定位器库存系统的制作方法

专利名称：定位器库存系统的制作方法
技术领域：
本公开内容一般涉及一种用于利用一个或多个定位器来定位应答器的系统、方法以及设备。更特别地，本公开内容涉及一种传输序列从定位器被广播到一组应答器装置的系统。以该组标识的每个应答器被布置成接收并捕获传输信息的至少一部分，使所捕获的信息与所标识组的内部存储的参考序列相关，并且识别当所捕获的信息与该内部存储的参考序列相关时的相关性。找到相关性的每个应答器被布置成在精确确定的时间间隔处广播传输回复序列，以使得每个应答器不是同时地进行传送。一系列定位器中的每个均在精确记录的到达时间处接收传输回复序列，定位器执行包括相关的信号处理操作，并且定位器将所接收的并处理过的结果转发到中央处理单元，用于时间同步、位置跟踪以及库存记录。
背景技术：
在本领域中已知一些用于定位对象的方法。在颁发给Bird的美国专利第 5，418，736号中描述了一种失踪车辆定位器系统。该车辆定位器系统使用与GPS (全球定位系统)天线、接收器/发送器、具有相关联的天线的电话以及安装在要监测其位置的车辆中的调制解调器相结合的一个或多个GPS系统。发出寻呼请求并且由车辆中的寻呼响应器来接收。寻呼请求使得调制解调器询问GPS接收器以确定车辆的当前位置。车辆的当前位置经由蜂窝电话链路被传送，以向车辆定位服务中心通知车辆的当前位置。其它已知的位置确定技术包括使用基于罗兰(Loran)或格洛纳斯(Glonass)卫星的系统。
在颁发给Mdler的美国专利第5，576，716号中描述了另一用于定位丢失或被窃取物的对象定位系统。该定位系统包括GPS模块、微计算机、调制解调器以及电话，所有这些都必须安装在车辆中。所述系统定期地并且自动地计算物体的位置用于经由电话链路传送到中央接收器/传送站。
低功率传输由于噪声、静电以及信号干扰而遭受信号恶化。当信息信号与噪声源为同一量级时，在存在这样的干扰和噪声的情况下从信号提取信息是非常困难的。当前描述的发明从传统解决方案识别出多种噪声问题，并且提供了一种新的且新颖的系统、方法以及设备，该系统、方法以及设备被布置成在小规模的对象定位系统中使用非常低的功率从传输信息提取信号。


参照附图描述本发明的非限制性且非穷举性的实施例，其中，在各个视图中，相同的附图标记指的是相同的部分，除非另外指定 图IA和IB示出了包括远程定位器(RL)和微应答器(MT)的示例通信系统； 图2示出了示例发送器； 图3是示出被格式化用于传输的一组帧的图； 图4A和4B是示出示例通信系统的定时获取的图； 图5A-5B是示例接收器的示例图； 图5C-5D是示出示例接收器的示例相关峰值的图； 图6是示例发送器的流程图； 图7A-7B、8A_8B以及9是示例接收器的流程图； 图10A-10C示出了如下示例系统其中，定位器同时向作为组成员的多个应答器 (MT或标签)进行传送，并且随后根据精确确定的延迟从每个应答器接收传输信息； 图IOD示出了从应答器(MT)传送到一个或多个定位器的示例回复传输信息，其中，附加信息被可选地编码为序列“B”和序列“C”回复； 图11A-11C示出了如下示例系统其中，单个应答器从单个定位器接收序列，并然后同时传送被多个定位器接收的回复序列； 图12A-12B示出了如下示例系统其中，多个定位器从仓库中的一个或多个应答器(MT)接收回复传输信息，并且每个定位器将关于所接收的回复的信息经由一个或多个通信网络传送到中央处理单元； 图12C示出了被布置成用作中央处理单元的示例计算装置； 图13A-i;3B示出了定位过程的示例流程图，该定位过程对关于在中央处理单元所接收的回复(结果)的信息进行合并； 图13C-13D示出了用于存储关于定位器和标签的信息的示例数据结构； 图14A-14B示出了码相关过程的示例流程图；以及 图15示出了全部根据本公开内容的至少一些方面而布置的库存扫描过程的示例流程图。
具体实施例方式现在，将在下文中参照附图更全面地描述本公开内容，其中附图构成了本公开内容的一部分并且作为说明而示出了用于实践本发明的特定示例性实施例。然而，本公开内容可以以许多不同的形式来实施，并且不应被理解为限于这里所阐述的实施例；相反，提供这些实施例以使得本公开内容将是透彻和完整的，并且将充分地向本领域技术人员告知其范围。特别地，本公开内容可被实施为方法或装置。因此，本公开内容可采取完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。因此，以下的详细描述不具有限制意义。
在本说明书以及权利要求中，术语“连接的”意思是所连接的东西之间的直接电连接而没有任何中间装置。术语“耦合的”意思是所连接的东西之间的直接电连接或者通过一个或多个无源或有源中间装置的间接连接。术语“电路”意思是被布置成相互配合以提供所期望功能的一个或多个无源和/或有源部件。术语“信号”意思是至少一个电流信号、电压信号、电磁波信号或者数据信号。“一”、“一个”以及“所述”的含义包括复数引用。“在… 中”的含义包括“在…中”和“在…上”。
简要地阐述，本公开内容一般涉及一种用于利用一个或多个定位器定位应答器的系统、方法以及设备。更特别地，本公开内容涉及一种传输序列从定位器被广播到一组应答器装置的系统。以该组标识的每个应答器被布置成接收并捕获传输信息的至少一部分，使所捕获的信息与所标识组的内部存储的参考序列相关，并且识别当所捕获的信息与该内部存储的参考序列相关时的相关性。找到相关性的每个应答器被布置成在精确确定的时间间隔处广播传输回复序列，以使得所标识组中的每个应答器在不同的时刻进行传送。一系列定位器中每个均在精确记录的到达时间处接收传输回复序列，并且定位器将所接收的和/ 或处理过的结果转发到中央处理单元，用于时间同步、位置跟踪以及库存记录。
如将要描述的，MT和RL均包括接收器和发送器。来自发送器的通信信号以唯一的ID码进行编码。在一些示例中，可以使用组ID码，以使得定位器(RL)可以同时寻址 (address)多个应答器(MT)，如在库存跟踪系统中期望的那样。通信信号包括编码的传输信息序列，其中，每个序列被布置成提供时钟同步和校准信息的一部分。每个接收器验证传输信息的ID码，并且对信息进行解码。编码后的传输序列的频率、相位以及起始时间是由传输序列自身来确定的，以使得可以执行时钟恢复而无需附加信息。MT可以是附于对象的、 嵌入在对象中的可佩带电路(诸如带或项圈)或者植入式仿生装置。
MT中的频率和相位信息最初是从来自RL的传输信息的一个部分恢复的，并且进一步使用自举(bootstrapping)过程来细化。帧内的定时定位(例如，粗略定时)是以来自RL的传输信息的另一部分恢复的。在定时之后，恢复相位和频率，数据接收可以以一定确定度来安排。提取数据并且将回复消息从MT传送回到RL，其中执行类似的信号处理功能。传输序列的经仔细校正的往返行程时间和恢复的相位用于识别RL和MT之间的距离。 测量与MT的内部时钟无关的合成往返行程多普勒频移，并且使其与RL和MT的相对运动进行相关，以估计识别RL和MT之间的方向向量的正确方向。方向向量的幅值是由往返行程时间确定的。
当前描述的系统具有通过MT利用非对称传输系统来识别RL的位置的能力。MT捕获的信号通常将在时间上与序列(例如，2047个码片(chip)序列)中的完整图案的开头和结束不是对准的。然而，RL被布置成传送序列中随时间重复的图案。MT被布置成循环地捕获序列中的完整图案，即使所捕获的图案不会在时间上相对于完整图案的开头和结束而旋转。循环相关器可以用于评估所捕获的信号，以使得MT正确地识别所捕获的信号，而与图案的循环状态无关。由于MT不具有与对RL的传送和接收有关的定时的先验知识，因此MT 使用所接收的传输信息的循环相关性来确定精细的和粗略的定时。循环相关是作用于定长序列的相关器，其中，序列可在时间上循环移动，以使得可在原始序列的结束之后在移动后的序列中接收到原始序列的开头。在所捕获的信号在时间上没有与完整图案的开始和结束对准时，一般相关器无法给出有效的定时信息，而循环相关将提供有效的定时信息。
当前描述的非对称传输系统可以被配置成使得MT从RL接收结构化信号的相对高功率的传输，而从MT到RL的回复或应答传输是非常低功率的传输。示例MT被配置成在非常低功率的“不活动”模式或“休眠模式”中工作，其中MT “激活”或“唤醒”短暂间隔，以监听来自RL的传输信息。MT使其所接收的每条结构化信号相关，以确定这些信号是否是以与 MT特定相关联的标识码(ID码)进行编码的。MT还根据所接收的结构化信号确定可以将回复传输信息传送回到RL的精确频率、定时、相位以及步调。从MT传送到RL的回复传输信息是短持续时间的非常低功率的传输信息(短的结构化信号)，以便显著地节约电池寿命。尽管回复传输信息是非常低功率的传输信息，但是RL被布置成利用询问和循环相关技术来提高所捕获的回复传输信息的信噪水平。
在当前描述的系统中，回复传输信号从MT被传送回到RL，其中，MT根据MT从RL 接收的信号对回复传输信息的定时、频率、相位以及步调进行合成。来自MT的回复传输信息的频率与来自RL的传输信息的原始频率相差了多普勒频移(忽略其它噪声和微小的误差源)。这样，RL可以以非常小的误差裕量预测回复传输频率。回复传输频率的潜在不确定性足够小，以使得超过几十个传输序列的相位旋转远小于一圈(通过360度的一个相位旋转)。这允许RL对回复传输信息进行采样并且在模拟域或者数字域中对来自回复传输序列的各个样本进行相加(或者积分)。由于作为平方根对噪声求和并且线性地对信号求和，因此提高了所捕获信号的信噪比，从而与没有使用穷举计算的情况相比，允许接收非常低水平的信号。
MT以所传送的相位进行回复，其中该所传送的相位与所接收的定位器信号的相位相匹配(零度相位差)或者相加地(additively)与所接收的定位器信号的相位相关。因此，RL能够精确地确定往返行程的相移，并且能够按照载波循环确定距离。例如，如图5C 所示，RL从MT接收回复传输信息，并且识别、至、的时间间隔内的相关峰值。时间间隔 U1至t2)正好对应于图5D所示的载波的一个循环。例如，915MHz的载波具有大约1. 093 纳秒的周期。在该示例中，相关峰值的时刻处的载波相位对应于时间间隔(、至、)的70% 或者大约252度。当MT处和RL处的信噪比大到足以允许选择特定载波循环时，这种相位确定变得有用。由于915MHz处的载波循环是例如大约33厘米的距离，因此没有载波相位识别的距离确定必须准确到大约33厘米，以允许选择特定的载波相位。例如，915MHz载波的100个循环对应于大约32. 8米的距离。然后，可以使用相位信息将距离测量精确到载波循环的小数(一厘米或两厘米)。例如，对于915MHz的载波频率，252度的相位对应于大约23厘米的距离。因此，所述系统具有两个准确态，一个是在得到相关峰值之前发生的循环数，而一个是当检测到相关峰值时载波信号的精确相位。例如，检测到的相位为252度的 915MHz载波的100个循环对应于大约33米的距离。当由若干个远程定位器的询问得到的多个独立距离估计被合并在一起时，通常可以将距离估计改进到如下点其中，基于相位导航、干涉的测量对于出色的精度变得可能。
示例系统 图IA和IB示出了包括根据本公开内容的至少一个方面布置的RL和MT的示例通信系统。RL被布置成通过第一通信信道传送序列，而MT被布置成通过该通信信道以半双工方式传送回到RL。
示例RL装置包括耦合到第一传送/接收开关(SWl)的第一天线(ANTl)。在一些示例系统中，另一天线(ANTlB)可以可选地通过附加开关(SWlB)耦合到接收器块，其中第二天线被定向成与第一天线正交。天线的选择可以通过选择控制信号(SEL)来实现，其中， 该选择控制信号(SEL)被布置成操作附加开关(SWlB)作为各个天线之间的复用器。天线可以被配置为分集式天线，以便可以获得关于信号强度、距离以及多普勒的附加信息。第一传送/接收开关(SWl)响应于第一控制信号(TX1/RX1N)而耦合到第一发送器块和第一接收器块。当传送开始时，传输序列(例如，TSEQ)耦合到第一发送器块，其中该序列是由ID 码来确定的。第一接收器块耦合到基带和信号处理块。时间控制以各种控制信号(CLK1、RCLKUTCLK1以及BBCLK1)的形式被提供到发送器、接收器、基带处理以及处理器。处理器接收输入并且协调基带处理、信号分析、存储器缓冲、输入处理、显示处理以及音频处理的操作。存储器处理可以包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)以及非易失性存储器 (NVM)，该非易失性存储器诸如闪存、电池备份的RAM、EEPROM(电可擦可编程只读存储器) 以及其它NVM类型的技术。
