[发明专利]室内定位系统中的高精度的接入点到接入点的同步

说明书

交叉引用

本专利申请要求享有由Gupta等人于2013年9月30日递交的、名称 为“HighPrecisionAccessPointtoAccessPointSynchronizationinanIndoor PositionLocationSystem”的美国专利申请No.14/042,446的优先权，并且其 已经被转让给本申请的受让人。

背景技术

在一些环境中，诸如在室内和企业环境中，容易地对各种类型的资产 或者人员、或者二者进行定位可能是重要的。这样的环境的示例包括医院、 零售商店、仓库等等。在确定跟踪系统的有用性时，关于在室内环境中监 控资产或人员的位置的准确度和速度可能是重要的因素。此外，具有高性 价比的、可扩展的并且可以提供连续的、准确的以及精确的位置监控的跟 踪系统也是所期望的。

可以使用不同的系统和设备来对特定的室内环境中的资产和/或人员进 行定位。超宽带(UWB)网络、或者遍及室内环境的至少一部分部署的某 种其它射频网络可以被配置为执行室内跟踪。系统可以采用位于室内环境 中的具体位置的多个接入点(AP)。还可以将位置跟踪标签贴到所要跟踪的 每一个移动资产和/或贴到所要跟踪的每一个人员上。该标签可以发送波形 (例如，信标信号)，该波形被AP接收，用于进行距离测量以确定该标签 与接收该波形的AP之间的距离。一旦获得了该标签与至少三个不同的AP 之间的距离，就可以使用三角测量或者三边测量来估计贴有该标签的资产 或者人员的位置。

可能需要对定位网络进行校准以提供准确的位置测量。校准可以包括 对每一个AP相对于网络中的每个其它AP进行同步。期望获得可能的最高 精度的同步。还期望通过多个步骤来获得同步，以便提供高效的同步过程。

发明内容

在下文中描述的是规定在定位网络的跟踪区域内的成对AP之间的高 精度同步的方法、系统和/或设备。该方法、系统和/或设备可以包括规定对 位于各自AP处的定时器和振荡器进行渐进地同步的工具和技术。该同步可 以包括粗略的频率和定时获取，以及精细的频率和定时获取。这些技术可 以在多跳无线网络上使用。

可以使用具有一个或多个振荡器和定时器的第一AP来对邻近AP进行 同步。例如，所述第一AP可以向该区域内的其它AP发送窄带信号或超宽 带(UWB)信号或二者。在一些情况下，所述AP发送窄带信号(其可以 被称为粗略频率和定时获取信号)，第二AP利用所述窄带信号来估计频率 偏移和/或时间偏移。随后，所述AP可以发送UWB信号(其可以被称为精 细频率和定时获取信号)，并且其可以用于准确地调整所估计的第二AP的 频率偏移和/或时间偏移。所述第二AP可以因此渐进地同步其振荡器和/或 定时器，例如，首先使用所述粗略信号来粗略地估计频率和时间，然后使 用所述精细信号来调整其振荡器和定时器的准确度。

描述了一种对位置跟踪系统中的AP的网络内的两个或更多个AP进行 同步的方法。在包括振荡器和至少一个定时器的第一AP处，接收包括控制 信息的窄带信号，所述控制信息包括开始时间。在所述第一AP处，至少部 分地基于所述控制信息来生成频率偏移和时间偏移的估计。在所述第一AP 处，在开始时间之后接收到超宽带(UWB)信号。在所述第一AP处，至 少部分地基于接收所述UBW信号来调整所估计的频率偏移和所估计的时 间偏移。

在一个实施例中，第一AP可以使用同步成功的确认消息来作出响应。 所述第一AP可以发送包括控制信息的窄带信号，所述控制信息包括开始时 间。所述第一AP可以在开始时间之后发送UWB信号。

估计频率偏移可以包括从所述控制信息中识别系统频率偏移，以及至 少部分地基于所识别的系统频率偏移来纠正振荡器的频率。

在一种配置中，估计时间偏移包括从该控制信息中识别系统时间戳， 将该系统时间戳与由至少一个定时器生成的本地时间戳进行比较，以及基 于对所述系统时间戳和所述本地时间戳的比较来计算时间偏移。在一个示 例中，可以至少部分地基于所计算的时间偏移来纠正该至少一个定时器的 时间。