述中，无线装置是传感器。当然，它们也可以是其它类型的无线 装置，例如通信终端或通信对象。现在的发明不^f旦适用于超宽带脉沖无线通
信而且也可应用于其它无线通信系统(DS-SS等)。
权利要求
1.一种估算第一和第二无线装置之间的距离的方法，包括由第一装置(A)实施的阶段(1)，用于估算两个装置(A，Z)之间的第一空中时间，所述第一空中时间对应于信号沿着信号能量主要部分采用的被称为“最强路径”的传输路径从一个装置到另一个装置的传输时间，用于估算空中时差的阶段(2)，包括从一个装置发送一个信道探测帧到另一个装置(E21)并从接收的对应于所述信道探测帧的无线信号中，估算最强传播路径和第一传播路径之间(E22)的空中时差(ΔTOF)，计算两个装置(A，Z)之间距离的阶段(3)，包括通过从估算的第一空中时间(TOF1)减去估算的空中时差(ΔTOF)以确定第二空中时间(TOF2)(E30)和根据已适时地确定的第二空中时间(TOF2)计算两个装置之间距离(D)(E31)，其中，发送所述的信道探测帧(E21)到第二装置(Z)的是第一装置(A)，完成估算空中时差(E22)的装置是第二装置(Z)。
2、 如权利要求l所述的方法，其中第一装置(A)发送估算的第一空中 时间的值(T0F1)到第二装置(Z) (E21)，第二装置(Z)估算第二空中时间(TOF2)(E30)，然后由此推断出两个装置之间的距离(D)(E31)。
3、 如权利要求1和2中的一个所述的方法，其中第二装置(Z)发送估 算的两个装置(A， Z)之间距离值(D)到第一装置(A)。
4、 如权利要求1到3中的一个所述的方法，其中在估算第一空中时间的 阶段(1 )中第二装置(Z )发送应答以回应从第一装置(A )发出的请求(E12 )， 第 一装置在应答到达的时间和发送信道探测帧的时间之间允许流逝时间T(E20),所述时间T包括被适配于允许第一装置估算第一空中时间(T0F1) 的保护时间，紧接着适配于遵循对信道的共享接入条件的暂停时间，以及所 述时间T使得估算第一空中时间的阶段(1)和估算空中时差的阶段(2)的 总的持续时间少于信道的 一致时间。
5、 如前面权利要求中的一个所述的方法，其中在估算第一空中时间的阶 段(1)中，第二装置(Z)在第一装置接收到请求的时刻和发送作为回应的 应答的时刻之间允许在其中流逝一等待时间(Tw) (Ell)，两个装置均知道所 述等待时间，并且第一装置(A)测算两个装置之间交互的持续时间(El5)， 从已测算的交互时间中减去所述等待时间并将相减的结果除以2以从中推导 出第一空中时间(T0F1) (E16)。
6、 如前面权利要求中的一个所述的方法，其中估算第一空中时间的阶段 (1)包括多个第一空中时间(T0F1)估算值，并且第一装置从不同的第一空中时间估算值中，计算平均的第一空中时间。
7、 一种通过一组至少三个其它装置U, B， C)来定位将被定位的装置 (Z)的方法，其中，所述組的另外三个装置(A， B, C)中的每一个应用在权利要求1到6中所述的方法中由第一装置执行的那些步骤，而将被定位的 装置(Z)应用在权利要求1到5中的一个所述的方法中由第二装置执行的那 些步骤。
8、 一种用于估算第一和第二装置间距离的设备，所述设备目的是与第一 装置相结合，包括发送目的为测算两个装置间交互时间的请求到第二装置的 部件(40)，接收回应请求的应答的部件(41)，测算两个装置之间的交互时 间的部件(42, 44， 45)和发送一个信道探测帧到第二装置的部件(43)。
9、 一种用于估算第一和第二装置间距离的设备，所述设备目的是与第二 装置相结合，包括当接收目的为测算两个装置间交互时间的请求时，发送应 答的部件(51)，接收信道探测帧，并从接收的对应于所述信道探测帧的无线 信号中，估算接收信号能量主要部分采用的最强传播路径和第一传播路径之 间的空中时差(AT0F)的部件(52， 53)。
10、 如权利要求9所述的设备，也包括用于接收第一空中时间估算值的 部件(5 0 )和被安排通过从估算的第 一 空中时间减去估算的空中时差(△ T0F ) 来确定第二空中时间，并依据已确定的第二空中时间计算所述距离的来计算 两个装置之间的距离的部件(54)。
11、 一种包括装置(Z)和至少一个其它装置(A)的系统，其中，所述 的装置(Z )包括如权利要求9和10中的一个所述的设备，以及所述其它装 置(A )包括如权利要求8所述的设备。
12、 一种计算机程序，在估算两个装置之间距离的设备上使用，包括用 于控制如权利要求1到6中的一个所述方法的由第一装置实现的那些步骤的 执行的代码指令。
13、 一种计算机程序，在估算两个装置之间距离的设备上使用，包括当 程序由所述设备执行时，用于控制如权利要求1到6中的一个所述方法的由 第二装置实现的步骤的执行的代码指令。
全文摘要
估算两个无线装置间距离的方法。该方法包括由第一装置(A)实施的阶段，用于估算两个装置(A，Z)之间的第一空中时间，其对应于沿着信号能量主要部分采用的被称为“最强路径”的传输路径从一个装置到另一个装置的信号传输时间；由第二装置执行的用于估算空中时差阶段包括，从一个装置发送一个信道探测帧到第二装置并从接收的对应于所述信道探测帧的无线信号中，估算最强传播路径和第一传播路径之间的空中时差；计算两个装置(A，Z)之间距离阶段包括，通过从估算的第一空中时间减去估算的空中时差以确定第二空中时间(E30)和通过正式的已确定的第二空中时间计算两个装置之间距离。
文档编号H04Q7/38GK101198163SQ200710159610
公开日2008年6月11日 申请日期2007年11月7日 优先权日2006年11月7日
发明者让·施沃尔, 贝努瓦·米斯科派恩 申请人:法国电信公司