到大群集中的节点的高效成对测距的制作方法

本文所描述的技术是针对无线通信网络，且确切地说是针对无线通信网络中的高效成对测距。

背景技术：

随着移动装置的增殖，移动装置在社交情境中的使用在增加。在常见的社交情境中，可存在彼此接近的大量移动装置。确定移动装置相对于彼此处于何处的能力可使用rtt测距来实现。电气电子工程师学会(ieee)802.11标准指定了可如何使用无线保真(wi-fi)来执行rtt测距以确定一对移动装置之间的距离。

当前rtt测距技术良好地工作，但存在一些挑战。举例来说，wi-firtt测距是不对称的，因为在rtt测距帧交换的结束时仅rtt测距请求的发起者知道自身与响应者之间的距离。

常规rtt测距的另一挑战是响应者无法支持同时来自多个发起者的rtt测距交换。响应者可仅支持每次来自一个发起者的rtt测距交换。

rtt测距的第三个挑战是单个移动装置可同时执行若干作用。举例来说，移动装置可为连接到多个接入点(ap)的接入点站(ap-sta)。同时，移动装置可为以对等方式执行其它移动装置之间的wi-fi连接的wi-fi直接连接中的参与者。同时，移动装置可能以软接入点(softap)的作用而工作，且具有其自身的网络。同时，移动装置可以是例如社交wifi网络等近我区域网络(near-meareanetwork，nan)连接中的参与者。因此，存在移动装置可以服务于的许多作用。此挑战可变得甚至更困难，因为移动装置正执行的每一作用可能在不同信道上执行，从而要求移动装置在信道之间跳跃。

第四挑战是移动装置通过积极地进入“电力节约”模式而节省电力。

为了一对移动装置之间的成功rtt测距，两个移动装置应当在同一信道上且脱离电力节约模式。在大群集中的移动装置传统地缺乏任何此类协调的程度上，所述移动装置得到极不良的rtt测距和极低效的电力消耗分布。

技术实现要素：

本文所描述的技术的一个实施方案是针对用于通信网络中的测距的方法。所述方法包括接收来自上部层实体的nxn测距测量请求，且通过在发现窗口(dw)循环的开始处通告信道可用性图而响应于所述nxn测距测量请求。信道可用性图包含时隙和信道的列表。

所述方法还包括根据发起者优先级区分方案和所述信道可用性图接收来自一或多个发起者的一或多个测距测量请求。所述方法还包括响应于来自所述一或多个发起者的所述测距测量请求。

另一实施方案是针对用于通信网络中的测距的设备。所述设备包括经配置以接收来自上部层实体的nxn测距测量请求的逻辑，以及经配置以通过在dw循环的开始处通告信道可用性图而响应于所述nxn测距测量请求的逻辑。信道可用性图包含时隙和信道的列表。

所述设备还包括经配置以根据发起者优先级区分方案和所述信道可用性图接收来自一或多个发起者的一或多个测距测量请求的逻辑。所述设备还包括经配置以响应于来自所述一或多个发起者的所述测距测量请求的逻辑。

另一实施方案是针对用于通信网络中的测距的设备。所述设备包括用于接收来自上部层实体的nxn测距测量请求的装置，以及用于通过在dw循环的开始处通告信道可用性图而响应于所述nxn测距测量请求的装置。信道可用性图包含时隙和信道的列表。

所述设备还包括用于根据发起者优先级区分方案和所述信道可用性图接收来自一或多个发起者的一或多个测距测量请求的装置。所述设备还包括用于响应于来自所述一或多个发起者的所述测距测量请求的装置。

另一实施方案是针对一种包含数据的计算机可读存储媒体，所述数据当由机器存取时致使所述机器执行无线通信网络中的操作，所述操作包括：接收来自上部层实体的nxn测距测量请求的逻辑，且通过在dw循环的开始处通告信道可用性图而响应于所述nxn测距测量请求。信道可用性图包含时隙和信道的列表。

所述操作还包括根据发起者优先级区分方案和所述信道可用性图接收来自一或多个发起者的一或多个测距测量请求。所述操作还包括响应于来自所述一或多个发起者的所述测距测量请求。

以上是与本文所描述的一或多个实施方案相关的简化概述。因而，不应将所述概述视为相关于所有预期方面和/或实施方案的详尽总览，也不应认为所述概述识别相关于所有预期方面和/或实施方案的关键或至关重要的要素，或描绘与任何特定方面和/或实施方案相关联的范围。因此，所述概述具有以简化形式呈现与本文所揭示的机制相关的一或多个方面和/或实施方案相关的某些概念的唯一目的，以作为下文呈现的具体实施方式的前序。

附图说明

图1描绘根据本文所描述的技术的实施方案的宽带无线通信网络及其中的通信的rtt测量的图。

图2是说明根据本文所描述的技术的实施方案的宽带无线通信网络的操作的时序图。

图3是说明根据本文所描述的技术的替代实施方案的宽带无线通信网络的操作的时序图。

图4是说明根据本文所描述的技术的实施方案的用于宽带无线通信网络中的移动装置群组的测距的图。

图5是说明根据本文描述的技术的实施方案的宽带无线通信网络的操作的时序图。

图6是说明根据本文描述的技术的另一实施方案的宽带无线通信网络的操作的时序图。

图7是说明根据本文所描述的技术的实施方案的宽带无线通信网络的大群集中用于执行到移动装置的高效成对测距的方法的流程图。

图8是说明根据本文所描述的技术的替代实施方案的宽带无线通信网络的大群集中用于执行到移动装置的高效成对测距的方法的流程图。

图9是根据本文所描述的技术的替代实施方案的大群集中用于执行到移动装置的高效成对测距的系统的高级框图。

图10是根据本文所描述的技术的实施方案的宽带无线通信网络的框图。

具体实施方式参考附图。在图中，参考标号的最左边的数字代表首次出现该参考标号的图。贯穿图式使用相同数字以指代相同特征及组件。

具体实施方式

本文所描述的技术的一或多个实施方案实现例如大群集中的移动装置之间的改进的往返时间(rtt)测距。在一个实施方案中，响应者中的一个被表示为领先响应者，且剩余响应者被表示为辅助响应者。领先响应者和辅助响应者都能够变成作用中的响应者(当轮到其这么做时)。

