專利名稱：用于無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間通信的電路、系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于在無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行通信的電路、系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
在無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中，希望可以定位無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)或至少確定節(jié)點(diǎn)間的距離。由此，例如可以簡(jiǎn)單地找出故障節(jié)點(diǎn)。也可以跟蹤節(jié)點(diǎn)的緩慢運(yùn)動(dòng)——例如跟蹤工廠中的運(yùn)輸工具的運(yùn)動(dòng)。如果由飛機(jī)擲下的節(jié)點(diǎn)與地點(diǎn)相關(guān)地傳輸升高的溫度，則定位也可用于消防。 US 5， 220， 332公開(kāi)了一種具有詢問(wèn)裝置和應(yīng)答器的測(cè)距系統(tǒng)，所述測(cè)距系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)目標(biāo)物之間的非同時(shí)的測(cè)量。以具有可變調(diào)制頻率的(低頻)調(diào)制信號(hào)對(duì)載波進(jìn)行調(diào)制，以便借助相位測(cè)量或者替代地借助傳輸時(shí)間測(cè)量由調(diào)制信號(hào)的變化確定詢問(wèn)裝置與應(yīng)答器之間的距離。 W0 02/01247A2公開(kāi)了一種借助電磁波測(cè)量?jī)蓚€(gè)目標(biāo)物之間的距離的方法。兩次以不同的載波頻率發(fā)送基站的詢問(wèn)信號(hào)和便攜式編碼器的應(yīng)答信號(hào)。這些載波頻率在此是相關(guān)的，也就是說(shuō)，它們相互依賴。這些載波頻率相互逼近，從而可以測(cè)量這些信號(hào)之間的相移。由所述相移計(jì)算出編碼器到基站的距離?？梢砸圆煌妮d波頻率或者以相同的載波頻率發(fā)送詢問(wèn)信號(hào)和應(yīng)答信號(hào)。 如果根據(jù)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802. 15. 4設(shè)計(jì)傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)的收發(fā)機(jī)，則所述收發(fā)機(jī)不能同時(shí)發(fā)送和接收。 US 6，731，908B2公開(kāi)了一種用于確定兩個(gè)目標(biāo)物之間的距離的藍(lán)牙技術(shù)方法。在此，通過(guò)頻率跳變改變頻率，以便測(cè)量多個(gè)不同頻率的相位偏移。目標(biāo)物具有鎖相環(huán)(PLL-Ehase Locked Loop)中的電壓控制的石英晶體振蕩器，其中，在接收期間關(guān)閉鎖相環(huán)而在發(fā)送期間打開(kāi)鎖相環(huán)，使得接收信號(hào)和發(fā)送信號(hào)具有相同的頻率。在此，電壓控制的石英晶體振蕩器的本地振蕩器信號(hào)的相位借助鎖相環(huán)通過(guò)同步與接收信號(hào)相干(koMrent)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)在于，盡可能改善用于在無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間通信的方法。
所述任務(wù)通過(guò)具有獨(dú)立權(quán)利要求1的特征的方法來(lái)解決。有利的擴(kuò)展構(gòu)型是從屬
權(quán)利要求的主題并包含在說(shuō)明書(shū)中。 因此，提出用于在無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間通信的方法，所述方法優(yōu)選符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802. 15. 4。 在所述方法中，由無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)的第一節(jié)點(diǎn)發(fā)起距離測(cè)量。例如可以在無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)建立時(shí)發(fā)起距離測(cè)量?？商鎿Q地，重復(fù)實(shí)施所述距離測(cè)量以便確定節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)。在此，所述距離測(cè)量由第一節(jié)點(diǎn)發(fā)起。實(shí)施相位測(cè)量以確定距離。為了考慮多徑傳播，優(yōu)選對(duì)于多個(gè)頻率實(shí)施相位測(cè)量。 在一個(gè)方法步驟中，在用于距離測(cè)量的模式中，由第一節(jié)點(diǎn)借助第二節(jié)點(diǎn)的地址
5向第二節(jié)點(diǎn)傳輸用于距離測(cè)量的命令(RRC-Ranging Re quest Command :測(cè)距請(qǐng)求命令)。用
于距離測(cè)量的命令優(yōu)選在幀的有效數(shù)據(jù)中由第一節(jié)點(diǎn)向第二節(jié)點(diǎn)傳輸。 在一個(gè)方法步驟中，通過(guò)用于距離測(cè)量的命令使第二節(jié)點(diǎn)由運(yùn)行模式、例如標(biāo)準(zhǔn)
