减少在无线装置中时钟漂移的冲击的制作方法
分案申请的相关信息
本申请是国际申请号为pct/us2014/017759、申请日为2014年2月21日、发明名称为“减少在无线装置中时钟漂移的冲击”的pct申请进入中国国家阶段后申请号为201480012049.7的中国发明专利申请的分案申请。
对相关申请案的交叉参考
本专利申请案主张2013年3月5日申请、让与给本专利申请案的受让人且其全文以引用方式明确地并入本文中的题为“reducingimpactofclockdriftinwirelessdevices(减少在无线装置中时钟漂移的冲击)”的第61/772,933号美国临时申请案的权利。
所揭示实施例是针对改善基于定位及方位的应用的精度。更特定来说，例示性实施例是针对减少根据ieee802.11标准配置的无线装置中的时钟漂移的效应以便增强精度并减少无线通信系统中的误差。
背景技术：
无线通信系统可包含无线装置及接入点(ap)。无线装置可经配置为可在彼此之间通信或经由ap通信的移动站(sta)。例如ieee802.11ac、802.11ad、802.11v等的标准常用于这些通信。这些标准可包含误差规范以确保通信质量。
sta可包含至少一局部时钟，基于所述局部时钟，sta以其通信及数据处理为基础。然而，通常不可能的是使若干sta间的局部时钟同步化，且因此每一局部时钟可具有其自己的误差或时钟漂移。在使用802.11标准的基于定位或方位的应用中，确定两个sta之间的预先指定的消息或对话的往返时间(rtt)例如可用以提供两个sta之间的距离的指示。在rtt确定的常规方法中，当发射sta(例如)正与接收sta通信时，发射sta的局部时钟的误差与接收sta的局部时钟的误差达成协议。因此，rtt确定及两个sta之间的距离的对应计算为不精确的，且有高误差倾向。所得误差根据无线通信标准可为不可接受地高的。
技术实现要素：
例示性实施例是针对用于计算具有相应时钟漂移的两个无线装置之间的往返时间(rtt)同时减低所述时钟漂移对所述rtt的冲击的系统及方法。基于在第一无线装置与第二无线装置之间交换的一或多个消息的第一集合确定所述第一无线装置与所述第二无线装置之间的在第一方向上的第一rtt。基于在所述第二无线装置与所述第一无线装置之间交换的一或多个消息的第二集合确定所述第二无线装置与所述第一无线装置之间的在第二方向上的第二rtt，且计算所述第一rtt与所述第二rtt的平均rtt，其中所述平均rtt具有所述时钟漂移的低冲击。
举例来说，例示性实施例是针对一种在第一无线装置处计算从所述第一无线装置到第二无线装置的往返时间(rtt)的方法，所述方法包括：基于一或多个消息的第一集合接收第一方向上的第一rtt的计算，其中一或多个消息的所述第一集合包括通过所述第一无线装置在所述第一方向上发射的第一帧；基于一或多个消息的第二集合计算第二方向上的第二rtt，其中一或多个消息的所述第二集合包括从所述第二方向从所述第二无线装置接收到的第二帧；及计算平均rtt，其中所述平均rtt基于所述第一rtt及所述第二rtt。
另一例示性实施例是针对一种在第一无线装置处确定往返时间(rtt)的方法，所述方法包括：接收第二无线装置的第二时钟的第二时钟误差；基于所述第二时钟误差将所述第一无线装置的第一时钟锁定至所述第二时钟；及基于所述锁定的第一时钟确定往返时间。
另一例示性实施例是针对一种通过无线装置进行的无线通信的方法，所述方法包括：接收对应于两个或两个以上接入点的两个或两个以上时钟误差，其中所述两个或两个以上时钟误差通过所述对应的两个或两个以上接入点进行广播；确定所述两个或两个以上时钟误差中的最小时钟误差；及通过基于所述最小时钟误差使所述无线装置的时钟同步而建立与对应于所述最小时钟误差的接入点的通信。
另一例示性实施例是针对一种第一无线装置，其包括：第一发射器，其经配置以在第一方向上发射第一帧；第一接收器，其经配置以基于包括所述所发射的第一帧的一或多个消息的第一集合接收所述第一方向上的第一往返时间(rtt)的计算；及第一处理器，其经配置以：基于一或多个消息的第二集合计算第二方向上的第二rtt；及计算所述第一rtt及所述第二rtt的平均值。