在一个实施方案中，领先响应者接收来自发起者的rtt测距请求。群集中存在其它发起者，且每一发起者自主地确定其向领先响应者请求rtt测距测量的次序。领先响应者在同一dw循环中且以由发起者自主地确定的次序接收且适应来自若干发起者的rtt测距测量请求。

这是通过解决上述挑战来促进的。举例来说，使rtt测距为对称的，以使得在rtt测距帧交换的结束时rtt测距请求的发起者和响应者都知道彼此之间的距离。此外，由于在领先响应者正接收来自各种发起者的测距请求的同时其它节点(即响应者和发起者)可能休眠的事实而节省了电力。发起者和响应者仅需要当进行时测距测量时处于作用中。本文所描述的技术也是较高效的，各种发起者可使用由领先响应者发射的信道可用性图来调度何时将测距请求发射到领先响应者。

图1描绘根据本文中描述的技术的实例实施方案的宽带无线通信网络以及其中的通信的rtt测量的图100。图100包含发起者102和响应者104。出于解释的目的，假定发起者102希望执行关于响应者104的测距测量。

在常规的基于到达时间(toa)的方法中，发起者102发射初始定时测量请求(request)106以向响应者104请求测距。响应者104发射针对所述请求的确认帧(ack)108。当发起者102接收到ack108时，发起者102知道响应者104已接收到请求106。

在不确定的某个时间之后，如果响应者104选择服务于请求106，那么响应者104将把定时测量帧(m)110发射到发起者102。在响应者104发射定时测量帧(m)110时，响应者104记录用于定时测量帧(m)110的出发时间(tod)时戳t1。当定时测量帧(m)110由发起者102接收时，发起者102将记录时戳t2作为定时测量帧(m)110的到达时间(toa)。

发起者102随后将ack112发射到响应者104。ack112具有出发时间(tod)时戳t3。出发时间(tod)时戳t3是在发起者102处记录。响应者104接收ack112。响应者104记录到达时间(toa)时戳t4。

在第一定时测量帧(m)110交换之后，响应者104发射到发起者102的下一定时测量帧(m)114合并时戳t1和t4作为定时测量帧(m)114的部分，以使得到第二定时测量帧(m)114到达发起者102的时候，发起者102现在具有关于前一交换的t1和t4以及时戳t2和t3的信息。

此时发起者102能够基于这四个时戳(t1、t2、t3和t4)计算到响应者104的距离。这有助于精炼和平均化结果以得到较高准确性。此交换经标准化为802.11和802.11ac的部分，且因此促进支持所述标准的供应商之间的互操作性。

在帧交换结束时，发起者102知道到响应者104的距离值是多少，但响应者104不知道到发起者102的距离是多少。这是因为响应者104仅发射定时测量帧(m)110和定时测量帧(m)114。响应者104从不从发起者102获取对时间t2和t3的接入且因此无法有助于测距。在所述意义上，根据ieee802.11的测距测量方案是不对称的。

根据本文所揭示的标的物的一或多个实施方案，发起者102与响应者104之间的测距测量的执行是对称的。因为发起者102知道距离值是多少，所以发起者102可将此距离值作为距离值116发射到响应者104。发起者102可使用包含在精细定时测量(ftm)消息中的供应商特定的信元将距离值116发射到响应者104。一种此类消息可为ftmstop帧。因此，在帧交换的结束时，响应者104也知道其到发起者102的距离。发起者102和响应者104中的媒体接入控制(mac)层可控制帧来回的发射。

根据本文所揭示的标的物的一或多个实施方案，领先响应者可接收和适应来自若干发起者的rtt测距测量请求。在一个实施方案中，发起者知道自主发起者优先级区分方案。

为了说明，在其中m个移动装置希望起始到单个移动装置的测距测量的mx1配置中，全部m个移动装置将知道自主优先级区分方案，借此每一m移动装置知道何时尝试执行关于所述一个移动装置的测距测量。使用自主优先级区分方案可减少若干发起者之间的干扰，且测距过程可以较平稳且较有序方式进行。

在一或多个实施方案中，m个移动装置中的每一者知道其它m个移动装置的mac地址。因此，m个移动装置中的每一者可推断所述m个移动装置中的哪一者预期首先到达的共同优先级区分次序。自主优先级区分方案减少了全部m个移动装置将尝试向一个移动装置进行发射的几率，且避免了干扰。结果是以较平稳且较有序方式进行的测距过程。

一个自主发起者优先级区分方案通过以选自升序、降序或使用一或多个散列函数选定的次序中的次序分拣m个移动装置的mac地址，而决定m个移动装置中的哪一者首先执行测距测量。当然，只要全部m个移动装置遵循同一方案，就可利用其它优先级区分方案。

举例来说，如果由于在发起者上运行的服务而存在隐式优先级次序或重要性次序，那么较频繁刷新的服务可被给定比较不频繁刷新的服务更高的优先级。在另一实例中，如果网页浏览器在一个发起者上起始测距请求且导航应用程序在另一发起者上起始测距请求，那么导航应用程序可被给定优先级。

在一或多个实施方案中，领先响应者可在同一dw中且以由发起者自主确定的次序接收和适应来自若干发起者的rtt测距测量请求。这允许领先响应者支持同时来自多个发起者的rtt测距交换。测距服务和信道可用性图可用以促进此目的。

为了说明，根据近我区域网络(nan)标准，移动装置发射信标以通告其服务。移动装置可通过广播和/或发布而通告其服务。在近我区域网络(nan)规范中，时间划分成若干dw循环。每一dw循环是512毫秒。每一dw循环划分成各自为十六毫秒的三十二个时隙。在每一dw循环的第一时隙中，移动装置广播/发布不同信标以通告它们提供何种服务、其测距服务属性、时戳等。dw循环中的共同时隙0建立近我区域网络(nan)网络。