模式轉(zhuǎn)換到用于距離測(cè)量的模式中。優(yōu)選地，在用于距離測(cè)量的模式中，由第二節(jié)點(diǎn)實(shí)施專
用于距離測(cè)量的功能，這些功能在標(biāo)準(zhǔn)模式中是禁用的。 在用于距離測(cè)量的模式中，通過(guò)命令控制過(guò)程。所述過(guò)程設(shè)置多個(gè)時(shí)間窗，方法步驟在這些時(shí)間窗中進(jìn)行。通過(guò)命令控制兩個(gè)節(jié)點(diǎn)中的過(guò)程。 通過(guò)命令的控制，在過(guò)程的一發(fā)送時(shí)間窗中，由第一節(jié)點(diǎn)發(fā)送第一信號(hào)。在過(guò)程的、與所述發(fā)送時(shí)間窗相對(duì)應(yīng)的接收時(shí)間窗中，由第二節(jié)點(diǎn)接收所述第一信號(hào)并且測(cè)量所述第一信號(hào)的第一相位值。 通過(guò)命令的控制，在過(guò)程的一發(fā)送時(shí)間窗中，由第二節(jié)點(diǎn)發(fā)送第二信號(hào)。在與所述發(fā)送時(shí)間窗相對(duì)應(yīng)的接收時(shí)間窗中，由第一節(jié)點(diǎn)接收所述第二信號(hào)并且測(cè)量所述第二信號(hào)的第二相位值。 通過(guò)命令的控制，在過(guò)程的、這些發(fā)送時(shí)間窗和接收時(shí)間窗之后的時(shí)間窗中，使第
一信號(hào)的第一頻率改變一個(gè)頻率差以及使第二信號(hào)的第二頻率改變所述頻率差。在此，第一頻率和第二頻率的改變?cè)谕环较蛏线M(jìn)行。在此，使第一頻率和第二頻率提高所述頻率
差，或者使第一頻率和第二頻率降低所述頻率差。 此外，本發(fā)明的任務(wù)在于，提出一種無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)的盡可能改進(jìn)的電路。
所述任務(wù)通過(guò)具有獨(dú)立權(quán)利要求12的特征的電路來(lái)解決。有利的擴(kuò)展構(gòu)型是從屬權(quán)利要求的主題并包含在說(shuō)明書(shū)中。 因此，提出一種無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)的電路，所述電路優(yōu)選符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.15.4。優(yōu)選地，所述電路具有發(fā)送/接收電路(收發(fā)機(jī))，所述發(fā)送/收電路用于在無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)內(nèi)發(fā)送和接收有效數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，所述電路單片地集成在半導(dǎo)體芯片上。
所述電路被設(shè)置用于取決于地址地接收用于距離測(cè)量的命令。為此在所述電路中實(shí)現(xiàn)與所述命令相對(duì)應(yīng)的硬件功能和軟件功能。優(yōu)選地，所述電路具有地址解碼的功能，使得地址不是所述電路的、用于距離測(cè)量的命令被所述電路舍棄。 所述電路被如此設(shè)置，使得所述電路可通過(guò)所接收的命令轉(zhuǎn)換到用于距離測(cè)量的模式中。優(yōu)選地，在用于距離測(cè)量的模式中，在所述電路中實(shí)現(xiàn)的用于距離測(cè)量的程序部分和功能被激活，這些程序部分和功能在標(biāo)準(zhǔn)模式中是禁用的。 所述電路被設(shè)置用于通過(guò)命令控制過(guò)程。所述過(guò)程設(shè)置多個(gè)時(shí)間窗，電路的程序過(guò)程的方法步驟在這些時(shí)間窗中運(yùn)行。 所述電路被設(shè)置用于由命令控制地在過(guò)程的一發(fā)送時(shí)間窗中發(fā)送第一信號(hào)。優(yōu)選地，所述第一信號(hào)是未經(jīng)調(diào)制的載波信號(hào)。未經(jīng)調(diào)制的載波信號(hào)例如是高頻正弦信號(hào)。
所述電路被設(shè)置用于由命令控制地在過(guò)程的一接收時(shí)間窗中接收第二信號(hào)。此外，所述電路被設(shè)置用于測(cè)量第二信號(hào)的第一相位值。優(yōu)選地，第二信號(hào)是未經(jīng)調(diào)制的載波信號(hào)。 所述電路被設(shè)置用于由命令控制地在過(guò)程的、接收時(shí)間窗后面的時(shí)間窗中使第一信號(hào)的第一頻率改變一個(gè)頻率差。 所述電路被設(shè)置用于命令控制地改變接收頻率。在此，所述改變以頻率差的大小進(jìn)行。對(duì)于過(guò)程的一個(gè)另外的、隨后的接收時(shí)間窗中的第二信號(hào)的接收，接收頻率具有已改變的頻率。在此，第一頻率和第二頻率的改變?cè)谕环较蛏线M(jìn)行。在此，第一頻率和第二頻率被提高所述頻率差，或者第一頻率和第二頻率被降低所述頻率差。 本發(fā)明的另一方面是無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)，尤其是根據(jù)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)IEEE802. 15. 4的
