用于处理延迟的实时校准和报告的方法和系统 |
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| 申请号 | CN201180006200.2 | 申请日 | 2011-01-14 | 公开(公告)号 | CN102713668B | 公开(公告)日 | 2017-03-29 |
| 申请人 | 高通股份有限公司; | 发明人 | B·阿亚安; X·何; M·A·塔索德基; | ||||
| 摘要 | 本文中所公开的主题内容涉及用于由第一无线设备来估计发射链和接收链处理延迟的系统和方法。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于估计处理延迟的方法，包括： |
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| 说明书全文 | 用于处理延迟的实时校准和报告的方法和系统[0001] 背景 [0002] 领域： [0003] 本文中所公开的主题内容涉及关于位置估计的处理延迟的校准和报告。 [0004] 信息： [0005] 诸如蜂窝电话、个人数字助理（PDA）之类的移动设备、或者任何其他移动无线设备可能不时地确定自己的位置或定位。如果移动设备例如是在室外区域中使用的，那么该移动设备可基于从卫星定位系统（SPS）接收到的导航信号来估计自己的位置。然而，有时存在其中来自SPS的导航信号可能不可用的某些区域，诸如在某些室内位置中。 [0006] 移动设备可在其中来自SPS的导航信号不可用的区域内估计自己的位置。例如，移动设备可向与已知位置相关联的接入点或其他无线设备传送信号。一旦接收到此类信号，接入点或其他无线设备就可向移动设备传送响应信号。离接入点或其他无线设备的距离可基于从由移动设备作出的信号传输到响应信号的接收的测得历时来估计。 [0007] 然而，接入点可能经历从来自移动设备的信号的接收到去往移动设备的响应信号的传输的处理延迟。此类处理延迟可取决于例如特定接入点或其他无线设备的操作条件而变化。 [0009] 将参照以下附图来描述非限定性和非穷尽性的特征，其中相近附图标记贯穿各附图始终指代相近部分。 [0010] 图1解说了根据一个实现的时间基准和与两个节点之间的往返行程延迟（RTD）测量相关联的飞行时间（TOF）延迟。 [0011] 图2解说了根据一个实现的由无线设备传送的信标消息的格式或布局。 [0012] 图3解说了根据一个实现的延迟测量的时序图。 [0013] 图4是根据一个实现的包括向彼此传送一个或更多个信号的两个节点的系统的示意图。 [0014] 图5是根据一个实现解说用于测量两个节点之间的RTD的过程的流程图。 [0015] 图6是根据一个实现的在具有全双工频分双工（FDD）收发机的系统中使用的RF架构的示意图。 [0016] 图7是根据一个实现的具有单个天线和单个接收链的半双工FDD（对等）设备的示意图。 [0017] 图8是根据一个实现的具有两个天线和单个接收链的半双工FDD（对等）设备的示意图。 [0018] 图9是根据一个实现的具有接收分集的半双工FDD（对等）设备的示意图。 [0019] 图10是根据一个实现的在具有时分双工（TDD）收发机的系统中使用的RF架构的示意图。 [0020] 图11是根据一个实现的移动设备的示意框图。 [0021] 概述 [0022] 在一个特定实现中，提供了用于由第一无线设备来估计发射链和接收链延迟的系统和方法。本文中所公开的主题内容涉及用于由第一无线设备来估计发射链和接收链延迟的系统和方法。第一无线设备无线地传送第一信号并在第一信号的传输期间接收第一信号的至少一部分。至少部分地基于在第一信号的传输期间对第一信号的该至少一部分的接收来估计与第一信号相关联的第一传送处理延迟和第一接收处理延迟。然而，应当理解，这仅仅是示例实现，且所要求保护的主题内容在此方面不受限定。 [0023] 详细描述 [0024] 贯穿本说明书引述的“一个示例”、“一个特征”、“一示例”或“一特征”意指结合该特征和/或示例所描述的特定特征、结构或特性包括在所要求保护的主题内容的至少一个特征和/或示例中。由此，短语“在一个示例中”、“一示例”、“在一个特征中”或“一特征”贯穿本说明书在各处的出现并非必要地全部引述同一特征和/或示例。此外，特定特征、结构、或特性在一个或多个示例和/或特征中可被组合。 [0025] 移动设备可基于从接入点或能够无线地传送信号的其他设备无线地接收到的信号来标识自己的位置。例如，可以在其中来自卫星定位系统（SPS）的导航信号不可用的区域内——诸如某些建筑物或其他结构内——利用移动设备。接入点和/或其他无线设备可位于此类区域中的已知位置处，并且移动设备可估计从移动设备至特定接入点的距离。替换地，位于其中SPS导航信号不可用的区域内的移动设备可与具有诸如地心坐标之类的已知位置的一个或更多个无线设备通信。