(57)【要約】  第1のワイヤレスデバイスにおいて、第1のワイヤレスデバイスによって送信される第1のブロードキャストメッセージに関連する第1の情報を取得するステップと、第1のワイヤレスデバイスにおいて、第2のワイヤレスデバイスによって送信される第2のブロードキャストメッセージに関連する第2の情報を取得するステップであって、第2のブロードキャストメッセージは第1の情報の少なくとも一部を含む、ステップとを含む、第1のワイヤレスデバイスと第2のワイヤレスデバイスとの間の距離を推定する方法を含む、方法、デバイス、システム、装置、サーバ、コンピュータ/プロセッサ可読媒体、および他の実施態様が開示される。方法はまた、第1の情報および第2の情報に少なくとも部分的に基づいて、第1のワイヤレスデバイスと第2のワイヤレスデバイスとの間の距離を決定するステップをも含む。
2018514752.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第1のワイヤレスデバイスと第2のワイヤレスデバイスとの間の距離を推定する方法であって、
前記第1のワイヤレスデバイスにおいて、前記第1のワイヤレスデバイスによって送信される第1のブロードキャストメッセージに関連する第1の情報を取得するステップと、
前記第1のワイヤレスデバイスにおいて、前記第2のワイヤレスデバイスによって送信される第2のブロードキャストメッセージに関連する第2の情報を取得するステップであって、前記第2のブロードキャストメッセージは、前記第1のブロードキャストメッセージに関連する前記第1の情報の少なくとも一部を含む、ステップと、
前記第1のワイヤレスデバイスにおいて取得されている前記第1の情報および前記第2の情報に少なくとも部分的に基づいて、前記第1のワイヤレスデバイスと前記第2のワイヤレスデバイスとの間の前記距離を決定するステップと
を含む、方法。
【請求項２】
前記第1のワイヤレスデバイスによって、前記第1のブロードキャストメッセージを送信するステップをさらに含み、前記第1のブロードキャストメッセージは、1つまたは複数のワイヤレスデバイスから前記第1のワイヤレスデバイスによって以前に受信されている1つまたは複数の先行するブロードキャストメッセージに関連する先行情報を含む内容を含む、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記第1のワイヤレスデバイスと前記第2のワイヤレスデバイスとの間の前記距離を決定するステップは、
前記1つまたは複数の先行するブロードキャストメッセージに関連する前記先行情報の少なくとも一部にさらに基づいて、前記第1のワイヤレスデバイスと前記第2のワイヤレスデバイスとの間の前記距離を決定するステップを含む、請求項2に記載の方法。
【請求項４】
前記先行情報は、前記1つまたは複数の先行するブロードキャストメッセージのタイミング情報、そこから前記1つまたは複数の先行するブロードキャストメッセージのそれぞれが送信されている、前記1つまたは複数のワイヤレスデバイスのうちの少なくとも1つを識別するためのデバイス識別データ、もしくは、前記1つまたは複数の先行するブロードキャストメッセージのうちの少なくとも1つを識別するためのメッセージ識別データ、またはそれらの任意の組合せを含む、請求項2に記載の方法。
【請求項５】
前記1つまたは複数の先行するブロードキャストメッセージは、前記1つまたは複数のワイヤレスデバイスによって送信または受信されている前記1つまたは複数の先行するブロードキャストメッセージに対応するタイムスタンプを含み、前記第1のワイヤレスデバイスによって送信される前記第1のブロードキャストメッセージは、前記タイムスタンプの少なくとも一部を含む、請求項2に記載の方法。
【請求項６】
前記第1のブロードキャストメッセージを送信するステップは、
IEEE802.11規格に従って構成されているビーコンフレームメッセージ、ファインタイミング測定(FTM)プロトコルベースのメッセージ、専用狭域通信(DSRC)メッセージ、またはそれらの任意の組合せに従って、前記第1のブロードキャストメッセージを送信するステップを含む、請求項2に記載の方法。
【請求項７】
前記第1のブロードキャストメッセージ内に含まれる前記内容の少なくとも一部分を圧縮するステップをさらに含む、請求項2に記載の方法。
【請求項８】
前記第1のブロードキャストメッセージ内に含まれる前記内容の前記少なくとも一部分を圧縮するステップは、
前記第1のブロードキャストメッセージの前記内容に含まれるタイムスタンプデータの最上位ビットの所定部分を除去するステップを含む、請求項7に記載の方法。
【請求項９】
前記第1のワイヤレスデバイスおよび前記第2のワイヤレスデバイスは各々、それぞれの車両内に設置されているそれぞれのアクセスポイントを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項１０】
前記第1の情報は、前記第1のブロードキャストメッセージが前記第1のワイヤレスデバイスから出発する出発時刻tD、および、前記第1のブロードキャストメッセージが前記第2のワイヤレスデバイスに到着する到着時刻sAのうちの少なくとも1つを含み、前記第1のブロードキャストメッセージの前記出発時刻tDは、前記第1のワイヤレスデバイスによって記録される、請求項1に記載の方法。
【請求項１１】
前記第1のブロードキャストメッセージが前記第2のワイヤレスデバイスに到着する前記到着時刻sAは、前記第1のブロードキャストメッセージが前記第2のワイヤレスデバイスにおいて受信されるのを受けて、前記第2のワイヤレスデバイスによって決定され、その後、前記第2のワイヤレスデバイスによって送信される前記第2のブロードキャストメッセージ内に含まれる、請求項10に記載の方法。
【請求項１２】
前記第2の情報は、前記第2のブロードキャストメッセージが前記第2のワイヤレスデバイスから出発する出発時刻sD、および、前記第2のブロードキャストメッセージが前記第1のワイヤレスデバイスに到着する到着時刻tAのうちの少なくとも1つを含み、前記出発時刻sDは、前記第2のワイヤレスデバイスによって記録され、前記第2のワイヤレスデバイスによってブロードキャストされる後続のメッセージ内に含まれ、前記到着時刻tAは、前記第2のブロードキャストメッセージの受信を受けて前記第1のワイヤレスデバイスによって決定される、請求項1に記載の方法。
【請求項１３】
前記第2の情報は、前記第2のワイヤレスデバイスの識別情報をさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項１４】
前記第1の情報および前記第2の情報のうちの1つまたは複数を、前記第1のワイヤレスデバイスと関連付けられる第1のクロックと基準クロックとの間の相対クロックドリフトを計上するように調整するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項１５】
前記第1の情報および前記第2の情報に基づいて前記第1のワイヤレスデバイスと前記第2のワイヤレスデバイスとの間の前記距離を決定するステップは、
前記第1の情報および前記第2の情報を、
低次数線形モデル、
低次数二次モデル、もしくは
重み付き局所線形回帰、
またはそれらの任意の組合せに適用することによって前記距離を導出するステップを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項１６】
前記第1のワイヤレスデバイスに近接して位置するモバイルデバイスから、前記モバイルデバイスによって決定される位置推定値を受信するステップと、
前記モバイルデバイスによって決定されている前記位置推定値、ならびに、前記第1の情報および前記第2の情報に少なくとも部分的に基づいて決定される前記第1のワイヤレスデバイスと前記第2のワイヤレスデバイスとの間の前記距離に基づいて、前記第1のワイヤレスデバイスの第1の近似位置および前記第2のワイヤレスデバイスの第2の近似位置を導出するステップと
をさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項１７】
前記位置推定値は、前記モバイルデバイスに含まれる衛星ベースの位置決定システムを使用して前記モバイルデバイスによって受信される衛星信号、または、1つまたは複数の地上ワイヤレスアクセスポイントから受信される無線信号、またはそれらの任意の組合せのうちの1つまたは複数から導出される、請求項16に記載の方法。
【請求項１８】
ワイヤレスデバイスであって、
第1のブロードキャストメッセージを送信し、
他のワイヤレスデバイスによって送信される第2のブロードキャストメッセージを受信するように構成されている送受信機と、
前記送受信機に結合されており、
前記ワイヤレスデバイスによって送信される前記第1のブロードキャストメッセージに関連する第1の情報を取得することと、
前記他のワイヤレスデバイスによって送信される前記第2のブロードキャストメッセージに関連する第2の情報を取得することであって、前記第2のブロードキャストメッセージは、前記第1のブロードキャストメッセージに関連する前記第1の情報の少なくとも一部を含む、取得することと、
前記ワイヤレスデバイスにおいて取得されている前記第1の情報および前記第2の情報に少なくとも部分的に基づいて、前記ワイヤレスデバイスと前記他のワイヤレスデバイスとの間の距離を決定することとを行うように構成されている1つまたは複数のプロセッサと
を備える、ワイヤレスデバイス。
【請求項１９】
前記第1のブロードキャストメッセージは、1つまたは複数のワイヤレスデバイスから前記ワイヤレスデバイスによって以前に受信されている1つまたは複数の先行するブロードキャストメッセージに関連する先行情報を含む内容を含む、請求項18に記載のワイヤレスデバイス。
【請求項２０】
前記ワイヤレスデバイスと前記他のワイヤレスデバイスとの間の前記距離を決定するように構成されている前記1つまたは複数のプロセッサは、
前記1つまたは複数の先行するブロードキャストメッセージに関連する前記先行情報の少なくとも一部にさらに基づいて、前記ワイヤレスデバイスと前記他のワイヤレスデバイスとの間の前記距離を決定するように構成されている、請求項19に記載のワイヤレスデバイス。
【請求項２１】
前記先行情報は、前記1つまたは複数の先行するブロードキャストメッセージのタイミング情報、そこから前記1つまたは複数の先行するブロードキャストメッセージのそれぞれが送信されている、前記1つまたは複数のワイヤレスデバイスのうちの少なくとも1つを識別するためのデバイス識別データ、もしくは、前記1つまたは複数の先行するブロードキャストメッセージのうちの少なくとも1つを識別するためのメッセージ識別データ、またはそれらの任意の組合せを含む、請求項19に記載のワイヤレスデバイス。
【請求項２２】
前記1つまたは複数のプロセッサは、
前記第1のブロードキャストメッセージ内に含まれる前記内容の少なくとも一部分を圧縮するようにさらに構成されている、請求項19に記載のワイヤレスデバイス。
【請求項２３】
前記第1の情報は、前記第1のブロードキャストメッセージが前記ワイヤレスデバイスから出発する出発時刻tD、および、前記第1のブロードキャストメッセージが前記他のワイヤレスデバイスに到着する到着時刻sAのうちの少なくとも1つを含み、前記第1のブロードキャストメッセージの前記出発時刻tDは、前記第1のワイヤレスデバイスによって記録され、前記第2の情報は、前記第2のブロードキャストメッセージが前記他のワイヤレスデバイスから出発する出発時刻sD、および、前記第2のブロードキャストメッセージが前記ワイヤレスデバイスに到着する到着時刻tAのうちの少なくとも1つを含み、前記出発時刻sDは、前記他のワイヤレスデバイスによって記録され、前記他のワイヤレスデバイスによってブロードキャストされる後続のメッセージ内に含まれ、前記到着時刻tAは、前記第2のブロードキャストメッセージの受信を受けて前記ワイヤレスデバイスによって決定される、請求項18に記載のワイヤレスデバイス。
【請求項２４】
前記1つまたは複数のプロセッサは、
前記第1の情報および前記第2の情報のうちの1つまたは複数を、前記ワイヤレスデバイスと関連付けられる第1のクロックと基準クロックとの間の相対クロックドリフトを計上するように調整するようにさらに構成されている、請求項18に記載のワイヤレスデバイス。
【請求項２５】
前記1つまたは複数のプロセッサは、
前記ワイヤレスデバイスに近接して位置するモバイルデバイスから、前記モバイルデバイスによって決定される位置推定値を受信するステップと、
前記モバイルデバイスによって決定されている前記位置推定値、ならびに、前記第1の情報および前記第2の情報に少なくとも部分的に基づいて決定される前記ワイヤレスデバイスと前記他のワイヤレスデバイスとの間の前記距離に基づいて、前記ワイヤレスデバイスの第1の近似位置および前記他のワイヤレスデバイスの第2の近似位置を導出するステップと
を行うようにさらに構成されている、請求項18に記載のワイヤレスデバイス。
【請求項２６】
前記位置推定値は、前記モバイルデバイスに含まれる衛星ベースの位置決定システムを使用して前記モバイルデバイスによって受信される衛星信号、または、1つまたは複数の地上ワイヤレスアクセスポイントから受信される無線信号、またはそれらの任意の組合せのうちの1つまたは複数から導出される、請求項25に記載のワイヤレスデバイス。
【請求項２７】
第1のワイヤレスデバイスにおいて、前記第1のワイヤレスデバイスによって送信される第1のブロードキャストメッセージに関連する第1の情報を取得するための手段と、
前記第1のワイヤレスデバイスにおいて、第2のワイヤレスデバイスによって送信される第2のブロードキャストメッセージに関連する第2の情報を取得するための手段であって、前記第2のブロードキャストメッセージは、前記第1のブロードキャストメッセージに関連する前記第1の情報の少なくとも一部を含む、手段と、
前記第1のワイヤレスデバイスにおいて取得されている前記第1の情報および前記第2の情報に少なくとも部分的に基づいて、前記第1のワイヤレスデバイスと前記第2のワイヤレスデバイスとの間の距離を決定するための手段と
を備える、装置。
【請求項２８】
前記第1のワイヤレスデバイスによって、前記第1のブロードキャストメッセージを送信するための手段をさらに備え、前記第1のブロードキャストメッセージは、1つまたは複数のワイヤレスデバイスから前記第1のワイヤレスデバイスによって以前に受信されている1つまたは複数の先行するブロードキャストメッセージに関連する先行情報を含む内容を含む、請求項27に記載の装置。
【請求項２９】
第1のワイヤレスデバイスにおいて、前記第1のワイヤレスデバイスによって送信される第1のブロードキャストメッセージに関連する第1の情報を取得するステップと、
前記第1のワイヤレスデバイスにおいて、第2のワイヤレスデバイスによって送信される第2のブロードキャストメッセージに関連する第2の情報を取得するステップであって、前記第2のブロードキャストメッセージは、前記第1のブロードキャストメッセージに関連する前記第1の情報の少なくとも一部を含む、ステップと、
前記第1のワイヤレスデバイスにおいて取得されている前記第1の情報および前記第2の情報に少なくとも部分的に基づいて、前記第1のワイヤレスデバイスと前記第2のワイヤレスデバイスとの間の距離を決定するステップと
を行うために、プロセッサ上で実行可能な命令によってプログラムされている非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項３０】
前記命令は、
前記第1のワイヤレスデバイスによって、前記第1のブロードキャストメッセージを送信するためのさらなる命令を含み、前記第1のブロードキャストメッセージは、1つまたは複数のワイヤレスデバイスから前記第1のワイヤレスデバイスによって以前に受信されている1つまたは複数の先行するブロードキャスト通信に関連する先行情報を含む内容を含む、請求項29に記載のコンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
米国特許法第119条に基づく優先権の主張
本出願は、2015年3月16日に出願された「SCALABLE RANGING WITH BROADCAST MESSAGES」と題する米国仮特許出願第62/133,843号、および、2015年9月8日に出願された「LOCATION AND RANGE DETERMINATION USING BROADCAST MESSAGES」と題する米国非仮特許出願第14/848,151号の利益およびそれらに対する優先権を主張する。上記特許出願は、本出願の譲受人に譲受され、参照により本明細書に明確に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
移動デバイスの相対および/または絶対位置を迅速かつ効率的に決定することが所望される様々な状況が存在する。たとえば、他の車両に対する移動車両の位置が、安全上の理由のために(たとえば、車両衝突を回避するために)所望される場合がある。加えて、ナビゲーション機能を促進するために、デバイスの絶対位置が所望される場合がある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
いくつかの変形形態において、第1のワイヤレスデバイスと第2のワイヤレスデバイスとの間の距離を推定する例示的な方法が提供される。方法は、第1のワイヤレスデバイスにおいて、第1のワイヤレスデバイスによって送信される第1のブロードキャストメッセージに関連する第1の情報を取得するステップと、第1のワイヤレスデバイスにおいて、第2のワイヤレスデバイスによって送信される第2のブロードキャストメッセージに関連する第2の情報を取得するステップであって、第2のブロードキャストメッセージは、第1のブロードキャストメッセージに関連する第1の情報の少なくとも一部を含む、ステップと、第1のワイヤレスデバイスにおいて取得されている第1の情報および第2の情報に少なくとも部分的に基づいて、第1のワイヤレスデバイスと第2のワイヤレスデバイスとの間の距離を決定するステップとを含む。
【０００４】
いくつかの変形形態において、第1のブロードキャストメッセージを送信し、別のワイヤレスデバイスによって送信される第2のブロードキャストメッセージを受信するように構成されている送受信機を含む、例示的なワイヤレスデバイスが提供される。ワイヤレスデバイスは、送受信機に結合されている1つまたは複数のプロセッサをさらに含み、プロセッサは、ワイヤレスデバイスによって送信される第1のブロードキャストメッセージに関連する第1の情報を取得するステップと、他のワイヤレスデバイスによって送信される第2のブロードキャストメッセージに関連する第2の情報を取得するステップであって、第2のブロードキャストメッセージは、第1のブロードキャストメッセージに関連する第1の情報の少なくとも一部を含む、ステップと、ワイヤレスデバイスにおいて取得されている第1の情報および第2の情報に少なくとも部分的に基づいて、ワイヤレスデバイスと他のワイヤレスデバイスとの間の距離を決定するステップとを行うように構成されている。
【０００５】
いくつかの変形形態において、第1のワイヤレスデバイスにおいて、第1のワイヤレスデバイスによって送信される第1のブロードキャストメッセージに関連する第1の情報を取得するための手段と、第1のワイヤレスデバイスにおいて、第2のワイヤレスデバイスによって送信される第2のブロードキャストメッセージに関連する第2の情報を取得するための手段であって、第2のブロードキャストメッセージは、第1のブロードキャストメッセージに関連する第1の情報の少なくとも一部を含む、第2の情報を取得するための手段と、第1のワイヤレスデバイスにおいて取得されている第1の情報および第2の情報に少なくとも部分的に基づいて、第1のワイヤレスデバイスと第2のワイヤレスデバイスとの間の距離を決定するための手段とを含む、例示的な装置が提供される。
【０００６】