無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)具有一個(gè)第一節(jié)點(diǎn)以及至少一個(gè)第二節(jié)點(diǎn)。優(yōu)選地，至少第二節(jié)點(diǎn)具有以上所述的電路。 所述系統(tǒng)的第一節(jié)點(diǎn)被設(shè)置用于發(fā)起用于測(cè)量到第二節(jié)點(diǎn)的距離的模式。第一節(jié)點(diǎn)被設(shè)置用于借助第二節(jié)點(diǎn)的地址向第二節(jié)點(diǎn)傳輸用于距離測(cè)量的命令。第二節(jié)點(diǎn)可通過(guò)所述命令轉(zhuǎn)換到用于距離測(cè)量的模式中。 在用于距離測(cè)量的模式中，第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)被設(shè)置用于通過(guò)命令控制兩個(gè)節(jié)點(diǎn)中的過(guò)程。所述過(guò)程設(shè)置多個(gè)時(shí)間窗，電路的程序的方法步驟在這些時(shí)間窗中運(yùn)行。
通過(guò)借助命令的控制，第一節(jié)點(diǎn)被設(shè)置用于在過(guò)程的一發(fā)送時(shí)間窗中發(fā)送第一信號(hào)，并且第二節(jié)點(diǎn)被設(shè)置用于在過(guò)程的相應(yīng)的接收時(shí)間窗中接收第一信號(hào)并且測(cè)量第一信號(hào)的第一相位值。 通過(guò)借助命令的控制，第二節(jié)點(diǎn)被設(shè)置用于在過(guò)程的一發(fā)送時(shí)間窗中發(fā)送第二信號(hào)，并且第一節(jié)點(diǎn)被設(shè)置用于在過(guò)程的相應(yīng)的接收時(shí)間窗中接收第二信號(hào)并且測(cè)量第二信號(hào)的第二相位值。 第一節(jié)點(diǎn)被設(shè)置用于在過(guò)程的一時(shí)間窗中使第一信號(hào)的第一頻率改變一個(gè)頻率差。第二節(jié)點(diǎn)被設(shè)置用于使第二信號(hào)的第二頻率同樣改變所述頻率差。在此，第一頻率和第二頻率的改變?cè)谕环较蛏线M(jìn)行。在此，第一頻率和第二頻率被提高所述頻率差，或者第一頻率和第二頻率被降低所述頻率差。 以下所述的擴(kuò)展構(gòu)型既涉及所述方法，也涉及所述電路以及所述系統(tǒng)。在此，電路或系統(tǒng)的功能特征由方法特征得出。方法特征也可由電路或系統(tǒng)的功能導(dǎo)出。
根據(jù)一個(gè)有利的構(gòu)型，在用于改變第一信號(hào)的第一頻率和第二信號(hào)的第二頻率的時(shí)間窗之后，重復(fù)發(fā)送時(shí)間窗和接收時(shí)間窗。借助所述重復(fù)測(cè)量第一信號(hào)的第三相位值和第二信號(hào)的第四相位值。優(yōu)選地，由第一相位值、第二相位值、第三相位值、第四相位值以及頻率差計(jì)算出距離。優(yōu)選地，由第一相位值、第二相位值、第三相位值、第四相位值以及頻率
差準(zhǔn)確地計(jì)算出距離值。 為了考慮尤其多徑傳播，優(yōu)選地設(shè)置，對(duì)于多個(gè)不同的第一頻率和多個(gè)不同的第二頻率重復(fù)發(fā)送時(shí)間窗和接收時(shí)間窗以及用于改變第一頻率和第二頻率的時(shí)間窗。
根據(jù)一個(gè)有利的擴(kuò)展構(gòu)型，借助用于距離測(cè)量的命令向第二節(jié)點(diǎn)傳輸用于距離測(cè)量的第一和/或第二頻率序列。 在一個(gè)有利的擴(kuò)展構(gòu)型中，由第二節(jié)點(diǎn)向第一節(jié)點(diǎn)傳輸用于距離測(cè)量的開(kāi)始時(shí)刻的同步的幀。通過(guò)所述同步，使第一節(jié)點(diǎn)中的第一方法過(guò)程和第二節(jié)點(diǎn)中的第二方法過(guò)程在時(shí)間上相互協(xié)調(diào)。優(yōu)選地，由命令控制地進(jìn)行第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)中的過(guò)程的發(fā)送時(shí)間窗和接收時(shí)間窗的時(shí)間同步。優(yōu)選地，所述時(shí)間同步導(dǎo)致，發(fā)送時(shí)間窗和相應(yīng)的接收時(shí)間窗以例如lus的預(yù)先確定的精確度同步。 根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的擴(kuò)展構(gòu)型，由第一節(jié)點(diǎn)根據(jù)用于同步的幀的接收時(shí)刻啟動(dòng)第一定時(shí)器。優(yōu)選地，由第二節(jié)點(diǎn)根據(jù)用于同步的幀的發(fā)送時(shí)刻啟動(dòng)第二定時(shí)器。接收時(shí)刻和/或發(fā)送時(shí)刻涉及幀內(nèi)部的一個(gè)位置，例如涉及幀的結(jié)束或涉及有效數(shù)據(jù)的開(kāi)始或涉及幀內(nèi)部的一個(gè)指示器。因?yàn)閹拈L(zhǎng)度對(duì)于第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)而言是已知的，所以幀內(nèi)部用于接收時(shí)刻的位置或用于發(fā)送時(shí)刻的位置可由第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)協(xié)商。 優(yōu)選地，由第一節(jié)點(diǎn)借助第一定時(shí)器的到期以及第二節(jié)點(diǎn)借助第二定時(shí)器的到期同步地開(kāi)始兩個(gè)節(jié)點(diǎn)中的過(guò)程。在此，第一節(jié)點(diǎn)中的過(guò)程的步驟與第二節(jié)點(diǎn)中的過(guò)程的步驟在時(shí)間上一致。例如，相繼地使用多個(gè)不同的頻率用于距離測(cè)量。兩個(gè)頻率之間的轉(zhuǎn)換在一個(gè)例如經(jīng)協(xié)商的時(shí)間窗內(nèi)通過(guò)第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)中的同步在時(shí)間上相互協(xié)調(diào)地進(jìn)行。