在一个示例中，位于其中SPS导航信号为可用的区域内的无线设备可确定自己的位置并与其中此类SPS导航信号不可用的区域内的移动设备通信。可以估计从此类移动设备至一个或更多个接入点或其他无线设备的距离，并可使用已知技术来计算此类移动设备的位置。 [0026] 移动设备可使用若干技术中的任何一种技术来估计至接入点、基站、或其他无线设备的距离。在为定位或接近度应用执行距离测量时，一种解决方案为测量从传送设备至接收节点的信号飞行时间（在本文中被称为“飞行时间”或“TOF”）。通过将TOF测量转换成由信号行进的距离，可以生成对传送设备与接收节点之间的距离的估计。 [0027] 然而，为了进行TOF测量，传送节点和接收节点可以在时间上是同步的。以此方式，传送节点在预先同意的时间边界处开始传输，而接收节点测量与此时间边界相比接收到该信号所花费的TOF延迟。 [0028] 在一个实现中，移动设备可通过与一个或更多个附近的毫微微蜂窝小区进行通信来估计它自己的位置。如本文中所使用的，“毫微微蜂窝小区”可以指较小的蜂窝基站。此类毫微微蜂窝小区可经由宽带（诸如，例如经由数字订户线（DSL）或电缆）连接至服务提供商的网络。毫微微蜂窝小区可例如利用诸如通用移动电信系统（UTMS）、长期演进（LTE）、演进数据最优化或唯演进数据（EV-DO）、全球移动通信系统（GSM）、微波接入全球互通性（WiMAX）、码分多址（CDMA）-2000、或时分同步码分多址（TD-SCDMA）等技术，这里仅例举与毫微微蜂窝小区相兼容的众多可能技术当中的几个。 [0029] 在一个实现中，可以通过在其中向特定的接入点或其他无线设备无线地传送探测请求信号的过程来估计距离。一旦接收到此类探测请求，接入点或其他无线设备就可无线地传送响应信号。移动设备可测量移动设备传送探测请求之时与接收到响应信号之时之间的时间区间（在本文中称为“往返行程延迟”或“RTD”）。无线地传送的信号可以按作为光速的已知速度进行传播。相应地，基于从探测请求的传输到响应的接收的RTD，可以估计距离。然而，接入点或其他无线设备通常经历某些处理延迟，诸如接收到探测请求之时与传送响应信号之时之间的接收链延迟（Rx）和发射链延迟（Tx）。 [0030] 如本文中所使用的“处理延迟”可指由电子设备在接收消息、分组、信号或其他信息与至少部分基于接收到的消息、分组、信号或其他信息来执行特定的操作或动作之间引起的延迟。例如，如果探测请求分组或信号由无线设备接收，那么该无线设备可在执行了某些操作和/或进行了某些演算之后传送响应分组或信号。在一个示例中，一旦接收到探测请求，就会在提取从其传送该探测请求的无线设备的身份并生成要传送的响应时引起处理延迟。在测距情形中，例如，处理延迟包括从信号命中接收机的天线的时间到接收机已实际上解调了该信号、决定了该信号是旨在给该设备的并且估计了飞行时间的时间的延迟。类似地，另一延迟与由设备在从已决定发送响应的时间（例如，在检测到收到的“信标消息”之后）到该信号实际上正离开天线的时间所花费的时间相关联。 [0031] 如本文中所使用的“接收链延迟”可指由电子设备在接收无线地传送的分组和/或信号时所引起的延迟。例如，如果分组或其他无线信号由天线接收并随后被提供给无线设备内的电子电路系统，那么该分组或其他无线信号通过天线、解调器和解码器电路系统、和/或其他电路系统的传播可能在某个时间区间内发生。 [0032] 如本文中所使用的“发射链延迟”可指由电子设备在传送无线地传送的分组和/或信号时所引起的延迟。例如，如果响应分组或其他无线信号被生成并被提供给天线以供由无线设备传送，那么该分组或其他无线信号通过天线、与发射分组/信号通过调制器的形成相关联的延迟、和/或其他电路系统的传播可能在某个时间区间内发生。与解调和调制相关联的延迟在确定信号的飞行时间中可能或者可能不是关键的。然而，在执行往返行程延迟测量中，要计及此类调制/解调延迟。 [0033] 接收链延迟和发射链延迟可基于当前的操作条件而变化。例如，信号在热天行进通过天线和/或其他电路系统的速度可能不同于此类信号在冷天所行进的速度。相应地，发射链延迟和/或接收链延迟可取决于环境温度。可能影响发射链延迟和/或接收链延迟的其他因素可包括例如电路的工作频率。例如，通过发射/接收电路系统的群延迟可以与频率有关。分组的大小和类型也可影响分别在解调器或调制器中发生的用以解码或组装分组的处理量。另外，取决于收到信号强度（SNR），在接收机处发生的用以检测、解调和解码信号的处理量可发生变化。 [0034] 为了基于所测得的时间区间来提供对距离的准确估计，移动设备可从所测得的往返行程延迟区间扣除对处理延迟的估计。然而，不同的接入点或其他无线设备可能经历不同的处理延迟。处理延迟的此类变动可以至少部分地基于当前的操作条件。为了精确地计及此类不同的处理延迟，可以向移动设备提供对因特定的接入点或其他无线设备而异的处理延迟的估计。一旦已作出对传送探测请求与接收响应信号之间的往返行程延迟的测量并且已扣除因接入点而异的处理延迟，则可基于此类时间测量来估计对从接入点至移动设备的距离的测量。 [0035] 与TOF测量方案不同，RTD测量方案可消除对时间同步的需要。例如，传送设备与接收设备之间的任何时间差显现在两个隐式的单向TOF测量中但具有彼此消去的相反符号，如以下所讨论的那样。 [0036] 保留在RTD测量方案中的附加延迟为传输波形的处理时间和收到信号的处理时间。这种值（在一些标准中被称为“回到未来”BTF）通常已按照设计以约1μs的精度被测量和记录。然而，由于TOF测量中的每1μs误差转化成约300m的距离估计误差，因而将此类残差延迟校准到较高的准确度可改善此类测距和定位系统的性能。 [0037] 本文中所讨论的技术可以在较小修改的情况下被应用于在全双工和半双工系统两者中进行的测量。“全双工”方法适用于在频分双工（FDD）或时分双工（TDD）系统中的一个或更多个基站（BS）或接入点（AP）与移动站（MS）或接入终端（AT）之间进行的测量。另一方面，“半双工”方法更适用于FDD或TDD系统两者中的对等（例如，MS-MS或AT-AT）设置。 [0038] 一实现提供了用于以极大的准确度来测量与用于测距信号的传输和接收的波形处理相关联的延迟（例如，Tx和Rx链延迟）的手段。此外，在实时RTD测量中，可以向参与节点报告此类测量。 [0039] 在移动终端设计中，低物料清单（BOM）成本是重要的考虑。相应地，旨在使移动无线设备能够以相对较低的成本来执行RTD测量而同时维持测量保真度的RF架构可以是非常有价值的。 [0040] 两个节点之间的RTD测量，诸如移动站与基站、接入点、第二移动站、或任何其他无线设备之间的RTD测量，不仅可包含因从一个节点到另一节点的TOF而导致的延迟，而且还可包含与每个节点的对“真实”时间的不理想同步相关联的时间延迟以及每个节点处的处理延迟。 [0041] 图1解说了根据一个实现的时间基准和与两个节点（例如，节点A 100和B 105）之间的RTD测量相关联的TOF延迟。在一个示例中，节点A 100可包括移动设备，并且节点B 105可包括另一移动设备、接入点、基站、或任何其他类型的无线通信设备。在图1所示的示例中，节点A 100和B 105可能不具有同步的时钟并且因此节点A 100处的时间基准可能不同于节点B处相应的时间基准。在此示例中，如果节点A 100和B 105两者都与主时钟同步，那么节点A 100和B 105两者将具有记为t0的内部时钟基准。然而，由于在节点A 100与B 105处的时钟之间潜在地缺少同步，因而节点A 100和B 105处相应的时间时间基准可能不同。 [0042] 如所示出的，每个节点处的时间基准 是由“真实”时间（例如，t0）加上任何同步误差来给出的： 其中“节点”可以是A或B。式中的项 指示例如主时钟的真实时间（例如，t0）与特定节点的时钟之间的时间差。换言之， 指示节点处的时钟滞后或超前主时钟的时间量。与每个节点相关联的Tx和Rx链处理延迟在本文中被分别指定为 和因此，在节点A与B之间行进的信号的如由节点B观察和报告的时间延迟由下式给出： [“式A”]。 [0043] 具体而言，式A示出如果信号是从节点A向节点B传送的，那么通过从由节点B观察到的信号被接收的时间扣除由节点A观察到的信号被传送的时间来确定时间延迟。由节点A向发射链提供信号的时间为 信号由节点B接收到并从接收链提供给节点B内的处理器或其他处理设备的时间为 信号在节点A的发射链与节点B的接收链之间被传送的历时在式A中被指定为tTOF。要计及的其他因素为节点A的发射链延迟Tx和节点B的接收链延迟Rx（例如，因为信号是从节点A向节点B传送的）。节点A的Tx链延迟被指定为 并且节点B的Rx链延迟被指定为 [0044] 类似地，可以由节点A根据下式来观察和记录从节点B向节点A传送的信号的时间延迟： [“式B”]。 [0045] 如果从节点A向节点B传送的信号和从节点B向节点A传送的信号两者的时间延迟都是已知的，那么可以通过将为从节点A向B传送的信号所观察的时间延迟（以下被指定为）与为从节点B向A传送的信号所观察的时间延迟（以下被指定为 ）取平均的方式来估计在节点A与B之间传送的信号的TOF。 [0046] [“式C”] [0047] 如在式C中所示，将从节点A向节点B传送的信号的时间延迟与从节点B向节点A发送的信号的时间延迟取平均导致以上在式A和B中所示的若干项的消去。在此类项消去之后，结果得到的式C指示在节点A与B之间传送信号时所观察到的平均时间延迟等于实际的TOF（被指定为tTOF）加上节点A和B处的测得Tx链延迟的1/2加上节点A和B处的测得Rx链延迟的1/2。 [0048] 如以上所提及的，每个节点处的Tx和Rx链延迟的总和可被称为“回到未来”（BTF）值并可在工厂测试时间期间以约1μs的精度来测量： [0049] 然而，在本文中所讨论的实现中，可以在运行中以比在工厂中简单地测量Tx和Rx链延迟所可能达到的准确度更大的准确度来测量Tx和Rx链延迟。