示例MT装置包括耦合到第二传送/接收开关(SW2)的第二天线(ANT2)。第二传送/接收开关(SW2)响应于另一控制信号(TX2/RX2N)而耦合到第二发送器块和第四接收器块。当传送开始时，回复序列(例如，RSEQ)耦合到第二发送器块，其中该序列是由ID码来确定的。第二接收器块被布置成提供在缓冲器(例如，诸如数字缓冲器或模拟样本缓冲器的存储器缓冲器)中捕获的同相正交信号(I和Q)。捕获缓冲器耦合到基带信号处理器块中的相关器，该相关器可以提供直接形式相关函数和FFT相关函数。FFT相关器被布置成为所接收的I/Q数据的循环相关函数提供与ID码有关的复I/Q数据。信号分析器和处理器均被布置成接收从相关器输出的数据用于评估。时间控制以多种附加控制信号(TCLK2、 RCLK2以及CLI^)的形式被提供到发送器、接收器以及处理器。处理器接收输入并且协调相关器、信号分析、序列生成、存储器缓冲以及其它有关任务的操作。处理器的存储器可以包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)以及非易失性存储器(NVM)，该非易失性存储器诸如闪存、电池备份的RAM、EEPROM以及其它NVM类型的技术。
用于定位人和物的当前技术系统具有相当短的电池寿命，这可能限制了其使用。 本公开内容描述了一种通过挂起其能耗直至需要操作而具有较长电池寿命的小型装置 (例如，应答器或微应答器)。由于MT装置需要在活动状态非常短的间隔，因此大大延长了电池寿命。尽管蜂窝电话技术可以用来结合全球定位系统(GPQ装置确定位置，但是操作传统蜂窝电话所需的能量即使在待机模式中也将快速地耗尽小电池。另外，这样应用中的 GPS装置将从休眠被唤醒，并且执行冷启动定位固定，该过程将消耗相当大量的能量从而再次迅速地耗尽电池。本公开内容预期便携式定位技术优选地间歇地工作，以使得功耗最小化，从而解决了来自传统定位确定技术的一些问题。
本公开内容分析和识别了当前多普勒频移技术的问题，诸如在GPS信号中找到的问题。尽管可借助于FFT相关来有效地检测GPS信号，但是存在大约观颗GPS卫星，这观颗GPS卫星包括偏离大约士 15ppm的、显著水平的多普勒模糊。对于1. 5GHz的GPS信号和 1毫秒的捕获间隔，大致22KHz的多普勒频移最大需要大约几十个多普勒通道(bin)或相关尝试，以识别多普勒频移。利用传统GPS技术所需的处理努力对于当前所公开的使用来说是不可接受的。例如，在当前公开内容中，MT在搜索单个码，并且另外不需要对付极大的速度，因此不需要任何多普勒通道。另外，本公开内容描述了一种相对于传统技术减少了捕获时间的设备和系统，其中，处理的幅值下降了大约两个量级。
示例远程定位器(RL) 图IA示出了被布置成与示例MT通信的示例RL。MT被布置成(例如，通过休眠定时器或用户启动)在预定间隔被唤醒并且接收编码的传输信号(例如C0M13)。编码的信号是使用多种信号处理方法(诸如，举几个来说，数字信号处理、模拟信号处理、快速傅立叶变换(FFT)、相关、逆FFT (IFFT))来接收和评估的。MT评估所接收的编码的信号，以确定信号是否是利用MT (例如，通过唯一的ID码)特别标识的。通过各种信号处理功能，改变各种内部信号和参数以使得用于接收和传送编码信息的时间、频率以及相位对齐是连续细化的(例如，通过数字控制机制)，以用于准确处理。使用来自RL的信号的多普勒频移后的频率作为其时基的MT随后将被类似编码的回复序列传送回到RL。RL接收编码的传输信息， 并且以与MT类似的方式处理到来的信号。
RL包括可以是任何适当的处理装置的处理器，其包括但不限于以下的至少一种 举几个来说，微处理器、微控制器、CISC(复杂指令集计算机)处理器、RISC (精简指令集计算机)处理器、专用集成电路(ASIC)。处理器被布置成接收并评估输入、控制输出、记录数据、取回记录的数据以及执行程序。因此，处理器被布置成与多个电路部件(诸如时间控制电路、存储电路以及存储器电路)进行通信。
处理器被布置成应用作为对从MT接收的消息以及其自己的内部机制的响应的模式控制逻辑，用于激活和去激活将描述的多种操作模式。模式控制逻辑和RL的任何有关设置可以被提供在只读存储器(ROM)中，该只读存储器被加载到传统存储器中用于由处理器来执行，或者由某种等效机制(诸如，举几个来说，非易失性存储器(NVM)、闪存器件以及微控制器中的硬编码指令)来执行。在另一示例中，处理器和存储器可以由可编程逻辑器件 (PLD)、专门设计的电路(诸如专用集成电路(ASIC))以及被布置成提供类似功能性的其它器件来替代。
RL被操作用于发送包括一系列编码信号的传输信息。该码是由与特定MT相关联的唯一标识符(例如，ID码)生成的。序列发生器被布置成评估唯一标识符并且生成传送序列。在针对唯一标识符生成编码后序列之后，将附加信息编码到传送序列中。在一个示例中，附加信息可以是针对MT的命令/控制指令。在另一示例中，编码后的信息是距离测量结果。仅需要传送一个序列就可完成通信、定时同步以及序列验证。在将信号耦合到发送器块之前，序列发生器的输出(例如，TSEQ)可以诸如通过低通滤波器(LPFl)进行滤波。
发送器块被布置成利用载波频率、扩展谱载波和/或跳频方法对编码后信号进行载波调制(例如，多相移键控、二进制相移键控、正交相移键控、微分相移键控、连续相位调制、多幅度相移键控等)。传送-接收开关(SWl)被布置成在传送序列期间将经载波调制的编码后信号耦合到天线(ANTl)。带限滤波器(例如，BPF1)可以设置在天线和传送-接收开关(SWl)之间，以使得带外信号被忽略。带限滤波器(BPFl)可以是任何提供合理的带限功能的滤波器，诸如举几个来说，无源带通滤波器、有源带通滤波器、表面声波(SAW)滤波器、体声波(BAW)滤波器、梳状滤波器、带状线滤波器。
RL被操作用于从MT接收包括另一系列编码后信号的传输信息。该编码后信号是 MT利用与特定MT相关联的唯一标识符(例如，ID码)类似地生成的。接收器块被布置成经由SWl从天线(ANTl)接收经载波调制(例如，多相移键控、二进制相移键控、正交相移键控、微分相移键控、连续相位调制、多幅度相移键控等)的编码后信号。所接收的信号由也可以提供信号处理功能的基带处理器来处理。替选地，基带处理器被布置成将所捕获的信号提供到被布置成处理各种信号处理功能的处理器。
所述RL通过往返行程时间测量来执行距离测量。例如，往返行程时间可以由从MT 到RL的信号传送与随后的偏移了任何其它延迟的、从RL回到MT的应答信号的回复传送之间的时间差来确定。
RL所采用的各种定时信号是由图IA所示的时间控制电路生成的。定时信号被系统用来从RL中的本地生成的振荡器信号数字地合成发送器和接收器载波信号。
示例微应答器(MT) 图IB示出了被布置成与RL通信的示例MT。该示例MT可以放置在袖口、领子、手表中，缝制到衣物中或者诸如利用仿生型装置植入患者中。MT被布置成经由开关SW2和天线ANT2、利用接收器块从RL接收诸如之前描述的编码后传输信号。可选地，带限滤波器 (例如，BPF2)可以用来使得来自接收器中的带外信号的干扰最小化，和/或防止干扰其它装置。接收器对载波频率进行解调，并且提供随后由捕获缓冲器捕获的I和Q信息。捕获缓冲器将输出信号以数据形式提供到FFT相关器，该FFT相关器使解码后的传输信息与唯一的标识符(ID码)相关。
MT包括可以是任何适当的处理装置的处理器，其包括但不限于以下的至少一个 举几个来说，微处理器、微控制器、CISC处理器、RISC处理器、专用集成电路(ASIC)。处理器被布置成接收并评估来自用户的输入、控制输出、记录数据、取回记录的数据以及执行程序。因此，处理器被布置成与多个电路部件(诸如时间控制电路、用户输入电路、数字罗盘电路、音频电路、显示电路、存储电路以及存储器电路)通信。
处理器被布置成响应于多种用户输入而应用模式控制逻辑，用于激活和去激活将描述的多种操作模式。模式控制逻辑和MT的任何有关设置可以被提供在只读存储器(ROM) 中，该只读存储器被加载到传统存储器中用于由处理器来执行，或者由某种等效机制(诸如，举几个来说，非易失性存储器(NVM)、闪存器件以及微控制器中的硬编码指令)来执行。 在另一示例中，处理器和存储器可以由可编程逻辑器件(PLD)、专门设计的电路(诸如专用集成电路(ASIC))以及被布置成提供类似功能性的其它器件来替代。
示例输入可以来自多个源和由软件程序生成的输入，所述多个源诸如中断信号、 唤醒定时器、键盘装置、小键盘装置、一个或多个按钮或按键、触摸屏(无源或有源)、触摸面板、操纵杆装置、手柄装置、鼠标装置、指向装置、触摸板装置、压敏输入装置或者另一处理器。在一些示例中，声音可以用作经由音频输入处理器(诸如模数转换器(ADC)电路或包括模数转换装置的编码器-解码器(CODEC)电路)到MT的输入。麦克风可以内置于MT中或者通过麦克风端口而外部耦合到MT以用于声音输入目的，其中麦克风接收的信号被转换成可以被解释为输入的数字信号。基于声音的输入可以被存储以用于其它用途(例如， 用于回放或识别目的的声音文件)或者可以被解释为可以被MT利用的话音输入。在一些实现中，话音到文本翻译器可以并入被布置成与处理器通信的硬件解决方案中。在一些其它示例中，在音频输入处理器实施的软件控制下的话音识别用作生成示例输入的话音输入装置。
音频输出电路可以用作用于向RL装置的用户报告可听信息以及提供导航和位置信息的指示装置。音频输出电路可以包括音频输出装置和音频输出处理器。音频输出处理器被布置成与音频输出装置协作以向用户提供可听通知。音频输出装置和音频输出处理器的功能在一些实现中可以被组合。音频输出装置可以是用于头戴式耳机类型的装置或者扬声器类型的装置的音频驱动电路。在一些示例中，扬声器或压电装置包括在RL中以提供声音输出。在另一示例中，诸如头戴式耳机插孔的音频输出端口可以设置在用户的RL中，以连接头戴式耳机类型的装置或者可能的外部扬声器连接。
音频输出处理器可以是单音调发生器电路、多音调发生器电路、多音合成器电路、话音合成器电路、MIDI (乐器数字接口)回放电路或者声音回放电路。在一些示例中，音频输出处理器包括诸如来自数模转换器(DAC)电路或者来自CODEC电路的数模转换装置。话音合成器电路可以包括文本到语音翻译器。话音合成器也可以被布置成提供各种区域性话音腔调(affectation)和语言口音，诸如男性和女性话音、机器人话音、英语口音、法语口音、西班牙口音等。在一些示例中，音频输出处理器被布置成提供可以是任何期望格式(诸如有损压缩的声音文件、无损压缩的声音文件或者未压缩的声音文件)的音乐回放。在其它示例中，音频输出处理器装置被布置成提供之前录制的声音或用户录制的声音的回放。 录制的声音可以是话音消息，该话音消息可以提供在人物话音(例如，卡通人物)、名人的录制中或者作为可识别话音的印象(impression)。在一些示例中，音频输出处理器可以在功能上与之前描述的音频输入处理器相组合。
显示电路也可以用作用于向MT装置的用户报告视觉信息以及提供导航和位置信息的指示装置。示例显示电路可以提供任何适当的视频输出，诸如，例如LED(发光二极管)型显示器、IXD(液晶显示器)型显示器、有源显示器、无源显示器、黑白显示器、单色显示器和/或彩色显示器。其它示例显示电路可以是LED、七段式显示器以及可以用于报告视觉信息的其它发光装置的离散布置。在一些示例中，用户接口可以与视频输出装置集成在一起，诸如，例如，与LCD显示器集成在一起的触摸屏。在其它示例中，用户输入接口与视频输出装置相分离。
本公开内容的MT中的处理器被布置成与罗盘传感器装置或用于确定MT装置的旋转位置的某种类似装置协作。罗盘传感器可以是集成电路、分立电路或者被布置成提供与 MT的方向定向有关的罗盘传感器信息的某种其它装置。罗盘传感器可以是数字罗盘装置或模拟罗盘装置，其中该模拟罗盘装置被布置成与例如模数转换器一起工作，以提供相似的功能。
在一些示例中，距离可以利用显示电路以字母数字表示(例如，100、100’、100ft、 IOOm等)来报告。在其它示例中，距离可以以图形表示(诸如图标、线或者其它图形形状) 来报告。类似地，方向可以以字母数字表示(例如，N、S、E、W、NE、SE、NW或者SW)或者图形表示来报告。也可以进行图形和字母数字表示的任意组合。
采用各种处理方法来执行MT中的基带处理和信号分析，包括相关器块和信号分析器块。相关器块可包括FFT相关器和直接形式相关器。信号分析器被布置成评估来自 FFT相关器和/或直接形式相关器的输出，以确定接收到的传输序列是否是以特定MT来标识的。当序列是正确标识的时，调整各种定时信号以使得数字合成的发送器和接收器信号的频率和相位在MT中是精确对准的。一旦验证了传输序列，则处理器从编码后信号提取信息。这样的信息可以包括用于MT的命令和控制指令，诸如，例如将休眠间隔设置为新的时间推移(例如，10分钟)，记录接收器信号强度、记录无效的接收信号、记录接收器频率和相位、传送记录的数据、改变为慢查验模式(ping mode)，改变为快查验模式等。
重要的是，注意本公开内容的MT中的处理器被布置成响应于从RL接收的信号而应用模式控制逻辑。模式控制逻辑和用于MT的任何相关的设置可以提供在任何上述存储器装置中或作为微控制器(举例来说)中的硬编码指令。在另一示例中，处理器和存储器可以以PLD、专门设计的电路(诸如ASIC)以及被布置成提供类似功能性的其它装置来替代。
回复消息从MT传送到RL，以使得RL可以识别、定位以及接收来自MT的数据。回复消息是通过与传送序列发生器类似的、由唯一的标识符(ID码)键控(key)的回复序列发生器生成的。低通滤波器(例如，LP^)可以放置在MT中的序列发生器和发送器块之间。 发送器块经由开关SW2耦合到天线ANT2，以实现编码的回复传输(例如，C0M31、C0M32)。