另一例示性实施例是针对一种第一无线装置，其包括：用于基于一或多个消息的第一集合接收在第一方向上所述第一无线装置与第二无线装置之间的第一往返时间(rtt)的计算的装置，一或多个消息的所述第一集合包括由所述第一无线装置在所述第一方向上发射的第一帧；用于基于一或多个消息的第二集合计算在第二方向上的所述第一无线装置与所述第二无线装置之间的第二rtt的装置，其中一或多个消息的所述第二集合包括由所述第二无线装置在所述第二方向上发射的第二帧；及用于计算平均rtt的装置，其中所述平均rtt基于所述第一rtt及所述第二rtt。
又一例示性实施例是针对包括代码的非暂时性计算机可读存储媒体，所述代码在通过处理器执行时使得所述处理器执行用于在第一无线装置处计算从所述第一无线装置到第二无线装置的往返时间(rtt)的操作，所述非暂时性计算机可读存储媒体包括：用于基于一或多个消息的第一集合接收第一方向上第一rtt的计算的代码，其中一或多个消息的所述第一集合包括通过所述第一无线装置在所述第一方向上发射的第一帧；用于基于一或多个消息的第二集合计算第二方向上的第二rtt的代码，其中一或多个消息的所述第二集合包括由所述第二无线装置在所述第二方向上发射的第二帧；及用于计算平均rtt的代码，其中所述平均rtt基于所述第一rtt及所述第二rtt。
附图说明
随附图式经呈现以协助描述本发明的实施例，且仅为了实施例的说明且非对实施例的限制而提供。
图1为以常规方法计算两个无线装置之间的rtt的消息交换的时间线。
图2说明例示性无线通信系统。
图3说明计算两个无线装置之间的rtt的消息交换的例示性时间线。
图4说明确定两个无线装置之间的rtt的例示性方法的序列的流程图。
具体实施方式
本发明的方面揭示于以下描述内容以及针对本发明的特定实施例的相关图式中。可设计出替代实施例而不偏离本发明的范畴。另外，本发明的熟知元件将不加以详细描述或将被省略以便不混淆本发明的相关细节。
词语“例示性”在本文中用以意谓“充当实例、个例或说明”。不必将本文中描述为“例示性”的任何实施例解释为比其他实施例较佳或有利。同样，术语“本发明的实施例”并不要求本发明的所有实施例包含所论述的特征、优点或操作模式。
本文中所使用的术语是仅用于达成描述特定实施例的目的，且不欲限制本发明的实施例。如本文中所使用，单数形式“一”及“所述”意欲也包含复数形式，除非上下文另有清楚地指示。将进一步理解，术语“包括”及/或“包含”在于本文中使用时指定所述特征、整数、步骤、操作、元件及/或组件的存在，但并不排除一或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件及/或其群组的存在或添加。
另外，许多实施例是依据待由例如计算装置的元件执行的动作序列来描述。应认识到，本文中所描述的各种动作可通过特定电路(例如，专用集成电路(asic))、通过一或多个处理器所执行的程序指令或通过两者的组合来执行。另外，可认为本文中所描述的此动作序列完全体现于任何形式的计算机可读存储媒体内，所述计算机可读存储媒体中存储有在执行时将使关联处理器执行本文中所描述的功能性的计算机指令的对应集合。因此，本发明的各种方面可以许多不同形式体现，其皆已被预期为在所主张的标的的范畴内。此外，对于本文中所描述的实施例中的每一者来说，任何这些实施例的对应形式可在本文中被描述为例如“经配置以执行所描述动作的逻辑”。
例示性实施例是针对用于减少无线通信系统中的时钟漂移的系统及方法。在一些实施例中，例示性通信系统中的无线装置可经配置以确定其时钟漂移，且将所述时钟漂移宣告或广播给其他无线装置或接入点。通过在通信中使用无线装置的时钟漂移的知识，例示性技术可减少往返时间(rtt)计算上的所得误差。在一个实例中，接收装置或sta可依据发送sta的时钟漂移来估计其时钟漂移，其中发送sta发射或广播发送sta的时钟漂移。在另一实例中，相反操作为可能的，借此接收sta发射或广播接收sta的时钟漂移，且发送sta依据接收sta的时钟漂移来估计发送sta的时钟漂移。在再一实例中，发送sta或接收sta或例如接入点的任何其他实体可获得发送sta及接收sta两者的时钟漂移，且可通过使用例示性平均函数获得发送sta与接收sta之间的十分准确的rtt。
