一种rtt测量定位系统中的测量结果匹配方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种RTT测量定位系统中的测量结果匹配 方法和装置。
【背景技术】
[0002] 随着移动互联网和大数据的应用，基于WLAN网络的室内定位技术越来越炙手可 热，在零售、酒店、交通、医疗等众多的行业都有着光明的应用前景。
[0003] 传统的WLAN定位技术依赖于RSSI信号强度，具体的又可以分为下面两种方法：基 于信号传输模型的三角定位法和基于信号采样的指纹特征法。由于室内多径效应、障碍物 等因素的影响，RSSI值非常不稳定，导致基于RSSI值的定位结果的不可靠。而新一代的定 位系统基于所谓的往返时延（Round-TripTime，RTT)时间，依赖电磁波传输的速度的恒定 不变的特性，克服了传统RSSI定位系统的缺陷，实现了更高精度、更稳定的定位效果。
[0004] 所谓的RTT主动测量定位方法是指这样一种定位手段：基于接入点（AP)主动发送 报文而进行的测量行为，即，由网络侧的接入点AP向待测量的终端（STA)发送定位探测请 求报文、接收回应的定位探测响应报文，根据定位探测请求报文的时间戳和响应该定位探 测请求报文的定位探测响应报文的时间戳，得出往返时间等信息，并进而计算出接入点AP 与终端的距离。
[0005] 因此，要实现基于RTT时间的定位，首先要对定位探测请求报文的时间戳（记为T0D时间戳）和定位探测响应报文的时间戳（记为T0A时间戳）进行匹配。要实现所述匹 配，一个非常自然的想法是，通过报文对应的STA的MAC地址首先对定位探测请求报文和定 位探测响应报文进行匹配，然后再从匹配的报文中读取各自的时间戳，然而，这种方法并不 可行，这是因为：
[0006] 在定位探测响应报文中只携带了目的MAC地址，即AP的MAC地址，而没有携带源MAC地址，即STA的MAC地址，因此无法通过STA的MAC地址对定位探测请求报文和定位探 测响应报文进行匹配。
[0007] 而且，电磁波传输的速度非常快，而RTT测量定位系统一般测量的距离较短，因此 电磁波传输消耗的时间非常短，一般在几个纳秒到几十个纳秒间，由于处理器速度限制、操 作系统调度的滞后性，软件无法实时的为定位探测请求报文和定位探测响应报文打时间 戳，因此，RTT系统里面的定位探测请求报文的发送时间戳T0D和定位探测响应报文的回应 时间戳T0A都是由硬件完成。但硬件由于资源的限制，无法处理复杂的逻辑，往往只能分别 记录下定位探测请求报文和定位探测响应报文的精确时间戳，无法记录下其他信息。因此， 在RTT系统中只由硬件记录下了两组时间戳数据集合：一组是发送时间戳的集合，即T0D集 合，另一组是接收时间戳的集合，即T0A集合。显然，这样的数据还无法直接用于定位计算。
[0008] 因此，对于实际的RTT系统，通常都需要软件、硬件结合来处理。具体来说，就是从 两组时间戳中，根据一定的判别条件进行数据匹配，以决定相互匹配的T0D时间戳和T0A时 间戳。再根据相互匹配的T0D时间戳和T0A时间戳获得报文的往返时间RTT值，进而根据 所述RTT值进行定位。
[0009] 可见，测量结果匹配的准确性，即TOD时间戳和TOA时间戳匹配的准确性，直接决 定了RTT值计算的准确性，而RTT值的准确性又直接决定了定位的精度，因此，如何实现测 量结果的准确匹配，是目前RTT测量定位系统急需解决的技术问题。
【发明内容】
[0010] 有鉴于此，本发明提出了一种RTT测量定位系统中的测量结果匹配方法和装置， 能够提高测量结果匹配的准确性。
[0011] 本发明提出的技术方案是：
[0012]一种RTT测量定位系统中的测量结果匹配方法，该方法包括：
[0013] 接入点AP启动第一时钟和第二时钟，其中，所述第一时钟的频率根据定位精度确 定，所述第二时钟的频率小于所述第一时钟的频率，并且所述第二时钟相邻计数的时间间 隔小于所述第一时钟的溢出周期；
[0014] 接入点AP在发送定位探测请求报文时，根据所述第一时钟记录第一T0D时间戳， 根据所述第二时钟记录第二T0D时间戳；
[0015] 接入点AP在接收定位探测响应报文时，根据所述第一时钟记录第一T0A时间戳， 根据所述第二时钟记录第二T0A时间戳；
[0016] 接入点AP判断是否所述第一T0A时间戳和所述第一T0D时间戳的差值落在预设 范围内、并且所述第二T0A时间戳与所述第二T0D时间戳的差值小于所述第一时钟的溢出 周期，如果是，判定所述第一T0D时间戳和所述第一T0A时间戳相互匹配，否则判定所述第 一T0D时间戳和所述第一T0A时间戳不匹配。