由于示例MT以有限的能量来工作，因此MT通常工作在低功率模式或休眠模式。在休眠模式中消耗的能量足以使利用低频时钟工作的休眠定时器工作。根据预定时间间隔， MT被激活(例如，由休眠定时器使唤醒生效)，并且MT在以高频时钟工作的同时寻找要接收的信号。当无法接收到可识别的信号时，MT返回到休眠模式，其中，使高频时钟去使能。 高频时钟可以由相应的控制信号(例如，HF EN)来使能和去使能。MT也可以由用户诸如通过按压用户输入按钮来激活。
RL的方位(bearing)通过如稍后将描述的RL和MT的配合操作来确定。一般而言，用户通过激活MT来启动搜索模式。建立与RL的通信链路，并且MT从RL接收初始距离计算。用户随后启动定位模式，该定位模式要求MT相对于用户通过一定弧的至少局部旋转，其中，RL获取附加的距离测量结果和相关器信息。信息被传送回到MT，以使得MT可以确定到RL的方向。
MT(或者MT)所采用的各种定时信号是由如图IB所示的时间控制电路生成的。 处理器利用一个时钟信号(CLD)来工作，而MT中的发送器和接收器利用其它时钟信号 (TCLK2和RCLK2)来工作。系统使用各种定时信号来数字地合成来自MT中的本地生成的振荡器信号的发送器和接收器载波信号。
时间控制电路可以包括用于利用校准逻辑电路来校准高频时钟的附加功能性。校准逻辑电路可以包括多个高频计数器(HF CNTR)、低频计数器(LF CNTR)及数字比较器电路(COMP)以及诸如寄存器、锁存器和相关逻辑的其它逻辑电路。在工作中，当诸如响应于应用模式控制逻辑时的处理器而使校准信号(CAL)生效时，校准逻辑被使能。
上述远程定位器(RL)可以被布置成提供相对高功率的传输信号(例如，1瓦特)。
应答器(MT)被布置成通过使用其从RL获取的定时信息来合成其自己的、用于传送应答信号的内部频率。MT从RL接收到的定时信息相对于来自RL的原始传送频率发生了多普勒频移。所得到的MT的合成频率对应于来自RL的原始传送频率的多普勒频移后的型式，同时是极其准确的。来自MT的应答信号被RL接收，但是相对于来自MT的传送频率再次发生了多普勒频移。由信号传输的往返行程(即，从RL到MT的传送以及从MT到RL的回复传送)导致的多普勒频移在下文中被称为合成往返行程多普勒频移。
示例发送器 图2示出了示例发送器系统。发送器系统包括晶体振荡器(XTAL 0SC)、定时控制电路、复调制器、图案发生器、具有定时控制的内插滤波器、积分器以及复坐标旋转数字计算机方宠转器(complex cordic rotator)。
晶体振荡器被布置成提供振荡器信号作为具有用于定时控制电路的第一相位 (O1)的时钟信号(CLOCK)。在一个示例中，晶体振荡器具有大约沈.14MHz的额定频率，该额定频率可以可选地是可调整的(例如，经由信号频率微调)。振荡器可以是晶体型振荡器或者具有基本稳定的振荡频率的任何其它振荡器。
定时控制电路包括反馈控制环，该反馈控制环具有被布置成对频率进行合成的可选除法器电路。控制环包括相位检测器、低通滤波器(LPF)、压控振荡器(VCO)以及可选的除法器电路。相位检测器将参考时钟信号(例如，CLOCKeef)的相位^1)与来自反馈信号 (例如，CLOCK')的相位(Φ2)进行比较，以确定所得到的时钟信号(CLOCK)是否与参考时钟(CLOCKkef)同相地工作。相位检测器的输出对应于相位差信号(Odiff),该相位差信号被提供给低通滤波器以生成VCO的控制电压(VTUNE)。VCO调整彼此异相180度的时钟信号 CLKP和CLKN的输出频率。反馈信号(CLOCK)也从VCO被提供到可选的除法器电路。除法器电路的输出被提供给相位检测器作为关闭控制环的信号CLOCK’。另外，VCO频率可以可选地被提供给另一除法器电路，该除法器电路生成与正弦和余弦函数相关联的合成频率。
在一个示例中，VCO具有1. 83GHz的额定输出频率，反馈环除法器电路具有等于70 的除法比率，并且相位检测器被布置成经由低通滤波器调整VTUNE信号，以使得26. 14MHz 信号的平均值与1.83GHz/70相匹配。其它参考信号可以用来通过调整控制环除法器电路中的除法比率而产生相同的结果。另外，VCO的输出可以进一步由输出除法器电路(例如， 除法比率为2)来调整，以产生与SIN(915MHz)和COS(915MHz)对应的合成频率或任何其它期望的频率。
图案发生器包括码控制块和伪噪声发生器块。码控制块被布置成提供如稍后将描述的“A”、“B”以及“C”序列化图案的、由ID码键控的预定图案。伪噪声发生器基于用于对图案进行排序的定时信号(图案定时)而从码生成复数(例如，I和Q)。在一个示例中，伪噪声发生器块被布置成提供2047个复数。复序列(I和Q)被提供到内插滤波器和定时控制块，该定时控制块被布置成调整与I和Q信号相关联的细微定时，并且提供与复内插基带信号相关联的I’和Q’。积分器电路用于对传送的频率和接收的频率之间的差进行积分，以调整细微定时(细微定时调整)。内插器为I和Q复数(例如，8192/2047)提供细微定时调整，并且为发送器提供低通滤波。积分器电路可以由诸如/或ΦΙΝΙΤ的初始化参数来初始化。
内插的复基带信号(I’和Q’)被提供到坐标旋转数字计算机旋转器。坐标旋转数字计算机旋转器响应于相位调整信号(例如，旋转相位)来调整复基带信号(时域中)的旋转相位。相位调整信号由对频率偏移进行积分的另一积分器来提供。积分器电路可以再次由诸如fINIT和/或ΦΙΝΙΤ的初始化参数来初始化。复坐标旋转数字计算机旋转器的输出是频移后的复基带信号(I”和Q”)，其中，频移通过内插滤波器和坐标旋转数字计算机旋转器的数字合成操作来进行。
复调制器被布置成接收频移后的复基带信号(I”和Q”)、以及正弦和余弦定时信号以提供调制后的信号输出。调制后的信号输出可以被提供到与用于传输调制后信号的天线耦合的功率放大器(未示出)。各种定时控制信号(例如，时钟频率、时钟相位、时钟偏移)被调整成使得调制后的信号输出的速率、细微定时以及相位具有嵌入到所得到的信号中的充足定时信息。
码控制基于唯一的标识符(ID码)。在一个示例中，唯一的标识符被提供到多项式发生器。在另一示例中，唯一的标识符存储在易失性存储器中。在又一示例中，唯一的标识符存储在非易失性存储装置中，诸如闪存器件、R0M、EPR0M(可擦可编程只读存储器)、 EEPR0M、插入式开关(dip-switch)或者某种其它装置。在再一实施例中，利用ID码生成的图案取代唯一标识符而存储在存储器装置或查找表中。
示例传输序列 图3是示出被格式化用于传输的一组帧的图。帧对应于传送帧的时段。对于图3 的示例，传输信息被分成三个顺序帧。在第一时段期间，传送包括第一传输序列(即，“序列A”)的第一帧(即，“帧1”)。序列A包括顺序系列的重复图案组，其中，每个图案(图案A)基本相同。在第二时段期间，传送包括第二传输序列(即，“序列B”)的第二帧(即， “帧2，，)。序列B包括顺序系列的重复图案组，其中，序列中的每个随后图案如稍后将描述的那样移动。在第三时段期间，传送包括第三传输序列(即，“序列C”)的第三帧(即，“帧 3”)。序列C包括重复图案组，其中每个图案(图案“C”)形成如稍后将描述的编码消息的部分。传输中三个顺序帧的集合被称为稍后将描述的PING。
系统中的每个MT具有用于唯一地指定特定MT的唯一标识符(例如，M位的地址)。 在一个示例中，唯一标识符是33位的地址码，其产生大约85. 8亿个唯一标识符。M位的地址可以分散于各个图案。在一个示例中，33位的码均勻分散于三个序列中，以使得11位被编码在“序列A”中，11位被编码在“序列B”中，并且11位被编码在“序列C”中。在另一示例中，码不是均勻分布于传输序列中。在又一示例中，同一码用于每个图案。因此根据相应序列部分的相应编码位对传送的每个符号进行编码。术语“波特(baud)”和“码片”也可以用于指符号。
序列“A”的相关性用于验证唯一标识符的第一部分(例如，前11位或位0-10)被编码在传输信息中。当检测到相关性时，可以得到细微的波特和载波定时。然而，MT没有先验的定时信息(例如，不知道总的帧定时)。由于在第一时间间隔期间重复“A”图案，因此可以在执行相关之前通过将它们彼此叠加来累积信号，以便改进信号灵敏度。在一个示例MT中，信号的累积不是必须的。在另一示例MT中，在重复的跟踪模式期间执行信号的累积。
一旦获取到了“A”图案，则MT继续采样以定位“B”序列。序列“B”的相关性用于验证唯一标识符的第二部分(例如，例如第二个11位或者位11-21)被编码在传输信息中。 如之前所描述的，“B”序列随时间而移动。例如，第一个B序列包括编码的波特B0、B1、…、 BM，而第二个B序列(B')包括编码的波特Bi、B2、…、BM、B0。当实现了与MT的“B”序列的相关时，MT识别“B”序列内的流位置。一旦根据移动图案确定了传输流位置，则MT安排现在可以预测其到达的序列“C”的接收。
对于上述“B”排序示例，在接连的传输之间使用单个波特移动。可以使用其它移动方法，以使得接连的传输之间的移动步长可以是不同整数的波特移动(例如，2、3、4等)
或者是非整数的波特移动(例如，1/2波特，3/4波特，波特、波特等)或者是整数簇
(variety)或非整数簇的样本移动。在另一示例中，接连的传输之间的移动机制可以由载波相位旋转来取代，其中，每个接连的传输具有旋转了固定量的载波相位。
帧“C”具有在其中编码的唯一标识符的第三部分以及用于MT的可能命令和控制数据(或者用于RL的其它数据)。序列“C”的相关性用于验证唯一标识符的第三部分(例如，第三个11位或位22-33)被编码在传输信息中。也可以利用较少位的数据非常慢地对 “C”序列进行调制。例如，高达63位的数据和纠错码(ECC)可以在序列“C”中进行传递。 在一个示例中，通过对传输帧中的“C”的图案进行反转或非反转来对码片或传送符号进行编码。之前描述了编码后的命令和控制信息的示例。
对于上述“C”序列，使用反转和非反转编码方法对数据进行编码。可以使用其它数据编码方法，诸如利用与“B”序列类似的移动位图来对数据进行编码。例如，可以对“000” 二进制码进行编码，并且该二进制码中的每个增量是移动了递增移动步长(例如，1/2波特步长、1波特步长、2波特步长等)的相同图案。如在之前描述的标称部分“B”中那样，“C” 中的标称数据消息可以利用图案定时变化来编码。
MT以与上述基本相同的格式传送序列A和B。然而，由于RL启动了传输并且在接收开始时没有产生模糊的“唤醒”时期，因此来自MT的传输序列总体上可以较短。缩短的传输时期有助于使得MT的能耗最小化。帧“C”被类似地格式化，但是可包括其它报告的数据，诸如当前温度、心率、血压等。
MT中的用于传输的定时和载波信号是从相对于内部MT时钟测量的RL的时钟得出的。与MT类似，RL又使这些信号相关，并且确定确切的往返行程时间。RL还确定信号定时相对于其自己的时钟的偏差，其中该时钟是MT试图模拟的时钟。信号定时的偏差是多普勒频移、噪声以及振荡器不稳定性的结果。
示例系统具有以下用于全非中空传输(full non-hollowed transmission)的大致信息 接收到的帧包括4096个样本、2047波特； 接收到的样本速率是25. 777M个复样本/秒； 传送的样本速率是2拉5. 777M个复样本/秒； 波特率是由样本速率*(2047/2048)/2 = 12. 8822兆波特个符号/秒来确定的， QPSK ；以及 帧周期是158. 98 μ S。
示例系统具有以下用于全非中空传输的RL TX参数 “Α”序列是2. 2263秒长，(13 X 1024帧)，以2047个第一地址部分之一非移动地重复； “B”序列是317. 96ms长(2000帧)，以2047个第二地址部分之一移动地重复；以及 “C”序列是10. 174ms长(64帧)，以2047个第三地址部分之一非移动地重复，根据调制后的数据反转的帧。
示例系统具有以下用于全非中空传输的MT TX参数 "K"序列是 81. 397ms 长，(512 帧)； “B” 序列是 20. 349ms 长(128 帧)；以及 “C”序列是10. 174ms长(64帧)，以2047个第三地址部分之一非移动地重复，根据调制后的数据反转的帧。
示例定时获取序列 图4A和4B是示出示例通信系统的定时获取的图。当接收之前关于图1A、1B、2以及3描述的三部分传输序列时，MT可采用所述的定时获取序列。然而，如此处所描述的，定时获取序列可以仅利用传输序列的三个部分中的两个(例如，序列A和序列B)来实现。
接收器频率是从本地生成的时钟电路(例如，晶体振荡器)数字地合成的。来自 RL的载波也是从其自己的本地生成的计时电路数字地合成的，并且可能将与MT中的接收器频率失配。该失配可与操作环境中的温差、电路中的热瞬变、晶体容差、MT和RL之间的处理差别以及其它不理想的影响有关。另外，整个系统不是同步的，因此无法最初得知与传输相关联的起始相位、频率和步调。图4A示出了与示例“图案A”序列相关联的相位和频率确定的示例，而图4B示出了在定时获取期间接收器频率随时间的不确定性。
通信系统的接收器部分在时间、处被初始化为初始频率(f)，其被指定为f = f0O 然而，数字合成的接收器频率与来自所接收的传输信息的载波频率之间的偏移在时间t = 、处是未知的。MT被布置成测量与来自图案A的所接收信号相关联的相位作为相位Φ1Ι5 相位测量结果(例如，O1)可以由相关器的输出生成。
