[发明专利]改进的到达时间定位系统

说明书

技术领域

本发明总体上涉及一种用于无线通信网络的改进的到达时间/飞行时间距离确定系统。

背景技术

节点(例如无线通信网中的移动设备，诸如例如802.11x下的Wi-Fi标准、蓝牙、802.15x下的Zigbee标准或任何其他合适的无线通信网络)的定位先前已经基于用于接收节点之间的距离信息的所谓的往返时间(RTT)测量值。然而，为了估计距离，对在无线网络中的节点之间发送的信号进行的RTT的估计具有相关的缺点。使用RTT的精确度较差，这是因为在首先接收到来自第二节点的消息之后并且在信号被发送回第二节点之前，节点中涉及未知的处理时间/时间延迟。处理时间是不确定的并且在无线网络中的不同设备之间变化。另外，由于处理器的工作负荷，这种处理时间在特定的设备中会变化。

确定无线通信网络中的节点之间的精确距离的问题的一个发明将是通过仅测量这两个节点之间的飞行时间来排除处理时间。然而，这需要在这两个节点处使用相同的时间基准，这存在与针对RTT描述的问题类似的问题。在不同节点中实现相互时间基准需要所述节点之间的同步。这种同步按照与测量RTT时类似的方式受到处理时间的影响。因此，重新产生了原来的问题。

考虑到上述发明，提供一种能实现更准确的距离确定的无线通信网络距离确定系统将是有利的。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种将用于诸如IEEE 802.11x等无线通信网络的系统，该系统提供用于更准确地确定节点之间的距离的装置。本发明的另一个目的是提供声音装置，以进一步增强系统确定无线通信网络中的两个节点之间的距离的准确性。

因此，本发明涉及一种在第一节点中的用于在无线通信网络中确定所述第一节点与第二节点之间的距离的方法，其中所述第一节点包括带有介质访问控制层(MAC层)的网络通信单元，以及

所述第一节点执行包括以下步骤的方法：

传输响应请求消息，

在传输所述响应请求消息时启动第一计数器，

接收对所述响应请求消息的响应，

在接收到对所述响应请求消息的所述响应时停止所述计数器，

基于计数器结果确定所述第一节点与所述第二节点之间的所述距离，

其中

所述计数器结果是在所述第一节点网络通信单元的所述介质访问控制层(MAC层)中，从传输所述响应请求消息到所述响应到达之间的时间段。

根据一个方面，提供了一种方法，其中所述第一节点是蜂窝电话，优选地智能电话、手持式计算机、PDA、平板电脑、计算机或终端用户可以与其交互的任何其他设备。所述第二节点是跟踪器、蜂窝电话、手持式计算机、PDA、平板电脑、通用计算机或能够通过无线通信网络通信的任何其他设备。所述设备包括至少一个网络通信单元，每个网络通信单元能够使得所述设备连接到无线通信网络。在一个实施例中，这种网络通信单元可以是网络卡、无线LAN芯片、蓝牙芯片或能够进行网络通信的任何其他单元。

还应当理解的是，节点之间的网络通信不限于端到端网络，并且可以是任何形式的网络通信，包括诸如例如接入点等其他网络通信单元。

在一个实施例中，所述计数器可以基于例如中央处理单元时钟频率对处理器周期计数。还应当理解的是，所述计数器可以是布置在节点中的任何装置或者是附接硬件或软件，可以直接或间接用于确定经过的时间。

根据本发明的一个方面，提供了一种方法，其中用于确定通信网络中的两个节点之间的距离的第一节点利用存在于诸如IEEE 802.11x标准等多个标准中的介质访问控制层(MAC层)。

MAC层是能够使得通信网络中的多个节点通信的低级数据链路子层。低级层具有与高级层相比不那么容易受到处理时间影响的益处。

已经发现，在MAC层中进行的不涉及更高级层的网络通信提供了相对恒定的处理时间。MAC层用于作为其任务之一来通信高级层的信息，但是一些帧可以由MAC层独立地传输。通过使用这些帧和/或通过添加附加特征在无线通信网络中修改MAC层的行为，处理时间可以从不可靠和变化的时间因素改变为近似常量。近似处理时间的可能性能够减去处理时间并且使用到达时间/飞行时间测量值。前述方法由此提供了一种用于通过显著地减少先前的RTT方法的问题来确定通信网络中的两个节点之间的距离的改进的系统。

根据一个方面，提供了一种方法，其中所述响应请求消息是请求发送(RTS)消息，并且所述响应是允许发送(CTS)消息。