如本文中所使用，“接入点”(或“ap”)可指能够及/或经配置以路由、连接、共享及/或以其他方式提供到一或多个其他装置的网络连接的任何装置，例如无线装置或sta。ap可包含可藉以提供此连接的一或多个有线及/或无线接口，例如分别为一或多个以太网接口及/或一或多个ieee802.11接口。举例来说，例如无线路由器的ap可包含一或多个以太网端口以连接至本端调制解调器或其他网络组件(例如，交换器、网关等)及/或连接至将被提供网络存取的一或多个其他装置，以及包含一或多个天线及/或无线网络连接卡以广播、发射及/或以其他方式提供一或多个无线信号以促进与一或多个其他装置的连接性。
如本文中所描述的无线装置或sta可包含系统、订户单元、订户台、移动台、移动件、远端台、远端终端机、移动装置、用户终端机、终端机、无线通信装置、用户代理、用户装置，或用户装备(ue)。sta可为蜂窝电话、无线电话、会话起始协议(sip)电话、无线区域回路(wll)台、个人数字助理(pda)、具有无线连接能力的手持式装置、计算装置或连接到无线调制解调器的其他处理装置。
一般来说，本文中所描述的实施例可是关于装置的根据各种ieee802.11消息传递标准利用无线区域网络(wlan)的无线通信。实施例可例如通过减少由sta中的时钟漂移朝向rtt的计算贡献的误差来改善使用无线ap获取sta的位置。并非依赖于来自发射卫星地球定位数据的陆地基站的卫星信号或辅助数据，sta可使用无线ap获取其地理方位。ap可发射并接收遵循例如802.11g、802.11n、802.11ac、802.11ad、802.11v等的各种ieee802.11标准的无线信号。在一些实施例中，sta在发射或接收来自多个天线的信号时可遵守802.11ac及802.11v标准。一些实施例可以0.1纳秒(ns)增量对时序信号取样，而一些实施例可以小于10ns(例如，1.5ns、2ns、0.1ns等)的时间增量对信号取样，同时仍遵守标准。实施例可基于解决来自多个天线的所发射信号的定义而实施来自802.11标准的离开时间(tod)及到达时间(toa)测量。在一些实施例中，可发射toa与tod之间的时间差，而非发射toa及tod。在一些实施例中，接收sta及发送sta两者可发射足以计算tod及toa测量的信息。在一些实施例中，这些新消息可在经修订的802.11标准中经编纂。ap可发射时序测量(例如，toa及tod测量)至sta，并从sta接收时序测量。当sta从三个或三个以上ap获得时序测量连同来自ap的地理定位信息时，sta可能能够使用多重时序测量通过执行类似于gps定位的技术(例如，三角测量及其类似者)来确定其方位。在一些状况下(例如，特别是当sta中的至少一者静止时)，sta可在彼此之间发射并接收时序测量，以便获得彼此之间的rtt及距离。
参看图1，将描述用于计算发送sta(sta1)与接收sta(sta2)之间的rtt的现有技术，所述技术可符合(例如)在一些802.11标准(例如802.11v第264页)中找到的规范、图表及指南。在来自sta2的请求及来自sta1的确认之后，sta1以重叠对发射时序测量帧。一对的第一时序测量帧含有非零对话权标。对话权标字段为通过发送sta选定以识别时序测量帧作为所述对中的第一者的非零值，其中第二或跟随时序测量帧稍后将被发送(如果对话权标为零，则所述权标指示时序测量帧将不继之以随后跟随时序测量帧)。跟随时序测量帧含有设定为所述对的第一帧中的对话权标的值的跟随对话权标。通过第一时序测量帧，两个sta捕捉时戳。sta1捕捉发射时序测量帧的第一时间(tl)。sta2捕捉时序测量帧到达sta2的第二时间(t2)，及从sta2发射ack响应的第三时间(t3)。sta1捕捉ack到达的第四时间(t4)。在跟随时序测量帧中，sta1将其捕捉的时戳值(tl及t4)传送至sta2。通过此信息，sta2可获得rtt为[(t4-t1)-(t3-t2)]。然而，sta1及sta2中的每一者很可能具有其局部时钟上的时钟漂移，所述时钟漂移将使如上获得的rtt的精度降级。
