[發明專利]用于飛行時間范圍確定的信道信息交換的系統和方法

在審

• 申請號: 201380072206.9
• 申請日: 2013-09-18
• 公開（公告）號: CN104981711A
• 公開（公告）日: 2015-10-14
• 發明（設計）人: 里奧·巴賓;俞瓦爾·阿米茲烏爾;烏里·斯查特茲伯格
• 申請（專利權）人: 英特爾公司
• 主分類號: G01S5/04
• 分類號: G01S5/04;G01S5/14
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 李曉冬

相關申請

本申請請求于2013年3月6日提交、申請號為61/773,399的美國臨時專利申請的優先權的權益，該申請通過引用結合于此。

技術領域

實施例是關于無線網絡通信的。一些實施例涉及IEEE?802.11標準。一些實施例涉及WiFi網絡。一些實施例涉及波束成形，一些實施例涉及信道反饋、位置定位、和飛行時間(ToF)。

背景技術

通過使用各種全球導航衛星系統(GNSS)(例如，美國的全球定位系統(GPS)、俄羅斯的全球導航衛星系統(GLONASS)、和歐洲的GALILEO)，戶外導航被廣泛地部署。這些系統可以在戶外有效運行，但是由于衛星接收的問題，這些系統在室內可能不是非常有效。

最近，解決室內導航問題已經成為焦點。一種解決方案可以是基于飛行時間(ToF)定位方法的。飛行時間可以被定義為信號從移動通信站(例如，用戶)傳播到接入點(AP)并且返回到用戶的總共時間。隨后，通過將該時間除以2并將結果乘以光速，這一值可以被轉化為距離。這一方法可以是穩健的和可擴展的，但是可能需要將硬件改變成WiFi的調制解調器。

存在在GNSS范圍以外執行室內導航的一般需求。

附圖簡要說明

圖1示出了根據一些實施例的無線通信系統的實施例的框圖。

圖2示出了根據一些實施例的無線通信站的實施例的框圖。

圖3示出了根據一些實施例的幀結構的實施例的示圖。

圖4示出了根據一些實施例的用于將ToF計算卸載到發起站的ToF距離測量的協議流程圖。

圖5示出了在圖1的無線通信系統中通過信道上發送的典型時域信號。

圖6示出了根據一些實施例的用于將ToF計算卸載到響應站的ToF距離測量的協議流程圖。

圖7示出了根據一些實施例，使用類似空數據分組雙向信道估計將ToF計算卸載到發起站的ToF距離測量的協議流程圖。

實施例描述

隨后描述的實施例涉及WiFi通信系統與電氣和電子工程師協會(IEEE)802.11(即，用于實現無線局域網(WLAN)計算機通信的一組物理層標準)。然而，所提及的實施例不被僅僅限定為WiFi通信系統或任何特定的通信標準。所提及的實施例可以在任何通信系統中使用，在這些系統中可以要求具有定位和導航的能力。

飛行時間(ToF)定位方法可以提供在GNSS可能是不可用的環境中(例如，室內)確定移動站的位置的方法。因為僅有那些同時具有導航和WiFi技術的制造方可以實現這一類的解決方案，所以典型的ToF方法會對進入造成障礙。

在該通信系統中，兩個無線通信站可以獨立地計算到達時間(ToA)以便執行WiFi距離測量。每一個站可以將幀的到達時間(ToA)與該幀的離開時間(ToD)合并，以便確定站之間的往返時間。將該往返時間乘以光速并除以2，可以得到到站的距離。

ToA計算可以是基于信道信息的分析的。信道信息涉及通信鏈路的已知信道特性。信道信息可以描述信號是如何從發送器傳播到接收器的，并可以表示例如散射、衰退、和隨距離的能量衰減的組合效果。因為信道信息可以隨著移動站在區域內的移動而改變，因此信道信息可以被描述為在特定時間的信道的快照。因此，在每一個ToA計算期間，新的信道信息可以被使用。

每一個信道的信道信息可以通過確定對通過信道發送的幀的前導碼造成的改變來被確定。這種前導碼的一個示例在圖3中被示出，并在隨后被描述。因為所預期的前導碼可以被接收器認為是標準的前導碼，并且實際上被接收的前導碼現在可以是已知的，所以接收器能夠通過對所預期的前導碼造成的改變來確定信道信息。

由于僅有信道的一側被考慮，所以獨立執行其本身的ToA分析的每一個站可能將誤差引入到計算中。這些誤差可能導致幾十米的變化。