实时测量Rx和Tx链延迟可计及例如因温度和信号频率而导致的此类延迟的变化。 [0050] 可以利用具有不同的性能和相关联的处理、Rx链和Tx链延迟的各种RF架构。在各种实现中，用于测量RTD的基本操作序列对于每种RF架构而言都是相同的。使用不同的RF架构来进行RTD测量的唯一区别在于选择是在全双工模式还是在半双工（对等）模式中传送信标消息或信标帧。 [0051] 各种RF架构可测量Tx+Rx链延迟并向接收节点传送对Tx+Rx链延迟的测量。在传送信号的一部分期间，该信号中被衰减若干dB的一些信号可能漏泄回到Rx链中。换言之，如果无线设备传送信号，那么该信号的一部分可能由该无线设备的Rx链接收。例如，如果无线设备的Rx链在信标消息和其他信号的传输期间被调谐至相应的传输频率，那么该无线设备可检测并解调本地传送的该信标消息并测量该信标消息行进通过该无线设备的Tx和Rx链所花费的时间。“漏泄”信号通过Rx链返回的路径可以基于如本文中所讨论的不同RF架构而略微不同，从而基于所实现的特定RF架构而导致在估计处理延迟中的不同准确度。 [0052] 图2解说了根据一个实现的由无线设备传送的信标消息200的格式或布局。信标消息200可包括向无线设备传送的信号并可包括例如接入探测。信标消息200可包括不同的部分，诸如前置码205、数据容器210、循环冗余校验（CRC）部分215。前置码205可包括信标消息200的不包含数据的一部分。例如，前置码205可被用于传送信标消息200的无线设备与接收信标消息200的无线设备之间的同步。前置码205可包括例如固定码和检测相位。前置码205的固定码使得由知晓该固定码的任何设备对其进行检测成为可能，并且一旦被检测到，就可估计收到信号的相位。一般而言，固定码被用来辅助解码信标消息的消息容器部分。在前置码205的传输期间，可以经由从其传送信标消息200的无线设备的接收链来接收所传送的前置码205的一部分。前置码200可以具有变化的历时，通常例如具有大于约5毫秒的历时。 可以在传送数据容器210之前通过传送无线设备的Rx链来接收前置码200的一部分。 [0053] 一旦接收到前置码200的一部分，无线设备就可确定它自己的Tx和Rx链延迟并在信标消息200的数据容器210内传送自己的测得Tx和Rx链延迟。 [0054] 无线设备可在前置码205已被完全传送之前在数据容器210中要被发送的数据内封装所估计的Tx和Rx链延迟。数据容器210可包括测得Tx和Rx链延迟与诸如传送信标消息200的无线设备的身份和抵达时间（TOA）测量（若适用）之类的其他信息的组合。CRC 215可包括例如被用来检测在数据容器210内所传送的数据的意外变化的散列函数。 [0055] 图3解说了根据一个实现的延迟测量的时序图。在第一时序图300中，生成要被传送的信标消息。此类信标消息包括前置码310和数据容器315。第二时序图320解说了经由无线设备的Tx链来传送信标消息的时间线。如所示出的，在前置码310被形成之时与在前置码经由无线设备的Tx链被传送之时之间存在Tx链延迟325。第三时序图330解说了经由传送信标消息的无线设备的Rx链来接收该信标消息的时间线。如所示出的，存在从由无线设备形成前置码310直至经由Tx链传送前置码310和随后经由无线设备的Rx链接收前置码310的测得Tx和Rx链延迟335。测得Tx和Rx链延迟可被封装在数据容器315内并被传送给接收信标消息的无线设备。 [0056] 图4是根据一个实现的包括向彼此传送一个或更多个信号的两个节点的系统400的示意图。如所示出的，系统400包括节点A 405和节点B 410。在此示例中，节点A 405希望确定自己离节点B 410的距离。例如，节点B 410可具有诸如由地心坐标指定的已知位置，而节点A 405可向节点B传送包含探测请求的信标消息并基于对从节点B 410接收的响应的RTD测量来估计自己至节点B 410的距离。如以上所讨论的，可以从测得RTD扣除处理延迟、Rx链延迟和Tx链延迟，并可在其后基于RTD测量减去测得延迟来估计距离。 [0057] 在此示例中，节点A 405和/或节点B 410中的每个节点可包括诸如移动设备、接入点、基站、或者能够接收和传送无线信号的任何其他无线设备之类的无线通信设备。节点A 405可包括诸如处理器415、接收机420、和发射机425之类的各种组件。节点A 405还可包括用于发射和/或接收无线信号的一个或更多个天线。在图4所示的实现中，节点A 405包括两个天线——第一天线430和第二天线435。然而，应当领会，在一些实现中，特定节点可仅包括被用于既发射又接收无线信号的单个天线。在此示例中，第一天线430被用来接收无线信号，而第二天线435被用来发射无线信号。相应地，第一天线430因此是节点A 405的Rx链的一部分，而第二天线435是节点A 405的Tx链的一部分。 [0058] 节点B 410可包括诸如处理器440、接收机445、和发射机450之类的各种组件。节点B 410还可包括用于发射和/或接收无线信号的一个或更多个天线。