为了说明，假设sta1中局部时钟的时钟漂移具有为ppm1的测量为预期频率的以百万分之一(ppm)计的变化的误差。类似地，sta2具有为ppm2的局部时钟漂移。再次参看图1，在以上假设情况下将进一步详细地检验各种时戳t1至t4。如所看出，t2等于t1加上从sta1发送到sta2的时序测量帧的飞行时间(其中tof为rtt的一半)，或换句话说t2＝t1+tof。时间t3从将时序测量帧的持续时间(此持续时间本文中将被称作“m”)相加到sta2对消息作出响应花费的时间(也称作短帧间间隔(sifs))而获得，或换句话说，t3＝t2+m+sifs。对于自sta2至sta1的ack，时间t4类似地如将t3添加到tof而获得。在数学项中，t4＝t3+tof。由于sta1可随着ppm1的误差发生变化，因此在sta1处计算的时间t4及t1将乘以因数(1+ppm1)。类似地，在sta2处计算的时间t3及t2将乘以因数(1+ppm2)。通过时间t1至t4的以上分解，rtt可通过以下数学等式更详细地表达。
rtt＝t4-t1-(t3-t2)
＝(t3+tof-t1)*(1+ppm1)-(t2+m+sifs-t2)*(1+ppm2)
＝(t2+m+sifs+tof-t1)*(1+ppm1)-(m+sifs)*(1+ppm2)
＝(t1+tof+m+sifs+tof-t1)*(1+ppm1)-(m+sifs)
*(1+ppm2)
＝(2*tof+m+sifs)*(1+ppm1)-(m+sifs)*(1+ppm2)
＝2*tof*(1+ppm1)+(m+sifs)*(ppm1-ppm2)
在其中m为100μs、sifs为16μs且使得ppm1-ppm2为50ppm的ppm1及ppm2中的每一者为±25ppm的实际实例中，看出，rtt中的误差可达到5.8ns，其可导致约1.7米的位置不确定性。在定位应用中，此量值的误差可为不可接受地大的(特别是在sta1及sta2靠近情况下)。因此，例示性实施例包含减少rtt的误差的系统及方法，如以下章节中将进一步详细地解释。
首先，参看图2，将描述例示性系统200，其可经配置以执行用于减少rtt的计算中时钟误差的效应或冲击的例示性技术。如图所示，系统200包含发射器系统210及接收器系统250。在不损失普遍性情况下，发射器系统210及接收器系统250两者可实施于ap或sta中。在说明性实例中，发射器系统210表示例如以上sta1的发送sta或第一无线装置，且接收器系统250表示例如第二无线装置或以上sta2的接收sta。从发射器系统210到接收器系统250的发射被称作前向链路或第一方向，而从接收器系统250到发射器系统210的发射被称作反向链路或第二方向。
应理解，发射器210及接收器系统250的一些方面已经配置以按照例示性实施例实施特定特征、功能及修改。举例来说，经配置以实施当前ieee802.11标准的发射器及接收器通常包含在前向链路上通过来自发射器的对应多个发射器发射的多个数据流，其导致精细时序测量的不定性。例示性实施例避免这些不定性且配置发射器系统210及接收器系统250以要求例如关于用于精细时序测量的帧的所有发射自单一射频(rf)链或天线发生。如下文将进一步解释，此方面通过业务数据从tx数据处理器214到耦接到天线224的发射器222的发射来实施。
对于第一方向或前向链路，对应于来自发射器系统210的所有发射的数据流经提供作为从数据源212到发射(tx)数据处理器214的业务数据。tx数据处理器214基于关联译码方案执行业务数据的格式化、译码及交错。可使用正交分频多路复用(ofdm)技术对经译码业务数据与导频数据一起进行多路复用。导频数据通常为以已知方式处理的已知数据型样，且可在接收器系统处用来估计信道响应。经多路复用导频及经译码业务数据经调制(例如，根据bpsk、qpsk等)以提供调制符号，所述调制符号接着提供到展示为发射器(tmtr)222的第一发射器以供经由天线224发射。数据速率、译码及调制可基于存储于存储器232中且由处理器230执行的指令。
在接收器系统250处，所发射的经调制信号由天线252接收到，且接收到的信号经提供到接收器(rcvr)254。接收器254调节(例如，滤波、放大及降频转换)接收到的信号，数字化经调节的信号以提供样本，且进一步处理所述样本以提供对应的“所接收的”符号流。rx数据处理器260接着接收并处理接收到的符号流以提供“检测到”的符号流。rx数据处理器260接着解调制、解交错并解码检测到的符号流以恢复业务数据。由rx数据处理器260进行的处理与由发射器系统210处的tx数据处理器214执行的处理互补。
