一种基于时频同步进行定位的方法和装置制造方法及图纸

本申请实施例提供一种基于时频同步进行定位的方法和装置，涉及通信技术领域，能够通过窄带系统进行时频同步，达到UWB高精度定位所需的时频同步精度，从而在不损失UWB定位精度的基础上，大幅降低定位端和被定位端使用UWB的面积和功耗。具体方案为：第一设备通过窄带系统与第二设备完成时频同步，得到时频同步信息。第一设备在MAC层确定时频同步信息达到宽带系统所需的时频精度时，第一设备通过宽带系统进行第一设备和第二设备间的测距和/或定位。第一设备通过窄带系统与第二设备交互测距和/或定位的结果。本申请实施例用于时频同步和定位的过程。和定位的过程。和定位的过程。

【技术实现步骤摘要】
一种基于时频同步进行定位的方法和装置
[0001]本申请要求于2022年04月08日提交国家知识产权局、申请号为202210370108.4、申请名称为“一种为高精度定位提供低功耗同步的方法和装置”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。


[0002]本申请实施例涉及通信
，尤其涉及一种基于时频同步进行定位的方法和装置。

技术介绍

[0003]超宽带(Ultra Wide Band，UWB)主要用于定位，且功耗和成本较高。为了解决UWB功耗高的问题，一般在产品上，采用蓝牙低功耗(Bluetooth Low Energy，BLE)+UWB组合，或采用无线保真(WiFi)+UWB组合。
[0004]在这两种组合中，定位端和被定位端可通过BLE/WiFi进行交互，起到搜索、发现、连接确定测距/定位的时间和方式等参数，并可确定一个粗略的用于发起定位的启动时间。之后，定位端和被定位端可通过UWB进行更高精度的时频同步，从而进行高精度测距/定位。该流程中，可大幅节省UWB的工作时间。再之后，定位端和被定位端通过UWB执行定位的流程。但是，当前这种使用UWB进行信令交互以及高精度的时频同步的操作，不但消耗了较多的功耗，也浪费了定位端和被定位端较多的器件面积实现该操作的功能。