いくつかの変形形態において、例示的な非一時的コンピュータ可読媒体が提供される。コンピュータ可読媒体は、プロセッサ上で、第1のワイヤレスデバイスにおいて、第1のワイヤレスデバイスによって送信される第1のブロードキャストメッセージに関連する第1の情報を取得するステップと、第1のワイヤレスデバイスにおいて、第2のワイヤレスデバイスによって送信される第2のブロードキャストメッセージに関連する第2の情報を取得するステップであって、第2のブロードキャストメッセージは、第1のブロードキャストメッセージに関連する第1の情報の少なくとも一部を含む、ステップと、第1のワイヤレスデバイスにおいて取得されている第1の情報および第2の情報に少なくとも部分的に基づいて、第1のワイヤレスデバイスと第2のワイヤレスデバイスとの間の距離を決定するステップとを行うために実行可能な命令によってプログラムされている。
【０００７】
本開示の他のおよびさらなる目的、特徴、態様、ならびに利点は、添付の図面の以下の詳細な説明により、より良好に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】ワイヤレスデバイスの距離および/または推定位置を決定するための、複数の移動(非静止)ワイヤレスデバイスを含むシステムの図である。
【図２】2つのワイヤレスデバイスの間で交換されるブロードキャストメッセージの通信フローの流れ図である。
【図３】ブロードキャストメッセージに含むことができる例示的なデータセグメントの概略図である。
【図４】2つ以上のワイヤレスデバイスの間の距離推定値を決定するための例示的な手順の流れ図である。
【図５】例示的な装置における種々のモジュール/手段/構成要素間のデータフローを示す概念的なデータフロー図である。
【図６】静止ワイヤレスデバイスによって送られるブロードキャストメッセージに基づいてモバイルデバイスの位置情報を決定するための別の例示的なシステムの概略図である。
【図７】ブロードキャストメッセージの送信をトリガーするためのシグナリング図である。
【図８】静止ワイヤレスデバイスからのブロードキャストメッセージに含まれる情報に基づいてモバイルデバイスの位置情報を決定するための例示的な手順の流れ図である。
【図９】モバイルデバイスの位置情報の決定を促進するために、一般的に静止ワイヤレスデバイスにおいて実行される例示的な手順の流れ図である。
【図１０】例示的なワイヤレスデバイスの様々な構成要素を示す概略図である。
【図１１】例示的なコンピューティングシステムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
様々な図面における同様の参照符号は、同様の要素を示す。
【００１０】
飛行時間測定を使用して、2つのワイヤレスデバイス間の距離または間隔を推定することができる。2つのワイヤレスデバイスの各クロックが、同期していない、たとえば、ナノ秒レベルの同期を用いないWiFi、LTE-Dであるとき、往復時間(RTT)メッセージ交換を使用して、クロックオフセットを除去し、2つデバイス間の距離を取得することができる。WiFiにおける一般的なRTTベースの測距実施態様は、ファインタイミング測定(FTM:fine timing measurement)パケットおよび確認応答(ACK)パケットを含み得る。
【００１１】
FTM-ACKベースの測距は、多数のワイヤレスデバイスデバイスを伴い、各デバイスがその近傍にある複数のデバイスに対する距離推定値を必要とするシナリオに拡張することができる。一例として、WiFiの一変形形態である、車両専用狭域通信(DSRC)規格を考える。互いの無線範囲内にN個、たとえば、100個の車両があり、目標は、各車両が、他の車両の各々に対して毎秒10個の距離測定値を取得することであると仮定する。このシナリオにおいて、各車両は、10N個、たとえば、N=100の場合は1000個のFTM-ACKメッセージを通信する必要があることになる。DSRCは相対的に低いスペクトル効率で10MHz帯域幅にわたって動作するため、所望の時間量内にこの数のメッセージを通信することは効率的でなく、場合によっては実行不可能である場合がある。
【００１２】
本明細書において、ブロードキャストメッセージを利用することによって、すなわち、明示的なACK(または何らかの他のタイプの応答メッセージング)を必要とすることなく、ワイヤレスデバイス間の測距を実行するためのスケーラブルな実施態様が開示される。したがって、複数の移動(非静止)ワイヤレスデバイス(たとえば、移動車両内に設置されている)を伴う実施形態においては、近傍の車両ごとにメッセージを送る代わりに、各車両は、固定数、たとえば、10個のメッセージをブロードキャストする必要がある。これらのブロードキャストメッセージは、ワイヤレスデバイス間の距離を決定するためのタイミング情報を提供するタイムスタンプを追加で組み込んで、既存の定期的ブロードキャストメッセージ(たとえば、DSRCにおける定期的なブロードキャスト安全メッセージ(BSM:broadcast safety message))を再使用することができる。したがって、本明細書に記載の実施態様において、関与するワイヤレスデバイスは、距離推定をスケーラブルに、たとえば、デバイスあたり固定数のメッセージを用いて実行する。
【００１３】
本明細書に記載の実施態様は、各デバイスによって定期ブロードキャストメッセージを送信することを伴う。ブロードキャストメッセージは、いくつかの実施形態において、メッセージをブロードキャストしているデバイスに対応する識別情報(ID)を有することができる。これは低速の時間スケール内で変化する。各ワイヤレスデバイスは、その送信されるブロードキャストメッセージの出発時刻(ToD)(一般的に、そのToD時刻は記録されるが、そのToDが対応するブロードキャストメッセージには含まれない)、ID、および、受信されるブロードキャストメッセージの到着時刻(ToA)を決定することが可能である。各デバイスは、後続のブロードキャストメッセージまたは追加のパケット内に、タイムスタンプおよび識別子、すなわち、ToD、ID(i)、ToA(i)を含むことができる。追加の情報は、メッセージIDを含み得る。
【００１４】
したがって、本明細書において、第1のワイヤレスデバイスにおいて、第1のワイヤレスデバイスによって送信される第1のブロードキャストメッセージ(たとえば、第1のブロードキャストメッセージの出発時刻、第1のブロードキャストメッセージが第2のワイヤレスデバイスに到着する時刻など)に関連する第1の情報(たとえば、タイミング情報、識別情報)を取得するステップを含む方法を含む、第1のワイヤレスデバイスと第2のワイヤレスデバイスとの間の距離を推定するための方法、システム、デバイス、コンピュータ可読媒体、および他の実施態様が説明される。方法はまた、第1のワイヤレスデバイスにおいて、第2のワイヤレスデバイスによって送信される第2のブロードキャストメッセージに関連する第2の情報(たとえば、タイミング情報、第2のブロードキャストメッセージを送信しているワイヤレスデバイスを識別するための識別情報など)を取得するステップであって、第2のブロードキャストメッセージは、第1のブロードキャストメッセージに関連する第1の情報の少なくとも一部を含む、ステップと、第1のワイヤレスデバイスにおいて取得されている第1の情報および第2の情報に少なくとも部分的に基づいて、第1のワイヤレスデバイスと第2のワイヤレスデバイスとの間の距離を決定するステップとをも含む。いくつかの実施形態において、ブロードキャストメッセージを送信しているワイヤレスデバイスは、車両内に設置されているWiFiアクセスポイントのような、非静止(すなわち、移動/ローミング)アクセスポイントを含む。いくつかの実施形態において、第1のワイヤレスデバイスによって送信される第1のブロードキャストメッセージは、1つまたは複数のワイヤレスデバイスから第1のワイヤレスデバイスによって以前に受信されている1つまたは複数の先行するブロードキャスト通信に関連する先行情報を含む内容を含むことができる。すなわち、いくつかの実施形態において、特定のワイヤレスデバイスによって送信されるブロードキャストメッセージは、特定のワイヤレスデバイスによって受信されている、1つまたは複数のワイヤレスデバイスからの先行するブロードキャストメッセージに関連する情報(たとえば、タイミング情報、識別情報)を含むことができる。いくつかの実施形態において、先行するブロードキャストメッセージに関する情報を、現在のブロードキャストメッセージにできるだけ多くフィットさせるために、ブロードキャストメッセージに含まれるべき情報(すなわち、先行する/以前のブロードキャストメッセージに関する情報および現在のブロードキャストメッセージに関連する情報)を、(たとえば、ブロードキャストメッセージに含まれる情報を表すデータの最上位ビットの一部分を切り捨てることによって)圧縮することができる。
【００１５】
静止ワイヤレスデバイスからブロードキャストメッセージを受動的に受信するモバイルデバイスの位置情報を決定する(たとえば、位置を推定する)ための方法を含む、方法、システム、デバイス、コンピュータ可読媒体および他の実施態様も開示される。本方法は、モバイルデバイスにおいて、複数の静止ワイヤレスデバイスによってそれぞれ送信される複数のブロードキャストメッセージを受信するステップと、モバイルデバイスにおいて、複数の静止ワイヤレスデバイスからそれぞれ受信される複数のブロードキャストメッセージの各々に関連する第1の情報を取得するステップであって、第1の情報の少なくとも一部は、複数の静止ワイヤレスデバイスからそれぞれ受信される複数のブロードキャストメッセージに含まれる、ステップとを含む。方法は、少なくとも1つの他の静止ワイヤレスデバイスから複数のブロードキャストメッセージのうちの少なくとも1つが送信される前に、モバイルデバイスにおいて、複数のブロードキャストメッセージのうちの少なくとも1つから、複数の静止ワイヤレスデバイスのうちの少なくとも1つによって受信される少なくとも1つの先行するブロードキャスト通信に関連する第2の情報を取得するステップであって、第2の情報は、複数のブロードキャストメッセージのうちの少なくとも1つに含まれる、ステップと、第1の情報、第2の情報、および、複数の静止ワイヤレスデバイスのうちの少なくとも一部の既知の位置に少なくとも部分的に基づいて、モバイルデバイスの位置情報を決定するステップとをさらに含む。
【００１６】
非静止ワイヤレスデバイス間の距離の決定
図1を参照すると、複数の移動(非静止)ワイヤレスデバイスの距離および/または推定位置を決定する(したがって、ワイヤレスデバイスが設置されている物体の距離および/または位置を決定する)ための、それらのワイヤレスデバイスを含む例示的なシステム100の図が示されている。図示されている例において、3つの車両110、120および130が示されているが、本明細書に記載のシステム、方法、および他の実施態様は、任意の数の物体(それらが移動物体もしくは静止物体、またはそれらの何らかの組合せであるかにかかわらず)および/またはワイヤレスデバイスに関連して使用されてもよい。図示されている車両の各々には、それぞれのワイヤレスデバイス112、122、および132が設置(または他の様態で固定もしくは取り付け)されている。いくつかの実施形態において、ワイヤレスデバイス112、122、および/または132は、互いとの、ならびに/または、ワイヤレスデバイス112、122、および/もしくは132と通信するように構成されている他のワイヤレスデバイス(たとえば、図1に示すアクセスポイント142のような静止アクセスポイント、モバイルデバイス114など)とのワイヤレス音声および/またはデータ通信に使用することができるローカルエリアネットワークワイヤレスアクセスポイント(LAN-WAP)を含むことができる。ワイヤレスデバイス112、122、および/または132は、ワイヤレスローカルエリアネットワーク(WLAN)の一部であってもよく、より小さい地理的領域にわたる通信動作(データおよび/または音声通信)を可能にするようにさらに構成されてもよい。加えて、いくつかの実施形態において、ワイヤレスデバイス112、122、および/または132はまた、ピコセルまたはフェムトセルをも含んでもよい。いくつかの実施形態では、ワイヤレスデバイス112、122、および/または132は、たとえば、WiFiネットワーク(802.11x)、セルラーピコネットおよび/またはフェムトセル、Bluetooth(登録商標)ワイヤレス技術ネットワークなどの一部であり得る。本明細書において説明されているように、いくつかの実施形態において、802.11規格を使用する実施態様は、WLANの物理層および媒体アクセス制御(MAC)仕様を提供することができる。ワイヤレスデバイスの間での情報の交換を主に使用することに加えて、本技術を利用して、飛行時間測定を通じて測距および/または位置特定を実行することができる。異型である802.11pは、車両環境におけるワイヤレスアクセスのための仕様を提供する。これは、車両間および車両とインフラストラクチャとの間のデータ交換を含む。データ交換を利用して、車両間での測距ならびに車両とインフラストラクチャとの間の測距および/または位置特定を可能にすることができる。
【００１７】
いくつかの実施形態において、ワイヤレスデバイス112、122、および/または132のうちの1つまたは複数は、それらの付近に位置付けられるそれぞれのモバイルデバイスと通信することができる。図1に示すように、モバイルデバイス114は、ワイヤレスデバイス112と(たとえば、近接場通信チャネル、WLAN通信チャネル、または他のタイプの通信リンクを介して)通信することができる。たとえば、モバイルデバイスは、車両110内にいる人が担持する携帯電話であってもよい。下記により詳細に説明するように、いくつかの実施形態において、たとえば、モバイルデバイス114によって決定されるGPS位置のような、モバイルデバイス114にとって利用可能なデータは、ワイヤレスデバイス112に通信(また、場合によってはワイヤレスデバイス112によって、ワイヤレスデバイス122および132のようなその近傍にある他のワイヤレスデバイスに通信)することができ、したがって、システム100のワイヤレスデバイスによって、距離推定値の改善、ならびに/または、ワイヤレスデバイス112、122、および/もしくは132の実際の位置の決定のために使用することができる。
【００１８】
図1にさらに示すように、システム100は、1つまたは複数の異なるタイプの静止ワイヤレス通信システムまたはノードを含んでもよい。ワイヤレスアクセスポイント(または、WAP)とも呼ばれる、そのようなノードは、たとえば、WiFi基地局、フェムトセル送受信機、Bluetooth(登録商標)ワイヤレス技術送受信機、セルラー基地局、WiMax送受信機などを含めて、LANおよび/またはWANワイヤレス送受信機を含み得る。したがって、たとえば、LAN-WAP142のような1つまたは複数のローカルエリアネットワークワイヤレスアクセスポイント(LAN-WAP)を使用して、たとえば、ワイヤレスデバイス112、122、132、および/または114とのワイヤレスデータ通信および/またはワイヤレス音声通信を可能にすることができる。LAN-WAP142はまた、いくつかの実施形態において、たとえば、マルチラテレーションベースの手順を実施することによって、位置データの独立したソース(場合によっては他のネットワークノードとともに)として利用することもできる。LAN-WAP142は、建物内で動作し、WWANより狭い地理領域にわたって通信を実施することができる、ワイヤレスローカルエリアネットワーク(WLAN)の一部とすることができる。さらに、いくつかの実施形態では、LAN-WAP142は、WWANネットワークの一部であるピコセルまたはフェムトセルとすることもできる。いくつかの実施形態では、LAN-WAP142は、たとえば、WiFiネットワーク(802.11x)、セルラーピコネットおよび/またはフェムトセル、Bluetooth(登録商標)ワイヤレス技術ネットワークなどの一部であり得る。LAN-WAP142はまた、屋内測位システムの一部を形成することもできる。
【００１９】
システム100はまた、ワイヤレス音声および/またはデータ通信に使用することができ、また、それを通じてワイヤレスデバイス112、114、122、および/または132が、たとえば、それらの位置/所在を決定することができる別の独立した情報源としての役割を果たすこともできる、図1に示すWAN-WAP140のような1つまたは複数の静止ワイドエリアネットワークワイヤレスアクセスポイントと通信するように構成することもできる。WAN-WAP140は、セルラー基地局、および/または、たとえば、WiMAX(たとえば、802.16)、フェムトセル送受信機など、他のワイドエリアワイヤレスシステムを含むことができるワイドエリアワイヤレスネットワーク(WWAN)の一部とすることができる。WWANは、図1には示さないが、他の既知のネットワーク構成要素を含み得る。通常、WWAN内のWAN-WAP140は、固定位置から動作し、大都市および/または地方エリアにわたるネットワークカバレージを提供することができる。WWANは、符号分割多重接続(CDMA)ネットワーク、時分割多重接続(TDMA)ネットワーク、周波数分割多重接続(FDMA)ネットワーク、直交周波数分割多重接続(OFDMA)ネットワーク、単一キャリア周波数分割多重接続(SC-FDMA)ネットワーク、WiMax(IEEE802.16)などであってよい。CDMAネットワークは、cdma2000、Wideband-CDMA(WCDMA（登録商標）)などの1つまたは複数の無線アクセス技術(RAT)を実装し得る。cdma2000は、IS-95規格、IS-2000規格、および/またはIS-856規格を含む。TDMAネットワークは、モバイル通信用グローバルシステム(GSM（登録商標）)、デジタルアドバンストモバイルフォンシステム(D-AMPS)、または何らかの他のRATを実装し得る。GSM（登録商標）およびWCDMA（登録商標）は、「第3世代パートナーシッププロジェクト」(3GPP)という名称のコンソーシアムからの文書に記載されている。cdma2000は、「第3世代パートナーシッププロジェクト2」(「3GPP2」)という名称のコンソーシアムからの文書に記載されている。3GPP文書および3GPP2文書は、公に入手可能である。いくつかの実施形態において、4Gネットワーク、ロングタームエボリューション(「LTE」)ネットワーク、アドバンストLTEネットワーク、ウルトラモバイルブロードバンド(UMB)ネットワーク、および、すべての他のタイプのセルラー通信ネットワークを実装し、本明細書に記載のシステム、方法、および他の実施態様とともに使用することもできる。WLANはまた、少なくとも部分的に、IEEE802.11xネットワークを使用して実装することも可能であり、またWPANはBluetooth(登録商標)ワイヤレス技術ネットワーク、IEEE802.15x、または何らかの他のタイプのネットワークであり得る。本明細書に記載の技法はまた、WWAN、WLAN、および/またはWPANの任意の組合せのために使用され得る。
【００２０】