在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，第二節(jié)點(diǎn)在成功接收用于距離測(cè)量的命令后向第一節(jié)點(diǎn)發(fā)回一個(gè)確認(rèn)(ACK-acknowledgment)。通過(guò)確認(rèn)的接收，第一節(jié)點(diǎn)準(zhǔn)備進(jìn)行距離測(cè)量并且優(yōu)選地接通它的接收機(jī)。借助所述接通，第一節(jié)點(diǎn)優(yōu)選地被設(shè)置用于接收具有已改變的指示器的同步幀。 根據(jù)一個(gè)有利的擴(kuò)展構(gòu)型，由第一節(jié)點(diǎn)改變包含在幀中的指示器(SFD-Start ofFrame Delimiter :幀起始定界符)，所述指示器用于指示幀的、指示器后面的、待解碼的有效數(shù)據(jù)(PSDU)。優(yōu)選地，將所述指示器由命令(RRC)控制地改變?yōu)榕c距離測(cè)量相應(yīng)的值。在此優(yōu)選地，這個(gè)值不符合標(biāo)準(zhǔn)。同樣可行的是，在發(fā)送用于距離測(cè)量的命令后立即將第一節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)換到已改變的指示器上，從而第二節(jié)點(diǎn)不必發(fā)送確認(rèn)。在所述情況下，第一節(jié)點(diǎn)具有時(shí)間運(yùn)行計(jì)數(shù)器(timeout)，以便控制第二節(jié)點(diǎn)是否已被設(shè)置用于距離測(cè)量。在沒(méi)有第二節(jié)點(diǎn)的用于同步的幀的情況下，第一節(jié)點(diǎn)中止用于距離測(cè)量的模式。 根據(jù)一個(gè)有利的擴(kuò)展構(gòu)型方案，由第二節(jié)點(diǎn)在用于距離測(cè)量的模式中傳輸具有指示器的已改變的值的幀，尤其是用于同步的幀。因?yàn)橹甘酒鞯闹凳遣环蠘?biāo)準(zhǔn)的，所以未參與的節(jié)點(diǎn)的更高層(Layer)不對(duì)其進(jìn)行分析處理。與此相反，第一節(jié)點(diǎn)在用于距離測(cè)量的模式中在更高層中分析處理用于同步的幀的接收。有利地，在接收用于同步的幀之后，第一節(jié)點(diǎn)立即將指示器重置到標(biāo)準(zhǔn)值上。 根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，由第二節(jié)點(diǎn)向第一節(jié)點(diǎn)傳輸距離測(cè)量的測(cè)量結(jié)果。優(yōu)選地，在距離測(cè)量的過(guò)程之后借助符合標(biāo)準(zhǔn)的幀的有效數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量結(jié)果的傳輸。優(yōu)選地，為了進(jìn)行傳輸，指示器被重置到符合標(biāo)準(zhǔn)的值上。 優(yōu)選地設(shè)置，受保護(hù)地、尤其是加密地傳輸用于距離測(cè)量的命令。 有利地，可以隨著用于距離測(cè)量的命令一起傳輸參數(shù)。優(yōu)選地，隨著用于距離測(cè)量
的命令一起向第二節(jié)點(diǎn)傳輸指示器的已改變的值和/或用于距離測(cè)量的頻率序列和/或用
于距離測(cè)量的一個(gè)或多個(gè)過(guò)程步驟的持續(xù)時(shí)間。有利地，所述傳輸通過(guò)符合標(biāo)準(zhǔn)地傳輸?shù)?br> 幀的有效數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行。 以上所述的進(jìn)一步構(gòu)型方案無(wú)論是單獨(dú)應(yīng)用還是組合應(yīng)用都是特別有利的。在此，所有的構(gòu)型方案都可以彼此組合。在附圖的實(shí)施例的說(shuō)明中對(duì)一些組合進(jìn)行了闡述。但那里所示的進(jìn)一步構(gòu)型方案的組合可能性并未窮盡。


以下根據(jù)附圖通過(guò)實(shí)施例來(lái)詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明。
附圖示出 圖1 :具有節(jié)點(diǎn)A、B、C和D的無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)的示意圖，
圖2 :用于同步的示意圖，以及 圖3 :無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中用于距離測(cè)量的示意性流程圖。
具體實(shí)施例方式
在附圖1中示出了根據(jù)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802. 15. 4、具有節(jié)點(diǎn)A、 B、 C和D的無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)的示意圖。對(duì)于距離測(cè)量，節(jié)點(diǎn)A、B和C被構(gòu)造為使用符合標(biāo)準(zhǔn)的(MAC:媒體訪問(wèn)控制)命令RRC，所述命令RRC來(lái)自IEEE802. 15. 4的媒體訪問(wèn)控制命令標(biāo)識(shí)(MAC-CommandID)的保留區(qū)域。與此相反，節(jié)點(diǎn)D不具有距離測(cè)量的功能。 在附圖1的實(shí)施例中，節(jié)點(diǎn)A是測(cè)量到節(jié)點(diǎn)B的距離dAB的發(fā)起者。