在图4所示的实现中，节点B 410包括两个天线——第一天线455和第二天线460。在此示例中，第一天线455可接收无线信号，而第二天线460可发射无线信号。相应地，第一天线455因此是节点B 410的Rx链的一部分，而第二天线460是节点B 410的Tx链的一部分。 [0059] 图5是根据一个实现解说用于测量两个节点之间的RTD的过程500的流程图。例如，过程500可由以上关于图4所讨论的节点A和B来实现。首先，在操作505处，节点A传送信标消息并在传输期间测量它自己的Tx和Rx链延迟。参照图4，如果节点A 405正在向节点B 410传送信标消息，那么此类信标消息可以经由包括发射机425和第二天线435的Tx链来传送。该信标消息中的一些可能漏泄回到第一天线430并由节点A 405的Rx链接收。对Tx和Rx链延迟的测量可基于漏泄信号来确定。对Tx和Rx链延迟的测量值可以至少部分地基于从向发射机425提供信号以供传输到由接收机420接收到该信号的历时来确定。节点A可在存储器设备中存储对它自己的Rx和Tx链延迟的测量。 [0060] 回到图5，在操作510处，节点B可从节点A接收信标消息并测量该信标消息的抵达时间（TOA）。由节点B测量的TOA可指示由节点A传送的信标消息被接收并传递通过节点B的Rx链的时间。由节点B作出的TOA测量可以参照节点B的内部时钟来进行。节点A和B可参照系统时钟来传送信息/数据帧。帧可包括帧边界。如果节点B从节点A接收到信标消息，那么节点B可基于它自己的从系统或网络时钟推导出的内部时钟来测量收到信标消息的帧边界与期望帧边界之间的时间差。对信标消息的TOA测量可以等于与期望帧边界的此类时间差。 [0061] 接下来，在操作515处，节点B可将TOA测量嵌入信标消息的数据容器并可随后开始向节点A传送该信标消息。应当领会，节点B不被要求在从节点A接收到信标消息并确定TOA之后立即向节点A传送信标消息。TOA测量可被传送给节点A以允许节点A确定由节点A传送信标消息到由节点B接收到该信标消息的时间量。如果来自节点A的Tx链延迟和来自节点B的Rx链延迟可被确定并从TOA测量中扣除，并且节点A和B的内部时钟之间相对于主系统时钟的任何定时差可被确定，那么信标消息无线地行进的实际时间可被确定。 [0062] 诸如举例而言如果节点A和B的时钟不是同步的，那么节点A和B可能不能够容易地确定它们自己的内部时钟与主系统时钟之间的差别。为了计及此类内部时钟定时差，可以从节点B向节点A传送信标信号，且可以测量此类信标消息的TOA并且随后将该TOA与为从节点A向节点B传送的信标消息所观察的TOA取平均。通过对从节点A向B和从节点B向A发送的信标消息的此类TOA取平均，可以有效地消掉节点A和B的内部时钟之间的任何内部时钟定时差，从而导致不会因节点A和B的内部时钟之间缺少同步而受到不利影响的平均TOA测量。 [0063] 回到图5，在操作520处，节点B可在信标消息前置码的传输期间测量它自己的Tx和Rx链处理延迟并随后将此类测量嵌入该信标消息的数据容器。在操作525处，节点B可完成向节点A传送自己的信标消息。接下来，在操作530处，节点A可测量来自节点B的信标消息的TOA并从来自节点B的信标消息的数据容器提取定时信息。此时，节点A具有对它自己的Tx和Rx链延迟的测量，对节点B的Tx和Rx链延迟的测量，从节点A向节点B传送的信标消息的TOA，以及从节点B向节点A传送的信标消息的TOA。 [0064] 最后，在操作535处，节点A计算节点A与B之间的真实飞行时间（TOF）。TOF可以基于式C的使用来计算，如以上所讨论的那样。 [0065] 图6-10解说用于传送信标消息并测量诸节点之间的TOF的不同RF架构。图6是根据一个实现的在具有全双工FDD收发机的系统中使用的RF架构600的示意图。在此类系统中，参与RTD测量的两个节点包括基站（或接入点）和移动站（或接入终端）。取决于是基站还是移动站发起第一信标消息的传输，此类信标消息分别是在下行链路（或即前向链路）或者上行链路（或即反向链路）上传送的。对来自接收第一信标消息的设备的后续信标消息的传输可以因此分别在上行链路（或即反向链路）或者下行链路（或即前向链路）上执行。 [0066] 如本文中所使用的“前向链路”可指从基站至移动设备的通信链路。如本文中所使用的“反向链路”可指从移动设备至基站的通信链路。如本文中所使用的“上行链路”可指从移动站至基站的通信链路。如本文中所使用的“下行链路”可指从基站至移动站的通信链路。如本文中所使用的“前向链路”和“下行链路”是可互换的术语。类似地，如本文中所使用的“反向链路”和“上行链路”是可互换的术语。 [0067] 图6中所示的RF架构600可包括诸如双工器605、RF Rx链610、RF Tx链615、解调（demod）块620、调制（mod）块625、时钟630、延迟测量单元635、和天线640之类的若干组件。