図1にさらに示すように、いくつかの実施形態において、ワイヤレスデバイス112、114、122、および/または132はまた、少なくとも、様々な移動ワイヤレスデバイスの独立した位置情報源として使用することができる、衛星144を含む衛星測位システム(SPS)から情報を受信するように構成することもできる。したがって、SPS信号を受信および処理するように構成されているワイヤレスデバイスは、SPS衛星から地理位置情報を導出するための信号を受信するように特に設計された1つまたは複数の専用SPS受信機を含むことができる。送信される衛星信号は、たとえば、設定された数のチップの繰返し疑似ランダム雑音(PN)コードによって標示された信号を含むことが可能であり、地上ベースの制御局、ユーザ機器、および/または宇宙ビークル上に配置され得る。本明細書で提供する技法/プロセスは、たとえば、全地球測位システム(GPS)、ガリレオ、グロナス、コンパス、日本の準天頂衛星システム(QZSS)、インドのインド地域航法衛星システム(IRNSS)、中国の北斗などのような様々なシステム、ならびに/あるいは、1つもしくは複数の全地球および/または地域航法衛星システムと関連し得る、または場合によっては、これらとともに使用することが可能にされ得る、様々な補強システム(たとえば、静止衛星型衛星航法補強システム(SBAS))に対して適用されてもよく、もしくはそれらのシステムにおいて使用することが可能にされてもよい。限定ではなく例として、SBASは、広域補強システム(WAAS)、欧州静止衛星航法オーバーレイサービス(EGNOS)、多機能衛星補強システム(MSAS)、GPS支援静止補強ナビゲーションまたはGPSおよび静止補強ナビゲーションシステム(GAGAN)、ならびに/または同様のものなどの、完全性情報、微分補正などを提供する補強システムを含み得る。したがって、本明細書で使用する場合、SPSは1つもしくは複数の全地球および/または地域航法衛星システムならびに/あるいは補強システムの任意の組合せを含むことがあり、またSPS信号はSPS信号、SPS様信号、および/またはそのような1つもしくは複数のSPSに関連する他の信号を含んでよい。
【００２１】
システム100は、たとえば、ネットワーク152(たとえば、セルラーワイヤレスネットワーク、WiFiネットワーク、公衆インターネットのようなパケットベースの私的または公衆ネットワーク)を介して、または、サーバ150に含まれるワイヤレス送受信機を介して、複数のネットワーク要素もしくはノード、および/または、モバイルデバイスと通信するように構成されているサーバ150をさらに含むことができる。たとえば、サーバ150は、図1のワイヤレスデバイスのうちの1つまたは複数との(たとえば、デバイス112、114、122、132、140、および142のいずれかとの)通信リンクを確立するように構成することができ、それらのデバイスの各々は、それらのアクセスポイントにデータを通信し、かつ/または、それらのアクセスポイントへの信号を制御し、アクセスポイントからのデータを受信し、かつ/または、アクセスポイントからの信号を制御するために、ネットワーク152の一部であってもよい。いくつかの実施形態において、サーバ150は、セキュアユーザプレーンロケーション(SUPL:Secure User plane Location)、ユーザプレーンロケーションプロトコル(ULP:User plane Location Protocol)、LTE測位プロトコル(LPP:LTE Positioning Protocol)および/またはLPP拡張(LPPe:LPP Extensions)プロトコルのようなプロトコルを、直接通信のために、また、測定値を制御および転送するために実装することができる。LPPプロトコルは、3GPPによって定義されており、ULPおよびLPPeプロトコルは、オープンモバイルアライアンス(OMA)によって定義されている。いくつかの実施形態において、サーバ150はまた、少なくとも部分的に、本明細書に記載の距離決定および位置決定動作を促進するために使用することもできる。
【００２２】
本明細書において説明されているものとしては、様々な非静止ワイヤレスデバイス112、122、および/または132のそれぞれ1つ(ならびに、いくつかの実施形態においては、モバイルデバイス114も)は、非静止ワイヤレスデバイスのうちの特定の1つが送信している現在のブロードキャストメッセージに関連する情報(たとえば、タイミングおよび/または識別情報)を含むブロードキャスト情報を通信し、さらに、現在のブロードキャストメッセージを送信しているワイヤレスデバイスが、ブロードキャストメッセージを送信している他のワイヤレスデバイスから先行して受信している1つまたは複数の先行するブロードキャストメッセージに関連する情報(タイミングおよび/または識別情報)を、現在のブロードキャストメッセージ内に含めるように構成することができる。したがって、ブロードキャストメッセージは、以前の/先行するメッセージに関連する情報(たとえば、以前のメッセージの到着時刻情報、それらの先行するメッセージを送信しているワイヤレスデバイスからの様々な先行するメッセージの出発時刻)の累積的記録を含むことができる。ブロードキャストメッセージ内に含まれる情報の量は、これらのブロードキャストメッセージの送信に利用可能な帯域幅によって制約される。それゆえ、任意の所与のメッセージ内に含まれる情報の量を最大にするために、ブロードキャストメッセージに含まれるべき内容に対して圧縮手順を実行することができる。下記により詳細に説明するように、ブロードキャストメッセージに関連する情報は、様々なワイヤレスデバイス(ワイヤレスノードとしても参照される)によって収集され、様々な関与するワイヤレスデバイス間の距離(間隔)を決定するために使用される。
【００２３】
いくつかの実施形態において、移動ワイヤレスデバイスから送信されるブロードキャストメッセージは、ビーコンフレーム(たとえば、送信ワイヤレスデバイスによって定期的に送られる、それらの各々が識別および制御データを含む制御フレーム)、または、データフレーム(たとえば、符号化データを含み、ヘッダ/制御情報をも含み得るフレーム)を含むことができる。いくつかの実施形態において、たとえば、ワイヤレスデバイス112、122、および/または132によって送信されるブロードキャストメッセージは、IEEE802.11規格に従ってフォーマット化されている定期的ビーコンメッセージであってもよい。IEEE802.11規格に従ってフォーマット化されているビーコンフレームは、媒体アクセス制御(MAC)ヘッダ、フレーム本体、およびフレーム制御シーケンス(FCS)を含むことができる。MACヘッダは、一般的に、ビーコンフレームの基本制御および/またはルーティング情報を提供する役割を果たし、フレーム制御(FC)フィールド、持続時間フィールド、宛先アドレス(DA)フィールド(たとえば、フレームがユニキャスト送信に使用される場合に特定の宛先を識別するか、または、フレームがブロードキャスト送信であることを示すためのもの)、送信元アドレス(SA)フィールド、基本サービスセット識別(BSSID)フィールド、およびシーケンス制御フィールドを含むことができる。
【００２４】
フレーム本体は、追加のフレーム制御フィールド、および、非ビーコンデータを保持する情報要素(たとえば、それに基づいてワイヤレスデバイス間の距離を決定することができる情報)を提供するように構成されている。たとえば、いくつかの実施形態において、フレーム本体は、ビーコン間隔フィールド、能力情報フィールド、サービスセット識別子(SSID)フィールド、サポートレートフィールド、周波数ホッピング(FH)パラメータセットフィールド、および様々な他の制御フィールドを含むことができる。フレーム本体はまた、そこから非静止デバイス間の距離を導出することができる、複数のワイヤレスデバイス(たとえば、図1に示す非静止デバイス)からのブロードキャストメッセージに関与する、タイミング情報および識別情報のような、送信ワイヤレスデバイスによって加えられる情報をも含むことができる。IEEE802.11に従って構成されるブロードキャストメッセージの情報要素に含まれ得るデータ(たとえば、以前に受信されているブロードキャストメッセージのタイミング情報を含む、ブロードキャストメッセージに関連するタイミング情報)に関するさらなる詳細は、図2に関連して下記に与えられる。
【００２５】
いくつかの実施形態において、様々なワイヤレスデバイス(たとえば、デバイス112、122、および/または132)によって送信されるブロードキャストメッセージは、高精度時間測定(FTM:fine time measurement)プロトコルに従って構成することができる。一般的に、FTMプロトコルの下で、第1の開始ワイヤレスデバイス(「受信STA」としても参照される)が、開始ワイヤレスデバイスと、別の第2のワイヤレスデバイス(「送信STA」としても参照される)との間で送信されるメッセージまたはフレームのタイミングに少なくとも部分的に基づいて、RTTの1つまたは複数の測定値を取得または計算することができる。いくつかの実施形態において、開始ワイヤレスデバイスは、ファインタイミング測定要求(FTMR)メッセージまたはフレーム(「Request(要求)」としても参照される)を他のワイヤレスデバイスに送信することによって、他のワイヤレスデバイス(「送信STA」)とのメッセージ交換トランザクションを開始することができる。開始ワイヤレスデバイスは、その後、Requestに応答して他のワイヤレスデバイスから送信されるアクションフレームまたは確認応答メッセージ(「Ack」としても参照される)を受信することができる。いくつかの実施形態において、ワイヤレスデバイスの各々は、要求しているワイヤレスデバイスの近傍にある複数の他のワイヤレスデバイス向けに意図されているブロードキャストFTM要求メッセージを定期的に送るように構成することができる。代替的にかつ/または付加的に、いくつかの実施形態において、FTMプロトコルに従ってメッセージを送信するように構成されているデバイスは、複数のユニキャスト送信によって実効的にメッセージブロードキャストを達成するように、それぞれの複数の標的デバイスを分離するために、特定の時間間隔中に、複数のFTMプロトコルメッセージを送るように構成することができる。ワイヤレスデバイスはまた、FTM要求メッセージに応答しないように、たとえば、FTM要求に応答してACKメッセージもしくは任意の他のタイプのメッセージを送らないように、または、代替的に、ワイヤレスデバイスが確認応答メッセージを送らない場合に、他のワイヤレスデバイスから受信されるACKメッセージを無視するように構成することもできる。
【００２６】
いくつかの実施形態において、FTM要求(FTMR)メッセージは、FTMRメッセージが意図されている一般的用途を示すカテゴリフィールド、通信されるべきアクションフレームのタイプ(および、したがって、指定される特定のアクションフレームについて従うべきフォーマット化)を示す値を保持するパブリックアクションフィールド、および、要求ワイヤレスデバイスが第2の(応答)ワイヤレスデバイスに実行するよう要求している動作のタイプを示すためのトリガーフィールド(たとえば、トリガーフィールドをゼロ(「0」)の値に設定すると、これは、開始デバイスが、第2のワイヤレスデバイスがいかなる応答ファインタイミング測定フレームも送らないことを要求していることを示すことができる)を含むことができる。FTMRメッセージはまた、LCI測定要求フィールド(たとえば、緯度/経度座標値を包含する)、都市位置測定要求フィールド、およびファインタイミング測定パラメータフィールド(開始STAによって要求され、応答STAによって割り振られる種々の設定値を含む)をも含むことができる。
【００２７】
IEEE802.11に従ってフォーマット化されるブロードキャストメッセージと同様に、FTMRメッセージはまた、雑データを保持するための情報要素フィールドをも含むことができる。したがって、たとえば、複数のワイヤレスデバイスのうちの1つによって送信されるFTMRメッセージは、1つまたは複数のそのような情報要素フィールド内に、そこから非静止デバイス間の距離を導出することができる、1つまたは複数のワイヤレスデバイス(たとえば、図1に示す非静止デバイス)からのブロードキャストメッセージに関与するタイミング情報および/または識別情報を含むことができる。FTMRブロードキャストメッセージの情報要素に含まれ得るデータ(たとえば、以前に受信されているブロードキャストメッセージのタイミング情報を含む、ブロードキャストメッセージに関連するタイミング情報)に関するさらなる詳細は、図2に関連して与えられる。
【００２８】
いくつかの実施形態において、ワイヤレスデバイス(たとえば、図1のデバイス112、122、および/または132)によって定期的に送信されるブロードキャストメッセージは、(デバイスがそれらの位置、速度および他の属性を他のデバイスに定期的に告知し、したがって、近接する交通がそれらの位置を追跡し、衝突を回避し、交通の流れを改善することなどを可能にする、基本安全メッセージを提供するために)車両システムによって利用されることがある専用狭域通信(DSRC)ブロードキャストメッセージであってもよい。いくつかの実施形態において、DSRCブロードキャストメッセージは、DSRCメッセージの専用フィールド内に含まれるか、または、代替的に、DSRCメッセージの情報要素フィールド内に含まれる、タイムスタンプおよび/または識別情報(それに基づいて本明細書に記載のように、測距/位置情報を決定することができる)を含むことができる。いくつかの実施形態において、他のタイプの通信プロトコルが、それに基づいて非静止ワイヤレスデバイス(そのようなブロードキャストメッセージを送信している)の測距データを導出することができるブロードキャストメッセージを送信するために使用されてもよい。
【００２９】
ここで図2を参照すると、2つのデバイス間の間隔または距離を推定することを可能にするための情報を提供する、2つのワイヤレスデバイス202と204(それらのいずれかは、それらの構成および/または機能において、図1に示すワイヤレスデバイス112、122、および/または132のいずれかと同様であってもよい)の間で交換されるブロードキャストメッセージの通信フロー200の流れ図が示されている。たとえば、第1のワイヤレスデバイス202は、以下のタイミング情報から、第2のワイヤレスデバイス204までの距離を計算することができる。
1.たとえば以下を含む、第1のワイヤレスデバイス202のブロードキャストメッセージと関連付けられるタイムスタンプ。
a.第1のワイヤレスデバイスによって記録されるものとしての、第1のワイヤレスデバイスによってブロードキャストされるメッセージの、図2においてtD(n)と表示されている出発時刻(ToD)。一般的に、特定のメッセージのToDはその特定のメッセージには含まれず(正確なToDは一般的には、ブロードキャストメッセージが実際にワイヤレスデバイスを出発するまでは十分な精度ではわからない)、代わりに、後続のメッセージにおいて送信することができる。それらの状況下では、後続のメッセージは、先行するメッセージのToD、および、ToDが対応するメッセージを識別するための識別情報を含むことができる。
b.第1のワイヤレスデバイスによってブロードキャストされ、第2のワイヤレスデバイスによって受信されるメッセージの、図2の例においてsA(n)と表示されている到着時刻(ToA)。第1のデバイスによって送信されるメッセージのToAは、たとえば、第2のワイヤレスデバイスによって後にブロードキャストされるメッセージから、第1のワイヤレスデバイスによって取得される。
2.たとえば以下を含む、第2のワイヤレスデバイスからのブロードキャストメッセージと関連付けられるタイムスタンプ。
a.第2のワイヤレスデバイスによって後にブロードキャストされるメッセージから第1のワイヤレスデバイスによって取得される、第2のワイヤレスデバイスによって記録されるものとしての、図2においてsD(n)と表示されている、第2のワイヤレスデバイスによってブロードキャストされるメッセージのToD。
b.図2においてtA(n)と表示される、第2のワイヤレスデバイスによってブロードキャストされ、第1のワイヤレスデバイスによって受信されるメッセージのToA。ToA tA(n)は、第1のワイヤレスデバイスによって決定(たとえば、測定)される。
【００３０】
したがって、図2の例示的な通信フロー200に示すように、第1のワイヤレスデバイス202は、ブロードキャストメッセージを定期的に(たとえば、ユーザによって制御することができる所定の間隔をおいて)送信することができ、したがって、第1の時刻T1(第1のワイヤレスデバイス202および第2のワイヤレスデバイス204を表すブロックから延伸する垂直線に沿った垂直位置は、種々の時刻に対応する)において第1のブロードキャストメッセージ220を送信することができる。時刻T1は、第1のワイヤレスデバイス202からの第1のメッセージの出発時刻tD(1)でもあり、デバイス202のメモリ要素に記録および記憶される。しかしながら、出発時刻は一般的に、メッセージがブロードキャストされているときに近いものとしてしか決定することができないため、その時刻は一般的に、送信されるブロードキャストメッセージ220に包含される情報には含まれない。
【００３１】
第1のブロードキャストメッセージ220は、第2の時刻T2において第2のワイヤレスデバイス204によって受信され、第1のブロードキャストメッセージ220のToA sA(1)として記録される。図2の図解は、第2のデバイス204のみが第1のブロードキャストメッセージ220を受信しているところを示しているが、他のワイヤレスデバイスから第1のワイヤレスデバイスおよび/または何らかの他のワイヤレスデバイスまでの距離を決定するために、第1のブロードキャストメッセージ220のようなブロードキャストメッセージを受信するように構成されている他のワイヤレスデバイスが、第1のブロードキャストメッセージ220を受信することができる。それらの他のワイヤレスデバイスが、第1のワイヤレスデバイスとそれらの他のワイヤレスデバイスとの間の特定の間隔(距離)に応じて決まる異なる時刻において第1のブロードキャストメッセージを受信し得ることが諒解されよう。第2のワイヤレスデバイス204は、第1のブロードキャストメッセージ220を構成する信号から(たとえば、例として第1のブロードキャストメッセージ220を構成する信号上に置かれている内容ベースのデータを抽出および復号するために第1のブロードキャストメッセージを処理することによって)第1にブロードキャストメッセージに関与する情報、および、先行するブロードキャストメッセージに関与する、第1のブロードキャストメッセージに含まれる任意の情報を取得する。たとえば、第1のブロードキャストメッセージは、第1のワイヤレスデバイスによって先行する時刻(すなわち、T1よりも先行する時刻)において受信されている以前のメッセージの到着時刻情報、それらの先行するブロードキャストメッセージを送信しているワイヤレスノード/デバイスを識別するデータ、送信されているブロードキャストメッセージを識別するデータ(たとえば、各ブロードキャストメッセージは、固有のメッセージID番号を割り当てることができる)、第1のワイヤレスデバイスによって送信されている任意の先行するメッセージのToDなどを含むことができる。
【００３２】
後続の時刻T3(そのような時刻は、第2のワイヤレスデバイス204がブロードキャストメッセージを送信する所定の周期性に基づき得る)において、第2のワイヤレスデバイスは、ブロードキャストメッセージ222(図2の通信フロー200の「第2のブロードキャストメッセージ」として参照される)を送信し、ブロードキャストメッセージ222は、時刻T4において第1のワイヤレスデバイス202によって受信され、そのメッセージ222は、図2の第1のワイヤレスデバイス202を含む他のワイヤレスデバイスによって、受信ワイヤレスデバイスから第2のワイヤレスデバイス204までの距離を導出するために後に(受信ワイヤレスデバイスによって)使用することができる、第2のブロードキャストメッセージ222に関する情報を取得するために使用される。したがって、図2の例において、第1のワイヤレスデバイスは、第2のブロードキャストメッセージのToA tA(1)(すなわち、第1のワイヤレスデバイスに第2のブロードキャストメッセージ222が到着する時刻)を決定する。加えて、第2のワイヤレスデバイス204は、送信される第2のブロードキャストメッセージ222に、第1のブロードキャストメッセージに関連する情報のうちの少なくとも一部を含める。たとえば、第2のワイヤレスデバイス204において、第1のブロードキャストメッセージ220のToA sA(1)を表すデータを、第2のブロードキャストメッセージ222に含める(たとえば、パケットタイプメッセージの本体内にデジタルデータとして符号化)することができる。第2のブロードキャストメッセージはまた、第2のワイヤレスデバイス204または他のワイヤレスデバイスのいずれかによって受信される他の先行するメッセージに関連する情報をも含むことができる。たとえば、時刻T3の前の、様々な他のブロードキャストメッセージが第2のワイヤレスデバイス204に到着する時刻を、第2のブロードキャストメッセージ222に含めることができる。加えて、第1のブロードキャストメッセージ220によって包含されているデータ内に含まれていた先行するブロードキャストメッセージに関する情報の一部またはすべてを、第2のブロードキャストメッセージ222に加えることができる(帯域幅制約に起因して、ブロードキャストメッセージを送信する各ワイヤレスデバイスは、当該デバイスが受信したブロードキャストメッセージから以前に取得した情報の一部のみまたはすべてを含めることが可能であり得る)。