现来到第二方向或反向链路，接收器系统250处的处理器270周期性地确定存储于存储器272中的若干预译码矩阵中的一者，且用公式表示包括对应矩阵索引部分及秩值部分的反向链路消息。反向链路发射或反向链路消息可包括关于通信链路及/或所接收业务数据的各种类型的信息。反向链路消息通过还接收来自数据源236的业务数据的tx数据处理器238处理，通过调制器280调制，通过发射器(tmtr)254调节，且发射回到发射器系统210。对于反向发射，接收器系统250中的发射器tmtr在同一模块中展示为rcvr254，从而共享天线252，且类似地，发射器系统210中的第一接收器或接收器rcvr222在同一模块中展示为tmtr222，从而共享天线224。
在发射器系统210处，来自接收器系统250的经调制信号通过天线224接收到，通过接收器222调节，通过解调制器240解调制，且通过rx数据处理器242处理以提取反向链路消息。处理器230接着确定将使用来自存储于存储器232中的多个预译码矩阵中的哪一预译码矩阵，且接着处理所提取的消息。虽然例示性系统200已关于图2的所说明特征或功能区块进行了展示并描述，但应理解，各种功能区块的功能性可经组合或变更以适合特定实施。举例来说，是关于发射器210的tx数据处理器214及处理器230的方面可经组合并实施于第一处理器中。类似的这些修改对于所属领域的技术人员将为显而易见。
此外，应理解，仅提供以上描述内容的功能性的进一步详细描述，为了清楚，本文中已省略了系统200的各种上述组件的功能性的基本描述。所属领域的技术人员将能够将针对精细时序测量的所揭示技术应用于任何其他类似发射器及接收器结构而不偏离本发明的范畴，此是由于精细时序测量是关于减少时钟误差在计算rtt中的效应或冲击。
现参看图3，将进一步详细地解释是关于rtt的准确测量的例示性实施例。在图3中，sta1可根据图2的发射器系统210进行配置，而sta2可根据图2的接收器系统250进行配置。在一些实施例中，图3的系统经配置用于“精细时序测量”，借此可获得sta1与sta2之间的rtt的准确测量。由于精细时序测量与本发明有关，所以精细时序测量包含对当前802.11v标准的修改。当前ieee802.11v标准可用于同步化用途，以及用于方位或定位用途。通过已展示于以下表1中的对应于精细时序测量的修改中的一些，新ieee802.11修订mc标准可越过各种802.11标准(例如，802.11g、802.11n、802.11ac、802.11ad、802.11v等)用于方位用途。
由于表1是关于新ieee802.11修订mc标准的方面，因此与例示性实施例相关的表1展示如下：
表1：精细时序测量
虽然以上表1概述对当前ieee802.11标准的相关修改以获得所提议的新ieee802.11修订mc标准，特别是由于其是关于例示性实施例中的精细时序测量，但所提议新ieee802.11修订mc标准的其他细节一般来说可在第61/721,437号美国临时申请案中找到，所述美国临时申请案题为“methodsforpreciselocationdeterminationsandwirelesstransmissionsin802.11standards”、在2012年11月1日申请、让与给本申请案的受让人，且以引用的方式并入本文中。
更特定来说，关于所揭示实施例，精细时序测量允许例如sta2准确地测量sta2与sta1之间的rtt。通过精细时序测量帧的定期传送，对于接收sta(sta2)，有可能追踪接收sta与环境中的其他sta的相对方位的改变。