對(duì)于節(jié)點(diǎn)A而言，節(jié)點(diǎn)B的目標(biāo)地址是已知的。在附圖1的實(shí)施例的無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)A具有與節(jié)點(diǎn)B直接進(jìn)行通信的許可。節(jié)點(diǎn)A進(jìn)行測(cè)量數(shù)據(jù)的后續(xù)處理。在此，所述后續(xù)處理既包括節(jié)點(diǎn)A的測(cè)量數(shù)據(jù)也包括節(jié)點(diǎn)B的測(cè)量數(shù)據(jù)M(SFD)。 節(jié)點(diǎn)A向節(jié)點(diǎn)B發(fā)送用于距離測(cè)量的命令RRC。對(duì)于實(shí)際的距離測(cè)量而言，節(jié)點(diǎn)A中的過(guò)程與節(jié)點(diǎn)B中的過(guò)程的同步是有利的。為此，節(jié)點(diǎn)B向節(jié)點(diǎn)A發(fā)送用于同步的幀F(xiàn)sync(SFD，)。 在附圖3中示出了用于距離測(cè)量的示意性流程圖。在步驟l中，節(jié)點(diǎn)A通過(guò)過(guò)程的啟動(dòng)開(kāi)始距離測(cè)量。在用于確定用于傳輸?shù)男诺滥芊癖徽加玫牟襟E2. 1中的標(biāo)準(zhǔn)程序CSMA/CA之后，在步驟2. 2中，節(jié)點(diǎn)A通過(guò)目標(biāo)地址向節(jié)點(diǎn)B傳輸用于啟動(dòng)用于距離測(cè)量的過(guò)程的命令RRC。在此，可以作為有效數(shù)據(jù)向節(jié)點(diǎn)B —起傳輸頻率/信道的序列或者指示器SFD的目標(biāo)值。命令RRC被編碼為MAC命令幀，其中，命令標(biāo)識(shí)(command-ID)可被配置。所述命令標(biāo)識(shí)來(lái)自于保留值3' bl00...3' bill的區(qū)域。 優(yōu)選受保護(hù)地傳輸命令RRC。對(duì)此例如可以使用加密。借助幀來(lái)傳輸頻率跳變序列。例如，對(duì)此可以傳輸相互緊隨的頻率值或者傳輸儲(chǔ)存在節(jié)點(diǎn)A和B中的跳變序列的索引。通過(guò)受保護(hù)的傳輸，在頻率范圍中的測(cè)量?jī)?nèi)的頻率序列——尤其是未經(jīng)調(diào)制的載波信號(hào)的頻率序列——對(duì)于可能的入侵者是未知的，這使干擾變得困難。 在步驟3. 1中，節(jié)點(diǎn)B確定目標(biāo)地址和它的標(biāo)識(shí)之間的一致性并且在步驟3. 2中提取包含在所接收的幀的有效數(shù)據(jù)中的用于距離測(cè)量的信息。在步驟3. 3中，節(jié)點(diǎn)B檢驗(yàn)命令RRC和具有幀的地址的頭部并且向節(jié)點(diǎn)A發(fā)回一個(gè)接收確認(rèn)。節(jié)點(diǎn)A接收所述確認(rèn)并且隨著用于距離測(cè)量的過(guò)程的開(kāi)始繼續(xù)用于距離測(cè)量的模式。否則，在沒(méi)有確認(rèn)的情況下，節(jié)點(diǎn)A中止用于距離測(cè)量的模式或者重新發(fā)起至另一節(jié)點(diǎn)的距離測(cè)量的模式。通過(guò)確認(rèn)的接收，節(jié)點(diǎn)A接通它的接收機(jī)，以便可以接收具有已改變的指示器SFD的同步幀。此外，節(jié)點(diǎn)B在發(fā)送確認(rèn)之后發(fā)送具已改變的指示器SFD'的同步幀，因此這個(gè)同步幀僅僅能由節(jié)點(diǎn)A接收。與此相反，節(jié)點(diǎn)C和D舍棄具有已改變的、不符合標(biāo)準(zhǔn)的指示器SFD'的幀。
通過(guò)所述選擇完成了無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)內(nèi)用于距離測(cè)量的參與者，即節(jié)點(diǎn)A和節(jié)點(diǎn)B的選擇。在步驟3c中，節(jié)點(diǎn)C可以將目標(biāo)地址不分配給它的標(biāo)識(shí)。在步驟3d中，節(jié)點(diǎn)D中不識(shí)別用于距離測(cè)量的命令RRC并且未相應(yīng)地作出響應(yīng)。 節(jié)點(diǎn)B在解密所述有效數(shù)據(jù)之后接收跳變序列并且為測(cè)量過(guò)程作好準(zhǔn)備。所述測(cè)量過(guò)程例如在節(jié)點(diǎn)A和B中以+/-lus的誤差時(shí)間同步地進(jìn)行。 在步驟4中，節(jié)點(diǎn)A將其指示器SFD改變到一個(gè)不符合標(biāo)準(zhǔn)的值，即不等于0x00
9以及不等于0xA7。 在步驟5. 1中的用于信道占用(CSMA/CA)的標(biāo)準(zhǔn)程序之后，節(jié)點(diǎn)B在步驟5. 2中向具有指示器的已改變的值的節(jié)點(diǎn)A發(fā)送一個(gè)用于同步的空幀。借助指示器的已修改的值阻止其他的網(wǎng)絡(luò)參與者C和D接收和干擾所述幀。根據(jù)附圖2，在具有定時(shí)器時(shí)間tB的定時(shí)器到期之后，節(jié)點(diǎn)B在步驟8中啟動(dòng)測(cè)量過(guò)程，其中，定時(shí)器在發(fā)送時(shí)刻tFsyn。啟動(dòng)并且在時(shí)刻tM、即測(cè)量過(guò)程的開(kāi)始時(shí)刻到期。 在附圖3的步驟6. 1中，用于同步的幀由節(jié)點(diǎn)A接收。節(jié)點(diǎn)A在步驟8中將用于同步的幀作為測(cè)量過(guò)程的專門(mén)啟動(dòng)信號(hào)應(yīng)用在物理層上——在OSI分層模型中所述物理層也被稱作比特傳輸層(BitUbertrag皿gsschicht)。