【００３３】
時刻T5において、第1のワイヤレスデバイス202は、第1のワイヤレスデバイスにおいて以前に受信されているメッセージに関連する情報の少なくとも一部を含むさらなるブロードキャストメッセージ224を送信する(メッセージ224は、第1のワイヤレスデバイス202がブロードキャストメッセージを送信するように構成されている、スケジューリングされている定期的な時刻において送信することができる)。図2に示すように、第1のワイヤレスデバイス202は、ブロードキャストメッセージ224に、少なくとも、第1のワイヤレスデバイスにブロードキャストメッセージ222が到着している時刻tA(1)、および、第1のワイヤレスデバイス202がT1において送信した、以前に送信されているブロードキャストメッセージ220の出発時刻tD(1)(述べたように、ToD tD(1)は、第1のワイヤレスデバイス202がブロードキャストメッセージ220を送信したときに、第1のワイヤレスデバイス202によって以前に記録されていることが可能である)。具体的に示されてはいないが、メッセージ224は、他のワイヤレスデバイスから受信した他のメッセージに関与する情報(たとえば、タイミング情報、識別情報など)をさらに含むことができる。たとえば、メッセージ224は、第1のワイヤレスデバイス202が送信した任意の2つのブロードキャストメッセージの間の時間間隔内に受信するメッセージのうちの少なくとも一部のToA(たとえば、図2の例におけるT1とT5との間に受信した任意のブロードキャストメッセージのToA)を含むことができる。いくつかの実施形態において、メッセージ224(および他のブロードキャストメッセージ)はまた、たとえば、先行して受信されているメッセージ(メッセージ222など)に含まれる情報をも含むことができる。たとえば、メッセージ220が第2のワイヤレスデバイス204に到着する時刻sA(1)のような、メッセージ222内に含まれる(たとえば、符号化または埋め込みされる)情報は、メッセージ224、226などのような後続のブロードキャストメッセージに含めることができる。帯域幅制約に応じて、含まれる情報は、T1の前に第1のワイヤレスデバイス202によって受信されている可能性があるメッセージに関与し得る。したがって、そのような実施形態において、メッセージ224は、第1のワイヤレスデバイス202からの先行するメッセージにおいて以前に含まれ、送信されているものであり得る情報を含むことができる(すなわち、特定の受信メッセージに関連する情報は、その特定のメッセージを受信したワイヤレスデバイスからの複数のブロードキャスト送信内に複数回含まれ得る)。メッセージ224が第1のワイヤレスデバイス202から出発した時刻tD(2)は記録され、一般的に、第1のワイヤレスデバイス202からの後続のブロードキャストメッセージにおいて送信される。
【００３４】
T6において、第2のワイヤレスデバイスはブロードキャストメッセージ224を受信し、メッセージ224が第2のワイヤレスデバイス204に到着した時刻sA(2)が測定および記録される。メッセージ224はまた、第1のワイヤレスデバイス202の近傍にある他のワイヤレスデバイスにおいても、それらの他のワイヤレスデバイスの第1のワイヤレスデバイス202からの間隔に応じて決まる、一般的にT6とは異なる時刻において受信される。第2のワイヤレスデバイスは、その後続のブロードキャストメッセージによって送信されるべきデータを準備し、そのデータ、たとえば、後続のブロードキャストメッセージの識別情報(メッセージIDおよび/または第2のワイヤレスデバイスのデバイスID)、ならびに、少なくともメッセージ224が第2のワイヤレスデバイス204に到着する時刻sA(2)、および、第2のワイヤレスデバイス204によって送信されている先行するブロードキャストメッセージの出発時刻(すなわち、メッセージ222に対応するsD(1))を含む、以前に受信されているメッセージのタイミングデータを用意する。加えて、送信されるべきデータは、他のワイヤレスデバイスから以前に受信されているメッセージに関連するタイミング情報、第1のワイヤレスデバイスからのメッセージの先行到着時刻情報(たとえば、以前に受信されたメッセージ220のタイミング情報sA(1))、以前に送られている出発時刻情報、以前に受信されているメッセージに含まれるタイミング情報(たとえば、tD(1)、tA(1))などを含むことができる。組み立てられたデータはその後、ブロードキャストメッセージ226(T7において送出される)内に含まれ、送信される。
【００３５】
ここで図3を参照すると、ブロードキャストメッセージに含めることができ、以前に受信されているメッセージに関連する情報を提供する例示的なデータセグメント300の概略図が示されている。述べたように、図2に示すブロードキャストメッセージ220、222、224、および226のようなブロードキャストメッセージは各々、1つまたは複数のそのようなセグメントを含むことができ、各セグメントは、異なるブロードキャストメッセージに関連する情報を包含する。図示されているように、データセグメント300は、それに関連してタイミング情報が提供されることになる、メッセージを識別するためのデータを保持するためのメッセージ識別フィールド310を含むことができる。メッセージ識別は、メッセージに割り当てられる固有の値であってもよい。セグメント300は、そこからメッセージ(メッセージフィールド310において識別される)が元々送信されたワイヤレスデバイスを識別するための識別データを保持する送信元デバイスフィールド320をさらに含む。いくつかの実施形態において、メッセージフィールド310および送信元フィールド320は、デバイスおよびメッセージを識別する複合値を保持するために組み合わせることができる。たとえば、値の第1の部分は、セグメント300が関与する特定のメッセージを送ったワイヤレスデバイスを示すことができ、このとき、値の第2の部分は、メッセージ番号を表すための増分的に割り当てられる値とすることができる(たとえば、問題のメッセージがその日の始まり、または、何らかの他の基準時点から特定のワイヤレスデバイスによって送信されている10番目のメッセージである場合、メッセージ識別部分は値10であり得る)。
【００３６】
データセグメント300はまた、問題のメッセージ(すなわち、フィールド310および/または320において識別されているメッセージ)に対応する時刻(および、場合によっては日付)を有する時刻フィールド330をも含む。いくつかの実施形態において、時刻/日付情報は、時刻フィールド330内に含まれるタイミング情報を取得/記録しているデバイスによって利用される内部クロックを使用して取得することができる。いくつかの実施形態において、時刻フィールド330内に保持されているデータは、クロックドリフトを計上するように調整されており、かつ/または、何らかの基準クロックによって維持されている地球時間に従って表されるように調整されていることが可能である。さらに示すように、データセグメント300はまた、データセグメント内に含まれるタイミング情報のタイプ(たとえば、到着時刻タイミング情報、出発時刻タイミング情報など)を示すための情報タイプフィールド310をも含むことができる。データセグメント300のフィールド310および/または320によって識別されるメッセージに関与する追加の情報も含まれ得る。データセグメント300のフィールドは、任意の所与のサイズであってもよく、サイズは、帯域幅制約、コストなどに応じて決まり得る。
【００３７】
さらに、(多数の以前に送信されているブロードキャストメッセージに関連する情報を提供するために)任意の特定のブロードキャストメッセージ内に含まれ得るデータセグメントの数を増大させるために、各メッセージセグメント内の情報は、フィールドのうちの1つまたは複数(たとえば、メッセージ識別フィールド310)を除去し、メッセージセグメントを構成するフィールドの各々の最上位ビットを除去などするように、切り捨てることができる。たとえば、ブロードキャストメッセージ内に含まれているタイミング情報の最上位ビットを辞去するための実施態様は、各車両が定期的な測距推定値を得ているため、より高次のビットに対応する、現在時刻におけるおおよその間隔推定値がわかっており、より低次のビットのみが推定精度を増強するために必要とされるという仮定に基づいて断定される。
【００３８】
より詳細には、ΔsA(n)の圧縮タイムスタンプを[ΔsA(n)]と表示する。このとき、何らかの固定の正の整数Lについて、以下のようになる。
【００３９】
【数１】
2018514752.tif 000003
【００４０】
ΔsA(n)は、ナノ秒分解能で秒単位で測定され、このとき、量[ΔsA(n)]はLビットを使用して符号化することができる。これらのLビットはその後、リモートからローカル車両へと送信される。
【００４１】
[ΔsA(n)]からΔsA(n)を復元するために、何らかの整数kA(n)について、以下が観察される。
109・ΔsA(n)=[ΔsA(n)]+kA(n)2L
したがって、ローカル車両の目標は、kA(n)を決定することである。
【００４２】
【数２】
2018514752.tif 000004
【００４３】
が、kA(n)のおおよその推定量であることが示され得る。ここで、演算子
【００４４】
【数３】
2018514752.tif 000005
【００４５】
は、その引数を最も近い整数に丸める。ΔtD(n)およびΔtD(n-1)はローカルに測定されるため利用可能であり、ΔsA(n-1)は仮定により利用可能であることに留意されたい。さらに、ビット数Lがlog(2・109ρ・ΔtD(n))よりも大きい場合、ここで、ρは1つの時間ステップにおけるΔsA(n)/ΔtD(n)の最大変動に対する先験的な上界である、
【００４６】
【数４】
2018514752.tif 000006
【００４７】
はkA(n)に等しく、ΔsA(n)は、その圧縮値[ΔsA(n)]から復元することができる。DSRCに基づくブロードキャストプロトコルにおいては、Lは7.7に等しいものとして決定され、これは、[ΔsA(n)]を送信するために8ビットが必要であり、したがって、たとえば、ブロードキャストメッセージ内で送信されるべきである、ワイヤレスデバイスにおいて以前に受信されているメッセージの到着時刻に対応するタイミング情報を送信するには、1バイトで十分であり得ることを意味する。実際には、脱落したまたはNLOSの測定値がある状況を処理するために、より慎重な数L=12ビットが使用され得ることを、実験および試験は示している。
【００４８】
したがって、いくつかの実施形態において、ΔsA(n-1)がすでに復元されているという仮定の下で、ΔsA(n)のデータを[ΔsA(n)]から復元することができる。いくつかの実施形態において、復元プロセスを開始するために初期測定値ΔsA(1)が圧縮されずに送信され得る。代替的に、[ΔsA(1)](すなわち、ΔsA(1)に対応する圧縮値)および[ΔsA(2)]が、たとえば、ディオファントス近似問題を解くことによって、ともに展開されてもよい。他のタイミング情報値(たとえば、ΔsD(n)、ΔtA(n)、ΔtD(n)などのタイムスタンプ)の圧縮および展開も同様に実行することができることが留意される。
【００４９】
代替的にかつ/または付加的に、いくつかの実施形態において、圧縮方式(損失のあるまたは損失のない)は、ブロードキャストメッセージ内に含まれるデータセグメントのうちの1つまたは複数の中に保持されているデータに適用することができる(たとえば、先行するデータセグメントを、より最近に構築されたデータセグメントよりも高度に圧縮することができる)。
【００５０】
時として、ワイヤレスデバイス(たとえば、以前に受信されているブロードキャストメッセージおよび現在のブロードキャストメッセージに関連するタイミングおよび識別情報を含むメッセージを受信およびブロードキャストする複数のワイヤレスデバイスからの)は、当該デバイス自体と、そこから当該デバイスがブロードキャストメッセージを受信した他のワイヤレスデバイス(たとえば、非静止ワイヤレスデバイス)のうちの1つまたは複数との間の距離(間隔)を決定するために、デバイスが一定期間(デバイスがそれらのブロードキャストメッセージを送信する期間と同じまたは異なる所定の期間であってもよい)にわたって取得している情報を使用するように構成される。いくつかの実施形態において、第2のワイヤレスデバイス(図2のデバイス204など)までの距離を計算する第1のワイヤレスデバイス(図2のワイヤレスデバイス202など)は、第1のワイヤレスデバイスのクロックと第2のワイヤレスデバイスのクロックとの間の相対クロックドリフトを計上し、また、もしあれば、それらのデバイスの移動度も計上する必要があり得る。相対クロックドリフトと移動度は両方とも、経時的にゆるやかに変化する。それゆえ、いくつかの実施形態において、低次モデルを利用して、第1のワイヤレスデバイスと第2のワイヤレスデバイスとの間の距離値を(たとえば、最適化プロセスを通じて)導出することができる。低次モデルは、未知のパラメータの数を低減し、したがって、距離推定を実現可能にする。低次モデルのいくつかの具体例は、1)相対クロックドリフトを近似するための線形モデル、および2)2つのデバイス間の距離を近似するための二次モデルを含む。
【００５１】
一般的に、(たとえば、図2に示す例における第1のワイヤレスデバイス202の)ローカル時刻tと、(たとえば、図2の第2のワイヤレスデバイス204の)リモート時刻sとは、線形関係s(t)=θ+(1+δ)tを介して関連付けられ、θはクロックオフセットであり、δはクロックドリフトである。δの一般的な値は、±10-5程度であり、これは通常、10百万分率(ppm)として表現される。本明細書に記載の定期的ブロードキャスト測距手法において、メッセージ出発および後続のメッセージ到着の間の遅延は、T/2程度であり得る。したがって、この期間中のクロックドリフトはδT/2程度である。たとえば、T=0.1sのDSRC事例では、その時間の間の10ppmクロックのクロックドリフトは、0.5ms程度である。補償されないままにされると、この0.5msのクロックドリフトは結果として、約150mの測距誤りをもたらす可能性がある。したがって、クロックドリフトを慎重にモデル化し、これに対処することは、定期的ブロードキャスト手法を使用して測距に成功するために重要である。
【００５２】
DSRCの例を続けると、0.3m程度の測距精度が求められると仮定し、この事例においては、最大0.01ppmの未補償クロックドリフトが、連続するサンプル間で許容され得る。WiFi受信機クロックの測定は、クロックドリフトを、数秒のウィンドウ(数十回のDSRCメッセージ交換に相当する)にわたってほぼ一定であるものとしてモデル化することができることを示唆している。
【００５３】
したがって、出発タイムスタンプおよび到着タイムスタンプは、以下のように関連付けることができる。
sA(n)=θ+(1+δ)tD(n)+dD(n)/c+zA(n)
sD(n)=θ+(1+δ)tA(n)-dA(n)/c+zD(n)
式中、dD(n)およびdA(n)は、時刻tD(n)およびtA(n)における車両間間隔であり、cは光速であり、zA(n)およびzD(n)は、互いに独立で平均ゼロ、分散σ2の同一の分布に従うと仮定される加法的受信機雑音項である。上記関係は、車両移動およびクロックドリフトが、2つの車両間でのパケット飛行時間の間に無視できると仮定して、事実である。この飛行時間は100m未満の車両間隔について300ns未満であるため、この仮定は理にかなっている。上記関係は、出発および到着情報(タイムスタンプとして表すことができる)を車両間間隔に関係付ける。車両が移動するため、これらの間隔は時間的に変動する(すなわち、nの関数として変化する)。車両間隔は、毎秒数十メートル変化する可能性があるため、この間隔の時間変動性は、測距のために定期的パケットブロードキャストを使用するときに再び考慮に入れる必要がある。たとえば、T=0.1sでのDSRCにおいて、間隔の変化は、連続するメッセージ到着間で数メートル程度であり得る。
【００５４】
距離および/またはクロックドリフトを推定するために利用されるモデルと関連付けられるパラメータは、関与する時間スケールに基づいて再推定される必要がある場合がある。モデルパラメータのジョイント推定のプロセスは、重み付き局所多項回帰を含むことができる。たとえば、以下のプロセスを使用して、第1のワイヤレスデバイスおよび第2のワイヤレスデバイス(図2のワイヤレスデバイスなど)を伴うブロードキャスト測定のために取得されるタイミング測定値に基づいてクロックドリフトδおよび間隔da(n)をともに解くことができる。距離およびクロックドリフトを推定するプロセスにおいて、タイミング測定値ta(n)は第2のワイヤレスデバイスからのメッセージのn番目の到着時刻に対応し、td(n)は第1のワイヤレスデバイスからのメッセージのn番目の出発時刻に対応し、これらは両方とも、第1のワイヤレスデバイスのクロックに対して測定される。sa(n)は第1のワイヤレスデバイスからのメッセージの、第2のワイヤレスデバイスにおいて測定されるn番目の到着時刻に対応し、sd(n)は第2のワイヤレスデバイスからのメッセージのn番目の出発時刻に対応し、これらは両方とも、第2のワイヤレスデバイスのクロックに対して測定される。
【００５５】
したがって、2つのデバイス間のブロードキャストメッセージのタイミング測定値に基づいて第1のワイヤレスデバイスと第2のワイヤレスデバイスとの間の距離およびクロックドリフトをともに推定するプロセスは、いくつかの実施形態において、以下の式の最小化を伴うことができる。
【００５６】
【数５】
2018514752.tif 000007
【００５７】
上記の式において、wは(現在時刻のパラメータを推定するために使用される過去の測定値の数を決定するために使用される)ウィンドウの長さである。このとき、上記最小化は、以下の式の最小化として行列形式で提示することができる。
【００５８】
【数６】
2018514752.tif 000008
【００５９】
式中、cは光速であり、xは(上記箇条書きの最後に定義されているものとしての)パラメータのベクトルであり、δはドリフトであり、a0、a1およびa2は、ウィンドウにわたって車両間隔に適合されている二次式のパラメータである。
【００６０】
このとき、閉形式解は以下のとおりである。
【００６１】
【数７】
2018514752.tif 000009
【００６２】
この式から、以下の式に従って間隔推定値(たとえば、低次である二次モデルを使用して表される)を導出することができる。
【００６３】
【数８】
2018514752.tif 000010
【００６４】
いくつかの実施形態において、間隔(距離)推定値を導出するとき、古い測定値により軽い重みを与えることが妥当であり得る。これは、対角重み行列Wによって実施することができる。いくつかの実施形態において、Wの対角要素は、ウィンドウ内で正規化時間オフセットに適用されるトライキューブ重み関数を使用して計算することができる。たとえば、重み付き最小二乗解は、以下のように表現することができる。
【００６５】
【数９】
2018514752.tif 000011