与RF架构600相关联的Tx处理延迟可包括但不限于与调制器625、RF Tx链615相关联的数字处理和从RF Tx链615通过双工器605到天线640的延迟。另一方面，Rx链延迟可包括但不限于信号通过双工器605、RF Rx链610的延迟和与解调器块620相关联的处理。 [0068] 在信标消息传输期间，经由天线640发射的信号的一部分经过双工器605反射回来，通过RF Rx链610，并抵达解调器块620。此时，时间延迟估计的准确度受到RF架构600的采样时钟频率时钟630的限制。采样时钟速率可例如被设置成RF架构600的操作带宽的两倍。例如，对于CDMA 1X系统，采样时钟速率可被设置为约2.5MHz。因此，与此类测量相关联的准确度仍在数百米之内。 [0069] 延迟测量单元635可对解调器块620的输出应用诸如抛物线拟合之类的曲线拟合算法以增强对Rx和Tx链延迟的测量的准确度。延迟测量单元635的性能可以因变于所接收到的信标消息的信噪比。然而，对于感兴趣的信噪比（例如，大于约5dB的那些信噪比），可以表明延迟估计的准确度可被改善8到16倍。延迟测量单元635的输出是被本地地用作Rx和Tx延迟估计的值并还可被嵌入数据容器以向其他节点报告。 [0070] 如在图6中可见，因此，为RF架构600估计的处理延迟非常接近与每个节点相关联的真实值： [0071] [“式D”] [0072] 当在对等设置中执行TOF测量时，在一个实现中，可以由移动设备或接入终端在反向链路或上行链路上传送信标消息，如其常被执行的那样。然而，诸如其他移动设备或接入终端之类的接收节点现在可能除了如它们通常所作的接收和解调前向链路或下行链路信号之外还不得不能够接收和解调反向链路（或上行链路）信号。图7-10描绘用于在对等设置中执行RTD测量的各种设备架构。 [0073] 图7是根据一个实现的具有单个天线和单个接收链的半双工FDD（对等）设备700的示意图。半双工FDD设备700可包括诸如双工器705、第一RF开关720、第二RF开关725、RF Rx链730、RF Tx链735、解调（demod）块740、调制（mod）块745、时钟750、延迟测量单元755、和天线760之类的若干组件。 [0074] 第一和第二RF开关720和725分别被包括在Tx和Rx链中。在正常的全双工操作中，第一RF开关720可将RF Tx链735连接至双工器705，而第二RF开关725可将双工器705连接至RF Rx链730。此类配置还可在半双工FDD设备700正在传送测距信标消息时被利用。 [0075] 因此，在这种情形中，测得处理延迟由下式给出 [0076] [“式E”]。 [0077] 另一方面，接收节点可具有将双工器705连接至第二RF开关725的第一RF开关720，该第二RF开关725进而可将第一RF开关720连接至RF Rx链730。RF Rx链730在此配置中可被调谐至RL频带以接收和解调在RL上接收到的测距信标消息。 [0078] 如图7中所示，收到信号的路径为通过双工器705、第一RF开关720、第二RF开关725、RF Rx链730和解调器块740。因此，Rx处理延迟由ΔtRx给出，而真实的总处理延迟由给出[“式F”]。 [0079] 如从式E和F以及图7可见，测得的处理延迟略微不同于真实的延迟。测得的处理延迟与真实的延迟之间的差异可以为数百皮秒，从而潜在地导致若干厘米的误差，该误差可以良好地在测距和定位系统的误差容许之内。 [0080] 图8是根据一个实现的具有两个天线和单个接收链的半双工FDD（对等）设备800的示意图。如所示出的，半双工FDD设备800可包括诸如双工器805、RL RF滤波器810、RF开关825、RF Rx链830、RF Tx链835、解调（demod）块840、调制（mod）块845、时钟850、延迟测量单元855、第一天线860和第二天线865之类的各种组件。 [0081] 图8中所示的架构利用单独的天线（第二天线865）和RL RF滤波器810来接收在RL上传送的测距信标消息。此类配置的优点在于RF Tx链835不会由于在Tx路径中引入RF开关而引起附加功率衰减。对于此配置，传送和接收节点两者都可以有将RL RF滤波器810连接至RF Rx链830的RF开关825。 [0082] 如果天线860与865之间有可忽略的传播延迟，那么此配置中的处理延迟可包括因RF Tx链835、双工器805、RL RF滤波器810、RF开关825、RF Rx链830和解调器块840而导致的延迟的总和。RF Rx链830可被调谐至RL频率以接收和解调在RL频带上传送的测距信标消息。因此，处理延迟再次由 给出。 [0083] 图8中所示的架构的附加BOM成本可以非常类似于图7中所示的架构。 [0084] 图9是根据一个实现的具有接收分集的半双工FDD（对等）设备900的示意图。