测距服务是近我区域网络(nan)服务中的一者。当移动装置经启用用于测距时，所述移动装置宣布或广播和/或发布测距服务。移动装置还通过给出移动装置何时将在给定时隙中在给定信道可用的时间而广播和/或发布经请求或未经请求的测距服务。对等移动装置可预订近我区域网络(nan)测距服务以指示所述对等移动装置关注于到测距服务提供者的测距。所述对等移动装置将随后采用发起者作用。提供近我区域网络(nan)测距服务的移动装置采用响应者作用。

信道可用性图是由移动装置通告的信元。信道可用性图是例如当移动装置广播和/或发布其信道可用性图时，呈表的形式的用于移动装置的时隙编号、信道、子信道等的列表。信道可用性图指示移动装置何时将使自身可用于在所通告时隙编号和信道中的测距。希望向通告的移动装置进行距离测量的任何移动装置可在所通告时隙编号中出现且起始测距测量(作为发起者)。广播和/或发布信道可用性图的移动装置变成作为响应者在所通告时隙和信道中可用。

领先响应者在同一dw中且以由发起者自主确定的次序接收和适应来自若干发起者的rtt测距测量请求的能力还通过以下方式得到促进：使rtt测距多路复用以使得每一响应者可支持同时来自多个发起者的rtt测距。

传统地，802.11wi-fi规范的一个限制在于装置无法同时执行发起者作用和响应者作用。根据本文所描述的技术的一或多个实施方案，移动装置可同时作为发起者和响应者以提供多路复用的测距。每一响应者可以重叠/交错方式支持同时来自多个发起者的测距交换。在本文所描述的技术的一或多个实施方案中，响应者可以重叠方式支持来自多个发起者的帧交换序列，其考虑了802.11wi-fi规范中提供的媒体可用性和载波感测冲突避免。

领先响应者在同一dw中且以由发起者自主确定的次序接收和适应来自若干发起者的rtt测距测量请求的能力还通过在移动装置之间共享最大测距操作的知识而得到促进。举例来说，如果m个移动装置知道单个响应者可在给定时间支持多少个同时发起者(p)，那么多达p个发起者可实际大体上同时开始测距测量。以此方式，p个发起者可尝试一起向一个响应者进行测距，且测距测量将成功地结束。来自第一发起者和所述一或多个发起者的测距测量请求也可由所述一个响应者大体上同时接收。

一个响应者在给定时间可支持的发起者的数目(p)可取决于移动装置的供应商。一个响应者在给定时间可支持的发起者的数目(p)也可取决于移动装置的一代(例如，3g、4g等)。当然，可利用响应者可支持多少发起者的任何方案。此外，除识别其时隙编号和信道之外，响应者可支持多少发起者的方案也可经通告作为测距服务信标的部分。

自主发起者优先级区分方案适用于希望向一个响应者进行测距的m个移动装置。m个移动装置可遵循用于所述响应者的自主发起者优先级区分方案。

在替代的实施方案中，可存在mxm交换，其中存在m多个响应者而不是一个响应者。在mxm交换中，响应者先验地识别哪一移动装置可用且以何种次序可用。然而，如果所有响应者一直可用，那么仅因为所有响应者不在电力节约模式中，所以这变得相当低效。

为了改善此低效，每一dw循环具有一个显式领先响应者。领先响应者在dw循环的开始处广播和/或发布其信道图可用性。即，领先响应者广播和/或发布其使哪些信道和时隙可用。领先响应者还广播和/或发布其可支持的发起者的数目p。基于所通告信道图的测距群组中的其余移动装置将通过遵循正使用的自主发起者优先级区分方案而计算它们自身将向领先响应者发起测距的次序。在由领先响应者通告的时隙中的每一者中，从第一时隙开始，至少p个发起者移动装置根据其在自主发起者优先级区分方案中的测距次序而向领先响应者发起测距。每一装置基于来自领先响应者的广播参数而知道p的值。

也可存在用于dw循环的辅助响应者。如果存在想要向响应者移动装置进行测距的m个发起者移动装置，且响应者移动装置可在时隙中支持p个同时发起者移动装置，那么其将采取至少m/p数目的时隙来结束所述特定测距测量。辅助响应者也接收由领先响应者通告的信道可用性图，且因此知道多少时隙可用以及领先响应者将在哪一时隙变为可用。一旦从来自领先响应者的列表中消耗m/p数目的时隙，那么响应者群组中的所有移动装置期望向领先响应者的测距测量已大部分结束。

此时剩余响应者可根据自主发起者优先级区分方案按其分级次序而开始采取作为辅助响应者的作用。因此，当在来自信道可用性图的m/p数目的时隙已经消耗之后第一辅助响应者知道其将开始测距测量的时隙时，第一辅助响应者可开始变成可用的。希望向辅助响应者执行测距的其它发起者知道这些辅助响应者将在哪些时隙中变为即将可用，且这些发起者可在那里开始其测距操作。因此，此时在前m/p个时隙消耗之后使自身可用的负担传递到辅助响应者。

基于此，每一响应者从领先响应者的信道可用性图计算它们自身在哪一通告的时隙预期将作为响应者变为可用。响应者尽力在那些计算的时隙使自身作为辅助响应者而可用。希望向辅助响应者进行测距的剩余发起者遵循相似方案，且确定在那时它们期望辅助响应者在哪些时隙变为领先响应者。那些时隙是发起者和辅助响应者执行帧交换的时隙。

图2是说明根据其中一个移动装置希望向另一移动装置进行测距的实例实施方案的宽带无线网络的操作的时序图200。时序图200包含发起者102和响应者104。时序图200还包含点202、点204、点206和点208。时序图200还包含点210、点212、点214、时隙216、点218和点220。点202、204、206和208表示由响应者104发射的信标。