如可认识到，是关于sta1与sta2之间的消息传送的时间线相较于关于图1中的常规方法描述的那些元件包含额外元件。更特定来说，在图3的例示性方面中，来自sta2的请求指示，两侧交换接通。此情形节省sta1与sta2之间的额外请求-确认例程，然而，应理解，替代性实施例可经配置而无两侧交换，借此可获得相同结果，即使经由请求-确认的额外步骤。应理解，尽管已以图3中的例示性次序说明动作/例程的序列，但不要求实施例采用动作的相同序列。举例来说，尽管动作可描述为在先前动作之后或在先前动作之后执行，但不要求动作及先前动作必须在时间上分离，此是由于有可能的是，在图3的时间图中描述的一些动作可经组合成单一异动或者同时或并行地执行，而不脱离实施例的范畴。
继续进行图3的时间线，在来自sta2的两侧请求及来自sta1的确认之后，sta1以重叠对发射时序测量帧。下几个消息传送类似于常规技术，其中计算在第一方向上的第一rtt。例如是关于sta1的第一时钟误差可与第一rtt相关联。在不损失普遍性情况下，第一方向是关于对应于例如自sta1发射到sta2的第一帧的时序测量帧的返程，继之以自sta2发射到sta1的第一帧的确认。因此，第一方向上的第一rtt可基于一或多个消息的第一集合进行计算，其中消息包括第一帧的发射(例如，第一发射)，及第一帧的对应确认(例如，第一确认)的接收。更详细地，如先前所解释，第一rtt至少部分基于第一时间t1及第四时间t4，例如，第一时间t1及第四时间t4可在与第一帧的rtt测量相关的sta1处获得。再者，时间t1及t4可被传送至sta2，其中以sta2可以如上文关于图1所解释的类似方式(即，通过计算[(t4-t1)-(t3-t2)])来计算第一方向上的第一rtt(或本文中简单地为“rtt”)。在一些状况下，sta2可将所计算的rtt传送至sta1。
一旦sta2接收到t1及t4(且进一步在一些状况下确认此接收及/或发送所计算的rtt至sta1)，例示性实施例便偏离常规技术在于，开始用于获得sta2与sta1之间的第二测量集合(用于第二方向上的第二rtt(本文中，rtt'))的第二协议，其中第二方向可被认为是第一方向的反向方向。例如对应于第二无线装置sta2的第二时钟误差可与第二rtt相关联。
第二方向上的第二rtt或rtt'基于是关于第二帧的发射及第二帧的确认的接收的一或多个消息的第二结合来计算。更具体来说，sta2在第五时间(t1')发射(例如，在第二发射中)是关于第二帧的时序测量帧例如到sta1。sta1捕捉第二帧到达sta1的第六时间(t2')及自sta1发射第二帧的确认(例如，第二确认或ack响应)的第七时间(t3')。sta2捕捉在sta2处接收到ack的第八时间(t4')。在跟随时序测量帧中，sta2将其捕捉的时戳值(tl'及t4')传送到sta1。通过此信息，sta1可能能够确定第二rtt为通过以下等式表示的第八时间与第五时间之间的差减去第七时间与第六时间之间的差：
替代地，如果sta2如先前所提及先前已传送rtt到sta1作为一些实施例的选项，且由于sta1已具有rtt'，则sta1也可执行计算以获得rtt与rtt'的平均值rtt”。为了解释说明性实施例，下文选定在sta2处计算rtt”的状况，同时将紧记此是非限制性说明，且可在sta1处或就此来说在例如必要时戳及/或往返时间值自sta1及sta2传送到的接入点的任何其他实体处执行rtt”的以下计算。
为了简洁，关于例示性实施例提供rtt'的计算，同时假设rtt的计算类似于已描述的常规方法中的rtt的计算。应理解，sta1及sta2对于以下计算假设为较佳静止或非移动的(或其之间的距离保持不变更)，因此tof值并不改变。此外，如果等同系统或芯片组用于时常为针对手机的状况的sta1及sta2的配置中，则sta1及sta2的sifs值也将为相同的。通过这些假设且再次紧记所述情形，sta1假设为具有具为ppm1的误差的时钟漂移，且sta2具有为ppm2的类似误差，则对应rtt'获得如下。
rtt'＝t4'-t1'-(t3'-t2')
＝(t3'+tof-t1')*(1+ppm2)-(t2'+m+sifs-t2')*(1+ppm1)
＝(t2'+m+sifs+tof-t1')*(1+ppm2)-(m+sifs)*(1+ppm1)
＝(t1'+tof+m+sifs+tof-t1')*(1+ppm2)-(m+sifs)
*(1+ppm1)
＝(2*tof+m+sifs)*(1+ppm2)-(m+sifs)*(1+ppm1)
＝2*tof*(1+ppm2)+(m+sifs)*(ppm2-ppm1)