如所示出的，半双工FDD设备900可包括诸如双工器905、第一RF开关910、RL RF滤波器915、FL RF滤波器920、第二RF开关935、第一RFRx链940、第二RF Rx链945、RF Tx链950、第一解调（demod）块955、第二解调块960、时钟965、调制（mod）块970、延迟测量单元975、第一天线980和第二天线985之类的各种组件。 [0085] 图9中所示的架构可以例如适用于具有用于接收分集的双RF Rx链的设备。副Rx链（在图9中被标示为第一RF Rx链940）在这种情形中可以是被用来接收和解调测距信标消息的Rx链。同样，类似于图8的配置，如果在天线980与985之间有可忽略的传播延迟，那么处理延迟可以是因通过RF Tx链950、双工器905、第一RF开关910、RL RF滤波器915、第二RF开关935、第一RF Rx链940和第一解调器块955的延迟而导致的。因此，总延迟由 给出。 [0086] 此类配置的优点在于，因RF开关而导致的衰减已被从主Rx链（在图9中被标示为第二RF Rx链945）移除并被移至在其中此类RF开关可被更好地容许的第一RF Rx链940。 [0087] 图10是根据一个实现的在具有时分双工（TDD）收发机的系统中使用的RF架构1000的示意图。在此类系统中，参与RTD测量的两个节点包括基站（或接入点）和移动站（或接入终端）。取决于是基站还是移动站发起第一信标消息的传输，此类信标消息分别是在下行链路（或即前向链路）或者上行链路（或即反向链路）上传送的。对来自接收第一信标消息的设备的后续信标消息的传输可以因此分别在上行链路（或即反向链路）或者下行链路（或即前向链路）上执行。然而，此类消息可以在TDD系统的相同频率信道上但是在它们各自的时隙中传送。 [0088] 在TDD系统的对等配置中，例如，参与RTD测量的两个节点可包括两个移动设备（或接入终端）。在一示例中，可以在两个移动设备之间交换信标消息。 [0089] 图10中所示的RF架构1000可包括诸如RF滤波器1005、RF开关1010、RF Tx链1015、RF Rx链1020、调制（mod）块1025、解调（demod）块1030、延迟测量单元1035、时钟1040、和天线1045之类的若干组件。与RF架构1000相关联的Tx处理延迟可包括但不限于与Rx Tx链1015相关联的数字处理和通过RF开关1010的延迟。另一方面，Rx链延迟可包括但不限于信号通过RF开关1010、RF Rx链1020的延迟和与解调器块1030相关联的处理。 [0090] 因此，在此配置中，处理延迟再次由 给出。 [0091] 移动设备可经由一个或更多个无线协议和/或标准与另一移动设备、接入终端、或任何其他无线设备通信，这些无线协议和/或标准诸如IEEE 802.11、802.15、或802.16、微波接入全球互通性（WiMAX）、或蓝牙TM，这里仅例举众多不同类型的无线协议和/或标准当中的几个。 [0092] 诸如发射机和/或接收机等电路系统可例如通过使用诸如无线广域网（WWAN）、无线局域网（WLAN）、无线个域网（WPAN）等各种无线通信网络来提供功能集。术语“网络”和“系统”在本文常被可互换地使用。WWAN可以是码分多址（CDMA）网络、时分多址（TDMA）网络、频分多址（FDMA）网络、正交频分多址（OFDMA）网络、单载波频分多址（SC-FDMA）网络，等等。CDMA网络可实现诸如CDMA2000、宽带CDMA（W-CDMA）等一种或更多种无线电接入技术（RAT）。 CDMA2000涵盖IS-95、IS-2000和IS-856标准。TDMA网络可实现全球通信系统（GSM）、数字高级电话系统（D-AMPS）、或其他某种RAT。GSM和W-CDMA在来自名为“第三代伙伴项目”（3GPP）的协会的文献中描述。CDMA2000在来自名为“第三代伙伴项目2”（3GPP2）的协会的文献中描述。3GPP和3GPP2文献是公众可获取的。WLAN可以是IEEE 802.11x网络，并且WPAN可以是蓝牙网络、IEEE 802.15x、或其他某种类型的网络。这些技术也可用于WWAN、WLAN和/或WPAN的任何组合。这些技术可被实现为与超移动宽带（UMB）网络、高速率分组数据（HRPD）网络、CDMA20001X网络、GSM、长期演进（LTE）等联用。 [0093] 图11是根据一个实现的移动设备1100的特定实现的示意框图。移动设备1100可包括移动站（MS），其中无线电发射机可被适配成用基带信息来调制RF载波信号，诸如将语音或数据调制到RF载波上，以及无线电接收机可解调经调制RF载波以获得此类基带信息。 [0094] 移动设备1100可包括诸如处理器1105、用户接口1110、发射机1115、接收机1120、存储器1125、时钟1130和天线1135之类的若干元件。用户接口1110可包括多个用于输入或输出诸如语音或数据之类的用户信息的设备。此类设备可例如包括键盘、显示屏、话筒、扬声器、按钮和旋钮，这里仅列举少数示例。 [0095] 存储器1125可适配成存储机器可读指令，这些指令能被运行以执行已描述或建议的过程、示例、实现、或其示例中的一者或更多者。