【００６６】
いくつかの実施形態において、変換測距雑音の相関する性質は、距離推定値を導出するときに考慮に入れられ得る。変換測距雑音を考慮に入れた推定値は、最初に観測値を白色化することによって改善することができる。
【００６７】
代替のプロセスでは、すべてのデバイスが基準クロックに対してToDおよびToAタイムスタンプを計算する。たとえば、この基準クロックは、選択されるクラスタヘッドと関連付けることができる。上記方法には、クロックドリフト相関しか必要とされないことに留意されたい。
【００６８】
ここで図4を参照すると、2つ以上のワイヤレスデバイス(たとえば、移動(非静止)ワイヤレスデバイス)間の距離推定値を決定するための例示的な手順400の流れ図が示されている。手順400は、第1のワイヤレスデバイス(たとえば、第2のワイヤレスデバイスに対するその距離を決定するように構成されている、図2に示すデバイス202のような、ローカルワイヤレスデバイス)において、第1のワイヤレスデバイスによって送信される第1のブロードキャストメッセージに関連する第1の情報を取得すること410を含む。本明細書において説明されているように、いくつかの実施形態において、ブロードキャストメッセージ(図2のブロードキャストメッセージ220および/または224など)に関連して取得される情報は、それらのメッセージの出発時刻(ToD)を含んでもよく、その場合、第1のワイヤレスデバイスは、それらのそれぞれのToDを記録することができるが、必ずしもそれらのToDをブロードキャストメッセージに含めるとは限らない。しかしながら、いくつかの実施形態において、1つのブロードキャストメッセージのToDを、後続のメッセージに含めることができる。したがって、図2の例において、メッセージ220のToD(たとえば、tD(1)として表示されるタイミング情報)は、後続のブロードキャストメッセージ224に含まれ得る。
【００６９】
図4にさらに示すように、手順400はまた、第1のワイヤレスデバイスにおいて、第2のワイヤレスデバイスによって送信される第2のブロードキャストメッセージに関連する第2の情報を取得すること420をも含む。たとえば、いくつかの実施形態において、第2のメッセージ(図2に示すメッセージ222など)に関連する情報は、ブロードキャストメッセージ222が第1のワイヤレスデバイスに到着する時刻(ToA)を含むことができる。第2のブロードキャストメッセージは、第1のブロードキャストメッセージに関連する第1の情報の少なくとも一部を含む。たとえば、第2のワイヤレスデバイスが、第1のワイヤレスデバイスによって送信されるブロードキャストメッセージ(たとえば、メッセージ220)を受信すると、第2のワイヤレスデバイスは、そのToA(図2の例では、メッセージ220のsA(1)として表示されている)を記録し、その後、そのToA情報(たとえば、タイムスタンプの形態)を、その次の定期的ブロードキャストメッセージ(この場合、ブロードキャストメッセージ222)に含める。加えて、帯域幅制約に応じて、第2のワイヤレスデバイスは、1つまたは複数の他のワイヤレスデバイスから以前に受信されているブロードキャストメッセージを含む、他の以前に受信されているブロードキャストメッセージのタイミング情報(たとえば、ToA)を含める。それらの他の以前に受信されているメッセージに関与する追加の情報は、それらのメッセージのタイミング情報(たとえば、それらのメッセージが第2のワイヤレスデバイスに到着する時刻、メッセージID情報、ワイヤレスデバイスID情報のような識別情報など)を含むことができ、また、当該デバイスが受信したブロードキャストメッセージ内に含まれていた/符号化されていたタイミング情報の少なくとも一部をも含むことができる。本明細書に述べられているように、可能性として多数の先行するメッセージ(可能性として多数のブロードキャストワイヤレスデバイスから送信される)に関与する大量の情報を含む場合があるため、いくつかの実施形態において、ブロードキャストメッセージ(たとえば、図2に示すメッセージ222および224ならびにメッセージ220および226)内に含まれるデータを圧縮することができる。たとえば、いくつかの実施態様において、タイムスタンプデータの最上位ビットを除去すること(たとえば、特定のタイムスタンプ値の8〜12最下位ビットのみを保持および送信すること)によって、データ(タイムスタンプデータなど)を圧縮することができる。
【００７０】
引き続き図4を参照して、第1のブロードキャストメッセージ(第1のワイヤレスデバイスによって送信される)の第1の情報および第2のブロードキャストメッセージ(第1のワイヤレスデバイスによって受信される)の第2の情報が取得されると、第1のワイヤレスデバイスにおいて取得されている第1の情報および第2の情報に少なくとも部分的に基づいて、第1のワイヤレスデバイスと第2のワイヤレスデバイスとの間の距離が決定される430。いくつかの実施形態において、第1のワイヤレスデバイスと第2のワイヤレスデバイスとの間の距離の決定は、たとえば、低次線形モデル、低次二次モデル、および/または重み付き局所線形回帰のうちの1つまたは複数に第1の情報および第2の情報を適用することによって距離を導出することを含むことができる。たとえば、本明細書において説明されているように、第1のワイヤレスデバイスと第2のワイヤレスデバイスとの間の距離は、(説明されているように、たとえば、上記式に関連して)第1のワイヤレスデバイスによって取得されているタイミング情報を使用した最小二乗最小化手順を使用して導出することができる。いくつかの実施形態において、第1の情報および第2の情報の一方または両方を、第1のワイヤレスデバイスと関連付けられる第1のクロックと基準クロックとの間の相対クロックドリフトを計上するように調整することができる。基準クロックは、第2のワイヤレスデバイスと関連付けられる第2のクロックであってもよい。基準クロックは、第1のワイヤレスデバイスと第2のワイヤレスデバイスとの間のシグナリング交換に基づいて選択することができる。
【００７１】
図1を参照すると、述べられているように、いくつかの実施形態において、非静止ワイヤレスデバイスのうちの1つまたは複数は、たとえば、マルチラテレーションベースの手順、および/または、たとえば、到着時刻技法、信号強度測定などによるフィンガープリンティング手順を実施することによって、たとえば、衛星または地上静止アクセスポイントからの信号に基づいて、その位置を決定することが可能なモバイルデバイスと通信することができる。ワイヤレスデバイス112は、モバイルデバイス114との通信リンクを確立することができる(通信リンクは、Bluetooth(登録商標)ワイヤレス技術、WLANリンクのような近接場リンクなどであってもよい)。
【００７２】
したがって、その位置を決定するように構成されているモバイルデバイスが、図1のワイヤレスデバイス112または図2の第1のワイヤレスデバイスのような、ブロードキャストワイヤレスデバイスのうちの1つの近傍にあり、そのワイヤレスデバイスとの通信リンク(たとえば、モバイルデバイスまたはワイヤレスデバイスのいずれかによって開始される)を確立するとき、ワイヤレスデバイスは、そのような実施形態において、ワイヤレスデバイスに近接して位置するモバイルデバイスから、モバイルデバイスによって決定される位置推定値を受信することができる。ワイヤレスデバイスはその後、第1のワイヤレスデバイスの第1の近似位置を導出することができる(たとえば、いくつかの実施形態において、ワイヤレスデバイスの位置は、モバイルデバイスと同じ位置であると推定される)。ワイヤレスデバイスはまた、モバイルデバイスによって決定される位置推定値、ならびに、(本明細書においてより詳細に説明されているように)第1の情報および第2の情報に(少なくとも部分的に)基づいて決定されるワイヤレスデバイスと他のワイヤレスデバイスとの間の距離に基づいて、別のワイヤレスデバイス(たとえば、図1のワイヤレスデバイス122および/もしくは132、または、図2の第2のワイヤレスデバイス204)の近似位置を導出することもできる。ここでまた、他のワイヤレスデバイス位置は、最適化手順を使用して、または、何らかの他の位置決定プロセスを通じて導出することができる。いくつかの実施形態において、ワイヤレスデバイスは、複数のモバイルデバイスから位置および距離推定値を受信することができる。これは一般的には、ワイヤレスデバイスにおいて良好な位置推定値を計算するために必要とされる。
【００７３】
いくつかの実施形態において、ワイヤレスデバイスの導出されている推定値は、その後、別の情報要素として、そのワイヤレスデバイスによって送信される定期的ブロードキャストメッセージ内に含めることができる。ワイヤレスデバイスの位置推定値を(その位置推定値が含まれていたブロードキャストメッセージを介して)他のワイヤレスデバイスに提供することによって、それらのブロードキャストメッセージを受信する他のワイヤレスデバイスは、送信ワイヤレスデバイスの位置推定値情報を使用して、送信ワイヤレスデバイスの距離の決定を促進し、かつ/または、それら自体の位置推定値を決定することができる。
【００７４】
ここで図5を参照すると、例示的な装置502中の異なるモジュール/手段/構成要素間のデータフローを示す概念データフロー図500が示されている。装置は、それ自体と第2の装置512との間の距離を推定するように構成されている第1のワイヤレスデバイス(その具現化および/または機能において、図1および図2に示すデバイス112、122、132、202、または204と同様)であってもよい。装置502は、受信モジュール504と、取得モジュール506と、距離決定モジュール508と、送信モジュール510とを含む。
【００７５】
受信モジュール504は、第2の装置512および/またはブロードキャストメッセージ(たとえば、IEEE802.11規格に従って構成されているビーコンフレームメッセージ、ファインタイミング測定(FTM)プロトコルベースのメッセージ、専用狭域通信(DSRC)メッセージなど)を送信する他のワイヤレスデバイスによってブロードキャストされるメッセージを受信するように構成されている。本明細書において説明されているように、受信されるブロードキャストメッセージは、第2の装置512において受信されている先行するブロードキャストメッセージ(第1の装置502からの先行するメッセージを含む)に関連する情報(たとえば、タイムスタンプを使用して表されるタイミング情報)を含むことができる。受信されるブロードキャストメッセージはまた、実際の現在受信されているブロードキャストメッセージに関与する情報(たとえば、識別情報)をも含むことができる。
【００７６】
送信モジュール510は、第1の装置502からのブロードキャストメッセージを送信するように構成されており、そのようなブロードキャストメッセージは、たとえば、IEEE802.11規格に従って構成されているビーコンフレームメッセージ、ファインタイミング測定(FTM)プロトコルベースのメッセージ、専用狭域通信(DSRC)メッセージ、他のタイプのパケットベースまたは非パケットベースのブロードキャスト送信などを含む。取得モジュール506は、第1の装置によってブロードキャストされるメッセージに関連する第1の情報(たとえば、第1の装置が、たとえば、送信モジュール510を介して送信するブロードキャストメッセージの出発時刻)、および、第2の装置512によってブロードキャストされるメッセージに関連する第2の情報(たとえば、受信モジュール504を介して受信されるメッセージの到着時刻)を取得する。述べられているように、取得モジュールはまた、受信されているメッセージから、先行するブロードキャストメッセージに関与するデータを抽出することもできる(そのようなメッセージは第2の装置512によって受信されており、それらの対応する情報の少なくとも一部は、後続して送信されるブロードキャストメッセージの本体内に含まれる)。第1の装置502によって送信されるブロードキャストメッセージの出発時刻情報は、たとえば、取得モジュール506によって記録(取得モジュール506に結合されているメモリデバイスに記憶)することができ、同様に、受信されているブロードキャストメッセージの到着時刻情報も同様に、取得モジュール506によって記録することができる。距離決定モジュール508は、第1の情報および第2の情報に基づいて第1の装置502と第2の装置512との間の距離を決定するように構成されている。
【００７７】
第1の装置502は、図1、図2および図4に関連して説明されている動作のうちの1つまたは複数を実行する追加のモジュールを含むことができる。したがって、たとえば、図2および図4に示されている動作は、モジュールによって実行することができ、装置は、それらのモジュールのうちの1つまたは複数を含むことができる。モジュールは、本明細書において説明されているプロセスを実行するように特に構成された1つもしくは複数のハードウェア構成要素として実装されてもよく、本明細書において説明されているプロセスを実行するように構成されたプロセッサによって実装されてもよく、または、プロセッサ上で実行可能なコンピュータ可読媒体、もしくはそれらの何らかの組合せを通じて実装されてもよい。
【００７８】
受動測位システム
ここで図6を参照すると、静止ワイヤレスデバイスによって送られるブロードキャストメッセージに基づいて位置情報(たとえば、距離および/または位置推定値)を決定するための別の例示的なシステム600の概略図が示されている。図6の例示的な実施形態において、ブロードキャストメッセージを送信するワイヤレスデバイスは、位置がわかっている静止ワイヤレスデバイス(たとえば、WiFiアクセスポイントのようなWLANアクセスポイント、WWAN基地局、非移動モバイルデバイスなど)を含む。したがって、図6に示すように、システム600は、図1に示すワイヤレスデバイス112、122、132、および/または142のいずれかと(実施態様および/または機能において)同様であり得る静止ワイヤレスデバイス642a〜cを含み、それらの静止ワイヤレスデバイスのうちの少なくとも1つは、現在送信されているブロードキャストメッセージに関与する情報、および、送信ワイヤレスデバイスによって以前に(たとえば、現在の送信の前の何らかの時間間隔の間に)受信されている先行するブロードキャストメッセージに関与する情報を含む、定期的ブロードキャストメッセージ(図2に示すブロードキャストメッセージ220、222、224、および226のうちのいずれかなど)を送信するように構成されている。システム600はまた、いくつかの実施形態において、図1に示すワイヤレスデバイス140と(実施態様および/または機能において)同様であり得るWWANワイヤレスデバイス640a〜bをも含むことができ、これらのワイヤレスデバイス640a〜bのうちの少なくとも1つは、当該デバイスが送信している現在のメッセージに関連する情報、および、WLANワイヤレスデバイスが以前に受信しているブロードキャストメッセージに関連する情報を有する、図6に示す定期的ブロードキャストメッセージ650のような定期的ブロードキャストメッセージ(また、図2のメッセージ220、222、224、および/または226のいずれかと同様であってもよい)を送信するように構成することができる。
【００７９】
図6にさらに示すように、システム600はまた、図1のモバイルデバイス114と(実施態様および/または機能において)同様であり得る、パーソナル携帯電話のようなモバイルワイヤレスデバイス614をも含む。モバイルワイヤレスデバイスは移動している場合があり、したがって、その位置は一般的にはわからず、(たとえば、本明細書において説明されているように、当該デバイスが受信するブロードキャストメッセージに基づいて)決定される必要がある。モバイルデバイス614は、一般的に、その近傍にある様々なワイヤレスデバイスに由来するメッセージ(定期的ブロードキャストメッセージを送信する少なくとも1つのワイヤレスデバイスからのブロードキャストメッセージを含む)を受信(すなわち、傍受)するように構成されている受動デバイスであるが、必ずしも、任意の返信またはブロードキャスト通信を送信するとは限らない(ただし、いくつかの実施形態において、モバイルデバイス614は、ワイヤレスデバイス640a〜bおよび/または642a〜cによって送信されるブロードキャストメッセージと同様に構成されているか、または、任意の他の通信プロトコルに従って構成されているユニキャストまたはブロードキャストメッセージを送信するための送信機能を有して実装されてもよい)。モバイルデバイス614(任意選択的に図1のサーバ150のようなリモートサーバによって促進される)は、ワイヤレスデバイス640a〜bおよび/または642a〜cのうちの1つまたは複数から受信されるブロードキャストメッセージ、ならびに、モバイルデバイスによって受動的にピックアップ(受信)されるメッセージを送信する静止ワイヤレスデバイスの位置情報に部分的に基づいて、位置情報(たとえば、1つもしくは複数の他のワイヤレスデバイスに対する距離推定値および/または実際の位置推定値)を決定するように構成されている。静止ワイヤレスデバイスは一般的に、たとえば、補助データ通信を介してモバイルデバイス614に提供することができる既知の所定の位置を有する。いくつかの実施形態において、モバイルデバイスはまた、(その実施態様および/または機能において、図1のワイヤレスデバイス112、122、および/または132のうちのいずれかと同様に構成することができる)ワイヤレスデバイス622のような1つまたは複数の非静止ワイヤレスデバイスからメッセージ(たとえば、ブロードキャストメッセージ)を受信し、1つまたは複数の非静止ワイヤレスデバイスから受信されているメッセージにも基づいて、その位置、または、ワイヤレスデバイスのうちの1つまたは複数への距離を決定することもできる。
【００８０】
したがって、図6のシステム600は、場合によって多数になるユーザ/デバイス(それらのすべてが図6に示す静止ワイヤレスデバイスによって送信される同じメッセージを受動的に受信している場合がある)の位置または距離決定機能を相対的に低い専用の追加通信オーバヘッドで提供する。図6の実施形態では、その位置情報が決定されるべきモバイルデバイスは一般的に「リッスン」モードにおいて動作しているため、モバイルデバイスは、STA電力消費が低い。加えて、複数の静止ワイヤレスデバイスによって送信されるメッセージを受信するリッスンモバイルデバイスは、ここで、複数の静止ワイヤレスデバイスのうちの少なくとも1つは別の静止モバイルデバイスからの少なくとも1つの他のメッセージに関与する情報(たとえば、タイミング情報)を含むブロードキャストメッセージを送信しているが、その位置を、往復時間(RTT)実施態様によって達成するのと同等の精度レベルにおいて決定することができる(ただし、モバイルデバイスは任意の他のワイヤレスデバイスにメッセージを送信する必要はなく、または、他の様態で当該デバイスと対話する必要はない)。
【００８１】