在时间t = t2处，接收到图案A的传输信息的另一部分，并且MT被布置成测量相位作为Φ2，并且计算与期望的接收器频率和来自RL的传输信息的实际载波之间的差相关联的频率偏移误差。频率偏移(f。ffsrt2)是由传输之间的相位差和逝去时间来确定的，为 foffset2 =旧2-0 2]/[360(、-、)]，其中，Φ 2对应于时间、处的期望相位。重要的是，注意前两个测量结果之间的时间应该短到足以导致基本上小于180度的期望相对相位差，以确保不发生不可分辨的模糊。期望的相位基于帧的整数周期的接收间隔，其中，该接收间隔理应基于期望的传送/接收时间间隔。注意，该时间的期望相位对应于Φρ 在时间t =、处，接收到图案A的传输信息的另一部分，并且MT被布置成测量相位作为Φ3，并且计算与期望的接收器频率和来自RL的传输信息的实际载波之间的差相关联的频率偏移误差。频率偏移(f。ffsrt3)是由传输之间的相位差和逝去时间来确定的，为 fOffset2 =
/[360(、-、)]，其中，0^3对应于时间、处的期望相位。期望的相位还是基于帧的整数周期的接收间隔，其中，该接收间隔理应基于期望的传送/接收时间间隔。 重要的是，注意前两个测量结果的逝去时间还是应该导致基本上小于180度的期望相对相位差，以确保不发生不可分辨的模糊。然而，绝对相位差期望是显著大于360度，以使得接连的偏移计算之间的时间差可以随着每次随后的估计对定时获取进行调整而逐渐间隔地越来越远。注意，频率误差是随着每次随后的调整而逐渐减小的，直到为艾伦方差所限制。
图4B是示出在过去的定时获取时期中数字合成的接收器频率的不确定性的图。 注意，两个轴的标度均是对数，并且不确定性将渐近地接近与MT和RL中的晶体振荡器相关联的艾伦方差。水平轴示出了过去的时间，而垂直轴示出了频率的不确定性。每个接连的时段具有接收器定时的精细估计，以使得不确定性以指数形式减小。不确定性曲线的拐点出现在获取到所接收信号的足够样本之后(例如，在时间t5)，以使得对于所接收的载波频率的估计渐近地接近由艾伦方差确定的最小不确定性。
示例接收器 图5A是示例接收器的框图。示例接收器包括天线(ANT)、可选滤波器、低噪声放大器(LNA)、第一混频器、第二混频器、第一低通滤波器(LPFl)、第二低通滤波器(LPF2)、模数转换器(ADC)、缓冲器、FFT处理器、相关器以及逆FFT处理器。其它示例接收器可以使用延迟使用ADC的模拟存储方法。
天线被布置成将所接收的信号通过可选滤波器(例如，带通滤波器)耦合到LNA。 LNA被布置成增大信号强度，并且将增大的信号耦合到混频器。第一混频器被布置成利用余弦波外差法生成同相信号(I)，而第二混频器被布置成利用正弦波外差法生成正交信号 (Q)。同相信号经由LPFl作为信号Ia耦合到ADC，而正交相信号经由LPF2作为信号ζ Α耦合到ADC。
ADC工作在采样频率(fSAM)。ADC可以被实现为在Ia和Α信号之间时分复用的单个A/D转换器电路。ADC可以替选地被实现为两个分开的A/D转换器电路。ADC电路将Ia 和A信号转换为分别作为信号Id和％耦合到缓冲器的量化的数字信号。缓冲器可以被实现为一个连续存储器、分区存储器(例如，MEM1、MEM2等)或者对所捕获的数据进行缓冲的任何其它适当的暂时存储装置。
缓冲器的输出耦合到将输入信号转换到频域的FFT处理器。参考信号的FFT与所捕获信号的频域表示进行复共轭相乘。取乘积的逆FFT，其是所捕获的信号和所选择的参考信号的循环相关。由于FFT参考是根据MT的唯一标识符(例如，ID码)确定的，因此FFT 处理器输出的相关性将在信号中识别出有效的接收码时达到峰值。载波相位和图案定时也是从所接收的信号中提取的。
图5B示出了在可被执行作为DSP块的接收器中的操作。提供FFT参考信号作为 N个通道的数组。所捕获的信号被计算作为也是N个通道的FFT。接下来，将在指定的存储通道(通道1-通道N)中的每个复元素的复共轭与来自其它相应的存储通道的数据相乘。 例如，FFT参考信号的复共轭存储在第一数组(数组1)中作为Dki-Dkn，而FFT捕获数据存储在第二数组(数组幻中作为Da-Drat5在另一示例中，FFT参考信号存储在第一数组(数组1)中作为Dki-Dkn，而FFT捕获数据的复共轭存储在第二数组(数组2)中作为Da-Drat5 乘法器被布置成接收来自第一数组和第二数组的数据，以提供相乘后的输出，从而产生可以存储在第三数组(数组3)中作为Dmi-Dmn的乘积结果。逆FFT是根据在第三数组(数组幻中识别的乘积计算的，以取回循环相关器输出。循环相关器输出结果可以存储在第四数组(数组4)中，或者可以可选地重写来自第三数组(数组幻的值。第四数组 (数组4)或者取决于实现的第三数组的内容是包括幅值和相位两者的复结果。如图5B所示，循环相关器输出的逆FFT具有发生在当FFT参考和所捕获的数据彼此相关时的峰值幅值(PEAK)。第三数组(数组3)或者取决于实现的第四数组的每个通道(通道1-通道N) 对应于相关器的输出，其中，当相关发生时，PEAK可以位于通道之一(例如，通道X)中。
示例操作流程 图6是MT或RL中的示例发送器的流程图。处理开始于当用户或者某个其它过程发起用于定位特定MT的请求时。
利用唯一标识符(ID码)来初始化传输序列。针对帧传输生成序列，诸如之前所述的序列“A”、“B”以及“C”。“A”、“B”以及“C”序列中的每个包括以唯一码的部分编码的波特。
接下来，RL(或MT)然后开始传送图案“A”，并且重复传送图案“A”(注意未移动)直至完成整个“A”序列(例如，13X10M个顺序图案，或者帧“A”)，或者在中空帧的情况下，直至用于传送图案“A”帧的等效时间到时。然后RL开始传送图案“B”。对于图案 “B”的每次接连传输，如之前所述，诸如使用位旋转算法来移动图案。在传送了 “B”图案的整个序列之后(例如，2000个顺序图案，或者帧“B” )，或者在中空帧的情况下，用于传送图案“B”的等效时间到时之后，RL开始传送“C”图案。“C”图案的序列包括可对应于MT的命令和控制信息的调制后数据。在传送了调制后数据之后(例如，64个顺序图案，或者帧 “C”)，或者在中空帧的情况下，用于传送图案“A”帧的等效时间到时之后，RL停止传送并且切换到接收模式。
在接收模式中，利用RL按照与RL和MT之间规定的类似的格式从MT接收信号。然后，如之前所述，RL可以基于所接收的信号中的往返行程时间和多普勒频移来计算距离和位置。另外，所接收的“C”帧传输信息可包括在MT和RL之间传递的数据，其是由RL提取和评估的。这样的数据可包括诸如心率、体温、血压、心律、血糖水平的生理信息以及与MT 的用户相关联的其它感觉信息。
图7A是MT中的示例接收器的示例流程图。处理开始于当MT从休眠模式被激活 (例如，启动唤醒)时。图7A示出了与序列A(或者帧“A”)相关联的样本的捕获。在启动唤醒之后，接收器捕获噪声和/或信号。MT将试图使所捕获的噪声和/或信号与期望的传输序列相关，其中，该期望的传输序列是以特定MT的唯一标识符的第一部分编码的。当相关匹配失败时，MT确定传输信息是针对另一装置的，或者可能不存在传输信息，并且返回到休眠模式。替选地，MT从传输序列提取波特和载波定时信息，以细化接收器定时。
定时是通过重复地安排捕获间隔来细化的。接收器等待，然后从每个安排的捕获时间开始捕获样本的一部分，并且试图使所捕获的样本与期望的传输序列相关，其中，该期望的传输序列是以针对(keyed to)MT的码的参考的另一部分来编码的。每次相关表示匹配时，调整(自举)接收器的定时，以进一步细化时间/频率估计。最终，图案A的相关未能匹配编码后的参考，并且如将关于图8A描述的那样，处理继续捕获并评估图案B。
图7B示出了与示例RL装置的接收器中的序列“A”(或帧“Α”)相关联的样本的捕获。由于MT具有有限的可用于传输的功率，因此与来自RL的信号相比，信号可能相当弱。 在RL启动唤醒之后，接收器捕获噪声和/或信号。RL将继续捕获传输信息预定时间间隔， 并且使用循环累积捕获技术(例如，顺次循环选择的捕获缓冲器数组)来对值进行累积。对于每次接连捕获，基于时间改变所选择的捕获缓冲器。另外，使用加速计来测量RL装置的速度，用于估计接收时间等。
在预定的时间间隔到时之后，RL试图对所累积/捕获的信号和噪声与期望的第一传输信息进行FFT相关，其中，该期望的第一传输信息是以特定RL的唯一标识符的第一部分编码的。使用所述循环累积在序列期间对所捕获的图案的累积提高了信号水平并且使得噪声对接收的影响最小化。当相关未能识别匹配时，RL确定传输信息是针对另一装置的， 不存在传输信息，或者发生了错误，并且返回至休眠模式。替选地，使用来自传输序列的RL 细微定时和相位信息来细化RL的接收器定时。然后，如将参照图8B描述的那样，处理继续捕获并评估图案B。
图8A示出了与MT装置中的图案“B”相关联的样本的捕获。接收器假设这些样本对应于序列“B”来捕获样本的序列。MT将试图对所捕获的样本与期望的第二传输信息进行 FFT相关，其中，该期望的第二传输信息是以特定MT的唯一标识符的第二部分编码的。当相关未能识别匹配时，MT可确定信号序列是针对另一装置的。在处理时间间隔期间，移动并捕获期望的B序列，然后接着是FFT相关确定。当处理时间间隔结束而没有序列“B”的匹配时，MT确定传输信息是针对另一 MT的或者不存在供接收的传输信息，并且返回至休眠模式。替选地，如果MT找到了序列“B”的匹配，那么MT基于产生匹配的移动位置，确定匹配图案在序列内(或者帧内)的相对位置。由于定时、相位和频率信息现在是已知的，因此 MT安排“C”序列的接收。在以下跟着的图9中，处理针对MT而继续。
图8B示出了与RL装置中的图案“B”相关联的样本的捕获。接收器假设这些样本对应于序列“B”，使用与之前针对图7B描述的技术类似的循环累积/积分技术来捕获复样本的序列(例如，4096个复样本)。生成与图案“B”相关联的参考图案。捕获每个所接收的样本并将其放置在一系列缓冲器的相应一个缓冲器中，其中，每个缓冲器具有相关联的索引(诸如指针)。将每个随后捕获的样本放置在不同的捕获缓冲器(例如，电容性存储单元)中。
如之前关于MT描述的，序列“B”被传送多次用于RL接收，其中，每个随后的“B” 序列相对于在前的序列被循环地旋转(例如，参见图3)。随着时间向前移动，使用不同的捕获缓冲器作为用于由RL捕获序列的起点。例如，假设有4096个复样本图案，其中起始指针在捕获缓冲器0，则捕获将被放置在顺序地跟在捕获缓冲器0之后的缓冲器0-4095中。每个缓冲器可以是模拟存储单元，以便使用所述方法对来自第二图案的样本与来自第一图案的样本进行累积。在附加图案的大量累积之后，完成积分并且可以评估累积的信号。
在图案序列“B”的所有样本(例如，来自图案“B”的序列的4096个复样本)被接收到(即，“图案完成”)并被累积之后，RL将试图对积分后的捕获序列与图案“B”的之前生成的图案进行FFT相关。当FFT相关未能识别匹配时，RL陷入错误捕获(error trap) 0 当传输信息是针对另一 MT时，或者可能发生了错误时，对所接收的序列进行处理可在没有匹配的情况下而终止。当发生错误时，错误捕获对剩余的处理进行处理。
当RL找到所生成的图案“B” (或者其任何随后的旋转型式)的相关匹配时，RL可以基于图案中产生匹配的移动位置，确定匹配的图案在序列内(或者在帧内)的相对位置。 由于定时、相位以及频率信息现在是已知的，因此RL安排接收“C”序列。在以下接着的图 9中，处理针对RL而继续。
在一些示例系统中，以四倍于发送器序列速率的速率对“B”序列进行采样，其中每个序列步长为四个样本。对于该示例，接收器以传送速率的一半进行采样，以使得图案中的每次移动对应于两个缓冲器位置。换言之，对于该示例，每个“B”序列捕获的起点总是对应于偶数编号的缓冲器(例如，0、2、4、…)。然后，RL可以通过评估起点索引，确定匹配的图案在序列或帧内相对于与期望的图案匹配或相关的缓冲器或样本通道的位置。
图9示出了与序列“C”相关联的样本的捕获。接收器假设这些符号对应于图案 “C”，捕获来自MT中的接收器的样本。MT将继续捕获样本直至期望帧实现完成。然后，MT 将试图使所捕获的序列(假设其是来自RL的序列“C”)与期望的第三传输信息相关，其中， 该期望的第三传送信息是以特定MT的唯一标识符的第三部分编码的。当相关未能达到用于检测匹配的足够水平时，我们可以假设作为形式，“C”序列的传输由于多种原因(环境中的过量噪声、高强度干扰信号等)而失败。由于我们精确地知道序列“C”的传输应该何时发生，以及对于哪个传输应该发生什么载波频率、相位、定时以及步调，因此“C”图案的接收可以形式上用于有效传输的验证。
序列“C”包括可利用纠错码(ECC)编码的、在其中被调制的数据，其中，编码后的信息可以是经相位调制的并且随后被解调和解码。当时段没有到期时，继续期望的C序列的捕获，随后再次是相关确定。当时段到期而没有序列“C”的匹配时，MT确定传输信息是针对另外的并且适当地陷入错误情况。替选地，MT找到图案“C”的匹配并评估在该帧中接收的符号的极性，并且从“C”序列提取命令和控制信息。