处理器1105可被适配成访问并执行此类机器可读指令。通过执行这些机器可读指令，处理器1105可指导移动设备1100的各种元件执行一个或更多个功能。 [0096] 发射机1115可利用天线1135来传送通信，诸如向其他无线设备传送基于分组的通信。接收机1120也可利用此类天线1135来接收通信，诸如来自其他无线设备的基于分组的通信。时钟1130可被用来确定信号被传送和/或接收的时间。 [0097] 以上详细描述的一些部分是以对存储在特定装置或专用计算设备或平台的存储器内的二进制数字信号的操作的算法或符号表示的形式来给出的。在此具体说明书的上下文中，术语特定装置等包括在被编程为依照来自程序软件的指令执行具体功能时的通用计算机。算法描述或符号表示是信号处理或相关领域普通技术人员用来向该领域其他技术人员传达其工作实质的技术的示例。算法在此并且一般被视为通往期望结果的自相容的操作序列或类似信号处理。在此上下文中，操作或处理涉及对物理量的物理操纵。通常，尽管并非必然，这样的量可采用能被存储、转移、组合、比较、或以其他方式操纵的电或磁信号的形式。 [0098] 已证明有时，主要出于常用的缘故，将此类信号称为比特、数据、值、元素、码元、字符、项、数、数值或诸如此类是方便的。然而，应当理解，所有这些或类似术语将与合适物理量相关联且仅仅是便利的标记。除非明确声明并非如此，否则如从以下讨论所显见的，应当领会，本说明书通篇中使用诸如“处理”、“计算”、“演算”、“确定”之类的术语或类似术语的讨论指的是诸如专用计算机或者类似的专用电子计算设备之类的特定装置的动作或处理。因此，在本说明书的上下文中，专用计算机或类似专用电子计算设备能够操作或变换信号，这些信号典型地表示为该专用计算机或类似专用电子计算设备的存储器、寄存器或其他信息存储设备、传输设备、或显示设备内的物理电子或磁量。例如，特定的计算装置可包括编程有用于执行一个或更多个特定功能的指令的一个或更多个处理器。 [0099] 本文中描述的方法体系取决于根据特定特征和/或示例的应用可以藉由各种手段来实现。例如，这些方法可在硬件、固件、软件、和/或其组合中实现。在硬件实现中，例如，处理单元可在一个或多个专用集成电路（ASIC）、数字信号处理器（DSP）、数字信号处理器件（DSPD）、可编程逻辑器件（PLD）、现场可编程门阵列（FPGA）、处理器、控制器、微控制器、微处理器、电子器件、设计成执行本文中描述的功能的其他设备单元、和/或其组合内实现。 [0100] 对于固件和/或硬件/软件实现，某些方法体系可用执行本文中描述的功能的模块（例如，程序、函数等等）来实现。有形地实施指令的任何机器可读介质可用于实现本文中所描述的方法体系。例如，软件代码可被存储在移动站和/或接入点的存储器中并由该设备的处理单元执行。存储器可被实现在处理器单元内，和/或可外置于处理器单元。如本文所使用的，术语“存储器”是指任何类型的长期、短期、易失性、非易失性、或其他存储器，且并不限于任何特定类型的存储器或特定数目的存储器、或记忆存储在其上的介质的类型。 [0101] 如果在硬件/软件中实现，则实现诸方法体系或者其一部分的诸功能可以作为一条或更多条指令或代码存储在计算机可读介质上和/或藉其进行传送。计算机可读介质可采取制品的形式。计算机可读介质可以包括计算机存储介质和/或通信介质，后者包括有助于将计算机程序从一地转移到另一地的任何介质。存储介质可以是能被计算机或类似设备访问的任何可用介质。作为示例而非限定，计算机可读介质可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘储存、磁盘储存或其他磁储存设备、或任何其他可被用来携带或存储指令或数据结构形式的期望程序代码且可由计算机访问的介质。 [0102] 本文中引述的“指令”涉及表示一个或多个逻辑操作的表达。例如，指令可以藉能由机器可解读以用于对一个或更多个数据对象执行一个或更多个操作而成为“机器可读的”。然而，这仅仅是指令的示例，并且所要求保护的主题内容在这方面并不受到限定。在另一个示例中，本文中引述的指令可涉及经编码命令，其可由具有包括这些经编码命令的命令集的处理单元来执行。这样的指令可以用该处理单元理解的机器语言的形式来编码。再次，这些仅仅是指令的示例，并且所要求保护的主题内容在这方面并不受到限定。 [0103] 虽然已解说和描述了目前考虑作为示例特征的内容，但是本领域技术人员将理解，可作出其他各种修改并且可换用等效技术方案而不会脱离所要求保护的主题。此外，可作出许多修改以使特定境况适应于所要求保护的主题的教导而不会脱离本文中所描述的中心思想。因此，无意于使所要求保护的主题被限定于所公开的特定示例，而是旨在使如此要求保护的主题还可包括落在所附权利要求及其等价形式的范围内的所有方面。 |
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