出于解释的目的，假定发起者102希望向响应者104进行测距。在点202，响应者104在信标中广播和/或发布其测距服务，且可在点204、点206和点208在每个dw循环中继续发布其测距服务。可在dw循环的第一时隙中通告测距服务。当然，响应者104不必在每个dw循环中都发布其测距服务。

在点210，发起者102接收公布/广播的测距服务且确定其希望向响应者104执行测距。

在点212，调用来自发起者102中的应用层的应用程序编程接口(api)以开始向响应者104的近我区域网络(nan)测距。

在点214和206，发起者102和响应者104交换关于测距属性和信道可用性图的信息。举例来说，发起者102和响应者104交换关于哪些信道即将可用以及在哪些时隙可用的信息。

在时隙216中，响应者104使自身可用于测距，并且在点218，发起者102开始与响应者104交换帧。获得测距结果且在点220传递直到应用层。

图3是说明根据其中m个移动装置希望向一个移动装置进行测距的实例实施方案的宽带无线通信网络的操作的时序图300。为了从图2中描绘的1x1配置到图3中描绘的mx1配置缩放，测距机制考虑一个dw循环301。

所说明的dw循环301包含时隙302、时隙304、时隙306、时隙308、时隙310、时隙312、时隙314、时隙316、时隙318和时隙320。时序图300还包含移动装置device1、移动装置device2和移动装置device3、移动装置device4以及移动装置device5。时序图300还包含响应者322、响应者324和响应者326。

出于解释的目的，假定移动装置device1是响应者322，响应者322是领先响应者。进一步假定响应者322已经通告其可在时隙302中处置两个同时移动装置(同时的发起者)。因此，对于响应者322，p＝2。

因为响应者322作为领先响应者已经通告对于第一时隙302来说p＝2，所以移动装置2和移动装置3使用上述自主发起者优先级区分方案确定在第一时隙302中其向响应者322起始测距的次序。进一步假定根据自主发起者优先级区分方案，移动装置device2将是向响应者322的第一发起者且移动装置device3将是向响应者322的第二发起者。

移动装置device2和移动装置device3在点328开始测距测量。同时，移动装置device4和移动装置device5知道并未轮到它们向响应者322进行测距。移动装置device4和移动装置device5在此第一时隙302中保持安静。

当移动装置device4和移动装置device5确定m/p个时隙已经过时，移动装置device4和移动装置device5可开始将帧发射到响应者322以开始测距操作。移动装置device4和移动装置device5知道响应者322通告了哪些时隙且将在那些时隙中进行发射。

在点330，如果预期向领先响应者322进行测距的所有发起者已经结束，那么领先响应者322可进入电力节约模式。否则，如果所有测距测量尚未结束，那么领先响应者322可选择保持在作用中。

还在点330，移动装置device4和移动装置device5使用上述自主发起者优先级区分方案确定其针对时隙306、308和310的发起次序。使用自主发起者优先级区分方案，移动装置device4可确定其将是针对时隙306、308和310向响应者322的第一发起者且移动装置device5确定其将是第二发起者。移动装置device4和移动装置device5在点330开始测距测量。

与mx1情形的先前情况相比，其中一个移动装置希望向n个移动装置执行测距测量的1xn情形的处置涉及一个发起者和多个响应者。在一个实施方案中，云或应用层可处置n个不同的1x1请求。然而，此方法可能不是极高效的。如本文所使用，术语“云”打算意指驻留于wi-fi驱动器的层级上方且具有与其它移动装置交换信息的方式的任何实体。所述机制可取决于供应商如何将测距框架置于适当位置以使得根据处于适当的位置的策略跨越多个移动装置播散信息。

在替代实施方案中，云或应用层发出在单个移动装置上的“测距开始(rangingstart)”命令，其将向其它n个移动装置进行测距。所述单个移动装置可随后将供应商特定的消息发射到所述n个其它移动装置，请求由它们在其发起者作用中进行测距。供应商特定的消息可在n个单独的单播消息(到n个移动装置中的每一者的一个消息)中发射。替代地，可存在指示目标接收方的所发射广播消息。

替代地，在dw循环的第一时隙中，可使用布隆过滤器(bloomfilter)来指示哪些目标接收方移动装置将接收广播消息。使用已知的布隆过滤器可使过程更高效，因为所有移动装置确定它们应当基于布隆过滤器设定而发起测距。

一旦供应商特定的消息成功地交换，1xn情形便有效地减少到nx1情形且可以与上文在图3中描述的mx1情形以相同方式处置。

为了针对移动装置的大nxn群组实施测距，可将nxn群组分解为mx1情形或mxm情形的有意义的rtt元组。如果n极大，那么所有n个移动装置可不接收来自所有其它n个移动装置的发射。它们各自可仅接收来自子群组或子群集的发射。

出现的子群集可取决于相对接收信号强度(rssi)以及其它移动装置彼此的接近度。移动装置可基于所发射信标以及通过信号强度发射、接收和形成的任何其它交互帧而评估相对接收信号强度(rssi)。移动装置可执行多少不同子群集存在以及是否存在具有不同作用(作为服务提供者或订户的作用)的移动装置的早期分类确定。

移动装置中的上部层应用程序可传达rtt元组是什么。所述上部层应用程序接着可在作为希望向彼此进行测距的实体的rtt元组内发射测距命令。有时一个移动装置向远到足以使得从不记录接收信号强度指示符(rssi)信号的另一移动装置请求测量。这可能是因为在dw循环的时隙的通告期间，如果一个移动装置未从另一移动装置接收到发射，那么第一移动装置可假定第二移动装置不在其范围中。在此情况下，第一移动装置将避免尝试向所述第二移动装置进行测距。

图4是说明根据本文所描述的技术实施方案一或多个实施方案用于移动装置的大nxn群组的测距的图400。在所说明的实施方案中，在近我区域网络(nan)nxn群集402中存在大数目n个移动装置。然而，基于其接近度和其它因素，所述大数目n个移动装置可分解为较小的子群组(pxp404或qxq406)。所述子群集构成可以与云层中的应用程序交换，所述应用程序可与在pxp404子群集中的其它移动装置通信。一种通信可为子群集中的其它移动装置的mac地址。