技术实现思路

[0005]本申请实施例提供一种基于时频同步进行定位的方法和装置，能够通过窄带系统进行时频同步，达到UWB高精度定位所需的时频同步精度，从而在不损失UWB定位精度的基础上，大幅降低定位端和被定位端使用UWB的面积和功耗。
[0006]为达到上述目的，本申请实施例采用如下技术方案：
[0007]第一方面，提供一种基于时频同步进行定位的方法，包括：第一设备通过窄带系统与第二设备完成时频同步，得到时频同步信息；第一设备在媒体接入控制MAC层确定时频同步信息达到宽带系统所需的时频精度时，第一设备通过宽带系统进行第一设备和第二设备间的定位；第一设备通过窄带系统与第二设备交互定位结果。
[0008]其中，第一设备例如可以为定位端，第二设备为被定位端。
[0009]由此，在本申请中，第一设备和第二设备间进行时频同步可由窄带系统完成，例如窄带系统为BLE/WiFi，宽带系统为UWB等。本申请通过窄带系统进行信令交互和精同步，得到时频同步信息，并在第一设备和第二设备的MAC层进行时频同步精度确定后，可同步在两端的宽带系统启动测距和/或定位。这样，本申请可在不损失宽带系统用于测距/定位所需的时频精度的基础上，在由窄带系统进行两端的时频同步交互且达到宽带系统的同步精度的情况下，可大幅降低宽带系统的面积和功耗。
[0010]在一种可能的设计中，第一设备通过窄带系统与第二设备完成时频同步，得到时
频同步信息包括：第一设备通过窄带系统向第二设备发送广播消息，广播消息包括用于第一设备与第二设备建立窄带系统上的连接；第一设备通过窄带系统与第二设备进行单音同步，得到定第一设备和第二设备的粗同步的时频同步信息。
[0011]该设计可理解为基于第一设备和第二设备建立连接的定位场景进行时频同步。在建立窄带系统的连接基础上，通过窄带系统进行粗同步，再通过宽带系统进行精同步。一般情况下，宽带系统默认粗同步是满足精同步的要求的。因此，本申请相当于利用窄带系统完成第一设备和第二设备的时频同步，可大幅降低宽带系统用于时频同步的面积和功耗。
[0012]在一种可能的设计中，第一设备通过窄带系统第二设备完成时频同步，得到时频同步信息包括：第一设备通过窄带系统向第二设备发送第一广播消息，第一广播消息包括时频同步所需的基础信息；第一设备在窄带系统中根据基础信息启动单音同步，得到第一设备和第二设备的粗同步的时频同步信息；第一设备接收第二设备发送的第二广播消息，第二广播消息包括第二设备的粗同步的时频同步信息。
[0013]该设计是基于第一设备和第二设备处于非连接定位的场景的。该设计中，第一设备可通过窄带系统向第二设备发送广播消息，在第一设备和第二设备进行单音同步后，由第二设备向定位端再进行广播，指示时频同步信息。进而，第一设备和第二设备可通过宽带系统进行精同步。一般情况下，宽带系统默认粗同步是满足精同步的要求的。因此，本申请相当于利用窄带系统完成两端的时频同步，可大幅降低宽带系统用于时频同步的面积和功耗。
[0014]在一种可能的设计中，第一设备通过窄带系统与第二设备完成时频同步，得到时频同步信息包括：第一设备通过窄带系统向多个第二设备发送第一广播消息，第一广播消息包括时频同步所需的基础信息；第一设备在窄带系统中根据基础信息启动单音同步，以完成时频同步，得到第一设备和第二设备的粗同步的时频同步信息；第一设备依次接收多个第二设备发送的第二广播消息，多个第二设备中的每个第二设备发送的第二广播消息包括第二设备的粗同步的时频同步信息。
[0015]该设计是基于非连接定位的时频同步，基于广播的一个第一设备对应多个第二设备的场景。这种场景中，一对多的流程与一对一的流程相当，只是采用了多设备并行同步和并行测距。差异在于，多设备回复的流程上，是根据第一设备发送的广播中参数，按序回复的。因此，在这种场景中，同样也可利用窄带系统完成第一设备和第二设备的时频同步，可大幅降低宽带系统用于时频同步的面积和功耗。
[0016]在一种可能的设计中，在第一设备在媒体接入控制MAC层确定时频同步信息达到宽带系统所需的时频精度之前，该方法还包括：第一设备在粗同步的时频同步信息的基础上，通过宽带系统继续与第二设备进行时频同步，得到第一设备和第二设备的精同步的时频同步信息。
[0017]上文已经阐明，粗同步的时频同步信息可默认为精同步的时频同步信息。也就相当于时频同步由窄带系统完成，可降低宽带系统用于时频同步的面积和功耗。
[0018]在一种可能的设计中，第一设备和第二设备均包括MAC层、宽带系统的SUB
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MAC层和窄带系统的SUB
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MAC层。
[0019]第一设备通过窄带系统与第二设备完成时频同步包括：第一设备通过窄带系统的SUB
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MAC层与第二设备完成时频同步。
[0020]而且，第一设备可通过宽带系统的SUB
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MAC层进行定位，第一设备通过窄带系统的SUB
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MAC层交互定位结果。
[0021]例如，本申请中，第一设备和第二设备可通过窄带系统的SUB
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MAC层发送通信帧和同步帧完成时频同步，再通过宽带系统的SUB
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MAC层完成测距和/或定位，最后可通过窄带系统的SUB
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MAC层进行定位结果的交互。这样，对于第一设备和第二设备来说，时频同步由窄带系统SUB
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MAC层完成，可降低第一设备和第二设备的功耗和面积。
[0022]在一种可能的设计中，第一设备在媒体接入控制MAC层确定时频同步信息达到宽带系统所需本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于时频同步进行定位的方法，其特征在于，包括：第一设备通过窄带系统与第二设备完成时频同步，得到时频同步信息；所述第一设备在媒体接入控制MAC层确定所述时频同步信息达到宽带系统所需的时频精度时，所述第一设备通过所述宽带系统进行所述第一设备和所述第二设备间的定位；所述第一设备通过所述窄带系统与所述第二设备交互定位结果。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一设备通过窄带系统与第二设备完成时频同步，得到时频同步信息包括：所述第一设备通过所述窄带系统向所述第二设备发送广播消息，所述广播消息包括用于所述第一设备与所述第二设备建立所述窄带系统上的连接；所述第一设备通过所述窄带系统与所述第二设备进行单音同步，得到所述第一设备和所述第二设备的粗同步的时频同步信息。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一设备通过窄带系统与第二设备完成时频同步，得到时频同步信息包括：所述第一设备通过所述窄带系统向所述第二设备发送第一广播消息，所述第一广播消息包括时频同步所需的基础信息；所述第一设备在所述窄带系统中根据所述基础信息启动单音同步，得到所述第一设备和所述第二设备的粗同步的时频同步信息；所述第一设备接收所述第二设备发送的第二广播消息，所述第二广播消息包括所述第二设备的粗同步的时频同步信息。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一设备通过窄带系统与第二设备完成时频同步，得到时频同步信息包括：所述第一设备通过所述窄带系统向多个第二设备发送第一广播消息，所述第一广播消息包括时频同步所需的基础信息；所述第一设备在所述窄带系统中根据所述基础信息启动单音同步，以完成时频同步，得到所述第一设备和所述第二设备的粗同步的时频同步信息；所述第一设备依次接收所述多个第二设备发送的第二广播消息，所述多个第二设备中的每个第二设备发送的所述第二广播消息包括所述第二设备的粗同步的时频同步信息。5.根据权利要求2
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4任一项所述的方法，其特征在于，在所述第一设备在媒体接入控制MAC层确定所述时频同步信息达到宽带系统所需的时频精度之前，所述方法还包括：所述第一设备在所述粗同步的时频同步信息的基础上，通过所述宽带系统继续与所述第二设备进行时频同步，得到所述第一设备和所述第二设备的精同步的时频同步信息。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一设备和所述第二设备均包括所述MAC层、所述宽带系统的SUB
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MAC层和所述窄带系统的SUB
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MAC层；所述第一设备通过窄带系统与第二设备完成时频同步包括：所述第一设备通过所述窄带系统的SUB
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MAC层与所述第二设备完成时频同步。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一设备在媒体接入控制MAC层确定所述时频同步信息达到宽带系统所需的时频精度时，所述第一设备通过所述宽带系统进行所述第一设备和所述第二设备间的定位包括：所述第一设备在所述MAC层确定所述精同步的时频同步信息达到所述宽带系统所需的
时频精度时，在用于启动定位的时刻，所述第一设备在所述宽带系统的SUB
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MAC层向所述第二设备在所述宽带系统的SUB
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MAC层发送测距请求，所述测距请求用于请求所述第二设备在所述宽带系统的SUB
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MAC层进行定位；所述第一设备在所述宽带系统的SUB
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MAC层接收所述第二设备在所述宽带系统的SUB
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MAC层的测距响应。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一设备通过所窄带系统与所述第二设备交互定位结果包括：所述第一设备在所述窄带系统的SUB
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MAC层接收所述第二设备在所述窄带系统的SUB

【专利技术属性】
技术研发人员：谢子晨，郭湛，李卫华，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：