基于供正交频分多路复用使用的副载波子集进行的室内无线电测距的制作方法
【专利说明】基于供正交频分多路复用使用的副载波子集进行的室内无线电测距
[0001]相关串请案的交叉参考
[0002]本申请案主张2012年10月19日申请的且题为“基于供正交频分多路复用(OFDM)使用的副载波子集进行的室内无线电测距(Indoor rad1 ranging based on a subset ofsubcarriers employed by orthogonal frequency divis1n multiplexing (OFDM))，，的第13/656，398号美国申请案的优先权，所述申请案以其全文引用的方式并入本文中。
技术领域
[0003]本发明一般来说涉及用于无线位置估计的系统、设备及方法，且更确切地说，涉及基于OFDM副载波子集的自相关进行的室内测距。
【背景技术】
[0004]移动站可使用GPS来获得其当前位置且提供良好固定。然而，在室内，GPS信号被阻断且良好的GPS固定是不可靠或不可能的。移动站可切换到内部传感器(例如，来自加速度计、陀螺测试仪及磁力计)，确定移动站从最后的良好固定起行进达多远及在哪个方向上行进。替代地，移动站可记录来自附近无线接入点(AP)的RSSI及/或RTT测量结果。RSSI测量结果可用于测距；然而，所得距离具有50到100英尺的高度不确定性。RTT测量结果提供较低程度的不确定性；然而，不确定性仍可能为10到50英尺。通过估计到三个或三个以上AP的距离，移动站可使用三边测量来估计其位置但不确定性程度保持。
[0005]所需的是一种以较高程度的准确度确定移动站的距离及位置的方式。
【发明内容】
[0006]揭示用于确定发射器与接收器之间的一组距离的系统、设备及方法。可通过以下操作将所述组距离转换成单个明确的距离:使用来自OFDM信号的额外副载波，使用第一位置处的接收器(例如，本地单元或第一收发器)的最后的已知位置及/或获得到两个、三个或三个以上发射器(例如，远程单元或第二收发器或多个收发器)的距离。可将所述距离与其它距离一起进行处理以获得所述接收器的位置。
[0007]根据一些方面，揭示一种用于基于正交频分多路复用(OFDM)副载波进行无线电测距的方法，所述方法包括:在第一收发器处接收来自第二收发器的所接收OFDM信号；选择至少两个OFDM副载波的子集，所述子集包括少于大多数的所述OFDM副载波；及使所述所接收OFDM信号的至少两个OFDM副载波的所述子集自相关以提供自相关结果，所述自相关结果具有来自至少两个OFDM副载波的所述子集的差频，其中所述自相关结果包括多个可能的距离。
[0008]根据一些方面，揭示一种用于基于正交频分多路复用(OFDM)副载波进行无线电测距的移动装置，所述移动装置包括:第一收发器；及耦合到所述第一收发器的处理器，所述处理器经配置以:在所述第一收发器处接收来自第二收发器的所接收OFDM信号；选择至少两个OFDM副载波的子集，所述子集包括少于大多数的所述OFDM副载波；及使所述所接收OFDM信号的至少两个OFDM副载波的所述子集自相关以提供自相关结果，所述自相关结果具有来自至少两个OFDM副载波的所述子集的差频，其中所述自相关结果包括多个可能的距离。
[0009]根据一些方面，揭示一种用于基于正交频分多路复用(OFDM)副载波进行无线电测距的移动装置，所述移动装置包括:用于在第一收发器处接收来自第二收发器的所接收OFDM信号的装置；用于选择至少两个OFDM副载波的子集的装置，所述子集包括少于大多数的所述OFDM副载波；及用于使所述所接收OFDM信号的至少两个OFDM副载波的所述子集自相关以提供自相关结果的装置，所述自相关结果具有来自至少两个OFDM副载波的所述子集的差频，其中所述自相关结果包括多个可能的距离。
[0010]根据一些方面，揭示一种非易失性计算机可读存储媒体，其包含存储在其上以用于基于正交频分多路复用(OFDM)副载波进行无线电测距的程序代码，所述程序代码包括用于进行以下操作的代码:在第一收发器处接收来自第二收发器的所接收OFDM信号；选择至少两个OFDM副载波的子集，所述子集包括少于大多数的所述OFDM副载波；及使所述所接收OFDM信号的至少两个OFDM副载波的所述子集自相关以提供自相关结果，所述自相关结果具有来自至少两个OFDM副载波的所述子集的差频，其中所述自相关结果包括多个可能的距离。
[0011]根据一些方面，揭示一种用于基于正交频分多路复用(OFDM)副载波进行无线电测距的方法，所述方法包括:在第一收发器处接收来自第二收发器的所接收OFDM信号；选择至少三个OFDM副载波的子集；及使所述所接收OFDM信号的至少三个OFDM副载波的所述子集自相关以提供包括距离的自相关结果。