[0017] -种RTT测量定位系统中的测量结果匹配装置，该装置包括第一时钟、第二时钟、 T0D时间戳记录模块、T0A时间戳记录模块和匹配模块，其中，
[0018] 所述第一时钟的频率根据定位精度确定，所述第二时钟的频率小于所述第一时钟 的频率，并且所述第二时钟相邻计数的时间间隔小于所述第一时钟的溢出周期；
[0019] 所述T0D时间戳记录模块，用于在发送定位探测请求报文时，根据所述第一时钟 记录第一T0D时间戳，根据所述第二时钟记录第二T0D时间戳；
[0020] 所述T0A时间戳记录模块，用于在接收定位探测响应报文时，根据所述第一时钟 记录第一T0A时间戳，根据所述第二时钟记录第二T0A时间戳；
[0021] 所述匹配模块，用于判断是否所述第一T0A时间戳和所述第一T0D时间戳的差值 落在预设范围内、并且所述第二T0A时间戳与所述第二T0D时间戳的差值小于所述第一时 钟的溢出周期，如果是，判定所述第一T0D时间戳和所述第一T0A时间戳相互匹配，否则判 定所述第一T0D时间戳和所述第一T0A时间戳不匹配。
[0022] 由上述技术方案可见，本发明实施例中，除了根据定位精度而确定的第一时钟以 夕卜，还另外启动了第二时钟，在为发送定位探测请求报文和接收定位探测响应报文所产生 并记录时间戳时，除了根据第一时钟记录第一T0D时间戳和第一T0A时间戳以外，还进一 步根据第二时钟记录第二T0D时间戳和第二T0A时间戳，由于该第二时钟的频率小于所述 第一时钟的频率，并且所述第二时钟相邻计数的时间间隔小于所述第一时钟的溢出周期， 因此，本发明实施例通过判断第二T0A时间戳和第二T0D时间戳的差值是否小于所述第一 时钟的溢出周期，如果小于所述溢出周期，说明所述第一TOD时间戳和所述第一TOA时间 戳是在第一时钟的同一个周期内记录得到的，如果大于所述溢出周期，则说明所述第一T0D 时间戳和所述第一T0A时间戳是在第一时钟的不同周期内记录得到的，因此，即便第一时 钟溢出了，导致本来不匹配的第一T0D时间戳和第一T0A时间戳的差值落在了用于时间戳 匹配的预设范围内，本发明实施例也能够通过第二T0D时间戳和第二T0A时间戳检测出这 些本来不匹配的第一T0D时间戳和第一T0A时间戳，因此，能够提高第一T0D时间戳和第一 T0A时间戳的匹配准确性。
【附图说明】
[0023] 图1是本发明实施例提供的RTT测量定位系统中的测量结果匹配方法流程图。
[0024] 图2是本发明实施例提供的基于第一时钟和第二时钟进行时间戳匹配的示意图。
[0025] 图3是本发明实施例提供的基于第一时钟和第二时钟进行RTT测量结果匹配的业 务流程图。
[0026] 图4是本发明实施例提供的接入点AP的硬件结构连接图。
[0027] 图5是本发明实施例提供的RTT测量定位系统中的测量结果匹配装置结构示意 图。
【具体实施方式】
[0028] 在方案1中，可以通过直接匹配法进行测量结果匹配。具体地，根据IEEE802. 11规 范的要求，定位探测请求报文与对应的定位探测响应报文至少要相差1个短帧间隔（Short InterframeSpace，SIFS);同时，同一组的定位探测请求/响应报文交互时间相对于不同 组的定位探测请求/响应报文交互时间要短得多，一般都小于2个SIFS间隔。因此，方案 1首先判断T0D/T0A时间戳的差值是否落在如下区间内：（1个SIFS时间间隔，2个SIFS时 间间隔），即T0D/T0A时间戳的差值是否大于1个SIFS间隔且小于2个SIFS间隔，如果落 在所述区间内，则判定该组T0D/T0A时间戳相互匹配，否则，判定该组T0D/T0A时间戳不匹 配。
[0029] 然而，上述方案1存在一定比例的错误匹配。比如，在实际应用中由于空口的繁忙 导致定位探测响应报文丢失，这样硬件只产生了T0D时间戳而没有记录T0A时间戳。当这种 类型的T0D时间戳被更新到软件系统中以后，由于找不到匹配的T0A时间戳而被保留。由 于精确定位的需要，接入点AP中的硬件时钟频率会非常高，这就很容易导致这类时钟会溢 出，因而会导致后来出现的T0A时间戳与之前保留在系统内部的曾经匹配失败T0D时间戳 匹配成功。但由这样的一组T0D/T0A时间戳计算出来的RTT值与真实的RTT值往往相差很 大，从而导致定位精度上的偏差。
[0030] 针对方案1存在的错误匹配的问题，方案2采用平滑法进行改进。即，在方案1的 基础上，针对某个STA进行多组测量，并对得到的一组RTT值进行平滑处理。
[0031] 方案2中提出的平滑法，在单个T0A时间戳丢失的情况下可以一定程度上缓解由 于T0D/T0A时间戳