图5是说明根据本文描述的技术的一或多个实施方案用于mxm情形的处置的定时的时序图500。所说明的时序图500包含dw循环501、dw循环501中的时隙502和时隙504。时序图500还包含dw循环开始/结束点506、dw循环开始/结束点508、dw循环开始/结束点510，以及dw循环开始/结束点512。时序图500还包含信标514、信标516、信标518和信标520。

在所说明的mxm情形的一个实施方案中，共同协调实体可发出所有移动装置上的同一nanrangingstart命令。所述nanrangingstart命令可指示其在mxm模式中操作。以此方式，每一移动装置知道发起者mac地址的列表和响应者mac地址的列表。

基于上述自主发起者优先级区分方案，移动装置基于滚动基础而轮流变为领先响应者，且通告其测距属性以指示其对于测距的可用性(类似于mx1情况)。这有助于减少在同一dw循环中从多个响应者发射的信道可用性图的数目。

在一或多个实施方案中，一个移动装置例如在第一dw循环501中变成领先响应者。如果测距交换更早执行(即，在时隙502中)，那么dw循环501的其余部分不浪费，且其它移动装置可做出辅助响应者出现且在时隙504中结束其测距。

在dw循环开始/结束点506，如果另一移动装置希望变为响应者，那么其它移动装置变成领先响应者且广播和/或发布其信道可用性图。用于所述dw循环的计算是基于由此领先响应者指定(在dw循环开始/结束点508)的信道可用性图。另外，对于下一dw循环，另一装置在dw循环开始/结束点510变成下一领先响应者。

图5中的此技术有助于减少来自不同多个响应者的广播信道可用性图的数目。因此，并非每个响应者尝试通告它们在dw循环501的时隙502中可用，响应者是轮流进行的。有利的是，此技术花费大约相同时间量，因为在给定信道上由于所述信道是共享媒体而可成功地发生相同数目的rtt交换。另外，相同的时间量过去，且过程以自主方式更有序，使得功率、干扰和其它度量可变为经优化。

总之，响应者尝试从其侧分配足够可用性以完成关于所有发起者的测距测量，因为一旦响应者接收到nanrangingstart命令，响应者就知道希望向其执行测距测量的发起者，即，将存在多少发起者以及其每次可同时处置多少发起者。基于此，响应者可确定需要多少时隙来服务于发起者。响应者随后在信标514、516、518和520中广播和/或发布此信息。

关于时序图500，完成完整mxm测距花费的总时间大约是使用蛮力进行一个dw循环花费的时间的m倍。

图6是说明根据其中展示mxm配置中的测距的实例实施方案的宽带无线通信网络的操作的时序图600。时序图600说明移动装置602、604、606、608和610。时序图600还说明若干时隙612、614、616、618、620、622、624、626、628和630。时隙612、614、616、618、620、622、624、626、628和630构成dw循环。

在所说明的实施方案中，移动装置device602是在所通告信道处的领先响应者。移动装置device604和移动装置device606是发起者，其以通过本文所描述的自主发起者优先级区分方案确定的次序将测距测量请求发射到移动装置device602。

当移动装置device604和移动装置device606已执行其测距测量时，作为辅助响应者的移动装置device604自主地知道时隙620即将醒来且开始变成可用，且可作为作用中响应者而开始响应于发起者的测距测量请求。因此，作为辅助响应者的移动装置device604使自身在时隙620到630的持续时间中可用于加电、出现在电力节约模式之外以及停留在接收模式中以监听发起者。作为辅助响应者的移动装置device604不主动地发射。然而，作为辅助响应者的移动装置device604比其原本保留在电力节约模式中的情况消耗更多电力，因为保留在接收模式中比保留在电力节约模式中消耗更多电力。

在任何情况下，电力消耗可减少，因为移动装置device604不必保持从第一dw时隙612醒来。其在dw时隙620之前并不上线。

对于mxm配置，移动装置device604将大体上希望向移动装置device602进行测距测量。并且，移动装置device606希望向移动装置device602进行测量。

当测距测量交换对称地完成时存在两个优点。在dw时隙612期间测距测量请求被发起且响应之后，移动装置device604和移动装置device602知道彼此的距离，且移动装置device602和移动装置device606知道彼此的距离。因此稍后，如果且当两个移动装置device604和/或device606变为辅助响应者时(在领先响应者已经响应所有测距测量请求之后)，领先响应者不需要向现在辅助的响应者(在此实例中，移动装置604和/或606)发起测距测量请求。

此外，移动装置device604和/或device606可在两个时隙612和614中尝试其测距测量，使得如果出于任何原因移动装置device604和/或device606并未在时隙612中结束测距测量，那么移动装置device604和/或device606仍具有另一时隙614来尝试结束测距测量。到这些在时隙612的测量结束的时候，移动装置device604和/或device606知道到移动装置device602的距离且反之亦然。

因此，移动装置604和606仍然向彼此进行测距测量。在点632，当移动装置device604变成(辅助)响应者时，移动装置device606作为发起者在点634发起向作为辅助响应者的移动装置device604的测距测量请求。类似地，移动装置device608作为发起者发起测距测量请求以发起向作为辅助响应者的移动装置device604的测距测量。

在点636，当移动装置device606上线时，移动装置device608将向移动装置device610和移动装置device604进行测距测量。通过当移动装置上线时进行交错，测距机制以更协调方式且以减少的电力消耗进行操作。

辅助响应者(例如，移动装置device604、606和/或608)可在其它移动装置可能在尝试测距的早期时隙中的一者中发布其测距属性，使得辅助响应者可接收所述属性。举例来说，并非在由领先响应者通告的信道可用性图中的时间期间保持接通，辅助响应者可通过在点636通告其自身的信道可用性图(如果其恰好不同于领先响应者)而带来针对电力消耗的进一步优化。

作为针对电力消耗的进一步优化，每一响应者可决定一旦其已经成功完成所有测距测量便进入电力节约模式，且停止作为测距的响应者可用。响应者在dw循环的结束之前不必保持接通。