いくつかの例示的な実施形態において、1つの静止ワイヤレスデバイス(「中央」、「マスタ」または「スーパーアクセスポイント」として参照される場合がある)は、図2のブロードキャストメッセージ220、222、224、および226と同様のブロードキャストメッセージ(すなわち、1つの静止ワイヤレスデバイスによって先行する時刻において受信される先行するメッセージに関与する情報を含むメッセージ)を送るように構成することができ、また、他の静止ワイヤレスデバイス(たとえば、APデバイス)に、モバイルデバイス(第1の到着時刻において)と要求/開始している1つの静止ワイヤレスデバイス(第2の到着時刻において)の両方において受信される応答メッセージを送らせるための要求メッセージ(たとえば、プローブメッセージ)を、それらの他の静止ワイヤレスデバイスに送信するように構成することもできる。要求静止ワイヤレスデバイスは、その後、要求静止ワイヤレスデバイスによって受信される先行する応答メッセージに関与するタイミング情報(たとえば、応答メッセージのいずれかが要求静止ワイヤレスデバイスに到着する時刻のタイムスタンプ)を含むブロードキャストメッセージを送信することができる。モバイルデバイスが、中央静止ワイヤレスデバイス(たとえば、スーパーAP)から後続して送信されるブロードキャストメッセージを受信するとき、他の静止ワイヤレスデバイスによって送信される各応答メッセージについて、複数の到着時刻情報があることになり、したがって、到着時刻情報の複数のインスタンスに基づいて、位置情報を導出する(たとえば、モバイルデバイスが十分なデータ点を取得している場合は、位置推定値を導出する)ことが可能になる。他方、いくつかの実施形態において、他のワイヤレスデバイス/ノードからのブロードキャストメッセージ(たとえば、ブロードキャストパケット)の送信を開始するためにスーパーAPを使用することは、他のワイヤレスデバイス/ノードが定期的ブロードキャスト動作(図1および図2の非静止ワイヤレスデバイスの機能と同様の)のためにすでに構成されている場合は、必要ない場合がある。いくつかの実施形態において、スーパーAPはまた、位置計算を促進するように構成することもでき、モバイルクロックドリフトが、スーパーAPのクロックドリフトに関連付けられ、すべてのAP測定値が、スーパーAPの測定値に関連付けられる。一般化されたブロードキャストシナリオにおいて、1つまたは複数のクロックドリフト項を使用することができ、1つまたは複数のAPをスーパーAPとして使用することができることに留意されたい。
【００８２】
図6の例において、静止ワイヤレスデバイス640aは、図2のブロードキャストメッセージ220、222、224、および226と同様に構成することができるブロードキャストメッセージ650のようなブロードキャストメッセージを定期的に送信するスーパーAP(または「スーパー基地局」)として構成することができる。ワイヤレスデバイス640aはまた、静止ワイヤレスデバイス640bのような他の静止ワイヤレスデバイスに、ブロードキャストまたはユニキャストメッセージ(要求メッセージ652など)を送るように構成することもできる。要求メッセージ652の受信に応答して、ワイヤレスデバイス640bは、たとえば、モバイルデバイス614(送信されている応答の第1のメッセージインスタンス654aによって示されているように)によって、およびまた、要求ワイヤレスデバイス640a(送信されている応答メッセージの第2のメッセージインスタンス654bによって示されているように)によって受信される応答メッセージ654(様々な可能性のある通信プロトコルのうちのいずれか1つに従ってフォーマット化されている)を送信する。メッセージ654aは、対応する第1のToAインスタンスにおいて、モバイルデバイス614において受信され、一方で、メッセージ654bは、第2のToAインスタンスにおいて、ワイヤレスデバイス640aにおいて受信される。述べられているように、いくつかの実施形態において、ブロードキャストメッセージ654(図6においては2つのメッセージインスタンス654aおよび654bとして表されている)は、ワイヤレスデバイス640bが実行するように構成されている、スケジューリングされている定期的送信の一部として送信されているものであり得る(すなわち、ブロードキャストメッセージ654の送信は、何らかの受信されている要求/プローブメッセージに応答したものではない)。応答メッセージ654bが静止ワイヤレスデバイス640aに到着した後、ワイヤレスデバイス640aは、当該デバイスが(先行する時刻において)以前に受信した先行するメッセージ654bに関与する情報を含む、メッセージ650のようなブロードキャストメッセージを生成および送信する。たとえば、メッセージ650は、メッセージ654bがワイヤレスデバイス640aに到着する第2のToAのタイムスタンプを含むことができる(また、他の以前に受信されているメッセージに関与する他のToA情報、たとえば、それらの先行して受信されている先行するメッセージを送信している送信元ワイヤレスデバイスを識別する識別データなどのような他の情報を含むこともできる)。モバイルデバイス614はその後、メッセージ650を受信し、当該メッセージから、メッセージ650がモバイルデバイス614に到着するToAインスタンスを取得する。加えて、モバイルデバイス614は、とりわけ、メッセージ654bが静止ワイヤレスデバイス640aに到着するToAを取得する(たとえば、メッセージ650上に符号化されているデータを抽出または復号する)。
【００８３】
図7は、シグナリングプロセス700を示す例示的なシグナリング図であり、スーパーアクセスポイント710が、個々のユニキャスト要求メッセージ7120-nを、様々な配備されているアクセスポイント7200-n(すなわち、静止ワイヤレスデバイス)に送信し、当該メッセージは、それらのワイヤレスデバイスに、それぞれの個々の要求メッセージの受信に応答して、モバイルデバイス730(被試験デバイス(DUT)またはSTAとしても参照される)、および、スーパーAP710によって受信されるそれぞれの応答メッセージ7140-nを送信させる(述べられているように、図7に示すシグナリングは、一般的に、受信静止ワイヤレスデバイスが定期的ブロードキャスト向けにすでに構成されていない実施形態において使用される)。応答メッセージの各々は、対応するToAにおいて、スーパーAP710およびモバイルデバイス730によって受信されることになる。いくつかの実施形態において、応答メッセージ7140-nは、スーパー/中央ワイヤレスデバイスによってブロードキャストされる単一の要求メッセージに応答して送信され得る(すなわち、単一のブロードキャスト要求メッセージが、要求メッセージを受信するすべてのAPからの応答メッセージをトリガーする)。図7にさらに示すように、定期的に、スーパーAP710(すなわち、他のAPに要求メッセージを送信するように構成されているAP)は、図2のブロードキャストメッセージ220、222、224、および226のいずれか(または、本明細書において説明されている他のブロードキャストメッセージのいずれか)と同様にフォーマット化/構成することができ、APからの先行して受信されているメッセージ(たとえば、要求メッセージ7120-nに応答して受信される応答メッセージ7140-nおよび/または先行する期間において受信されているメッセージのような他のメッセージ)のうちの1つまたは複数に関与する情報を含むブロードキャストメッセージ(ビーコン)716を生成および送信する。ブロードキャストメッセージ716は、図7の例においてはモバイルデバイス730によって受信され、したがって、モバイルデバイスには、モバイルデバイス730が別個に受信しており、モバイルデバイス730がそれについて対応するToAを決定している、応答メッセージ7140-nの別のセットのToA(および他の関連情報)が提供される。モバイルデバイスはまた、受信されるブロードキャストメッセージ716から、メッセージ716の到着時刻を決定することが可能である。
【００８４】
図6に戻って参照すると、(送信ワイヤレスデバイスからの送信を受動的に受信することによって)ワイヤレスデバイス614によって取得される情報に基づいて、モバイルデバイス614は、いくつかの実施形態において、様々な取得されるToA値を関連付ける「二重位相差」式を導出し、解くことによって、位置情報を決定することができる。たとえば、図6のモバイルデバイス614または図7のモバイルデバイス730のようなモバイルデバイスが、到着時刻ToAimobにおいて、いくつかの静止ワイヤレスデバイスAPiから、時刻tiにおいてAPiから送信されているメッセージを受信する実施態様を検討する。述べられているように、APiからのメッセージは、スーパーアクセスポイント(SAP)からの要求メッセージに応答して送信されているものであり得る。SAPはまた、APiからのメッセージ(すなわち、時刻tiにおいて送信されるメッセージ)を時刻ToAisapにおいて受信し、その後、ToAisapを表すデータを含むブロードキャストメッセージを送信することによって、その決定された到着時刻をモバイルデバイスに提供する。モバイルデバイスのクロックは一般的に様々なAPのクロックと同期されていないため、いくつかの実施形態において、クロック間の同期の欠如の問題を緩和するために、基準AP(たとえば、AP0)が、既知の時刻t0(この時刻は、SAPのクロックに対して測定される)において基準信号(たとえば、定期的基準信号)を送信するように構成されている。また、モバイルデバイスにおける時刻を、tmob=(1+∂)t+θに従って(SAPのクロックに対するクロックオフセットおよびクロックドリフトを使用して)モデル化することができると仮定し、tはSAPにおいて記録される時刻であり、∂はドリフト効果を表し、θはオフセットである(より高度な精度が所望される場合は、ドリフトおよびオフセットにより高次のモデルが使用され得る)。したがって、AP0(基準AP)から送信される信号のToAとAPiとの間の関係を表し、モバイルデバイスおよびSAPにおいて受信される以下の式が使用される。
ToA0SAP=t0+c-1d0SAP+n0SAP
ToAiSAP=ti+c-1diSAP+niSAP
ToA0mob=(1+∂)(t0+c-1d0mob)+θ+n0mob
ToAimob=(1+∂)(ti+c-1dimob)+θ+nimob
式中、dは2つのインデックスによって表示されている2つのデバイス間の間隔に対応し、nは雑音項を表す(一般的には、雑音項の分散および/または何らかの他の統計的特性を使用すれば十分である)。したがって、間隔は、APおよびモバイルデバイスの座標の関数として書くことができ、モバイルデバイスの座標はわかっていない。
【００８５】
したがって、二重位相差関係は、次のように定義することができる(メートル単位)。
DDmeasi(∂')=c(ToAiSAP-ToA0SAP)-c(1+∂')-1(ToAimob-ToA0mob)
また、測定される二重位相差と真の二重位相差との間の関係は、次のように表現することができる。
DDmeasi(δ)=(diSAP-d0SAP)-(dimob-d0mob)+ni=DDtruei+ni
したがって、本明細書において述べられているように、モバイルデバイスと静止ワイヤレスデバイス(たとえば、AP)との間の間隔は、モバイルデバイスのわかっていない座標の関数として表現することができ、これはその後、たとえば、二重位相差式を使用して解くことができる。
【００８６】
複数の静止ワイヤレスデバイス(たとえば、複数のAP)からの通信を受信するモバイルデバイスの位置を決定するための他のプロセスおよび技法を使用することもできる。
【００８７】
いくつかの実施形態において、受動モバイルデバイスによって使用されるタイミング情報を提供する2つのAPデバイスのクロックの相対クロックドリフト(すなわち、異なるデバイス間のタイミングの相対精度)も、重大な測位誤りを回避するために推定される必要があり得る。そのような実施形態において、相対クロックドリフトを推定するため2つの方法は、2つ以上のAPデバイス間のクロックドリフトを決定するために、かつ/または、相対クロックドリフト推定が必要とされる各APデバイスからの複数のパケットの受信に基づいて、ジョイントパラメータ推定(たとえば、モバイルデバイスの位置も導出するとき)を実行することを含み得る。たとえば、いくつかの実施形態において、二重位相差式を定式化するとき、4つのデバイス、すなわち、2つの静止ワイヤレスデバイス(たとえば、2つのAP)、1つのスーパーAP、およびモバイルデバイスがある。2つのAPのクロックドリフトは、二重位相差式には現われないが、モバイルデバイスに対するスーパーAPのクロックドリフトは、二重位相差式に現われる。2つ以上のスーパーAPが使用される場合、2つ以上のドリフト項デルタ(Δ)が、連立方程式に導入され得る。
【００８８】
ここで図8を参照すると、複数のワイヤレスデバイス(一般的には静止ワイヤレスデバイス)からのブロードキャストメッセージに基づいてモバイルデバイス(図6のモバイルデバイス614など)の位置情報を決定するための例示的な手順800の流れ図が示されている。手順800はまた、モバイルデバイスの位置推定値、および/または、モバイルデバイスと複数の静止ワイヤレスデバイスのうちの1つもしくは複数との間の距離推定値を決定するために使用することもできる。したがって、手順800は、モバイルデバイスにおいて、それぞれ複数の静止ワイヤレスデバイスによって送信される複数のブロードキャストメッセージを受信すること810を含む。たとえば、図6および図7に示すように、ブロードキャストメッセージは、静止ワイヤレスデバイス(たとえば、静止AP)の一部から送信することができる。これらのブロードキャストメッセージは、システム600のAP640aのような、静止ワイヤレスデバイス(たとえば、スーパーAP)のうちの1つから送信される要求またはトリガーメッセージに応答して送信されているものであり得る。ブロードキャストメッセージ、または、一連のユニキャストメッセージは、たとえば、静止AP640bもしくは642a〜cのいずれかを含むワイヤレスデバイス、またはさらにはモバイルデバイスに送信して、それらのデバイスに、送信ワイヤレスデバイスの範囲内にあるワイヤレスデバイスによって受信されるブロードキャストメッセージを送信させることができる。いくつかの実施形態において、ブロードキャストメッセージを送信する静止ワイヤレスデバイスは、定期的に、何らかの他のワイヤレスデバイスからのいかなる要求またはトリガーメッセージからも独立してこれを行うことができる。開始APからの要求またはトリガーメッセージに応答して送信されるブロードキャストメッセージは、送信デバイスの素性、送信されているメッセージの識別情報、および/またはタイミング情報(たとえば、いくつかの実施態様においては出発時刻情報)のような情報を含むことができる。いくつかの実施形態において、ブロードキャストメッセージは、たとえば、IEEE802.11規格に従って構成されているビーコンフレームメッセージ、ファインタイミング測定(FTM)プロトコルベースのメッセージ、専用狭域通信(DSRC)メッセージ、ならびに/または、これらのブロードキャストメッセージを受動的に受信(リッスン)している特定のモバイルデバイスによって受信および処理することができる任意の他のタイプのブロードキャストメッセージのうちの1つまたは複数を含むことができる。
【００８９】
複数のブロードキャストメッセージ(そのようなメッセージはいくらかの期間にわたって受信され得る)が受信されると、モバイルデバイスは、複数の静止ワイヤレスデバイスからそれぞれ受信される複数のブロードキャストメッセージの各々に関連する第1の情報を取得し820、第1の情報の少なくとも一部は、複数の静止ワイヤレスデバイスからそれぞれ受信される複数のブロードキャストメッセージに含まれる。第1の情報は、送信デバイスを識別するための、かつ/または、メッセージ自体を識別するための識別情報(たとえば、各メッセージは、何らかの固有の識別情報値によって識別することができる)のような、受信ブロードキャストメッセージ内に符号化されているデータを含むことができる。したがって、そのような識別情報、または、受信ブロードキャストメッセージに含まれる任意の他の情報を取得することは、モバイルデバイスの送受信機およびプロセッサ/コントローラを介して、メッセージ内に含まれている情報を抽出するために復調、信号処理、および/または復号動作を実行することを含むことができる。加えて、いくつかの実施形態において、第1の情報を取得することはまた、受信ブロードキャストメッセージに対して測定(たとえば、タイミング測定、信号強度測定など)を実行することを含むこともできる。たとえば、モバイルデバイス(たとえば、図6のデバイス614)は、受信ブロードキャストメッセージの各々の到着時刻測定値を決定および記録する。
【００９０】
図8にさらに示すように、モバイルデバイスはまた、複数の静止ワイヤレスデバイスのうちの少なくとも1つの他のデバイスから、複数のブロードキャストメッセージのうちの少なくとも1つを送信する前に、複数の静止ワイヤレスデバイスのうちの少なくとも1つによって受信されている少なくとも1つの先行するブロードキャスト通信に関連する第2の情報を、複数のブロードキャストメッセージ(たとえば、メッセージ650)のうちの少なくとも1つから取得し830、第2の情報は、複数のブロードキャストメッセージのうちの少なくとも1つに含まれる。たとえば、静止ワイヤレスデバイス640aは、ブロードキャストメッセージを送信している(たとえば、その静止ワイヤレスデバイスの開始要求/トリガーメッセージに応答して送信している、または、定期的ブロードキャストメッセージを送信している)他のワイヤレスデバイスからブロードキャストメッセージのインスタンスを受信することができる。図6に示すように、ワイヤレスデバイス640aは、メッセージ654bを受信し、当該メッセージは、メッセージインスタンス654aとしてモバイルデバイス614においても受信されるブロードキャストメッセージのインスタンス/コピーであってもよい。言い換えれば、ワイヤレスデバイスは、モバイルデバイス614によって受信される(または受信された)同じブロードキャストメッセージの少なくともいくらかのコピーを受信することができ、したがって、それらの受信メッセージの対応する到着時刻を測定/決定することができる。静止ワイヤレスデバイスは、その後、ブロードキャストメッセージ内にこの到着時刻情報(および/または他の情報)を含めることができ、当該メッセージは、図2のブロードキャストメッセージ220、222、224、または226と同様であってもよく、その後、ブロードキャストメッセージ650としてモバイルデバイス614によって送信および受信される(メッセージ654bのタイミング情報を含む、メッセージ650は、一般的に、デバイス614においてメッセージ654aが受信された後に、モバイルデバイス614において受信される)。先行する受信メッセージ(すなわち、メッセージ650が送信される前に受信されている)に関与する情報を含むように構成されているブロードキャストメッセージ650は、他のワイヤレスデバイスから送信されるブロードキャストメッセージとは別様に構成することができる(たとえば、メッセージ654aは、先行する受信メッセージに関与するデータを含むように構成されてもよく、または、構成されなくてもよい)。
【００９１】
ブロードキャストメッセージ650内に含まれる第2の情報はまた、何らかの他の以前に送信されているブロードキャストメッセージの到着時刻(ToD)(すなわち、現在のブロードキャストメッセージを送信するワイヤレスデバイスによって先行するブロードキャストメッセージについて記録されているToD)、および/または、それに対して少なくともいくらかのタイミング情報が、モバイルデバイスによって受信される現在のブロードキャストメッセージ内に含まれる、先行する/以前のブロードキャストメッセージを識別するための識別データを含むことができる。本明細書において説明されているように、帯域幅制約に起因して、現在のブロードキャストメッセージ内に含まれる情報の少なくともいくらか(たとえば、ワイヤレスデバイス640aを識別する情報、および、デバイス640aによって受信されている少なくとも1つの先行するメッセージに関与する第2の情報)は、たとえば、識別情報、および、少なくとも1つの先行する受信メッセージに関与する第2の情報を表す圧縮内容を含むことができる。圧縮内容は、たとえば、識別情報および第2の情報の最上位ビットの所定部分が除去されるように(または代替的に、少なくとも1つのブロードキャストメッセージ内に含まれているデータの所定数の最下位ビット、たとえば、8ビット、12ビットなどが保持されるように)、圧縮されたデータを含むことができる。
【００９２】