在MT的情况下，序列C的捕获完成之后跟着是序列“A”、“B”以及“C2” (或者某种其它顺序，也许或者甚至是不同集合的A’ B’ C’)的传输。序列“A”和“B”包括与之前针对RL描述的类似的图案，但是长度较短。序列“C2”仍是相同数量的帧，除了数据被编码成用于MT和RL之间的通信的传输信息之外。
在RL的情况下，序列C的捕获完成之后跟着是往返行程时间的评估，以确定从RL 到MT的直线距离。评估从两个不同的接收天线接收到的两个信号的接收之间的时间差，以帮助识别RL和MT之间的方向的向量。对从MT接收到的信号的多普勒频移的分析也可以用于辅助确定方向向量。另外，对序列“C”进行评估，以提取从MT传递到RL的信息。另外， 如稍后将描述的那样，来自罗盘传感器的测量结果可以用于辅助确定位置。
示例操作特征和观察 本公开内容将“定位请求”轮询与定位过程本身合并在一起。RL装置被布置成提供相对长的、强烈的编码后信号，该信号的持续时间跨越MT的轮询间隔。MT非常短暂地对相关的谱进行采样，并且找到编码后的扩展谱信号。在该情况下，MT根据较长传输信息执行多次信号捕获，从而依次实现信号频率、步调以及时间参考的更准确估计。这些估计在精度上受MT和RL的时基(例如，石英晶体振荡器)的短期稳定性(根艾伦方差)和RL与MT 之间的相对加速度的限制。这种艾伦方差通常将优于十亿分之一，而0. 25秒的观察时期的加速度可以是大约对于0. 25秒为10米/秒2，这将给出2. 5米/秒的多普勒改变。这种突然倾斜(lurch)是不寻常的，并且通常观察到0. 25米/秒或更小的改变。0. 25米/秒往返行程的速度改变是0. 5米/秒，这是0. 5/3*108或者十亿分之1. 6 (ppb)的多普勒改变。 因此，输入信号的频率/序列的估计应该具有大约十亿分之二( 或更优的精度。实验上， 观察到两⑵ppb。
MT可以使用所接收的信号定时的精确估计，以合成具有基本上相同的定时和载波频率的编码后扩展谱回复。该回复信号在输入信号结束之后不久被发出。由于定时是准确地捕获的，因此延迟或间隙的存在不会本质上降低准确度。例如，如果时基误差是2ppb，则 30ms的延迟转换成大约60ps的时间不确定度，这大约是一厘米的往返行程距离。
来自MT的编码后回复信号足够长，以使得随时间的积分补偿其相对低的功率。由于返回信号与根据RL的时基的合成往返行程多普勒频移相干地相加或相减，因此来自MT 的信号可以由RL相干地处理。4096个复电容性积分器的循环组可以用来执行信号累积处理，以提升弱信号并使其在本底噪声之外。复图案(例如，长度为2047个码片的图案)具有大约33db的扩展增益。循环积分器的相加可以利用信号的重复部分而实现附加20db的信号增益，从而产生53db的总增益。利用该技术实现了将带宽从^MHz减小至大约100Hz。 IOOHz带宽中的热噪声为大约-lMdbm，其中，合理的信号接收期望在大约-140dbm的水平。 对于+IOdbm的发送器实现了 150dB的最大路径损失。假设915MHz的信号和全向天线，则该发送器的相应的理想自由空间范围是大约1000km。该较大的自由空间范围或者损失裕量对建筑物穿透、植入设备等是有用的。
MT中的捕获持续时间受MT和RL之间的相对晶体频率容差的限制。利用时间和温度，并且利用周期性校准信号，可以将该容差管理到百万分之几。因此，信令频率和晶体容差的乘积给出了频率偏移，这又表示在不使用多个多普勒通道或重复的相关尝试的情况下的最大的可能接收时间。例如，在915MHz并且具有3. 5ppm的频率误差，312 μ s的捕获时期将对应于第一完整空信号(complete singal null)。
RL 一般将接收步调和频率与其内部晶体时钟非常接近匹配的信号，因此RL可以使用较长的循环积分时间，这大大增大了可用的信噪比。当信号在捕获间隔结束时旋转通过180度时，所述相干积分(或相干累积)过程具有最大的信号功率。对于3.5ppm的频率容差，此时扩展信号的周期被设计为大约150 μ S。有利的是使用其本身是复信号的信号。编码信号之间的改进的正交性是通过使用复信号来实现的。例如，在GPS系统中使用的黄金码(gold code)具有1023个码片的长度，其中对于1025个可能的码交叉相关性为大约-24db。在当前描述的公开内容中采用的复信令码长度大约为2047个码片，其中对于 2048个可能的码交叉相关性为_33db。复码的使用允许改进的信号拒绝。
缓慢移动的对象(例如，行走的人)之间的往返行程多普勒偏移为大约4至5ppb。 在所接收的信号的频率可能非常接近RL的时基的情况下，缓慢移动的对象提供了显著较长的积分时间。甚至汽车速度也将导致200ppb或更小的往返行程多普勒频移。
库存定位系统概念 在多个上述示例装置中，定位器(RL) —般利用通信协议来查找单个应答器(MT或标签)。在一些工业和/或政府应用中，当前描述的装置、系统以及方法可以被修改以适应更大规模的系统。
在库存跟踪系统中，每个标签(或应答器，MT)可以被分配成属于一个或多个组。 在这样的示例中，单个定位器(RL)可以传送对组的所有成员(即，以被编码在定位器发送的传输序列中的组ID标识的组的所有成员)进行标识的序列。
以组ID对传输信息进行编码的一个目的是在单个简短传输序列中尽可能多地定位一组标签(应答器)的成员。如本文之前所述的，通常的定位器-应答器/标签通信交换是在定位器传送图案的结构化序列的情况下，其中，重复图案的第一部分的持续时间超过分隔应答器的唤醒间隔的时距。
如之前所述，应答器(标签)获取从定位器或询问器接收的信号的精确频率、步调以及相位，其中，术语“定位器”和“询问器”可以互换地使用。然后，在给出正确的询问序列的情况下，标签利用相同的频率、相位以及步调进行回复。固有的时间延迟存在于询问信号的结束与回复传输信息的起始之间。这是无关紧要的，是因为对于大约十秒或更小的任何实际延迟，频率和相位匹配是使得累积的时间误差不超过大约十微微秒。在示例载波频率是915MHz时，载波周期是大约1. 09纳秒，并且载波相位误差将是大约几度的误差。因此， 对于大约十秒左右的传送延迟，干涉测量操作将保持有效。
在给出上述限制的情况下，描述了如下系统其在询问信号的接收和分配给组的多个标签(例如，组ID)的回复的传送之间使用不同的精确延迟时间。例如，具有硫磺酸材料的一百(100)辆有轨电车可以利用应答器来标记，并且可以被分配给以特定的组ID标识的通用组。当期望对所有的有轨电车进行定位时，定位器在传输序列中将硫磺酸有轨电车的特定组ID编码为“A”、“B”以及“C”图案的部分。作为特定组的成员的每个标签通过使接收到的传输序列与也利用特定组ID键控的参考图案相关来识别传输序列图案，并且随后以一百(100)个不同的精确确定的延迟值顺次传送对该询问信号的回复。由于每个有轨电车被分配了不同的延迟值(例如，延迟1-延迟100)，因此在信号谱中不会发生不可恢复的碰撞。
在一些示例系统中，回复传输分组可由大约三(3)个分组的时间(例如，对于157 微秒的分组时间为471微秒)隔开。对于该示例，对于一百(100)个响应应答器的完整回复图案可跨越例如大约47毫秒(即，100*471微秒)并且将包括来自定位器的传输范围内的、以组ID标识的所有一百个应答标签的“A”分组。
假设人口密集的集合，并且辅助定位器正接收适当的信息用以执行3空间定位， 则以上概述的示例协议例如可占据大约三(3)秒的广播时间，并且因此可具有每秒大约六十六(66)个定位固定的定位能力。
该系统的应用示例是可存在危险的、有毒的、易燃的或有害的化学品的大仓库、化学品贮藏场或精炼厂，并且重要的是确定这些化学品相对于不危险材料的其它容器或桶、 或者可频繁移动的材料的放置。在这些情况下，为应答器增加感测能力可能是有用的，以使得在桶例如不是直立的或者泄露的情况下可产生警报。另外的应用也可以是期望的并且预期在本公开内容的范围内。
示例系统 图10A-10C示出了示例系统(1000)，其中，定位器同时向作为组成员的多个应答器(MT或标签)进行传送，并且随后根据精确确定的延迟从每个应答器接收传输信息。如图IOA所示，系统1000包括被布置成与至少一个定位器(100 通信的多个(X个)应答器 (1001-1004)或者微应答器(MTl-MTX)。第一应答器(1001)位于第一物理位置(位置1)，第二应答器(100 位于第二物理位置(位置幻，第三应答器(100 位于第三物理位置(位置3)，而第四应答器(1004)位于第四物理位置(位置4)。定位器(100 位于第五物理位置(位置5)。
在工作中，定位器(1005)以多帧序列传送编码后的传输序列(1010)，其中，诸如图IOB所示，该传输序列(1010)是以组ID编码的。应答器(1001-1004)中的每个接收编码后的传输序列(1010)，等待在精确算出的延迟时间之后的传输时间间隔的开始，并且然后传送其自己的回复(1011-1014)。例如，图IOC示出了第一应答器(MTl)可在第一延迟(延迟1)之后传送回复序列(1011)，第二应答器(MD)可在第二延迟(延迟幻之后传送回复序列(1012)，第三应答器(MB)可在第三延迟(延迟；3)之后传送回复序列(1013)，并且第四应答器(MTX)可在第四延迟(延迟4)之后传送回复序列(1014)，其中，应答器(1001-1004) 中中的每个都不同时传送回复。
组中的每个应答器被分配有不同的延迟值。然而，使用来自定位器的步调的定时在每个应答器(标签)内合成精确的延迟时间(例如，延迟1-延迟4)。在传统RFID类型的标签中，精确的延迟时间是不可能的。例如，传统RFID标签中的Ippm的晶体在0. 1秒后具有对应于正或负100纳秒的误差的时间误差。由于与时间相关的测量结果将被破坏并且在谱中可能会发生碰撞，因此100纳秒的误差在当前的定位器应用中太大而不能使用。通过在应答器(标签)中采用当前描述的、使用定位器的步调的时间合成，可以实现高准确度的定时，以合成足够精确的延迟时间，从而避免碰撞并且实现准确的位置定位系统。
重要的是，注意，应答器(1001-1004)中的每个位于相对于定位器的物理位置(位置5)不同的物理位置(位置1-位置4)。另外，定位器(1005)与应答器(1001-1004)中的每个之间的距离可对应于彼此不相等的不同距离(距离1-距离4)。由于应答器相对于定位器的物理布置，因此每个应答器不可能完全同时接收进入的询问信号。然而，如本文之前所述的，每个应答器被布置成使用询问信号的精确频率、步调以及相位来校准其自己的内部定时。每个应答器考虑到在传送时间间隔开始之前的精确延迟时间来解决该仔细校准的定时，以使得每个应答器处的询问信号的不同到达时间不会在回复时间中产生误差，从而导致所需的信号谱中的碰撞。
回复传输信息可包括序列“A”图案的一个或多个分组。在最简单的示例中，每个回复传输信息对应于序列“A”的单个分组。对于图IOC中示出的示例，每个回复传输信息占据两⑵个分组的时间(序列“A”后跟着是序列“A”)。由于即使当多分组传输信息的任一端丢失时也可以接收到完整的分组，因此多分组的分组序列在传输中可以允许一定的误差裕量。例如，如果第一序列“A”分组的起始部分丢失，则其可以由作为冗余的第二序列 “A”分组的起始恢复，从而提供大约一半分组时间(例如，对于157微秒的分组时间是78微秒)的保护带。
也可以在来自一个应答器的传输信息的末尾与来自另一应答器的传输信息的起始之间添加一个或多个另外的分组，以减小误差。对于图IOC的示例，两个分组的序列“A” 传输之后跟着是单个分组时间的间隔，从而对于每次传输提供三C3)个分组的总分组间隔。
在一些应用中，标签中可包括传感器，以便监测与容器(或其它对象)相关联的各种条件。例如，集装箱可包括传感器，以感测集装箱的温度和/或湿度、或者可能的集装箱状态(如破裂、打开、关闭等)。在这样的示例中，可能期望应答器通过将另外的信息编码在回复传输信息中来提供来自一个或多个传感器的数据。这种另外的信息可以被编码在传输信息(诸如序列“B”传输信息和/或可能的序列“C”传输信息)的另外分组中。图IOD 示出了从应答器(例如，标签1-标签N)传送到一个或多个定位器的示例回复传输信息，其中，另外的信息可以可选地被编码在序列“B”或序列“C”回复传输信息(或者可能是序列 “B”和序列“C”两者)中。如所示出的，对于标签I-N的所有序列“A”回复传输信息之后跟着是所有序列“B”回复传输信息，其中，然后，所有序列“B”回复传输信息之后跟着是所有序列“C”回复传输信息。在图IOD中还指出，一个应答器(标签3)不响应，这表示该标签被损坏或者在定位器的范围之外(例如，所标记的项可能被偷并且从库存丢失)。
图11A-11C示出了示例系统(1100)，其中，单个应答器(MT)从单个定位器接收序列，并然后同时传送被多个定位器接收的回复序列。如图IlA所示，系统1000包括被布置成与至少一个应答器(1106)通信的多⑴个定位器(1101-1104)。第一定位器(1101)位于第一物理位置(位置1)，第二定位器(110 位于第二物理位置(位置幻，第三定位器 (1103)位于第三物理位置(位置幻，而第四定位器(1104)位于第四物理位置(位置4)。 应答器(1106)位于第五物理位置(位置5)。