图7是说明根据本文所描述的技术的实施方案用于向大群集中的移动装置执行高效成对测距的方法700的流程图。

在框702中，方法700在dw循环中接收来自第一发起者的第一rtt测距请求。在一或多个实施方案中，移动装置device602接收来自发起者604的rtt测距请求。

在框704中，方法700在dw循环中接收来自第一发起者的第一rtt测距请求。在一或多个实施方案中，移动装置device602接收来自发起者606的rtt测距请求。

在框706中，方法700在供应商特定的信元中将rtt测距测量值传送到第一发起者。在一或多个实施方案中，移动装置device602使用精细定时测量(ftm)消息中包含的ftmstop帧或其它供应商特定的信元将例如由发起者102计算的距离值116等距离值传送到移动装置device604。

图8是说明根据本文所描述的技术的替代实施方案用于向大群集中的移动装置执行高效成对测距的方法800的流程图。方法800是参考图9来描述，图9是根据本文所描述的技术的替代实施方案用于向大群集中的移动装置执行高效成对测距的系统900的高级框图。

所说明的系统900包含移动装置902和一或多个移动装置904(列举为904a、904b、904c和904d)。所说明的系统900还包含位于例如云908中的上部层实体906。所说明的移动装置902包含一或多个上部层级应用程序910、高级操作系统(hlos)912，以及低层级软件(llsw)914。在一或多个实施方案中，llsw914管理dw循环，通告信道可用性图，且管理响应者/发起者作用和优先级区分。

为了阐释系统900的操作，假设五个朋友或一个家庭在电影院，且其移动装置902、904a、904b、904c和904d全部先前配对且知道彼此。在电影院中，移动装置902、904a、904b、904c和904d读取五十或数百的相邻移动装置。

所述朋友或家庭成员中的一者肯特(kent)希望向其它移动装置904a、904b、904c或904d中的一者执行测距。肯特的移动装置902在他的移动装置902上具有标题为“找到我的家庭/朋友”的上部层应用程序910中的一者。肯特按下他的移动装置902上的按钮且上部层应用程序910显示到对等测距通信范围内的所有其它家庭/朋友成员的图。一旦肯特按下此按钮，上部层应用程序910便在链路916上将nxn测距请求发送到hlos912，其在链路918上将所述请求继而转发到llsw914。肯特的移动装置902也可与位于云908中的通信实体906通信。

在框802中，方法800接收来自上部层实体的nxn测距测量请求。在一或多个实施方案中，肯特的移动装置902中的上部层级应用程序910接收来自位于云908中的上部层实体906的nxn测距测量请求。肯特的移动装置902中的上部层级应用程序910将nxn测距测量请求发送到hlos912，其将所述nxn测距测量请求转发到llsw914。

在框804中，方法800通过在dw循环的开始处通告信道可用性图而响应于nxn测距测量请求。在一或多个实施方案中，llsw914在dw循环的开始处通告信道可用性图。信道可用性图包含时隙和信道的列表。在一个实施方案中，响应于nxn测距测量请求的移动装置(即，904a、904b、904c或904d)是领先响应者。

在一个实施方案中，作为领先响应者而响应的移动装置904a、904b、904c或904d可使用其自身的优先级区分方案进行响应。替代地，作为领先响应者而响应的移动装置904a、904b、904c或904d可使用上述自主发起者优先级区分方案，使得自主发起者优先级区分方案中的第一移动装置变成领先响应者且第一发起者随后是自主发起者优先级区分方案中的第二响应者。仍替代地，作为领先响应者而响应的移动装置904a、904b、904c或904d可为随机的(例如，无论哪个移动装置恰好第一个响应)。

一个自主发起者优先级区分方案通过按升序、降序或使用一或多个散列函数分拣m个移动装置的mac地址而确定m个移动装置中的哪一者首先执行测距测量。当然，只要全部m个移动装置遵循同一方案，就可利用其它优先级区分方案。举例来说，如果由于在发起者上运行的服务而存在隐式优先级次序或重要性次序，那么较频繁刷新的服务可被给定比较不频繁刷新的服务更高的优先级。在另一实例中，如果网页浏览器在一个发起者上起始测距请求且导航应用程序在另一发起者上起始测距请求，那么导航应用程序应当被给定优先级。

在框806中，方法800根据发起者优先级区分方案且根据信道图可用性接收来自一或多个发起者的测距测量请求。根据所述实例，肯特的移动装置902根据发起者优先级区分方案且根据通告的信道图可用性接收来自一或多个或他的家庭成员和/或朋友的测距测量请求。

在框808中，方法800响应于来自所述一或多个发起者的测距测量请求。在一或多个实施方案中，在框808中基于响应者优先级区分方案而响应于测距测量请求。响应者优先级区分方案可相同于发起者优先级区分方案或不同于响应者优先级区分方案。

根据所述实例，肯特的家庭成员和/或朋友中的一或多者按通过上述自主发起者优先级区分方案自主确定的次序响应于测距测量请求。另外，如果由于在发起者上运行的服务而存在隐式优先级次序或重要性次序，那么较频繁刷新的服务可被给定比较不频繁刷新的服务更高的优先级。并且，如果网页浏览器在一个发起者上发起测距请求且导航应用程序在另一发起者上发起测距请求，那么导航应用程序可被给定优先级，包含隐式优先级排序、由于发起者上运行的服务的重要性排序；网页浏览器在一个发起者上发起测距请求且导航应用程序在另一发起者上发起测距请求，导航应用程序应当被给定优先级。

在一或多个实施方案中，辅助响应者基于与n个装置相关的信道可用性图和信息而醒来以响应于对其的发起者测距请求。如果在dw循环(32，16ms时隙)期间测距测量未结束，而第二/第三/第四响应者仍在向发起者测距，那么第二/第三/第四响应者将在下一dw循环的开始处通告信道可用性图。

