[發明專利]使用超寬帶通信管理具有多個錨定裝置的通信系統

在審

• 申請號: 202011148444.1
• 申請日: 2020-10-23
• 公開（公告）號: CN112825590A
• 公開（公告）日: 2021-05-21
• 發明（設計）人: 迪瓦卡爾·蘇布拉韋蒂;阿特馬蘭·科塔·拉賈拉姆;尼丁·瓦達坎;亨德里克·阿倫多夫;布里馬·巴巴通德·易卜拉欣
• 申請（專利權）人: 恩智浦有限公司
• 主分類號: H04W56/00
• 分類號: H04W56/00;H04W64/00;H04J3/06
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 倪斌

描述一種在包括主錨定裝置(120)、第一錨定裝置(121)和第二錨定裝置(122)的通信系統(100)中同步的方法。所述方法包括：i)通過所述主錨定裝置(120)使用第一超寬帶(UWB)通信將第一消息(140)傳輸到所述第一錨定裝置(121)和所述第二錨定裝置(122)，其中所述第一消息(140)指示所述主錨定裝置(120)的主時鐘，ii)通過所述第一錨定裝置(121)接收所述第一消息(140)，且基于所述主時鐘使所述第一錨定裝置(121)的第一時鐘同步，以及ⅲ)通過所述第二錨定裝置(122)接收所述第一消息(140)，且基于所述主時鐘使所述第二錨定裝置(122)的第二時鐘同步。此外，描述了一種通信系統和一種UWB通信的用途。

技術領域

本發明涉及一種在錨定通信系統中同步的方法。本發明進一步涉及一種在通信系統中定位移動裝置的方法，所述系統包括錨定通信系統。此外，本發明涉及錨定通信系統和通信系統。本發明還涉及一種超寬帶通信的用途，用于使多個錨定裝置同步。

背景技術

射頻(RF)測距系統可用于定位系統以便確定移動裝置(例如，標簽)的空間位置。可通過使用單邊或雙邊測距程序測量從移動裝置到多個錨定裝置的距離來計算所述空間位置。這兩種測距方法都需要移動裝置或錨定裝置發送“輪詢”消息，接著以響應應答所述“輪詢”消息。在雙邊測距中，傳輸“最終”消息以獲得更好的晶體定時偏移校正。可確定移動裝置與錨定裝置之間的消息的飛行時間(ToF)，且隨后可將飛行時間轉換為準確距離。隨后所述距離用于移動裝置的定位(當已知錨定裝置的位置時)。然而，所描述的方法有若干缺點。信道利用率隨著執行在此網絡中定位的錨定裝置和移動裝置的數目呈線性地增加。所述方法在密集環境(例如機場、體育場)中不適用，因為IR-UWB信道容量受到限制(僅有少量500MHz信道可用，在世界范圍內僅信道9可用)。

尤其在蜂窩式網絡(例如，LTE)中，一種定位的常用方法被稱為到達時間差(TDoA)。因此，移動裝置(例如，電話)同時將信號發送到多個基站。基站接收信號且可計算信號到達基站的時間差。TDoA的優點在于它是單向的。從多個同步錨定裝置接收信號的移動裝置可確定其自身的位置而無需將消息(數據包)發送到錨定裝置。反之亦然，多個錨定裝置可從移動裝置接收信號并且能夠確定移動裝置的位置而無需移動裝置從錨定裝置接收消息。

然而，TDoA的主要問題是錨定裝置自身同步，這可能需要對錨定裝置的時鐘進行精確校準(特別是在皮秒區域)和持續校準更新。此外，在通信(定位)系統中使用移動裝置(特別是多個移動裝置)，其中一個或多個移動裝置將消息發送到錨定裝置，可能會導致信道容量問題，因為信道利用率隨著移動裝置的數目呈線性地增加。

發明內容

本發明的目標是提供一種以有效且穩固的方式管理具有多個錨定裝置的通信系統的方法。

為了實現上文所限定的目標，提供根據獨立權利要求的方法、系統和使用。

根據本發明的一方面，描述一種在錨定通信系統中的同步的方法，其中所述錨定同步系統包括主錨定裝置、第一錨定裝置和第二錨定裝置。所述方法包括：i)(通過主錨定裝置)使用第一超寬帶(UWB、IR-UWB)通信將第一消息(例如，信號、數據包、幀)傳輸到第一錨定裝置和第二錨定裝置，其中第一消息指示主錨定裝置的主時鐘(例如，包括主時間戳)，ii)(通過第一錨定裝置)接收第一消息，且基于主時鐘使第一錨定裝置的第一時鐘同步(例如，通過計算主時間戳與在第一錨定裝置處接收第一消息時所提供的第一時間戳之間的第一偏移(特別是考慮到主錨定裝置與第一錨定裝置之間的飛行時間))，以及ⅲ)(通過第二錨定裝置)接收第一消息，且基于主時鐘使第二錨定裝置的第二時鐘同步(例如，通過計算主時間戳與在第二錨定裝置處接收第一消息時所提供的第二時間戳之間的第二偏移(特別是考慮到主錨定裝置與第二錨定裝置之間的飛行時間))。