根據(jù)附圖2，在具有定時(shí)器的到期時(shí)間、的定時(shí)器到期之后，節(jié)點(diǎn)A在步驟8中開(kāi)始測(cè)量過(guò)程，其中，定時(shí)器在接收時(shí)刻^啟動(dòng)并且在時(shí)刻tM、即測(cè)量過(guò)程的開(kāi)始時(shí)刻tM到期。在附圖2的實(shí)施例中，通過(guò)所接收的幀的有效數(shù)據(jù)PSDU的結(jié)束啟動(dòng)定時(shí)器。在附圖2中同樣標(biāo)出兩個(gè)可選方案，其中可以在指示器后的時(shí)刻t/啟動(dòng)定時(shí)器或者在前導(dǎo)SHR后的時(shí)刻t/啟動(dòng)定時(shí)器。在所有情況中，定時(shí)器必須都在時(shí)刻tM到期，以實(shí)現(xiàn)與節(jié)點(diǎn)B的時(shí)間同步。在此，同步的精度尤其取決于兩個(gè)定時(shí)器的精度和傳輸路徑。 此外，節(jié)點(diǎn)A在步驟6. 1中將指示器重置為符合標(biāo)準(zhǔn)的值0xA7。節(jié)點(diǎn)A在步驟6. 2中發(fā)送一個(gè)確認(rèn)，節(jié)點(diǎn)B在步驟7中接收并檢驗(yàn)所述確認(rèn)。 在步驟8中，在時(shí)間間隔N*tm中實(shí)施用于節(jié)點(diǎn)A和節(jié)點(diǎn)B的測(cè)量過(guò)程。測(cè)量過(guò)程8具有節(jié)點(diǎn)A的發(fā)送時(shí)間窗8a. 1，所述發(fā)送時(shí)間窗8a. l也可被稱為發(fā)送階段。與此同步地，測(cè)量過(guò)程8具有節(jié)點(diǎn)B的、相應(yīng)的接收時(shí)間窗8b. l，所述接收時(shí)間窗8b. 1也可被稱為接收階段。測(cè)量過(guò)程8具有節(jié)點(diǎn)B的發(fā)送時(shí)間窗8b.2。與此同步地，測(cè)量過(guò)程8具有節(jié)點(diǎn)A的、相應(yīng)的接收時(shí)間窗8a. 2。在時(shí)間窗8a. 3或8b. 3中，頻率、例如未經(jīng)調(diào)制的載波信號(hào)的載波頻率被改變，并且步驟8重復(fù)N次，直至在各個(gè)節(jié)點(diǎn)中對(duì)于序列的盡可能所有頻率已實(shí)施了相位值的測(cè)量。 為了進(jìn)行測(cè)量，相互發(fā)送短的脈沖串并且既在節(jié)點(diǎn)A中也在節(jié)點(diǎn)B中測(cè)量和儲(chǔ)存相位和/或幅度位置。 在步驟9. 1中的用于通道占用的標(biāo)準(zhǔn)程序之后，在步驟9. 2中借助符合標(biāo)準(zhǔn)的幀向節(jié)點(diǎn)A傳輸回節(jié)點(diǎn)B的測(cè)量結(jié)果。對(duì)于所述傳輸，有效數(shù)據(jù)是受保護(hù)的。有效數(shù)據(jù)的內(nèi)容是節(jié)點(diǎn)B中的測(cè)量的幅度值和/或相位值。 在步驟10. 1和10. 2中，節(jié)點(diǎn)A從節(jié)點(diǎn)B接收測(cè)量數(shù)據(jù)并且分析處理所述測(cè)量數(shù)據(jù)，以便計(jì)算出節(jié)點(diǎn)A和B之間的距離dAB，并且節(jié)點(diǎn)A在步驟10. 3中向節(jié)點(diǎn)B發(fā)回一個(gè)確認(rèn)，所述確認(rèn)在步驟10. 4中由節(jié)點(diǎn)B接收并檢驗(yàn)。與此相反，節(jié)點(diǎn)C和D在步驟10c和10d中可能確定出目標(biāo)地址和他們的標(biāo)識(shí)的不一致性。在步驟lla和lib中，用于測(cè)量距離的方法結(jié)束并且節(jié)點(diǎn)A和B轉(zhuǎn)換到標(biāo)準(zhǔn)模式中。 本發(fā)明并不限于附圖1至3示出的構(gòu)型方案。例如，可以使用其他的定時(shí)器啟動(dòng)時(shí)刻。也可以固定地預(yù)先給定用于距離測(cè)量的頻率序列和/或指示器的變化值。同時(shí)，也可以在另一工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、例如WLAN的無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行距離測(cè)量。
附圖標(biāo)記 A、B、C、D 無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)
dffl 距離 Fsyne 用于同步的幀 M 測(cè)量數(shù)據(jù) SHR 前導(dǎo) SFD 指示器 PSDU 有效數(shù)據(jù) tE、 tE， 、 tE、 tM、 tFsync 時(shí)刻 tA、 tB 定時(shí)器的到期時(shí)間 t 時(shí)間
1權(quán)利要求