[0012]根据一些方面，揭示一种用于基于正交频分多路复用(OFDM)副载波进行无线电测距的移动装置，所述移动装置包括:第一收发器；及耦合到所述第一收发器的处理器，所述处理器经配置以:在第一收发器处接收来自第二收发器的所接收OFDM信号；选择至少三个OFDM副载波的子集；及使所述所接收OFDM信号的至少三个OFDM副载波的所述子集自相关以提供包括距离的自相关结果。
[0013]根据一些方面，揭示一种用于基于正交频分多路复用(OFDM)副载波进行无线电测距的移动装置，所述移动装置包括:用于在第一收发器处接收来自第二收发器的所接收OFDM信号的装置；用于选择至少三个OFDM副载波的子集的装置；及用于使所述所接收OFDM信号的至少三个OFDM副载波的所述子集自相关以提供包括距离的自相关结果的装置。
[0014]根据一些方面，揭示一种非易失性计算机可读存储媒体，其包含存储在其上以用于基于正交频分多路复用(OFDM)副载波进行无线电测距的程序代码，所述程序代码包括用于进行以下操作的代码:在第一收发器处接收来自第二收发器的所接收OFDM信号；选择至少三个OFDM副载波的子集；及使所述所接收OFDM信号的至少三个OFDM副载波的所述子集自相关以提供包括距离的自相关结果。
[0015]应理解，对于所属领域的技术人员来说，其它方面将从以下详细描述变得容易显而易见，其中借助于说明展示及描述各个方面。图式及详细描述应被视为本质上是说明性的而不是限制性的。
【附图说明】
[0016]将参看图式仅通过实例方式来描述本发明的实施例。
[0017]图1展示彼此同步的处于第一位置的第一接收器(例如，第一收发器或本地单元)及处于第二位置的第二发射器(例如，第二收发器或远程单元)，其中第一接收器俘获OFDM信号以用于产生单向行进时间(OWTT)。
[0018]图2展示处于第一位置的第一收发器(例如，本地单元)及处于第二位置的第二收发器(例如，远程单元)，其用以发射及接收OFDM信号以用于产生往返时间(RRT)。
[0019]图3展示频域中的OFDM信号。
[0020]图4展示来自OFDM信号的单个副载波。
[0021]图5展示OFDM信号的单个副载波的自相关的结果。
[0022]图6展示根据本发明的一些实施例的来自OFDM信号的两个副载波的选择。
[0023]图7展示根据本发明的一些实施例的OFDM信号的两个副载波的自相关的结果。
[0024]图8展示根据本发明的一些实施例的来自OFDM信号的三个副载波的选择。
[0025]图9展示根据本发明的一些实施例的OFDM信号的三个副载波的自相关的结果。
[0026]图10展示OFDM信号的所有副载波的自相关的结果。
[0027]图11及12展示根据本发明的一些实施例的使用OFDM信号的两个到几个副载波的自相关得到的两个收发器之间(例如，移动站与接入点之间)的若干可能的距离。
[0028]图13及14展示由用于位置估计的OFDM副载波的自相关产生的距离圈的各种相交点。
[0029]图15、16、17、18、19及20展示根据本发明的一些实施例的各种接入点及移动站配置。
[0030]图21说明用于基于OFDM副载波进行无线电测距的方法。
[0031]图22及23展示根据本发明的一些实施例的收发器的可能的配置。
[0032]图24展示用于确定移动装置的位置估计的方法。
【具体实施方式】
[0033]下文结合附图陈述的详细描述希望作为对本发明的各个方面的描述，而不希望表示其中可实践本发明的仅有方面。提供本发明中所描述的每一方面仅作为本发明的实例或说明，且不应必然地被解释为比其它方面优选或有利。详细描述包含用于提供对本发明的彻底理解的目的的特定细节。然而，所属领域的技术人员将显而易见，可在没有这些特定细节的情况下实践本发明。在一些例子中，以框图的形式展示众所周知的结构及装置以便避免混淆本发明的概念。首字母缩写词及其它描述性术语可仅出于便利及清楚的目的而使用，且不希望限制本发明的范围。
[0034]本文所描述的位置确定技术可结合各种无线通信网络来实施，各种无线通信网络例如无线广域网(WWAN)、无线局域网(WLAN)、无线个人局域网(WPAN)等等。术语“网络”与“系统”常常可互换地使用。WffAN可为码分多址(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、长期演进(LTE)等等。CDMA网络可实施一或多种无线电接入技术(RAT)，例如，cdma2000、宽带CDMA(W-CDMA)等等。Cdma2000 包含 IS-95、IS-2000 及 IS-856 标准。TDMA 网络可实施全球移动通信系统(GSM)、数字高级移动电话系统(D-AMPS)或某一其它RAT。GSM及W-CDMA描述于来自名为“第三代合作伙伴计划”(3GPP)的协会的文档中。Cdma2000描述于来自名为“第三代合作伙伴计划2” (3GPP2)的协会的文档中。3GPP及3GPP2文档是公众可获得的。WLAN可为IEEE802.1lx网络，且WPAN可为蓝牙网络、IEEE 802.15x或某一其它类型的网络。所述技术还可结合WWAN、WLAN及/或WPAN的任