如将被再调用，获得rtt为rrt＝2*tof*(1+ppm1)+(m+sifs)*(ppm1-ppm2)。因此，对rtt与rtt'进行平均将导致通过下式表示的平均值
通过保持原样的先前假设，即，m为100μs，sifs为16μs，且ppm1及ppm2中的每一者为±25ppm，看出rtt”中的误差对应于rtt”表达式中的因数tof*(ppm1+ppm2)，其在sta1与sta2分开100米时等于100/3e8*1e9*50e-6＝.0167ns。与关于图1解释的常规方法中的5.8ns误差相比较，看出，在例示性实施例中，误差被减少为348的因数，其将由所属领域的技术人员认识为实质减少。因此，通过使用sta1与sta2之间的两个方向上的时间帧测量传送获得往返时间值且对其进行平均，例示性实施例在rtt的计算中可使两个sta的时钟漂移的冲击最小化，且因此改善rtt的精度。
在上文说明的实例中，虽然sta1计算rtt'且将其发送至sta2用于平均函数，但如先前所解释，替代性实施例为可能的，其中在sta2处计算的rtt发送到sta1；且由于sta1已经配置以计算rtt'，因此sta1可完成用于计算平均函数以确定rtt”的步骤。作为另一替代例，sta1及sta2可传送时戳及往返时间计算中的一些或全部到另一实体(例如，服务器、方位确定实体或ap)以确定rtt”。举例来说，sta2可计算rtt且将rtt发送至ap，且sta1可计算rtt'且发送rtt'到ap，借此ap可计算rtt”。所属领域的技术人员将认识到，在紧记在两个方向上获得rtt且对其进行平均同时在类似表上可为可能的其他替代例可显著地减少时钟漂移在rtt计算中的冲击。
另外，请注意，通过上文描述的精细时序测量及对应时戳捕捉，关于例如rtt的计算，t1及t3对应于所发射帧的前导码的开始显现于发射天线端口(例如，耦接到发射器tmtr222的天线224的天线端口，其中sta1实施为发射器系统210)处的时间点。实施可在发射处理期间捕捉早于或迟于其实际发生的点的时戳，且使值偏移以补偿时间差。对应地，t2及t4对应于传入帧的的开始到达接收天线端口(例如，耦接至接收器rcvr254的天线252的天线端口，其中sta2实施为接收器系统250)的时间点。因为通过其逻辑结构检测帧且进行同步招致时间延迟，所以实施通过以下操作确定传入帧的前导码的开始到达前导码接收天线端口的时间：捕捉其发生之后某时间的时戳，且通过自所捕捉值减去偏移来补偿延迟。
现将描述又一实施例，其中替代如上文一般对rtt及rtt'进行平均以获得rtt”，两个sta中的一者(即，sta2)可将其时钟锁定至sta1的时钟，使得sta2的因数(1+ppm2)将采用(1+ppm1-residual_ppm)的形式，其中residual_ppm为在sta2已锁定至sta1的时钟之后保持的差分ppm2。如所属领域的技术人员将理解，sta2(例如)在ieee802.11帧的前导码的旧版短训练字段(l-stf)部分期间且在旧版长训练字段(l-ltf)部分之前以粗略方式可将其时钟锁定至sta1的时钟。在此实施例中，不要求计算rtt'及rtt”的额外步骤。因此，先前描述的rtt的计算将合适地修改如下：
rtt＝2*tof*(1+ppm1)+(m+sifs)*(ppm1-ppm2)
＝2*tof*(1+ppm1)+(m+sifs)*(residual_ppm)
在说明性实例中，如果residual_ppm假设为大约1ppm，其对应于实际应用，则rtt中的误差被减少至116us*1e-6＝0.116ns＝0.03m，所述误差比常规方法的误差低为约50的因数(在与上文相同的假设情况下，即，m为100μs、sifs为16μs、ppm1及ppm2中的每一者为±25ppm，且sta1与sta2分开100米)。