在工作中，定位器1101通过以多帧序列传送编码后的传输序列(1110)来启动与应答器1106的通信，其中，诸如之前图IOB所示，该传输序列(1110)是以组ID编码的。应答器1106接收编码后的传输序列(1010)，等待精确算出的延迟时间(延迟X)之后的传输时间间隔的开始，并然后传送其自己的由定位器(1101-1104)中的每个接收的回复，其中， 定位器(1101-1104)中的每个在要接收所传送的回复的范围内。
如图IlA所示，定位器(1101-1104)中的每个位于不同的物理位置(位置1_位置 4)并且位于相对于应答器的物理位置(位置5)不同的距离处(距离1-距离4)。由于定位器相对于应答器的物理布置，因此每个应答器不可能完全同时从应答器接收回复传输信息。如图IlB所示，定位器1101可在第一到达时间(Τ0Α 1)接收回复传输信息(1111)，定位器1102可在第二到达时间(Τ0Α 2)接收同一回复传输信息(1112)，定位器1103可在第三到达时间(Τ0Α 3)接收同一回复传输信息(1113)，并且定位器1104可在第四到达时间 (Τ0Α 4)接收同一回复传输信息(1114)。由于定位器1103最靠近应答器(即，距离3是图 IlA中最短的距离)，因此用于回复传输信息1113的到达时间是第一。由于定位器1101第二靠近应答器(即，距离1是图IlA中第二短的距离)，因此用于接收回复传输信息1111 的到达时间是第二。由于定位器1102第三靠近应答器(即，距离2是图IlA中第三短的距离)，因此用于接收回复传输信息1112的到达时间是第三。由于定位器1104距应答器最远(即，距离4是图IlA中最长的距离)，因此用于接收回复传输信息1114的到达时间是最后O 中央处理 图12A-12B示出了示例系统(1200)，其中，多个定位器从仓库中的一个或多个应答器接收回复传输信息，并且每个定位器经由一个或多个通信网络将关于所接收的回复的信息传递到中央处理单元。
图12A中示出了仓库(1201)，其中，放置有大量标记了的筐、箱子、容器或其它对象(1204)。对象(1204)中的每个可以是可以靠着仓库的任何地板或墙表面而放置的、或者如所示出的相互堆叠的大量对象中的一个。可以选择定位器(1220)中的一个用于使用以所需的组ID编码的传输序列来发起与一组标记对象的通信。然后，作为标识组的成员的每个标记对象(1204)将以相对于来自发起定位器(1220)的通信传输不同的延迟时间传送回复传输信息。然后，每个定位器(1220)将捕获来自响应应答器(1204)的回复传输信息，并且随后经由一个或多个通信网络(1204)将信息传递到中央处理单元。从定位器(1220)到通信网络(1204)的通信(1203)可以利用诸如光纤通信链路(例如，RF到光纤调制器)的任何合理的通信拓扑来实现。
每个定位器(1220)的物理位置彼此不同，并且可以布置在墙上和/或天花板上的围绕仓库(1201)区域的变化位置。通过改变仓库(1201)中的定位器的数量和位置，并且通过在中央处理从定位器接收的各种信号，可以可靠地得到仓库的准确位置/库存信息。
如图12B所示，每个定位器(1221-122 被布置成通过一个或多个通信网络 (1204)、经由通信链路(1203)与中央处理块(1230)通信。诸如回复传输信息的到达时间 (TOA)和回复传输信息的相关向量(复数的向量)的信息从每个定位器(1221-1224)被传递到中央处理。例如，中央处理块1230接收来自第一定位器(1221)的第一到达时间(Τ0Α 1)和第一相关向量(CORRl)、来自第二定位器(122 的第二到达时间(ΤΟΑ》和第二相关向量(C0RR2)、来自第三定位器(1223)的第三到达时间(Τ0Α3)和第三相关向量(C0RR3)、 以及来自第四定位器(1224)的第四到达时间(Τ0Α 4)和第四相关向量(C0RR4)。
中央处理块(1230)被布置成执行数据和定时恢复(1231)、基于相关向量的到达时间处理相关向量(1232)、同步所有定位器的观察(1233)、根据处理后的向量识别标签及其物理位置(1234)、以及存储信息或更新库存(123 。中央处理块(1230)也可以收集来自每个标签的另外的信息，诸如之前所述的关于标记对象的温度、湿度以及其它标记。
图12C示出了可以用于中央处理的示例计算装置(IMO)。在基本配置中，计算装置1240可以是静止的计算装置或移动计算装置。计算装置1240通常包括至少一个处理单元(IMl)和至少一个系统存储器(1M2)。取决于计算设备的确切配置和类型，系统存储器1242可以是易失性的(诸如RAM)、非易失性的(诸如ROM、闪存等)或者是两者的某种组合。系统存储器1242可包括操作系统(1243)、一个或多个应用程序(1244)，并且可包括程序数据(口妨)。在一个实施例中，应用程序1244还包括中央处理块应用程序(1230)，其执行用于库存管理和控制的各种处理操作。
计算装置1240还可包括另外的特征或功能性。例如，计算装置1240还可包括另外的数据存储装置(可拆卸的和/或不可拆卸的)，诸如，例如磁盘、光盘或者磁带。图12C中以可拆卸存储装置(1M6)和不可拆卸存储装置(1M7)示出了这种另外的存储装置。计算机存储介质可包括以用于信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据)存储的任何方法或技术实现的易失性的和非易失性的、可拆卸的和不可拆卸的介质。系统存储器1242、可拆卸存储装置1246以及不可拆卸存储装置1247都是计算机存储介质的示例。 计算机存储介质包括但不限于RAM、R0M、EEPR0M、闪存或其它存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其它光学存储装置、盒式磁带、磁带、磁盘存储装置或其它磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以由计算装置1240访问的任何其它介质。任何这种计算机存储介质可以是装置1240的一部分。计算装置1240还可具有输入装置1248，诸如键盘、 鼠标、笔或触针、话音输入装置、触摸输入装置等。还可包括一个或多个输出装置(1250)，诸如显示器、扬声器、打印机等。
计算装置1240还包含通信连接1250，其允许装置诸如通过有线网络(例如，光网络)或无线网络与其它计算装置或定位器(1251)进行通信。通信连接1250是通信介质的示例。通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或调制后的数据信号(诸如载波或其它传输机制)中的其它数据，并且包括任何信息递送介质。术语“调制后的数据信号”可包括如下信号其具有一个或多个以对信号中的信息进行编码的方式而设置或改变的特性。作为示例而非限制，通信介质可包括诸如有线网络或直接有线连接的有线介质以及诸如声、RF、红外以及其它无线介质的无线介质。这里所使用的术语计算机可读介质包括存储介质和通信介质两者。
示例处理流程和轮询序列 图13A示出了定位过程(1300)的示例流程图，定位过程(1300)对关于在中央处理单元处所接收的回复(结果)的信息进行合并。处理开始于块1301(生成标识组的组轮询序列)，其中，生成标识组(例如，与组ID相关联)的组轮询序列。系统中的每个定位器被分配有针对每个轮询序列的操作模式。例如，块1301示出了选择定位器1来发起传送 (TX)和接收(RX)模式的通信。传送模式是所选择的定位器将被激励成为如之前所述的、被发送到应答器的询问信号的源。接收模式是所选择的定位器将从相关谱中捕获信号以“监听”来自应答器的回复传输信息。
在第一示例轮询序列中，除了被布置成传送(TX)询问信号并然后接收(RX)回复传输信息的第一定位器之外，所有定位器都被选择成处于接收(RX)模式。类似地，在第二示例轮询序列中，除了被布置成传送(TX)询问信号并然后接收(RX)回复传输信息的第二定位器之外，所有定位器都被选择成处于接收(RX)模式。所示出的轮询序列是循环型的重复序列(其中，询问传输信息按以下顺序依次被发送定位器1—定位器2—定位器3—··定位器Y—定位器1—…)。虽然被示出为循环序列，但是任何其它类型的序列(包括随机序列、伪随机序列或某种其它有序的序列)也适用。在最简单的实现中，单个定位器可以被选择成总是传送询问信号。
当在块1301生成组轮询序列之后，处理继续到块1302(识别下一个组轮询序列的定位器操作)，其中，选择下一个组轮询序列的定位器操作，并且每个定位器被配置成处于其各自的操作模式作为接收器(RX)或收发器(TX+RX)。如图13所示，定位器2被选择成用作收发器(TX+RX)装置(即，询问器装置)，而其余的定位器装置(定位器1和定位器2至定位器Y)被选择成用作接收器(RX)装置。
处理从块1302前进到块1303(在中央地点接收当前所选择的轮询序列的结果)， 其中，在中央地点(例如，经由光纤通信链路)接收来自所有定位器的结果。如之前所述， 每个定位器将在其接收器操作期间从相关的信号谱捕获信号，对所捕获的信号执行相关， 记录成功地与所选择的组标识符(例如，组ID)的相关参考图案相关的信号的到达时间，并且可选地对从相应应答器传送的另外的信息进行解码。因此，术语“结果”可以在广义上理解为包括从相关获得的所有信息，其包括但不限于到达时间、往返行程时间(用于询问定位器)、相关向量(复数向量)、以及从响应标签接收的任何另外的编码信息。在块1303示出的示例中，第一定位器(定位器1)处于接收器模式并且报告相关向量1和到达时间1 ； 第二定位器(定位器2、处于收发器模式并且报告相关向量1、到达时间2以及往返行程时间；第三定位器(定位器3)处于接收器模式并且报告相关向量3和到达时间3 ；并且最后的定位器(定位器Y)处于接收器模式并且报告相关向量4和到达时间4。所述结果以逐标签为基础聚集在一起，以使得接收来自一个特定标签的响应的所有定位器几乎同时向中央处理单元报告其结果。
处理从块1303继续到块1304 (对观察进行时间同步)，其中，针对每个相应标签评估从所有定位器聚集的结果，并且执行时间同步。
在一些示例同步过程中，时间同步可以通过仔细计算中央处理单元与每个定位器之间的通信链路的往返行程时间来实现。公共的时钟信号可以通过通信链路(例如，光纤通信链路)而分配于中央处理单元和每个定位器之间。同步脉冲(或同步序列)可以从中央处理单元被发送到每个定位器。每个定位器接收同步脉冲(或同步序列)并且发回回复同步脉冲(或序列)。中央处理单元接收回复同步脉冲(或序列)并且记录针对从每个定位器的信号到达而报告的时间(例如，光信号到达时间)。然后，中央处理单元计算从中央处理单元到每个定位器的精确往返行程的延迟时间。在一些光纤实现中，可以利用光纤环回来促进同步，以使得可以计算光纤通信链路的精确往返行程延迟。
可以使用任何数量的通信线用于上述时间同步方法。在一个示例配置中，可以使用单根光纤用于中央处理单元和定位器之间的所有通信。在另一配置中，使用多条光纤通信线用于通信(例如，一条用于计时(clocking)的光纤线、一条用于数据的光纤线等)。
然后，处理从块1304继续到块1305(针对二维或三维空间对标签执行最适合的位置估计，当可能时应用相位信息)。在块1305，基于时间同步的观察计算每个标签的位置估计。在一个示例中，仓库内的每个定位器的精确位置可以是预先确定的并且存储在数据库中。基于至每个定位器的到达时间，可以识别应答器(标签)的到询问装置的往返行程时间、以及其它信息(例如，相关向量的相位和幅值)、确切位置。
处理从块1305继续到块1306(向显示器、数据存储装置、外部计算机系统等报告标签位置)。在块1306，向请求系统报告每个标签的确定的位置。在一些示例中，请求系统是向中央处理单元提交请求的外部计算机(例如，计算机终端、个人计算机等)。在其它示例中，请求系统本身是中央处理单元(例如，经由根据时间表、事件触发、用户发起的输入等的系统发起过程)。定位结果可以存储在数据存储装置中用于稍后取回(例如，存储在数据库中、存储在文件中等)或者可以在显示屏上以图形或表格格式来查看。
在一些示例中，外部计算机系统可以用于提交用于从远程定位扫描库存的请求。 对于这些示例，优选的是具有允许外部计算机与中央处理单元交互的安全登录程序，以便提交库存扫描请求、从库存删除项、向库存添加项、为标签分配组ID、从标签移除组ID、查看当前库存、识别从按目录分类后的库存(例如，之前识别的库存或现用库存)缺失的项、 以及识别在按目录分类后的库存中未找到的新项。
需要至少两个定位器来计算用于定位应答器的模糊位置。模糊度可以通过向应答器中的一个添加辅助布置的感测天线来解决。在最简单的解决方案中，可以使用三个定位器来准确识别应答器的位置。另外的定位器可以用于防止误差和提高准确度。可以对结果应用统计分析函数，以考虑诸如以下的函数来识别对应答器位置的最佳估计最小平方函数、最佳拟合函数、加权函数(例如，与较低幅值的相关性相比，高幅值的相关性被给予较高的权重，以使得较近的定位器比远距离的定位器更可靠)以及其它数值模型。