用于在一無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)(A，B)之間通信的方法，在所述方法中，由第一節(jié)點(diǎn)(A)啟動(dòng)一用于測(cè)量到一第二節(jié)點(diǎn)(B)的距離的模式，在所述方法中，在所述用于距離測(cè)量的模式中，由所述第一節(jié)點(diǎn)(A)借助所述第二節(jié)點(diǎn)(B)的地址向所述第二節(jié)點(diǎn)(B)傳輸一用于距離測(cè)量的命令(RRC)，在所述方法中，通過(guò)所述命令(RRC)使所述第二節(jié)點(diǎn)(B)轉(zhuǎn)換到所述用于距離測(cè)量的模式中，在所述方法中，在所述用于距離測(cè)量的模式中，通過(guò)所述命令(RRC)控制一過(guò)程(8)，在所述方法中，受所述命令(RRC)控制地，在所述過(guò)程(8)的一發(fā)送時(shí)間窗(8a.1)中，由所述第一節(jié)點(diǎn)(A)發(fā)送一第一信號(hào)，并且在所述過(guò)程(8)的一相應(yīng)的接收時(shí)間窗(8b.1)中，由所述第二節(jié)點(diǎn)(B)接收所述第一信號(hào)并且測(cè)量所述第一信號(hào)的一第一相位值，在所述方法中，受所述命令(RRC)控制地，在所述過(guò)程(8)的一發(fā)送時(shí)間窗(8b.2)中，由所述第二節(jié)點(diǎn)(B)發(fā)送一第二信號(hào)，并且在一相應(yīng)的接收時(shí)間窗(8a.2)中，由所述第一節(jié)點(diǎn)(A)接收所述第二信號(hào)并且測(cè)量所述第二信號(hào)的一第二相位值，以及在所述方法中，受所述命令(RRC)控制地，在所述過(guò)程(8)的一個(gè)隨后的時(shí)間窗(8a.3，8b.3)中，使所述第一信號(hào)的第一頻率改變一頻率差并且使所述第二信號(hào)的第二頻率改變所述頻率差。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，在所述方法中，在用于改變所述第一信號(hào)的所述第一頻率以及所述第二信號(hào)的所述第二頻率的時(shí)間窗(8a.3，8b. 3)后，重復(fù)所述發(fā)送時(shí)間窗(8a. 1，8b. 2)和接收時(shí)間窗(8b. l，8a. 2)，并且測(cè)量所述第一信號(hào)的一第三相位值以及所述第二信號(hào)的一第四相位值。
3. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一的方法，在所述方法中，對(duì)于多個(gè)不同的第一頻率和多個(gè)不同的第二頻率，重復(fù)所述發(fā)送時(shí)間窗(8a. l，8b.2)以及接收時(shí)間窗(8b. l，8a.2)以及用于改變所述第一頻率和所述第二頻率的時(shí)間窗(8a. 3，8b. 3)。
4. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一的方法，在所述方法中，借助所述用于距離測(cè)量的命令(RRC)為了所述距離測(cè)量向所述第二節(jié)點(diǎn)(B)傳輸所述第一頻率和/或所述第二頻率的一序列。
5. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一的方法，在所述方法中，受所述命令(RRC)控制地，由所述第二節(jié)點(diǎn)(B)向所述第一節(jié)點(diǎn)(A)傳輸一個(gè)幀(F，)，所述幀(Fsyn。)用于具有所述發(fā)送時(shí)間窗(8a. l，8b. 2)和接收時(shí)間窗(8b. l，8a. 2)和所述用于改變所述第一頻率和所述第二頻率的時(shí)間窗(8a.3，8b.3)的所述過(guò)程(8)的一開(kāi)始時(shí)刻的同步。
6. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一的方法，在所述方法中，受所述命令(RRC)控制地，由所述第一節(jié)點(diǎn)(A)將一用于指示一幀的隨后待解碼的有效數(shù)據(jù)(PSDU)的指示器(SFD)改變到一與所述距離測(cè)量相對(duì)應(yīng)的值上，在所述方法中，在所述用于距離測(cè)量的模式中，由所述第二節(jié)點(diǎn)(B)向所述第一節(jié)點(diǎn)(A)傳輸具有所述指示器(SFD')的已改變的值的幀，尤其是具有所述指示器(SFD')的已改變的值的、用于同步的幀(Fsyn。)。
7. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一的方法，在所述方法中，受所述命令(RRC)控制地進(jìn)行所述第一節(jié)點(diǎn)(A)和所述第二節(jié)點(diǎn)(B)中的所述過(guò)程(8)的所述發(fā)送時(shí)間窗(8a. l，8b. 2)和所述接收時(shí)間窗(8b. l，8a.2)的一時(shí)間上的同步。
8. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一的方法，在所述方法中，由所述第一節(jié)點(diǎn)(A)根據(jù)一用于同步的幀(Fsyn。)的一接收時(shí)刻(tE，V， tE")啟動(dòng)一第一定時(shí)器，在所述方法中，由所述第二節(jié)點(diǎn)(B)根據(jù)所述用于同步的幀(Fsyn。)的一發(fā)送時(shí)刻(tFsyn。)啟動(dòng)一第二定時(shí)器，在所述方法中，由所述第一節(jié)點(diǎn)(A)隨著所述第一定時(shí)器的到期以及由所述第二節(jié)點(diǎn)(B)隨著所述第二定時(shí)器的到期同步地開(kāi)始兩個(gè)節(jié)點(diǎn)(A，B)中的所述過(guò)程(8)。
9. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一的方法，在所述方法中，由所述第二節(jié)點(diǎn)(B)向所述第一節(jié)點(diǎn)(A)傳輸所述距離測(cè)量的測(cè)量結(jié)果(M)，尤其是傳輸距離測(cè)量的具有所述指示器(SFD)的一被重置的值的測(cè)量結(jié)果(M)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9的方法，在所述方法中，借助所述用于距離測(cè)量的命令(RRC)向所述第二節(jié)點(diǎn)(B)傳輸所述指示器(SFD')的已改變的值。
11. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一的方法，在所述方法中，受保護(hù)地、尤其是加密地傳輸所述用于距離測(cè)量的命令(RRC)。
12. —無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)的一節(jié)點(diǎn)的電路，所述電路被設(shè)置用于取決于地址地接收一用于距離測(cè)量的命令(RRC)，以及所述電路可通過(guò)所述命令(RRC)被轉(zhuǎn)換到一用于距離測(cè)量的模式中，其中，所述電路被設(shè)置用于通過(guò)所述命令(RRC)控制一過(guò)程(8)，其中，所述電路被設(shè)置用于在所述過(guò)程(8)的一發(fā)送時(shí)間窗(8a. 1)中發(fā)送一第一信號(hào)，其中，所述電路被設(shè)置用于在所述過(guò)程(8)的一接收時(shí)間窗(8a. 2)中接收一第二信號(hào)并且用于測(cè)量所述第二信號(hào)的一第一相位值，其中，所述電路被設(shè)置用于在所述過(guò)程(8)的一緊隨所述接收時(shí)間窗(8a. 2)的時(shí)間窗(8a. 3)中使所述第一信號(hào)的第一頻率改變一頻率差，其中，所述電路被設(shè)置用于為了在所述過(guò)程(8)的一隨后的接收時(shí)間窗上接收具有已改變的第二頻率的所述第二信號(hào)而改變一接收頻率。
13. —無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)，具有一第一節(jié)點(diǎn)(A)以及具有一第二節(jié)點(diǎn)(B)，在所述系統(tǒng)中，所述第一節(jié)點(diǎn)(A)被設(shè)置用于啟動(dòng)一用于測(cè)量到所述第二節(jié)點(diǎn)(B)的距離(dAB)的模式，在所述系統(tǒng)中，所述第一節(jié)點(diǎn)(A)被設(shè)置用于借助所述第二節(jié)點(diǎn)(B)的地址向所述第二節(jié)點(diǎn)(B)傳輸一用于距離測(cè)量的命令(RRC)，以及在所述系統(tǒng)中，所述第二節(jié)點(diǎn)(B)可通過(guò)所述命令(RRC)被轉(zhuǎn)換到用于距離測(cè)量的模式中，在所述系統(tǒng)中，在所述用于測(cè)量距離的模式中，所述第一節(jié)點(diǎn)(A)和所述第二節(jié)點(diǎn)(B)被設(shè)置用于通過(guò)所述命令(RRC)控制一過(guò)程(8)，在所述系統(tǒng)中，所述第一節(jié)點(diǎn)(A)被設(shè)置用于受所述命令(RRC)控制地在所述過(guò)程(8)的一發(fā)送時(shí)間窗(8a. 1)中發(fā)送一第一信號(hào)，并且所述第二節(jié)點(diǎn)(B)被設(shè)置用于受所述命令(RRC)控制地在所述過(guò)程(8)的一相應(yīng)的接收時(shí)間窗(8b. 1)中接收所述第一信號(hào)并且測(cè)量所述第一信號(hào)的一第一相位值，在所述系統(tǒng)中，所述第二節(jié)點(diǎn)(B)被設(shè)置用于受所述命令(RRC)控制地在所述過(guò)程(8)的一發(fā)送時(shí)間窗(8b. 2)中發(fā)送一第二信號(hào)，并且所述第一節(jié)點(diǎn)(A)被設(shè)置用于受所述命令(RRC)控制地在所述過(guò)程(8)的一相應(yīng)的接收時(shí)間窗(8a. 2)中接收所述第二信號(hào)并且測(cè)量所述第二信號(hào)的一第二相位值，在所述系統(tǒng)中，所述第一節(jié)點(diǎn)(A)被設(shè)置用于在所述過(guò)程(8)的一時(shí)間窗(8a. 3，8b. 3)中使所述第一信號(hào)的第一頻率改變一頻率差并且所述第二節(jié)點(diǎn)(b)被設(shè)置用于使所述第二信號(hào)的第二頻率改變所述頻率差。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于在無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間通信的電路、系統(tǒng)和方法，其中，第一節(jié)點(diǎn)啟動(dòng)測(cè)量到第二節(jié)點(diǎn)的距離的模式；在距離測(cè)量模式中第一節(jié)點(diǎn)借助第二節(jié)點(diǎn)的地址向第二節(jié)點(diǎn)傳輸距離測(cè)量的命令；通過(guò)命令使第二節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)換到距離測(cè)量模式中；在距離測(cè)量模式中通過(guò)命令控制一過(guò)程；受命令控制地，在一發(fā)送時(shí)間窗中第一節(jié)點(diǎn)發(fā)送第一信號(hào)，在相應(yīng)的接收時(shí)間窗中第二節(jié)點(diǎn)接收第一信號(hào)并測(cè)量第一信號(hào)的第一相位值；受命令控制地，在一發(fā)送時(shí)間窗中第二節(jié)點(diǎn)發(fā)送第二信號(hào)，在相應(yīng)的接收時(shí)間窗中第一節(jié)點(diǎn)接收第二信號(hào)并測(cè)量第二信號(hào)的第二相位值；受命令控制地，在隨后的時(shí)間窗中使第一信號(hào)的第一頻率及第二信號(hào)的第二頻率改變一頻率差。
文檔編號(hào)H04W84/00GK101771937SQ20091026372
公開(kāi)日2010年7月7日 申請(qǐng)日期2009年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月30日
發(fā)明者E·薩克塞, T·費(fèi)希倫德, W·克盧格 申請(qǐng)人:愛(ài)特梅爾汽車(chē)股份有限公司