複数のブロードキャストメッセージから第1の情報および第2の情報が取得されると、モバイルデバイスは、その第1の情報および第2の情報に少なくとも部分的に基づいて、また、いくつかの実施形態においては、複数の静止ワイヤレスデバイスのうちの少なくとも一部の既知の位置にも基づいて、モバイルデバイスの位置情報(たとえば、モバイルデバイス614の位置推定値)を決定する840。たとえば、いくつかの実施形態において、モバイルデバイスの位置を決定することは、モバイルデバイスと静止ワイヤレスデバイス(ブロードキャストメッセージを送信した)との間の距離(間隔)を決定すること、または、取得されている情報が適用される何らかの誤差関数を最小化する実際の位置を決定することを含むことができる。いくつかの実施形態において、最小化される誤差関数および最小化を実行するための手順は、図1、図2、および図4に関連して上述した最小化手順と同様であってもよい。したがって、そのような実施形態において、モバイルデバイスとブロードキャストメッセージを送信するワイヤレスデバイスとの間の距離/間隔は、第1の情報および第2の情報を、たとえば、低次線形モデル、低次二次モデル、および/または重み付き局所線形回帰モデルに適用することによって導出することができる。いくつかの実施形態において、静止ワイヤレスデバイスの既知の位置は、距離(モバイルデバイスとブロードキャストメッセージを送信する静止ワイヤレスデバイスとの間の)だけでなく、モバイルデバイスの場所/位置推定値をも決定するために、最小化プロセスに含めることができる。代替的に、いくつかの実施形態において、モバイルデバイスの位置推定値の決定は、決定されている距離推定値および静止ワイヤレスデバイスの既知の位置に基づいて位置推定値を導出すること(すなわち、距離推定値の決定および位置推定値の決定が別個のステップとして実行される二面手順を実行すること)によって実行することができる。
【００９３】
いくつかの実施形態において、モバイルデバイスの位置情報の決定は、図6を参照して本明細書において説明されているものと同様に二重位相差関係を導出することによって実行することができる。したがって、そのような実施形態において、モバイルデバイスは、第1のワイヤレスデバイス(たとえば、図6のデバイス640b)からの第1のブロードキャストメッセージ(たとえば、図6のメッセージ654a)および第2のワイヤレスデバイス(たとえば、デバイス640a)からの第2のブロードキャストメッセージ(たとえば、メッセージ650)を受信することができ、第1のブロードキャストメッセージは第2のワイヤレスデバイスにおいても受信され(メッセージインスタンス654b)、第2のブロードキャストメッセージは、第1のブロードキャストメッセージが第2のワイヤレスデバイスに到着する時刻の情報を含む。すなわち、メッセージ654bがデバイス640aに到着しているToAが測定され、記録されてブロードキャストメッセージ650に含まれ(述べられているように、ブロードキャストメッセージ650は、図2のブロードキャストメッセージ220、222、224、または226のいずれかと同様に構成することができる)、それによって、ブロードキャストメッセージ650がモバイルデバイス614において受信されると、モバイルデバイス614は、メッセージ650内に含まれるデータからメッセージ654bがデバイス640aに到着しているToAを取得することができる。加えて、受信メッセージ654aから、モバイルデバイス614は、そのメッセージのToAを取得する。その後、モバイルデバイス614の少なくともいくつかの位置情報を、第1のブロードキャストメッセージが第2のワイヤレスデバイスに到着している時刻の情報、および、第1のブロードキャストメッセージがモバイルデバイスにおいて受信されている追加の到着時刻情報に少なくとも部分的に基づいて、二重位相差関係を導出することによって決定することができる。モバイルデバイスは、追加のブロードキャストメッセージ(他のワイヤレスデバイスから送信され得る)のタイミング情報を取得することができ、別のブロードキャストメッセージ内に含まれているデータから、別のワイヤレスデバイス(他のブロードキャストメッセージを送信している)によって受信された追加のブロードキャストメッセージのタイミング情報(たとえば、ToA情報)を取得することができる。本明細書において説明されているような、ブロードキャストメッセージを使用して実行される位置決定は、少なくとも2つの静止デバイスが、ブロードキャストメッセージを受動的に受信しているモバイルデバイスにおいて有意の式(たとえば、二重位相差)を生成する必要があり得るが、モバイルデバイスの位置を求めるには、複数のそのような式が必要とされ得る。たとえば、2Dのシナリオについて、モバイルデバイスの位置を計算するために3つの静止デバイスが必要とされる。しかしながら、モバイルデバイス位置の何らかの事前知識が存在する状況においては、たとえば、フィルタリング動作に基づいてモバイルデバイスの先行する/以前の位置推定値を改良することによって、より少ない測定値に基づいてモバイルデバイスの位置のより精密な位置推定値を取得することができることに留意されたい。
【００９４】
いくつかの実施形態において、2つ以上のワイヤレスデバイスが、それらのデバイスによって受信されている先行するメッセージに関与する第2の情報(たとえば、タイミング情報)を含むブロードキャストメッセージを送信することができ、それらのブロードキャストメッセージを受動的に受信するモバイルデバイスは、それらのブロードキャストメッセージ内に含まれる(符号化されている)情報の一部またはすべてを使用して、位置情報を導出することができる。同じく述べられているように、いくつかの実施形態において、様々な静止ワイヤレスデバイスからのブロードキャストメッセージは、何らかの中央/マスタワイヤレスデバイス(たとえば、スーパーAP)によって送られるトリガー/要求メッセージから独立して送信することができる。むしろ、そのような実施形態において、それらの様々な静止ワイヤレスデバイスは、それらによって受信されている先行するメッセージに関与する情報(たとえば、到着時刻情報のようなタイミング情報)を含むように構成されていてもよく、または、構成されていなくてもよいブロードキャストメッセージを定期的に送信することができる。いくつかの実施形態において、位置決定はまた、三角測量ベースの計算を通じて、または、他のタイプのマルチラテレーションベースの計算手順を通じて促進することもできる。
【００９５】
モバイルデバイスが(たとえば、静止ワイヤレスデバイスからのブロードキャストメッセージに関連するか、または、その中に含まれる情報に基づいて)その位置を決定するためのプロセスを実行するとき、モバイルデバイスは、静止ワイヤレスデバイスの既知の位置を含む補助データを(たとえば、図1のサーバ150のようなリモートサーバから、または、ブロードキャストメッセージを送信している複数の静止ワイヤレスデバイスのうちの少なくとも1つから)以前に受信し、記憶している場合があることに留意されたい。同じく図1および図2に関連して説明されているように、いくつかの実施形態において、手順800は、複数の静止ワイヤレスデバイスのうちの第1の静止ワイヤレスデバイスと関連付けられる第1のクロックと、複数の静止ワイヤレスデバイスのうちの第2の静止ワイヤレスデバイスの第2のクロックとの間の相対クロックドリフトを計上するように、第1の情報および第2の情報のうちの1つまたは複数を調整することを含むことができる。
【００９６】
ここで図9を参照すると、一般的に静止ワイヤレスデバイス(たとえば、図6および図7のデバイス640aおよび710と同様の、第1の、中央/スーパーワイヤレスデバイス)において実行される例示的な手順900の流れ図が示されている。例示的な手順900は、複数の静止ワイヤレスデバイスからブロードキャストメッセージを受動的に受信しているモバイルデバイスの位置情報(位置推定値を含む)の決定を促進する。図示されているように、例示的な手順は、静止ワイヤレスデバイスにおいて、少なくとも1つの他の第2の静止ワイヤレスデバイス(図6の静止ワイヤレスデバイス640bなど)から少なくとも1つのブロードキャストメッセージ(たとえば、図6に示すブロードキャストメッセージ654bなど)を受信すること910を含む。述べられているように、いくつかの実施形態において、少なくとも1つのブロードキャストメッセージは、静止ワイヤレスデバイスによって送信される初期要求/トリガーメッセージ(図6に示すメッセージ652など)に応答して少なくとも1つの他の静止ワイヤレスデバイスによって送信されているものであり得る。そのような初期要求/トリガーメッセージは、ユニキャストまたはブロードキャストメッセージであってもよい。同じく述べられているように、いくつかの実施形態において、少なくとも1つのブロードキャストメッセージは、その静止ワイヤレスデバイスの、ブロードキャストメッセージの定期的送信の過程において(すなわち、何らかの他のデバイスによって送られるいかなるトリガー/要求メッセージからも独立して、それらのメッセージに応答せずに)少なくとも1つの他の静止ワイヤレスデバイスによって送信されているものであり得る。
【００９７】
少なくとも1つの他の静止ワイヤレスデバイスからブロードキャストメッセージが受信されると、静止ワイヤレスデバイスは、少なくとも1つの他の静止ワイヤレスデバイスから受信される少なくとも1つのブロードキャストメッセージに関与する情報を取得する920。たとえば、受信されている少なくとも1つのブロードキャストメッセージの到着時刻を測定/決定することができ、少なくとも1つのブロードキャストメッセージに関連する識別情報(たとえば、そのブロードキャストメッセージを送信している少なくとも1つの他の静止ワイヤレスデバイスの識別情報、実際の少なくとも1つのブロードキャストメッセージの識別情報、たとえば、パケットIDなど)が、少なくとも1つのブロードキャストメッセージから取得(復号または抽出)される。
【００９８】
その後、静止ワイヤレスデバイスは、少なくとも1つのブロードキャストメッセージに関与する情報の少なくとも一部を含む後続のブロードキャストメッセージを送信する930。たとえば、静止ワイヤレスデバイスは、少なくとも1つのブロードキャストメッセージが静止ワイヤレスデバイスに到着している時刻、受信されている少なくとも1つのブロードキャストメッセージと関連付けられる識別情報の一部またはすべてなどのような、以前に受信されている少なくとも1つのブロードキャストメッセージに関与する情報を含む(たとえば、メッセージ内に符号化されている)後続のブロードキャストメッセージ(パケットタイプのメッセージ、または任意の他のタイプの通信であってもよい)を生成する。いくつかの実施形態において、後続のブロードキャストメッセージは、静止ワイヤレスデバイスにおいて受信されているいくつかの先行するブロードキャストメッセージに関与する情報を含むことができ、また、(それらの1つまたは複数のブロードキャストメッセージを送信しているデバイスによって)それらのブロードキャストメッセージのうちの1つまたは複数の中に含まれていたさらなる情報をも含むことができ、そのさらなる情報は、1つまたは複数のブロードキャストメッセージを送信しているデバイスによって先行して受信されていた追加のブロードキャストメッセージに関与する。いくつかの実施形態において、後続のブロードキャストメッセージを送信することは、少なくとも1つのブロードキャストメッセージに関与する情報の少なくとも一部の圧縮データを有する、後続のブロードキャストメッセージを送信することを含むことができる。
【００９９】
静止ワイヤレスデバイスによって送信される後続のブロードキャストメッセージは、少なくとも1つのブロードキャストメッセージを受信し(すなわち、少なくとも1つの他の静止ワイヤレスデバイスによって送信され、その後、第1の静止ワイヤレスデバイスによっても受信される少なくとも1つのブロードキャストメッセージのコピー/インスタンスを受信し)、静止ワイヤレスデバイス(すなわち、図9の第1の静止ワイヤレスデバイス)からの後続のブロードキャストメッセージを受信するように構成されているモバイルデバイスにおいて受信される。モバイルデバイスはまた、少なくとも1つのブロードキャストメッセージおよび後続のブロードキャストメッセージに関連するブロードキャスト情報を取得し、少なくとも1つの他の静止ワイヤレスデバイスから静止ワイヤレスデバイスによって受信される少なくとも1つのブロードキャストメッセージに関与する、後続のブロードキャストメッセージ内に含まれる情報を取得し、ブロードキャスト情報、少なくとも1つのブロードキャストメッセージに関与する情報、ならびに、静止ワイヤレスデバイスおよび少なくとも1つの他の静止ワイヤレスデバイスの既知の位置に少なくとも部分的に基づいて、モバイルデバイスの位置情報を決定するようにも構成されている。
【０１００】
追加の実施態様
図10を参照すると、少なくとも部分的に、(実施態様および/または機能において)図1、図2、図5、図6、および/または図7のワイヤレスデバイス112、114、122、132、202、204、500、512、614、622、および/または730のいずれかと同様であってもよい、例示的なワイヤレスデバイス1000の様々な構成要素を示す概略図が示されている。いくつかの実施形態において、例示的なデバイス1000はまた、少なくとも部分的に、図1および図6に示すデバイス140、142、150、640a-b、642a-c、710、および/または7200-nのいずれかの実施態様において使用されてもよい。簡潔にするために、図10の概略ボックス図に示される様々な特徴/構成要素/機能は、共通バスを使って接続されており、このことは、これらの様々な特徴/構成要素/機能が、動作可能に結合されることを表す。他の接続、機構、特徴、機能なども、可搬型ワイヤレスデバイスを動作可能に結合し構成するために必要に応じて提供され適応され得る。さらに、図10の例に示す特徴または機能の1つまたは複数は、さらに下位分割してもよく、または、図10に示す特徴または機能の2つ以上は組み合わせてもよい。加えて、図10に示す特徴または機能の1つまたは複数は、除外されてもよい。
【０１０１】
示されるように、モバイルデバイス1000は、1つまたは複数のアンテナ1002に接続され得る1つまたは複数のローカルエリアネットワーク送受信機1006を含み得る。1つまたは複数のローカルエリアネットワーク送受信機1006は、図1に示すWLANアクセスポイント112、114、122、132、および/もしくは142、および/もしくは、図6のWLANアクセスポイント622、および/もしくは642a〜cのうちの1つまたは複数へ/から、ならびに/または、ネットワーク内の他のワイヤレスデバイスと直接的に、通信し、かつ/または、信号を検出するための適切なデバイス、回路、ハードウェア、および/またはソフトウェアを含む。いくつかの実施形態において、ローカルエリアネットワーク送受信機1006は、1つまたは複数のワイヤレスアクセスポイントと通信するのに適したWiFi(802.11x)通信送受信機を含むことができるが、いくつかの実施形態において、ローカルエリアネットワーク送受信機1006は、他のタイプのローカルエリアネットワーク、パーソナルエリアネットワーク(たとえば、Bluetooth(登録商標)ワイヤレス技術ネットワーク)などと通信するように構成されてもよい。加えて、たとえば、超広帯域、ZigBee、ワイヤレスUSBなど、他のどのタイプのワイヤレスネットワーキング技術を使用することもできる。
【０１０２】
モバイルデバイス1000は、いくつかの実施態様において、1つまたは複数のアンテナ1002に接続され得る1つまたは複数のワイドエリアネットワーク送受信機1004をも含み得る。ワイドエリアネットワーク送受信機1004は、たとえば、たとえば、図1および図6に示すWWANワイヤレスデバイスのうちの1つまたは複数と通信し、かつ/または、そこからの信号を検出するための適切なデバイス、回路、ハードウェア、および/またはソフトウェアを含むことができる。いくつかの実施態様において、ワイドエリアネットワーク送受信機1004は、ワイヤレス基地局のCDMAネットワークとの通信に適したCDMA通信システムを含み得る。いくつかの実施態様において、ワイヤレス通信システムは、たとえば、TDMA、GSM（登録商標）、WCDMA（登録商標）、LTEなどのような、他のタイプのセルラー電話ネットワークを含んでもよい。さらに、たとえば、WiMAX(802.16)などを含む、任意の他のタイプのワイヤレスネットワーキング技術が使用されてもよい。
【０１０３】
いくつかの実施形態において(図1のモバイルデバイス114、図6のデバイス614、または図7のデバイス730の事例など)、SPS受信機(全地球航法衛星システム(GNSS)受信機としても参照される)1008もまた、モバイルデバイス1000に含まれ得る。SPS受信機1008は、衛星信号を受信するために1つまたは複数のアンテナ1002に接続され得る。SPS受信機1008は、SPS信号を受信し、処理するための任意の適切なハードウェアおよび/またはソフトウェアを含み得る。SPS受信機1008は、他のシステムから必要に応じて情報を要求することができ、モバイルデバイス1000の位置を決定するのに必要な計算を、任意の適切なSPS手順によって取得される測定値を部分的に使用して実施することができる。
【０１０４】
図10にさらに示すように、例示的なデバイス1000は、プロセッサ/コントローラ1010に結合されている1つまたは複数のセンサ1012を含む。たとえば、センサ1012は、相対運動および/または向き情報(ワイドエリアネットワーク送受信機1004、ローカルエリアネットワーク送受信機1006、および/またはSPS受信機1008によって受信される信号から導出される運動データからは独立している)を提供するための運動センサを含むことができる。限定ではなく例として、運動センサは、加速度計1012a、ジャイロスコープ1012b、および、地磁気(磁気探知機)センサ1012c(たとえば、コンパス)を含んでもよく、それらのいずれかは、微小電気機械システム(MEMS)または何らかの他の技術に基づいて実装されてもよい。1つまたは複数のセンサ1012は、高度計(たとえば、大気圧高度計)1012d、温度計(たとえば、サーミスタ)1012e、音響センサ1012f(たとえば、マイクロフォン)および/または他のセンサをさらに含んでもよい。さらに図10に示すように、いくつかの実施形態において、1つまたは複数のセンサ1012はまた、カメラ1012g(たとえば、電荷結合素子(CCD)型カメラ、CMOSベースの画像センサなど)をも含むことができ、これは、ディスプレイまたはスクリーンのようなユーザインターフェースデバイス上に表示することができ、周囲の照明レベルならびに/または色に関連する情報ならびにUVおよび/もしくは赤外線照明の存在およびレベルを決定するためにさらに使用することができる静止画像または動画(たとえば、ビデオシーケンス)を生成することができる。
【０１０５】
プロセッサ(コントローラとしても参照される)1010は、ローカルエリアネットワーク送受信機1006、ワイドエリアネットワーク送受信機1004、SPS受信機1008、アンテナ1002および1つまたは複数のセンサ1012に接続することができる。プロセッサは、処理機能ならびに他の計算および制御機能を提供する、1つまたは複数のマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、および/またはデジタル信号プロセッサを含むことができる。プロセッサ1010は、モバイルデバイス内で、プログラムされた機能を実行するためのデータおよびソフトウェア命令を記憶するための記憶媒体(メモリ)1014に結合することができる。メモリ1014は、プロセッサ1010の基板上にあってもよく(たとえば、同じICパッケージ内にあってもよく)、かつ/または、メモリは、プロセッサの外部メモリであり、データバスを介して機能的に結合されていてもよい。プロセッサ1010と同様であってもよいプロセッサまたは計算システムの例示的な実施形態に関するさらなる詳細は、図11に関連して下記に与えられる。
【０１０６】