图1 用图形示出了示例定位过程，其中，使用三个定位器来基于向中央处理单元报告的各种结果而确定应答器(标签)的确切位置。第一定位器在距响应标签距离1的位置1处。第二定位器在距响应标签距离2的位置2处。第三定位器在距响应标签距离3 的位置3处。如图所示，距离2 >距离1>距离3。每个定位器位于可以存储在中央数据库中的已知物理位置处。对于该示例，第一定位器是询问装置，因此可以使用往返行程时间 (询问序列的传送与来自应答器的回复的接收之间的时间)以较高的精度来计算距离1。然而，关于相对于定位器的绝对方向存在不确定性，因此应答器可位于第一位置处，该第一位置处于距定位器1为距离1的固定距离处。第二定位器接收来自应答器的回复，并且记录到达时间和相关向量，这然后可以与来自第一定位器的信息结合使用以识别第二位置，该第二位置处于距定位器2为距离2的固定距离处。第三定位器接收来自应答器的回复，并且记录到达时间和相关向量，这然后可以与来自第一定位器的信息结合使用以识别第三位置，该第三位置处于距定位器3为距离3的固定距离处。第一和第二位置可以在如点Pl和 P2所示的两个可能的点(在二维空间)处彼此相交。第一和第三位置可以在如点P2和P4 所示的两个可能的点(在二维空间)处彼此相交。第二和第三位置可以在如点P2和示的两个可能的点(在二维空间)处彼此相交。因此，所有三个位置在如点Ρ2所示的单个点处彼此相交。位置Ρ2可以基于已知的位置1-3之间的几何关系和确定的距离1-3来计算。尽管示出为二维空间的计算，但是该讨论同样适用于三维空间，其中，三维球体在被识别为应答器的位置的公共点处相交。
在另一示例中，使用两个定位器来识别应答器的位置。第一定位器(例如，定位器 1)位于具有与距应答器49. 2米的距离对应的往返行程时间的第一位置。第二定位器(例如，定位器2)早于第一定位器40纳秒接收来自应答器的回复传输信息，这40纳秒对应于比第一定位器近12米的距离或者大约37. 2米。对于定位器之间的19米的距离，在两个定位器与应答器之间形成三角形，其中边长为19米、37. 2米以及49. 2米。应用余弦定理(C2 = A2+B2-2*A^ *C0S(e))，可以算出角 θ 为 θ = COS—1 ((A2+B2-C2))。对于上述示例，三角形的角对应于118. 56度、19. 82度以及41. 6度。因此，应答器相对于第一定位器的位置被确定为49. 2米、相对于第二应答器成41. 6度的角，并且应答器相对于第二定位器的位置被确定为37. 2米、相对于第一应答器成118. 56度的角。
在一些实例中，定位器可能处于干扰装置附近，该干扰装置阻挡、妨碍或者歪曲从定位器相对于一个标签的通信，而同一定位器相对于另一标签具有较少干扰或没有干扰。 例如，存储区域中的墙、金属罐、钢板、钢支撑梁以及其它物质会产生多种信号阻挡。在一些实例中，场地定位的物理限制可以是基于一个或多个定位器的接收范围内的这些标签的组分配(或者改变组分配)的决定因素。通信地点调查可以被生成为列表或某种其它类似的数据结构形式，以便于以逐个标签和逐个定位器为基础来识别有限的通信区域。成功地与每个定位器通信的每个标签可以被记录在通信地点调查中。然后，可以使用通信地点调查来变更标签的组分配或者用于轮询所分配的组而分配的定位器组，以优化效率或吞吐量。
图13C-13D示出了用于存储关于定位器和标签的信息的、诸如可用在上述通信地点调查中的示例数据结构。图13C示出了可以用于存储关于定位器的信息的示例数据结构 (1320)，而图13D示出了可以用于存储关于应答器(标签)的信息的示例数据结构(1330)。
图13C中的数据结构1320的最上行示出了每列的数据字段标志符为“定位器编号”、“操作状态”、“物理位置”、“可访问的标签”以及“组分配”。数据结构的每行对应于定位器(例如，定位器1、定位器2…定位器Y)。如第一行所示，定位器1的操作状态是“良好”， 物理位置被记录为“位置1”，定位器1可访问的标签是所有标签(标签1、标签2、标签3… 标签N)，并且定位器1当前被分配给所有组(组1、组2、组3···组Μ)。如第二行所示，定位器2的操作状态是“良好”，物理位置被记录为“位置2”，定位器2仅可访问标签2，并且定位器2当前被分配给组1。如第三行所示，定位器3的操作状态是“未响应”，物理位置被记录为“*位置3*”，由于其未响应因此对标签的访问性是未知的，并且定位器3被分配给组
1、组3以及组4。由于定位器3未对通信询问进行响应，因此位置以星号列出(即，“*位置 3*”)，以表示这是通信失败前的最后已知位置。如第四行所示，定位器4的操作状态是“良好”，物理位置被记录为“位置4”，定位器4可访问的标签是标签1、标签2以及标签4，并且定位器4当前被分配给组1和组2。如最后一行(行Y)所示，定位器Y的操作状态是“良好”，物理位置被记录为“位置Y”，定位器Y可访问的标签是所有标签(标签1、标签2、标签 3…标签N)，并且定位器Y当前被分配给所有组(组1、组2、组3…组Μ)。图13D中的数据结构1330的最上行示出了每列的数据字段标志符为“标签编号”、“操作状态”、“物理位置” 以及“组分配”。数据结构的每行对应于标签(例如，标签1、标签2···标签N)。如第一行所示，标签1的操作状态是“良好”，物理位置被记录为“位置1”，并且标签1当前被分配给组
2。如第二行所示，标签2的操作状态是“未响应”，物理位置是“*位置2*”，并且组分配是所有组(组1、组2、组3···组N)。如第三行所示，标签3的操作状态是“良好”，物理位置被记录为“未知”，并且标签3当前未被分配给任何组(“无”)。一旦标签被分配扫描到库存中，则可以更新标签3的物理位置，并且可以分配组。如第四行所示，标签4的操作状态是 “良好”，物理位置被记录为“位置4”，并且标签3当前被分配给组1和组3。如最后一行所示，标签N的操作状态是“良好”，物理位置被记录为“位置4”，并且标签3当前被分配给组1和组3。
如通过上述数据结构示例将意识到的，标签可被不同的定位器访问，而被分配给相同的组。在这样的情形下，可能有利的是改变组分配，以使得定位器可共同访问的标签被聚集在同一组中。另外，可以利用优化算法来将各个可能的组和标签整理成最优的组分配集合，以使得可以以对每个组不同的适当的定位器集合来进行库存的高效扫描。应注意，以上数据结构仅是说明示例，并且多个其它相当的数据结构被认为是合理的替换。数据结构也可以存储在由中央处理单元或外部计算机系统访问的中央数据库中。另外，在一些示例库存方案中，可以给历史文件打上时间戳，以表示发生库存/状态改变的日期和时间。
图14A-14B示出了码相关过程的示例流程图。图14A中示出了第一码相关过程 (1410)，而图14B中示出了第二码相关过程(1420)。
码相关过程1410的处理开始于块1411 (使用组ID为定位器取得码)，其中，中央处理单元取回以组标识符(组ID)标识的特定应答器组的码。每个标签可以被分配给可期望的任何数量的组。继续到块1412(根据码生成FFT参考序列)，针对在块1411生成的码生成参考序列，并且计算参考序列的FFT。继续到块1413 (将FFT参考序列转发到定位器)， 将在块1412算出的FFT参考序列转发到期望区域(例如，包括多个用于跟踪包含在其中的库存的定位器的仓库)内的所有定位器。然后，每个定位器可以存储FFT参考序列用于稍后在接收器操作模式中使用。
处理从块1413流到块1414 (将FFT参考序列的复共轭与所捕获样本的FFT相乘)， 其中，每个定位器被布置成当根据选择的轮询序列处于接收器模式时，对在回复传输期间从定位器由其接收器针对相关的信号谱所捕获的复样本应用相关函数。相关函数的第一部分是通过将FFT参考序列的复共轭和与所接收的回复传输信息相关联的捕获样本(S卩，复样本)的FFT相乘(例如，参见图5A和图5B以及相关的讨论)来计算的。然后，处理继续到块1415(计算乘积的逆FFT)，其中，计算相乘积的逆FFT作为相关函数的第二部分。然后，处理继续到块1416(评估相关峰值)，其中，评估逆FFT的峰值幅值，以识别是否在FFT 参考序列和所捕获的样本之间找到相关性。
从块1416继续到块1417 (针对所选择的码相关将相关峰值处的及其附近的IFFT 结果保存到存储器区域)，收集IFFT结果用于评估并且存储在定位器的存储器存储装置中。然而，不是仅仅保存单个相关峰值，而是针对与峰值相邻的那些相关性存储另外的相关性幅值的IFFT结果。随后，定位器将相关结果和其它信息(例如，相关的到达时间等)传递到中央处理单元。
示出了针对如下情形的码相关过程1420的处理其中，在每个定位器中使用低静态电流存储器。处理开始于块1421 (取得所选择的组ID的FFT参考)，从定位器存储器中取回FFT参考序列用于与所捕获的样本相关。处理从块1421流到块1422 (将FFT参考序列的复共轭与所捕获样本的FFT相乘)，其中，每个定位器被布置成当根据选择的轮询序列处于接收器模式时，对在来自定位器的回复传输的时间间隔期间所捕获的复样本应用相关函数。相关函数的第一部分是通过将FFT参考序列的复共轭和与所接收的回复传输信息相关联的所捕获的样本(即，具有I部分和Q部分的复样本)的FFT相乘(例如，参见图5A和图 5B以及相关的讨论)来计算的。然后，处理继续到块1423(计算乘积的逆FFT)，其中，计算相乘积的逆FFT作为相关函数的第二部分。然后，处理继续到块1424(评估相关峰值)，其中，评估逆FFT的峰值幅值，以识别是否在FFT参考序列与所捕获的样本之间找到相关性。
从块14 继续到块1425 (针对所选择的码相关将相关峰值处的及其附近的IFFT 结果保存到存储器区域)，收集IFFT结果用于评估并存储在定位器的存储器存储装置中。 然而，不是仅仅保存单个相关峰值，而是针对与峰值相邻的那些相关性存储另外的相关幅值的IFFT结果。随后，定位器将相关结果和其它信息(例如，相关的到达时间等)传递到中央处理单元。
图15示出了库存扫描过程(1500)的示例流程图。处理开始于块1501(选择库存的下一个组ID)，其中，中央处理单元识别用于库存扫描的下一组定位器。如之前所述的，该组定位器是以组ID来标识的。处理继续到块1502 (识别所选择的组ID的组轮询序列)，其中，中央处理单元识别所有定位器的组轮询序列(例如，参见图13A-i;3B以及相关讨论)。 在块1503 (根据组轮询序列选择下一项并且识别传送定位器)，如之前关于图13A描述的那样，中央处理单元选择下一个轮询序列并且指示各个定位器工作在接收器模式或收发器模式。中央处理单元还识别传送定位器作为询问信号源，以用于确定响应标签的确切位置的计算目的。继续到块1504 (针对组轮询序列接收并记录来自定位器的结果)，如之前所述的 (例如，图12A-12B、13A-13B以及14A-14B及相关讨论)，中央处理单元被布置成接收来自每个定位器的结果(例如，经由光纤通信链路)并且记录这些结果用于计算。
在判定块1505(组完成？)，中央处理单元确定是否完成了所选择组的所有处理。 在一些实例中，可能期望收集在传送定位器被改变成不同定位器的情况下的另外数据。在这样的实例中，处理从判定块1505继续到块1503，以便可以选择当前所选组的下一个组轮询序列。否则，在当前所选择的组不需要另外的组轮询时，处理继续到块1506。
在块1506(根据响应标签识别现用库存)，评估当前记录的数据以识别哪些标签对询问信号进行响应。响应标签被称为现用库存。继续到块1507(根据记录的结果确定精确的位置)，诸如以上参照图13A和1 所述的那样，确定现用库存中每个标签的位置。前进到块1508(对从库存缺失的项和新识别的项进行标记)，将现用库存与之前的库存(例如，存储在数据库中)进行比较，以确定任何项的状态是否改变。当识别新的标签作为组的一部分时，其被标记为新找到的库存项。当之前的库存中的标签从现用库存缺失时，其被标记为缺失。块1509(对从标签接收的另外的信息进行处理)是可选块，其中，标签可传递诸如关于图IOD的可选序列“B”和“C”回复而描述的另外的信息。当取回这样的信息时(例如，温度、湿度、破裂或密封状态等)，中央处理可以利用相关联的标签来记录该信息。
继续到判定块1510(要处理更多组？)，中央处理单元确定是否完成了所有组的所有处理。在一些实例中，可能期望以需求模型来收集收据，其中，一次仅选择一个组。在其它实例中，可能期望收集扫描过程中所有可能组的数据。当要处理另外的组时，处理从判定块1510流回到块1501，其中，可以选择下一个组ID。否则，一旦处理了所有组，则处理终止。
可以向图15的过程流程添加另外的步骤，以允许用户交互，诸如向用户通知缺失库存的警报、显示所收集的结果的用户提示、表示当前扫描的库存的位置的视觉仓库图等。
当前所描述的系统、设备以及方法利用了所获取的频率知识，以允许合成时间和相位相干响应，从而利用低功率MT准确地确定位置。尽管之前的说明描述了系统的各种实施例，但是本发明不限于这样的实施例，而是覆盖落入本发明的精神和范围内的所有修改、替换以及等同方案。例如，如本领域所理解的，可改变各个部件的定位，可以组合多个部件的功能，可将单独的部件分成不同的部件，或者可以替换部件。由于可以在不背离本发明的精神和范围的情况下得到本发明的多个实施例，因此本发明仅受所附权利要求的限制。
权利要求
