[发明专利]在存在多个通信路径的情况下进行精确射频定位的粗略和精细飞行时间估计的系统和方法

权利要求书

1.一种用于定位无线网络架构中的节点的异步系统，包括：

第一无线节点，具有无线装置，所述无线装置具有一个或多个处理单元和用于在无线网络架构中发送和接收通信的RF电路，包括具有第一数据包的第一RF信号；以及

第二无线节点，具有无线装置，所述无线装置具有在所述无线网络架构中实现与所述第一无线节点双向通信的发送器和接收器，包括具有第二数据包的第二RF信号，其中所述第一无线节点的一个或多个处理单元被配置成运行指令以使用所述第一无线节点和所述第二无线节点的信道信息来确定所述第一数据包和所述第二数据包的粗略飞行时间估计以及所述飞行时间的精细时间估计。

2.根据权利要求1所述的异步系统，其中所述第一无线节点具有第一参考时钟信号，并且所述第二无线节点具有第二参考时钟信号。

3.根据权利要求2所述的异步系统，其中所述第一数据包和所述第二数据包的粗略飞行时间估计基于所述第一无线节点发送所述第一数据包的第一时间、所述第二无线节点接收所述第一数据包的第二时间、所述第二无线节点发送所述第二数据包的第三时间以及所述第一无线节点接收所述第二数据包的第四时间。

4.根据权利要求3所述的异步系统，其中所述粗略飞行时间估计的分辨率受到采样时钟的时间分辨率的限制，所述采样时钟的频率为f_s，用于控制检测发送或接收时序的电路。

5.根据权利要求3所述的异步系统，其中所述第一无线节点的信道信息包括所述第二数据包的信道响应的第一测量，并且所述第二无线装置的信道信息包括所述第一数据包的信道响应的第二测量。

6.根据权利要求5所述的异步系统，其中用于粗略和精细信道估计的组合前向信道响应包括将时钟相位偏移应用于线性相位与所述第二测量的加法。

7.根据权利要求6所述的异步系统，其中用于粗略和精细信道估计的组合反向信道响应包括将时钟相位偏移应用于线性相位与所述第一测量的减法。

8.根据权利要求7所述的异步系统，其中矩阵束和MUSIC算法中的至少一种用于根据所述组合前向信道响应和所述组合反向信道响应估计多路径的最小延迟。

9.根据权利要求8所述的异步系统，其中所述第一无线节点和所述第二无线节点之间的距离用于根据基于锚节点的三角测量或少锚节点三角测量，确定所述第一无线节点和所述第二无线节点的相对或绝对位置。

10.根据权利要求8所述的异步系统，其中所述第一无线节点和所述第二无线节点之间的距离用于确定定位信息，所述定位信息用于限定具有多个无线传感器节点的无线传感器网络中的群集成员身份。

11.权利要求1所述的异步系统，进一步包括：

远程装置，具有一个或多个处理单元，所述一个或多个处理单元被配置成运行指令以使用所述第一无线节点和所述第二无线节点的信道信息来至少部分地确定所述第一数据包和所述第二数据包的粗略飞行时间估计以及所述飞行时间的精细时间估计。

12.一种用于定位无线网络架构中的节点的同步系统，包括：

第一无线节点，具有无线装置，所述无线装置具有一个或多个处理单元和用于在无线网络架构中发送和接收通信的RF电路，包括具有第一数据包的第一RF信号；以及

第二无线节点，具有无线装置，所述无线装置具有一个或多个处理单元和在所述无线网络架构中实现与所述第一无线节点双向通信的RF电路，包括具有第二数据包的第二RF信号，其中所述第一无线节点的一个或多个处理单元运行指令，以使用所述第一无线节点和所述第二无线节点的信道信息来确定所述第一数据包和所述第二数据包的粗略飞行时间估计以及所述飞行时间的精细时间估计，其中所述第一无线节点和所述第二无线节点具有相同的参考时钟信号。