在通信可关于ap与sta之间的通信(即，而非如上文所论述的两个sta(sta1及sta2)之间的通信)且无线通信系统包括启用方位的若干ap的一些实施例中，如果ap经配置以广告或广播其最大时钟误差或ppm值，则实施例的效能可被改善。以此方式，通信系统中的所有sta可锁定于具有最低时钟误差的ap。此外，在此实例中，具有最小时钟误差的ap可充当其相邻者的主控装置。因此，例如sta1或sta2的无线装置例如可接收由两个或两个以上接入点发射的两个或两个以上时钟误差，且确定所述两个或两个以上时钟误差中的最小时钟误差。无线装置可接着通过基于最小时钟误差同步无线装置的时钟而建立与对应于最小时钟误差的接入点的通信。时钟误差(例如，以ppm计)的广告可在信标中或在信号交换过程(例如，精细时序测量请求交换)中加以广播，所述信号交换过程通常将在执行精细时序测量交换之前发生。另外，无线装置亦可向对应于最小时钟误差的最小时钟误差ap传达：所述最小时钟误差ap具有最小时钟误差。基于此情形，最小时钟误差ap可将自身指定或建立为主控ap，且将其作为主控ap的状态广告至相邻ap。
应了解，实施例包含用于执行本文中所揭示的过程、功能及/或算法的各种方法。举例来说，如图4中所说明，一实施例可包含一种在第一无线装置处计算从第一无线装置(例如，sta1)到第二无线装置(例如，sta2)的往返时间(rtt)的方法，所述方法包括：基于一或多个消息的第一集合接收第一方向上的第一rtt的计算(例如，自sta2接收rtt)，其中一或多个消息的第一集合包括由第一无线装置在第一方向上发射的第一帧-区块402；基于一或多个消息的第二集合计算第二方向上的第二rtt(例如，rtt')，其中一或多个消息的第二集合包括由第二无线装置在第二方向上发射的第二帧-区块404；及计算平均rtt(例如，rtt”)，其中平均rtt基于第一rtt及第二rtt-区块406。
在一些方面中，第一无线装置包括关于确定第二方向上的第二rtt的第一时钟误差，且第一rtt可在第一方向上接收自第二无线装置，其中第二无线装置包括第二时钟误差。平均rtt具有低于第一rtt或第二rtt的误差。第一及第二无线装置可为移动装置，或第一无线装置可为接入点，而第二无线装置为移动装置或存取终端机。另外，消息的第一集合及第二集合可基于ieee802.11标准，且特定来说可基于精细时序测量。
所属领域的技术人员应了解，可使用各种不同技艺及技术中的任一者来表示信息及信号。举例来说，可由电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光场或光粒子或其任何组合来表示可贯穿以上描述内容所提及的数据、指令、命令、信息、信号、位、符号及芯片。
另外，那些所属领域的技术人员应了解，结合本文中所揭示的实施例所描述的各种说明性逻辑区块、模块、电路及算法步骤可实施为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了清楚地说明硬件与软件的此可互换性，上文已大体在功能性方面描述了各种说明性组件、区块、模块、电路及步骤。此功能性实施为硬件抑或软件取决于特定应用及强加于整个系统的设计约束。所属领域的技术人员可针对每一特定应用以变化的方式实施所描述的功能性，但不应将所述实施决策解译为导致偏离本发明的范畴。
结合本文中所揭示的实施例所描述的方法、序列及/或算法可直接以硬件、以由处理器执行的软件模块，或以前述两者的组合来体现。软件模块可驻留于ram存储器、快闪存储器、rom存储器、eprom存储器、eeprom存储器、寄存器、硬盘、抽取式磁盘、cd-rom或此项技术中已知的任何其他形式的存储媒体中。例示性存储媒体耦接到处理器，使得处理器可从存储媒体读取信息及将信息写入到存储媒体。在替代例中，存储媒体可集成至处理器。
因此，本发明的实施例可包含体现有一种用于在确定两个无线装置之间的rtt中减少时钟误差/漂移的冲击的方法的计算机可读媒体。因此，本发明不限于所说明的实例且用于执行本文中所描述的功能性的任一装置包含于本发明的实施例中。
虽然前述揭示内容展示本发明的说明性实施例，但应注意，在不偏离如由附加权力要求书界定的本发明的范畴的情况下可对本发明进行各种改变及修改。无需以任何特定次序执行根据本文中描述的本发明的实施例的方法项的功能、步骤及/或动作。此外，虽然可能以单数形式描述或主张本发明的元件，但除非明确陈述对单数形式的限制，否则也预期到复数形式。
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