1.一种被布置用于跟踪预定区域中的库存的库存管理系统，所述系统包括中央处理单元，其被布置成响应于通过通信网络从定位器接收的通信信息而处理并跟踪库存；多个定位器，所述多个定位器中的每个均被布置在接近所述预定区域的不同位置，其中，所述多个定位器中的每个被布置用于通过所述通信网络与所述中央处理单元通信，并且还用于与位于所述预定区域内的应答器通信， 其中，所述多个定位器中的选定一个被配置成 利用与预定应答器组相关联的标识符对传输序列进行编码，以及以第一无线广播传送编码后的传输序列；并且其中，所述多个定位器中的每个被配置成 在发起无线广播的传输之后，接收一个或多个回复传输序列，使每个所接收的回复传输序列与组标识序列相关，以生成每个接收的传输序列的相关向量，其中，所述组标识序列与所述预定应答器组相关联， 确定每个相应的相关向量的到达时间，以及将每个到达时间和相应的相关向量转发到所述中央处理单元，以用于库存和位置跟踪；以及应答器，其被布置成接收所述无线传输序列，其中，所述应答器处于所述预定区域内、 以所述应答器组来标识并且被布置成从所述无线广播的至少一部分接收并捕获信息；使所捕获的信息与内部存储的参考序列相关，其中，所述内部存储的参考序列与指定的组相关联；识别当所接收和捕获的信息与所述内部存储的参考序列相关时的相关性； 在识别出相关性之后，利用与所述应答器相关联的标识符对回复序列进行编码； 在识别出所述相关性之后，基于之前接收的定位器信号定时参数来确定用于传送编码后的回复序列的精确时间间隔；以及以第二无线广播传送所述编码后的回复序列，其中，在精确确定的时间间隔传送所述编码后的回复序列的传输信息，以避免传输碰撞。
2.如权利要求1所述的系统，其中，所述中央处理单元包括便携式计算设备或非便携式计算设备。
3.如权利要求1所述的系统，其中，所述中央处理单元包括处理单元和系统存储器，其中，所述系统存储器被布置成存储用于由所述处理单元执行的中央处理块应用程序，以使得所述中央处理单元执行用于库存管理和控制的处理操作。
4.如权利要求1所述的系统，其中，所述多个定位器中的所述选定一个是所述中央处理单元根据组轮询序列选择的，其中，所述组轮询序列对应于循环选择序列、有序的选择序列、随机选择序列或者伪随机选择序列之一。
5.如权利要求1所述的系统，其中，所述中央处理单元被布置成根据扫描库存过程来扫描与所述预定区域相关联的库存，其中，所述扫描库存过程包括选择下一预定应答器组，识别所述下一预定应答器组的组轮询序列，根据所述组轮询序列选择下一项并且识别传送定位器，以及针对所述组轮询序列接收并记录来自定位器的结果。
6.如权利要求5所述的系统，其中，所述中央处理单元还被布置成根据每个响应应答器识别现用库存，并且根据所记录的结果确定每个响应应答器在所述现用库存中的精确位置。
7.如权利要求1所述的系统，其中，所述中央处理单元还被布置成对与从所述多个定位器接收的所述相关向量相关联的观察进行时间同步。
8.如权利要求1所述的系统，其中，所述中央处理单元还被布置成基于来自与相应的响应应答器相关联的所述多个定位器中的每个的所述相关向量和到达时间，对每个响应应答器执行最适合的位置估计。
9.如权利要求1所述的系统，其中，所述中央处理单元还被布置成识别包括被确定为响应于所述第一无线广播的每个应答器的现用库存。
10.如权利要求9所述系统，其中，所述中央处理单元还被布置成将以所述现用库存标识的每个应答器的标识符存储在数据库中。
11.如权利要求9所述的系统，其中，所述中央处理单元还被布置成将以所述现用库存标识的每个应答器的位置存储在另一数据库中。
12.如权利要求9所述的系统，其中，所述中央处理单元还被布置成识别之前识别的库存和所述现用库存之间的改变。
13.如权利要求10所述的系统，其中，所述中央处理单元还被布置成当所述改变被识别为从所述之前识别的库存缺失的项时，发出用户通知。
14.如权利要求11所述的系统，其中，所述中央处理单元还被布置成当所述改变被识别为在所述之前识别的库存中找不到的新项时，发出用户通知。
15.如权利要求1所述的系统，其中，所述通信网络包括光纤通信网络。
16.如权利要求15所述的系统，其中，所述光纤通信网络包括一根或多根光纤。
17.如权利要求15所述的系统，其中，所述光纤通信网络包括一根用于传递时钟信号的光纤、以及另一根用于传递数据信号的光纤。
18.如权利要求1所述的系统，其中，所述应答器还被布置成收集被编码在所述回复序列中的另外的标记，所述回复序列是以所述第二无线广播传送的。
19.如权利要求18所述的系统，其中，所述另外的标记包括温度和湿度之一。
20.如权利要求18所述的系统，其中，所述中央处理单元还被布置成与每个应答器的位置相关联地存储所述另外的标记。
21.如权利要求1所述的系统，其中，所述中央处理单元被布置成通过所述通信网络向每个定位器传送同步脉冲，响应于所传送的同步脉冲、通过所述通信从每个定位器接收回复传输信息，并且计算所述中央处理单元和每个定位器之间的精确的往返行程延迟时间。
22.如权利要求21所述的系统，其中，所述中央处理单元被布置成利用之前算出的往返行程延迟时间来对从每个相应的定位器接收的每个相应的相关向量的到达时间进行时间同步。
23.如权利要求21所述的系统，其中，所述中央处理单元被布置成将每个定位器的每个算出的精确往返行程延迟时间存储在数据库中。
24.如权利要求1所述的系统，其中，所述中央处理单元被布置用于与外部计算机系统接口，所述外部计算机系统用于处理用户发起的请求。
25.如权利要求M所述的系统，其中，所述用户发起的请求包括以下之一用于扫描库存的请求、用于从所述库存删除项的请求、用于向所述库存添加项的请求、用于向所述库存中的应答器分配组标识符的请求、用于从所述库存中的应答器移除组标识符分配的请求、 用于查看当前库存的请求、用于识别从按目录分类的库存缺失的项的请求、或者用于识别所述按目录分类的库存中新找到的项的请求。
26.如权利要求M所述的系统，其中，所述外部计算机系统被布置用于对所述中央处理单元的安全访问。
27.如权利要求24所述的系统，其中，所述外部计算机系统是与所述中央处理单元接口的终端。
28.如权利要求1所述的系统，其中，所述中央处理单元被布置成通过评估来自至少两个所述定位器的所述相关向量和到达时间来确定所述应答器的位置。
29.如权利要求观所述的系统，其中，所述中央处理单元被布置成评估第一定位器和所述应答器之间的往返行程，以计算从所述第一定位器到所述应答器的第一距离；与所述第一定位器相关联的第一已知位置，以根据所述第一距离确定所述应答器相对于所述第一已知位置的第一组可能位置；第二定位器的到达时间，以计算从所述第二定位器到所述应答器的第二距离；与所述第二定位器相关联的第二已知位置，以根据所述第二距离确定所述应答器相对于所述第二已知位置的第二组可能位置；以及与所述第一组可能位置和所述第二组可能位置之间的相交对应的第三组可能位置。
30.如权利要求四所述的系统，其中，所述中央处理单元还被布置成评估第三定位器的到达时间，以计算从所述第三定位器到所述应答器的第三距离；与所述第三定位器相关联的第三已知位置，以根据所述第三距离确定所述应答器相对于所述第三已知位置的第三组可能位置，并且其中，所述第三组可能位置对应于所述第一组可能位置、所述第二组可能位置以及所述第三组可能位置之间的相交。
31.如权利要求观所述的系统，其中，所述中央处理单元还被布置成评估来自所述第一应答器的第一相关向量以及来自所述第二应答器的第二相关向量。
32.如权利要求31所述的系统，其中，所述中央处理单元被布置成比较所述第一相关向量与所述第二相关向量的幅值。
33.如权利要求31所述的系统，其中，所述中央处理单元被布置成向所述第一相关向量和所述第二相关向量应用统计分析函数，以确定所述应答器的最佳位置估计。
34.如权利要求31所述的系统，其中，所述统计分析函数对应于最小平方拟合函数、最佳拟合函数或者加权函数之一。
35.如权利要求1所述的系统，其中，所述中央处理单元被布置成识别所述应答器和特定定位器之间的通信中的干扰，由此找到对于所述应答器和所述特定定位器之间的通信的阻挡。
36.如权利要求35所述的系统，其中，所述中央处理单元被布置成将所识别的干扰存储在地点调查中。
37.如权利要求1所述的系统，其中，所述中央处理单元被布置成访问用于存储关于定位器的信息的一个或多个数据库。
38.如权利要求37所述的系统，其中，所述一个或多个数据库被布置成根据数据字段标志符来存储关于定位器的信息，其中，所述数据字段标志符包括以下之一所述定位器的标识符、所述定位器的操作状态、所述定位器的物理位置、能够访问的用于与所述定位器通信的一组应答器、或者所述定位器的一组组分配。
39.如权利要求1所述的系统，其中，所述中央处理单元被布置成访问用于存储关于应答器的信息的一个或多个数据库。
40.如权利要求39所述的系统，其中，所述一个或多个数据库被布置成根据数据字段标志符来存储关于应答器的信息，其中，所述数据字段标志符包括以下之一所述应答器的标识符、所述应答器的操作状态、所述应答器的物理位置、或者所述应答器的一组组分配。
41.一种被布置用于跟踪预定区域中的库存的库存管理系统，所述系统包括中央处理单元，其被布置成响应于通过通信网络从一个或多个定位器接收的通信信息而处理并跟踪库存；定位器，其处于所述预定区域内，其中，所述定位器被布置用于与处于所述预定区域内的应答器组进行通信，其中，所述定位器被配置成利用与预定应答器组相关联的标识符对传输序列进行编码， 以第一无线广播传送编码后的传输序列， 在发起无线广播的传输之后，接收两个或更多个回复传输序列， 使每个所接收的回复传输序列与组标识序列相关，以生成每个所接收的回复传输序列的相关向量，其中，所述组标识序列与所述应答器组相关联， 确定每个相应的相关向量的到达时间，以及将每个到达时间和相应的相关向量转发到所述中央处理单元，以用于库存和位置跟踪；以及第一应答器和第二应答器，其均被布置成接收所述无线传输序列，其中，所述第一应答器和所述第二应答器处于所述预定区域内、以所述应答器组来标识并且均被布置成 从所述无线广播的至少一部分接收并捕获信息；使所捕获的信息与内部存储的参考序列相关，其中，所述内部存储的参考序列与指定的组相关联；识别当所接收和捕获的信息与所述内部存储的参考序列相关时的相关性； 在识别出相关性之后，利用与所述应答器相关联的标识符对回复序列进行编码； 在识别出所述相关性之后，确定用于传送编码后的回复序列的精确时间间隔，其中，所述第一应答器的所述精确时间间隔不同于所述第二应答器的所述精确时间间隔；以及以第二无线广播传送所述编码后的回复序列，其中，所述编码后的回复序列的传输是以精确确定的时间间隔来传送的，以避免所述第一应答器和所述第二应答器的传输之间的传输碰撞。
42.如权利要求41所述的系统，其中，所述中央处理单元还被布置成通过以下方式来辅助每个所接收的回复传输序列与所述定位器的相关取得与所述定位器组相关联的组标识符码，根据所述组标识符码创建快速傅里叶变换FFT参考序列，以及将所创建的FFT参考序列转发到所述定位器用于进行相关。
43.如权利要求42所述的系统，其中，所述应答器还被布置成通过以下方式来对每个所接收的回复传输序列进行相关计算每个所接收的回复传输信息的FFT，将所述FFT参考序列的复共轭与每个所接收的回复传输信息的所述FFT相乘，计算乘积的逆FFT，以及从所述乘积的所述逆FFT识别一个或多个相关峰值。
44.如权利要求43所述的系统，其中，所述应答器中每个相应的相关向量的到达时间对应于来自所述乘积的所述逆FFT的最高的所识别相关峰值的时间。
45.如权利要求43所述的系统，其中，所述应答器还被布置成将来自所述乘积的所述逆FFT的复相关值存储在存储器中。
46.一种用于跟踪处于预定区域内的库存的方法，所述方法包括选择组标识符，其中，所选择的组标识符对应于以所述库存的至少一部分标识的一个或多个应答器；利用组标识符对传输序列进行编码，其中，所述组标识符与预定应答器组相关联；广播来自多个定位器中的选定一个的所述传输序列，其中，所述多个定位器中的每个均处于所述预定区域内，由此；利用所述多个定位器中的两个或更多个从位于所述预定区域内的应答器接收回复传输序列，其中，所述应答器是以处于所述预定区域内的所述库存的至少一部分标识的，所述应答器是以所述预定应答器组标识的，并且其中，所述应答器被布置成使得；使每个所接收的传输序列与快速傅里叶变换FFT参考序列相关，其中，所述FFT参考序列是利用所述组标识符来编码的；识别当所接收和捕获的信息与所述FFT参考序列相关时的相关向量；确定每个所生成的相关向量的到达时间，以及将来自每个应答器的每个到达时间和相应的相关向量转发到中央处理单元，以用于库存和位置跟踪；对从所述应答器接收的每个到达时间和相应的相关向量进行处理，以确定所述预定区域内与所述应答器相关联的位置。
全文摘要
传输序列被从定位器广播到一组应答器装置。以该组标识的每个应答器被布置成接收并捕获传输信息的至少一部分，使所捕获的信息与所标识组的内部存储的参考序列相关，以及识别当所捕获的信息与内部存储的参考序列相关时的相关性。找到相关性的每个应答器被布置成在精确确定的时间间隔处广播传输回复序列，以使得一组中的应答器在不同的时刻进行传送。一系列定位器中的每个均在精确记录的到达时间接收传输回复序列，并且定位器将所接收的结果转发到中央处理单元，以用于时间同步、位置跟踪以及库存记录。
文档编号H04W4/02GK102204283SQ200980142691
公开日2011年9月28日 申请日期2009年9月11日 优先权日2008年9月12日
发明者劳伦斯·J·卡尔 申请人:往返有限责任公司