在替代实施方案中，除肯特以外的其它朋友或家庭成员中的一者希望向其它移动装置904a、904b、904c或904d中的一者执行测距。在此情境下，其它家庭/朋友移动装置904a、904b、904c和904d中的一者经由位于云908中的通信实体906将nxn测距请求发射到肯特的移动装置902。

在再另一实施方案中，上部层应用程序910可向其它移动装置904a、904b、904c或904d中的一者发起测距或接收从位于云908中的上部层实体906转发的测距请求。在进一步实施方案中，在hlos912上运行的另一服务可向其它移动装置904a、904b、904c或904d中的一者发起测距。

图10是根据本文中描述的技术的实例实施方案的宽带无线通信网络网络1000的框图，其中领先响应者可在同一dw中且以由发起者自主确定的次序接收和适应来自若干发起者的rtt测距测量请求。网络1000包含移动装置1002和移动装置1004。实施本文所描述的技术的第三移动装置(未图示)可具有相同或相似组件且用于参考移动装置1002和移动装置1004描述的那些功能。

移动装置1002进一步经配置以接收第二消息，且使用第一确认的开始的到达时间估计、时间t4、第一消息发射时间t1、第一消息持续时间以及表示短时间间隔的预定常数(短帧间空间(sifs))来计算rtt估计。

在所说明的实施方案中，移动装置1002包含处理器1006、数据源1008、发射(tx)数据处理器1010、接收(rx)数据处理器1012、发射(tx)多输入多输出(mimo)处理器1014、存储器1016、解调器(demod)1018、若干收发器(tmtr/rcvr)1020a到1020t，以及若干天线1022a到1022t。

在所说明的实施方案中，移动装置1004包含数据源1024、处理器1026、接收数据处理器1028、发射(tx)数据处理器1030、存储器1032、调制器1034、若干收发器(tmtr/rcvr)1036a到1036t、若干天线1038a到1038t，以及消息控制模块1040。

所说明的移动装置1002可包括、经实施为或被称为用户设备、订户站、订户单元、移动台、移动装置、移动节点、远程站、远程终端、用户终端、用户代理、用户装置，或某其它术语。在一些实施方案中，移动装置1002可为蜂窝式电话、无绳电话、会话起始协议(sip)电话、无线本地环路(wll)站、个人数字助理(pda)、具有无线连接能力的手持式装置，或连接到无线调制解调器的某种其它合适的处理装置。因此，本文教示的一或多个方面可并入到以下各项中：电话(例如，蜂窝式电话或智能电话)、计算机(例如，膝上型计算机)、便携式通信装置、便携式计算装置(例如，个人数据助理)、娱乐装置(例如，音乐装置、视频装置或卫星无线电)、全球定位系统装置，或经配置以经由无线媒体通信的任何其它合适的装置。

所说明的移动装置1004可包括、经实施为或被称为节点b、e节点b、无线电网络控制器(rnc)、基站(bs)、无线电基站(rbs)、基站控制器(bsc)、基站收发器台(bts)、收发器功能(tf)、无线电收发器、无线电路由器、基本服务集合(bss)、扩展服务集合(ess)、宏小区、宏节点、归属enb(henb)、毫微微小区、毫微微节点、微微节点，或某种其它相似术语。

所说明的数据源1008提供用于到tx数据处理器1010的若干数据流的业务。

tx数据处理器1010基于针对每一数据流而选择的特定译码方案来格式化、译码及交错所述数据流的业务数据以提供经译码数据。可使用正交频分多址(ofdm)技术将用于每一数据流的经译码数据与导频数据一起多路复用。

导频数据通常为以已知方式进行处理的已知数据样式，且可在接收器系统处使用以估计信道响应。接着基于针对每一数据流选择的特定调制方案(例如，bpsk、qspk、m-psk或m-qam)调制(即，符号映射)用于所述数据流的经多路复用的导频及经译码数据以提供调制符号。

通过由tx数据处理器1010执行的指令可确定用于每一数据流的数据速率、译码和调制。存储器1016可存储由tx数据处理器1010或移动装置1002的其它组件使用的程序代码、数据和其它信息。

接着将所有数据流的调制符号提供给txmimo处理器1014，所述处理器可进一步处理所述调制符号(例如，用于ofdm)。txmimo处理器1014随后将调制符号流提供到收发器(xcvr)1020a到1020t。在一些实施方案中，txmimo处理器1014将波束成形权重应用于数据流的符号且应用于正从其发射符号的天线。

每一收发器(xcvr)1020a到1020t接收和处理相应符号流以提供一或多个模拟信号，并且进一步调节(例如，放大、滤波和上变频转换)所述模拟信号以提供适合于在mimo信道上发射的经调制信号。来自收发器(xcvr)1020a到1020t的经调制信号随后分别从天线1022a到1022t发射。

在移动装置1004处，发射的经调制信号由天线1038a到1038t接收，且来自每一天线1038a到1038t的所接收信号提供到相应收发器(xcvr)1036a到1036r。每一收发器(xcvr)1036a到1036r调节(例如，滤波、放大和下变频转换)相应所接收信号，数字化经调节信号以提供样本，并且进一步处理所述样本以提供对应“所接收”符号流。

接收(rx)数据处理器1028随后基于特定接收器处理技术而接收和处理来自收发器(xcvr)1036a到1036t的所接收符号流以提供“所检测”符号流。接收(rx)数据处理器1028接着解调、解交错及解码每一所检测符号流以恢复数据流的业务数据。接收(rx)数据处理器1028的处理与移动装置1002处的txmimo处理器1014和tx数据处理器1010执行的处理互补。

处理器1026周期性地确定使用哪一预译码矩阵(下文论述)。处理器1026制定包括矩阵索引部分和秩值部分的反向链路消息。

存储器1032可存储由处理器1026或移动装置1004的其它组件使用的程序代码、数据和其它信息。

反向链路消息可包括与通信链路及/或接收到的数据流有关的各种类型的信息。反向链路消息随后由tx数据处理器1030(其还接收用于来自数据源1024的若干数据流)处理，由调制器1034调制，由收发器(xcvr)1036a到1036r调节，且发射回到移动装置1002。

在移动装置1002处，来自移动装置1004的经调制信号由天线1022a到1022t接收，由收发器(xcvr)1020a到1020r调节，由解调器(demod)1018解调，且由rx数据处理器1012处理以提取由移动装置1004发射的反向链路消息。tx数据处理器1010随后确定将使用哪一预译码矩阵用于确定波束成形权重，随后处理所提取消息。

应了解，对于移动装置1002和移动装置1004，所描述组件中的两个或更多个的功能性可由单个组件提供。举例来说，单个处理组件可提供消息控制模块1040和处理器1026的功能性。

还应了解，无线节点可经配置以用非无线方式(例如，经由有线连接)发射和/或接收信息。因此，如本文所论述的接收器和发射器可包含适当通信接口组件(例如，电或光学接口组件)以经由非无线媒体进行通信。

网络1000可实施以下技术中的任一者或组合：码分多址(cdma)系统、多载波cdma(mccdma)、宽带cdma(w-cdma)、高速分组接入(hspa、hspa+)系统、时分多址(tdma)系统、频分多址(fdma)系统、单载波fdma(sc-fdma)系统、正交频分多址(ofdma)系统，或其它多址技术。采用本文中的教示的无线通信网络可经设计以实施一或多个标准，例如is-95、cdma2000、is-856、w-cdma、tdscdma和其它标准。

cdma网络可实施无线电技术，例如通用陆地无线电接入(utra)、cdma2000或某种其它技术。utra包含w-cdma和低码片速率(lcr)。cdma2000技术涵盖is-2000、is-95和is-856标准。tdma网络可以实施无线电技术，例如全球移动通信系统(gsm)。ofdma网络可以实施无线电技术，例如演进型utra(e-utra)、ieee802.11、ieee802.16、ieee802.20、等。utra、e-utra和gsm是通用移动电信网络(umts)的部分。

本文中的教示可在3gpp长期演进(lte)系统、超移动宽带(umb)系统和其它类型的系统中实施。lte是umts的使用e-utra的版本。utra、e-utra、gsm、umts和lte在来自被命名为“第三代合作伙伴计划”(3gpp)的组织的文献中描述，而cdma2000在来自被命名为“第三代合作伙伴计划2”(3gpp2)的组织的文献中描述。

虽然本发明的某些方面可使用3gpp术语来描述，但应理解，本文中的教示可应用于3gpp(例如，re199、re15、re16、re17)技术，以及3gpp2(例如，1xrtt、1xev-dorel0、reva、revb)技术和其它技术。

将本文中所描述的技术和相关图式的方面是针对技术的具体实施方案。可在不脱离本文中所描述的技术的范围的情况下设计替代性实施方案。另外，技术的众所周知的元件将不加以详细地描述或将被省去以免混淆相关细节。

尽管在此揭示内容中可能已连续地描述各个方法的步骤和决策，但可由单独元件共同或并行地、异步地或同步地、以管线化方式或以其它方式执行这些步骤和决策中的一些。除非明确地如此指示、另外从上下文清楚或固有地要求，否则不存在以与此描述列出步骤及决策的次序相同的次序执行所述步骤及决策的特定要求。然而，应注意，在选定的变量中，以上文所描述的特定次序执行所述步骤及决策。此外，在根据本文中所描述的技术的每一实施方案/变量中可能不要求每一所说明的步骤和决策，而未经具体地说明的一些步骤和决策在根据本文中所描述的技术的一些实施方案/变量中可为合意的或必要的。

所属领域的技术人员将理解，可以使用多种不同技术和技艺中的任一者来表示信息和信号。举例来说，可通过电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光场或光粒子或其任何组合来表示在整个上文描述中可能参考的数据、指令、命令、信息、信号、位、符号和码片。

所属领域的技术人员将进一步了解，结合本文中所揭示的实施方案描述的各个说明性逻辑块、模块、电路和算法步骤可实施为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为清晰地展示硬件与软件的此可互换性，上文已大体上就其功能性描述了各种说明性组件、块、模块、电路和步骤。此功能性被实施为硬件、软件还是硬件与软件的组合取决于施加于整个系统上特定应用和设计约束条件。所属领域的技术人员可针对每一特定应用以不同方式实施所描述的功能性，但此类实施决策不应被解释为引起偏离本文中所描述的本发明技术的范围。

结合本文中所揭示的实施方案描述的各种说明性逻辑块、模块和电路可用以下各项来实施或执行：通用处理器、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)或其它可编程逻辑装置、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件或经设计以执行本文中所描述的功能的其任何组合。通用处理器可为微处理器，但在替代方案中，处理器可以为任何常规理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可实施为计算装置的组合，例如，dsp与微处理器的组合、多个微处理器、一或多个微处理器结合dsp核心，或任何其它此类配置。

结合本文中所揭示的方面描述的方法或算法的步骤可直接在硬件中、在由处理器执行的软件模块中，在两者的组合中实施。软件模块可驻留在随机存取存储器(ram)、快闪存储器、只读存储器(rom)、可擦除可编程只读存储器(eprom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、寄存器、硬盘、可装卸式磁盘、压缩光盘只读存储器(cd-rom)或此项技术中已知的任何其它形式的存储媒体中。示范性存储媒体耦合到处理器，使得处理器可从存储媒体读取信息并且将信息写入到存储媒体。在替代方案中，存储媒体可集成到处理器。处理器和存储媒体可驻存于asic中。asic可以驻留在接入终端中。替代地，处理器和存储媒体可作为离散组件驻留在接入终端中。

提供对所揭示的实施方案的先前描述以使得所属领域的技术人员能够制作或使用本文中所描述的技术。所属领域的技术人员将易于了解对这些实施方案的各种修改，且本文中界定的一般原理可在不脱离本文中所描述的技术的精神或范围的情况下应用于其它实施方案。因此，本文中所描述的技术的方面并不意欲限于本文中所展示的实施方案，而应被赋予与本文中所揭示的原理和新颖特征相一致的最广范围。