複数のソフトウェアモジュールおよびデータテーブルがメモリ1014内に存在してもよく、プロセッサ1010によって、遠隔デバイス/ノード(図1、図2、図6、および図7に示す様々なワイヤレスデバイス/ノードおよび/またはサーバなど)との両方の通信を管理し、測位決定機能を実行し(たとえば、デバイス1000が図1、図6、および図7のデバイス114、614、または730のようなモバイルデバイスの実施態様において使用されるとき)、かつ/または、デバイス制御機能を実行するために利用することができる。図10に示すように、いくつかの実施形態において、メモリ1014は、測位および距離決定モジュール1016、アプリケーションモジュール1018、受信信号強度インジケータ(RSSI)モジュール1020、および/または往復時間(RTT)モジュール1022を含むことができる。モジュールおよび/またはデータ構造の機能は、モバイルデバイス1000の実施態様に応じて、別様に組み合わせる、分離する、および/または構成することができることに留意されたい。たとえば、RSSIモジュール1020および/またはRTTモジュール1022は各々、少なくとも部分的に、ハードウェアベースの実施態様として実現されてもよく、したがって、専用アンテナ(たとえば、専用RTTおよび/またはRSSIアンテナ)、(たとえば、受信信号の信号強度を決定し、RTTサイクルに関連してタイミング情報を決定するなどのために)アンテナを介して受信および/または送信される信号を処理および分析するための専用処理装置のようなデバイスまたは回路を含んでもよい。
【０１０７】
アプリケーションモジュール1018は、モバイルデバイス1000のプロセッサ1010上で実行するプロセスでよく、このプロセスは、測位および距離決定モジュール1016から位置および/または距離情報を要求する。アプリケーションは、一般的に、ソフトウェアアーキテクチャの上位層内で作動し、ナビゲーションアプリケーション、ショッピングアプリケーション、ロケーションアウェアサービスアプリケーションなどを含むことができる。たとえば、デバイス1000とその近傍にある他のワイヤレスデバイス(たとえば、近接する車両内に設置されている他のワイヤレスデバイス)との間の距離を決定するために使用されるとき、アプリケーションモジュール1018は、デバイス1000が設置されている車両に対する他の車両の近接性に関する情報を表示し、別の車両(そこから距離情報を導出することができるメッセージをブロードキャストしている、設置されたワイヤレスデバイスを含む)がモバイルデバイス1000に近すぎるように見える場合に警告を発するためのアプリケーションを含むことができる。
【０１０８】
測位および距離決定モジュール1016は、モバイルデバイス1000の様々な受信機およびモジュールから導出される情報を使用してモバイルデバイス1000の位置情報を決定することができる。いくつかの実施形態(たとえば、図1および図4に関連して説明した実施形態など)において、モジュール1016は、デバイス1000が定期的に送信するブロードキャストメッセージ、および、デバイスが他のワイヤレスデバイスから受信する定期的ブロードキャストメッセージについて、デバイス1000によって取得される情報(たとえば、タイミング情報および識別情報)に部分的に基づいて、他のワイヤレスデバイスまでの距離を決定するように構成することができる。いくつかの実施形態(たとえば、図6〜図9に関連して説明した実施形態など)において、モジュール1016は、情報(たとえば、ToA情報のようなタイミング情報)を取得するための使用される複数の静止ワイヤレスデバイスからのブロードキャストメッセージに基づいて位置情報を決定する(たとえば、おおよその位置を決定する)ように構成することができる。
【０１０９】
さらに図示されているように、モバイルデバイス1000はまた、地図情報、デバイスが現在位置する領域内の位置情報に関連するデータ記録、静止ワイヤレスデバイスの既知の位置などのような補助データ(リモートサーバからダウンロードされているものであってもよい)が記憶される、補助データ記憶装置1024をも含むことができる。いくつかの実施形態において、モバイルデバイス1000はまた、他のソースから(たとえば、1つまたは複数のセンサ1012から)決定することができる補助位置および/または運動データを含む補足情報を受信するように構成することもできる。そのような補助位置データは、不完全であるかまたはノイズが多い場合があるが、デバイス1000の位置を推定するための、または、他の動作または機能を実行するための別の独立した情報源として有用であり得る。補足情報はまた、限定ではないが、Bluetooth（登録商標）信号、ビーコン、RFIDタグから導出することができるか、もしくは、それに基づくことができる情報、および/または、地図(たとえば、たとえば、ユーザがデジタル地図と対話することによって地理的地図のデジタル表現から座標を受信すること)から導出される情報をも含むことができる。補足情報は、任意選択的に、図10に概略的に示す記憶モジュール1026内に記憶されてもよい。
【０１１０】
モバイルデバイス1000は、モバイルデバイス1000とのユーザ対話を可能にする、マイクロフォン/スピーカ1052、キーパッド1054、およびディスプレイ1056のような、適切なインターフェースシステムを提供するユーザインターフェース1050をさらに含み得る。マイクロフォン/スピーカ1052(センサ1012fと同じであってもよく、または、異なってもよい)は、音声通信サービス(たとえば、ワイドエリアネットワーク送受信機1004および/またはローカルエリアネットワーク送受信機1006を使用した)を可能にする。キーパッド1054は、ユーザ入力のための適切なボタンを含むことができる。ディスプレイ1056は、たとえばバックライトLCDディスプレイのような、適切なディスプレイを含むことができ、追加のユーザ入力モードのためのタッチスクリーンディスプレイをさらに含むことができる。
【０１１１】
本明細書において説明されている手順を実行することはまた、プロセッサベースのコンピューティングシステムによって促進することもできる。図11を参照すると、例示的なコンピューティングシステム1100の概略図が示されている。コンピューティングシステム1100は、たとえば、図1、図2、図6、図7、および図10のデバイス112、114、122、132、202、204、614、622、730、および1000のようなワイヤレスデバイスに収容することができ、かつ/または、図1、図6、図7および図10に示すノード140、142、150、640a〜b、642a〜c、710、7200-nおよび/または1000のような、サーバ、ノード、アクセスポイント、または基地局の少なくとも一部または全部を含むことができる。コンピューティングシステム1100は、通常、中央プロセッサユニット(CPU)1112を含む、パーソナルコンピュータ、専用コンピューティングデバイス、コントローラなどのコンピューティングベースのデバイス1110を含む。CPU1112に加えて、そのシステムは、メインメモリと、キャッシュメモリと、バスインターフェース回路(図示せず)とを含む。コンピューティングベースのデバイス1110は、コンピュータシステムに関連付けられるハードドライブおよび/またはフラッシュドライブなどの大容量記憶デバイス1114を含むことができる。コンピューティングシステム1100は、キーボード、またはキーパッド1116、およびユーザがそれらにアクセスすることができる場所に配置することができるモニタ1120、たとえば、CRT(陰極線管)モニタもしくはLCD(液晶ディスプレイ)モニタ(たとえば、モバイルデバイスの画面)をさらに含むことができる。
【０１１２】
コンピューティングベースのデバイス1110は、たとえば、本明細書において説明されている手順(ブロードキャストメッセージに関連する情報を取得し、ブロードキャストメッセージを送信しているデバイス間の位置情報(距離など)を決定し、そのようなブロードキャストメッセージを送信している静止ワイヤレスデバイスから受動的に受信されるブロードキャストメッセージに基づいてデバイスの位置情報を決定するための手順などを含む)のうちの1つまたは複数の実施を促進するように構成されている。したがって、大容量記憶デバイス1114は、コンピューティングベースのデバイス1110上で実行されるとき、コンピューティングベースのデバイスに、本明細書において説明される手順の実施態様を容易にする動作を実行させるコンピュータプログラム製品を含むことができる。コンピューティングベースのデバイスは、入出力機能を可能にする周辺デバイスをさらに含むことができる。そのような周辺デバイスは、たとえば、CD-ROMドライブおよび/もしくはフラッシュドライブ、または関連コンテンツを接続されたシステムにダウンロードするためのネットワーク接続を含み得る。そのような周辺デバイスは、それぞれのシステム/デバイスの一般的な動作を可能にするためのコンピュータ命令を含むソフトウェアをダウンロードするために使用されることも可能である。たとえば、図11に示すように、コンピューティングベースのデバイス1110は、リモートデバイスとの通信を提供/実施するための1つまたは複数のインターフェース回路を有するインターフェース1118(たとえば、送受信機回路を含むワイヤレスポート、1つまたは複数のネットワークデバイスとインターフェースするための回路を有するネットワークポートなど)を含むことができる(たとえば、それによって、図1のワイヤレスデバイス112または114のいずれか、または、いずれかの図面に示す任意の他のワイヤレスデバイスのようなワイヤレスデバイスが、ポート1119のようなポートを介して、別のワイヤレスデバイスと通信することができる)。その代わりに、および/またはそれに加えて、いくつかの実施形態では、コンピューティングシステム1100の実施態様において、専用論理回路、たとえば、FPGA(フィールドプログラマブルゲートアレイ)、DSPプロセッサ、ASIC(特定用途向け集積回路)、または他のタイプの回路ベースのハードウェア構成を用いることができる。コンピューティングベースのデバイス1110とともに含まれる場合がある他のモジュールは、スピーカ、サウンドカード、それによってユーザがコンピューティングシステム1100に入力を与えることができるポインティングデバイス、たとえば、マウスまたはトラックボールである。コンピューティングベースのデバイス1110はオペレーティングシステムを含むことができる。
【０１１３】
(プログラム、ソフトウェア、ソフトウェアプリケーションまたはソフトウェアコードとしても知られる)コンピュータプログラムは、プログラマブルプロセッサ用の機械命令を含み、ハイレベル手続き型および/もしくはオブジェクト指向プログラミング言語で、ならびに/またはアセンブリ/機械言語で実装され得る。本明細書で使用する「機械可読媒体」という用語は、機械可読信号として機械命令を受信する非一時的機械可読媒体を含めて、機械命令および/もしくはデータをプログラマブルプロセッサに提供するために使用される任意の非一時的コンピュータプログラム製品、装置、および/またはデバイス(たとえば、磁気ディスク(disc)、光ディスク(disk)、メモリ、プログラマブル論理デバイス(PLD))を指す。
【０１１４】
メモリは、コンピューティングベースのデバイス1110内で実装されてもよく、または、デバイスの外部で実装されてもよい。本明細書で用いられる「メモリ」という用語は、任意の種類の長期メモリ、短期メモリ、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、または他のメモリを指し、いずれかの特定のタイプのメモリもしくはいずれかの特定のメモリ数に限定すべきではなく、また、メモリが記憶される媒体としていずれかの特定のタイプの媒体に限定すべきではない。
【０１１５】
ファームウェアおよび/またはソフトウェアで実装される場合、機能は、コンピュータ可読媒体上に1つまたは複数の命令またはコードとして記憶されてもよい。例は、データ構造を用いて符号化されたコンピュータ可読媒体およびコンピュータプログラムを用いて符号化されたコンピュータ可読媒体を含む。コンピュータ可読媒体は、物理的なコンピュータ記憶媒体を含む。記憶媒体は、コンピュータによってアクセス可能な任意の利用可能な媒体であり得る。例として、限定はしないが、そのようなコンピュータ可読媒体は、RAM、ROM、EEPROM、CD-ROMもしくは他の光ディスク(disk)ストレージ、磁気ディスク(disk)ストレージ、半導体ストレージ、または他のストレージデバイス、あるいは命令またはデータ構造の形態の所望のプログラムコードを記憶するために使用することができ、コンピュータによってアクセスすることができる、任意の他の媒体を含むことができ、本明細書において用いられるとき、ディスク(disk)およびディスク(disc)は、コンパクトディスク(disc)(CD)、レーザディスク(disc)、光ディスク(disc)、デジタル多用途ディスク(disc)(DVD)、フロッピーディスク(disk)およびブルーレイディスク(disc)を含み、ディスク(disk)は、通常、データを磁気的に再生し、ディスク(disc)は、データをレーザで光学的に再生する。前述の組合せも、コンピュータ可読媒体の範囲内に含まれるべきである。
【０１１６】
別段の規定がない限り、本明細書で使用するすべての技術的および科学的用語は、一般にまたは従来理解されるのと同じ意味を有する。本明細書で使用する「a」および「an」という冠詞は、その冠詞の1つまたは1つを超える(すなわち、少なくとも1つの)文法的な対象物を指す。例として、「ある要素(an element)」は、1つの要素、または1つを超える要素を意味する。本明細書において使用されるときに「約」および/または「およそ」は、量、持続時間などの測定可能な値を指すとき、指定された値からの±20%もしくは±10%、±5%、または+0.1%のばらつきを包含するが、これは、そのようなばらつきが、本明細書において説明されるシステム、デバイス、回路、方法、および他の実施態様との関連で適切であるためである。本明細書において使用されるときに「実質的に」は、量、持続時間、物理的属性(周波数など)などの測定可能な値を指すとき、指定された値からの±20%もしくは±10%、±5%、または+0.1%のばらつきを包含するが、これは、そのようなばらつきが、本明細書において説明されるシステム、デバイス、回路、方法、および他の実施態様との関連で適切であるためである。
【０１１７】
特許請求の範囲を含め、本明細書で使用される場合、「のうちの少なくとも1つ」または「のうちの1つまたは複数」という前置きが付けられた項目のリストで使用される「または」は、たとえば「A、B、またはCのうちの少なくとも1つ」というリストが、AもしくはBもしくはCもしくはABもしくはACもしくはBCもしくはABC(すなわち、AとBとC)、または2つ以上の特徴を有する組合せ(たとえば、AA、AAB、ABBC、など)を意味するように、選言的なリストを示す。また、本明細書において使用される場合、特に指示のない限り、機能または動作が項目または条件に「基づく」という言明は、機能または動作が記載された項目または条件に基づいており、記載された項目または条件に加えて1つまたは複数の項目および/または条件に基づくことができることを意味する。
【０１１８】
本明細書で使用する場合、モバイルデバイスまたは移動局(MS)は、セルラーワイヤレス通信デバイスもしくは他のワイヤレス通信デバイス、スマートフォン、タブレット、パーソナル通信システム(PCS)デバイス、パーソナルナビゲーションデバイス(PND)、パーソナル情報マネージャ(PIM)、携帯情報端末(PDA)、ラップトップ、あるいはワイヤレス通信信号および/またはナビゲーション位置特定信号などのナビゲーション信号を受信できる他の適切なモバイルデバイスなどのデバイスを指す。「移動局」(または「モバイルデバイス」もしくは「ワイヤレスデバイス」)という用語は、デバイスもしくはパーソナルナビゲーションデバイス(PND)において衛星信号受信、支援データ受信、および/または位置関連処理が行われるかどうかにかかわらず、短距離ワイヤレス、赤外線、有線接続、またはその他の接続などの、PNDと通信するデバイスを含むことも目的とする。また、「移動局」は、インターネット、WiFi、または他のネットワークなどを介してサーバとの通信が可能であり、1つまたは複数のタイプのノードとの通信が可能である、ワイヤレス通信デバイス、コンピュータ、ラップトップ、タブレットデバイスなどを含むすべてのデバイスを、衛星信号受信、支援データ受信、および/もしくは位置関連処理がそのデバイスにおいて行われるか、サーバにおいて行われるか、またはネットワークに関連する別のデバイスもしくはノードにおいて行われるかにかかわらずに含むことを目的とする。上記の任意の動作可能な組合せも、「移動局」と考えられる。モバイルデバイスはまた、移動端末、端末、ユーザ機器(UE)、デバイス、セキュアユーザプレーンロケーション対応端末(SET)、標的デバイス、標的として、または、何らかの他の名称によって参照される場合もある。
【０１１９】
対象のさらなる主題/実施形態
以下の記載は、対象となり得、現在本出願において提示されている最初の請求項に提示されている主題とともに、本明細書において同様に詳細に説明されている追加の主題を対象とする。
【０１２０】
A1-ワイヤレスデバイスにおいて、少なくとも1つの他のワイヤレスデバイスから少なくとも1つのブロードキャストメッセージを受信するステップと、ワイヤレスデバイスにおいて、少なくとも1つの他のワイヤレスデバイスから受信されている少なくとも1つのブロードキャストメッセージに関与する情報を取得するステップと、ワイヤレスデバイスから、少なくとも1つのブロードキャストメッセージに関与する情報の少なくとも一部を含む後続のブロードキャストメッセージを送信するステップとを含む方法であって、送信されている後続のブロードキャストメッセージはモバイルデバイスにおいて受信され、モバイルデバイスは、少なくとも1つの他のワイヤレスデバイスから少なくとも1つのブロードキャストメッセージを受信し、ワイヤレスデバイスから後続のブロードキャストメッセージを受信し、少なくとも1つのブロードキャストメッセージおよび後続のブロードキャストメッセージに関与するブロードキャスト情報を取得し、後続のブロードキャストメッセージ内に含まれる、少なくとも1つの他のワイヤレスデバイスからワイヤレスデバイスによって受信される少なくとも1つのブロードキャストメッセージに関与する情報を取得し、少なくとも1つのブロードキャストメッセージに関与する情報、ならびに、ワイヤレスデバイスおよび少なくとも1つの他のワイヤレスデバイスの既知の位置に少なくとも部分的に基づいて、モバイルデバイスの位置情報を決定するように構成されている、方法。
【０１２１】
A2-ブロードキャスト情報は、少なくとも、少なくとも1つのブロードキャストメッセージがモバイルデバイスに到着する、第1の到着時刻を含み、少なくとも1つのブロードキャストメッセージに関与する情報は、少なくとも、少なくとも1つのブロードキャストメッセージがワイヤレスデバイスに到着する、第2の到着時刻を含む、主題例A1に記載の方法。
【０１２２】
A3-少なくとも1つの他のワイヤレスデバイスに、少なくとも1つのブロードキャストメッセージを送信させるための要求メッセージを、少なくとも1つの他のワイヤレスデバイスに送信するステップをさらに含む、主題例A1に記載の方法。
【０１２３】
A4-要求メッセージを送信するステップは、少なくとも1つの他のワイヤレスデバイスにユニキャスト要求メッセージを送信するステップ、または、少なくとも1つの他のワイヤレスデバイスを含む複数のワイヤレスデバイスに、ブロードキャストメッセージを送信するステップのうちの1つを含む、主題例A3に記載の方法。
【０１２４】
A5-ワイヤレスデバイスから、少なくとも1つのブロードキャストメッセージに関与する情報の少なくとも一部を含む後続のブロードキャストメッセージを送信するステップは、少なくとも1つのブロードキャストメッセージに関与する情報の少なくとも一部の圧縮データを含む後続のブロードキャストメッセージを送信するステップを含む、主題例A1に記載の方法。
【０１２５】
B1-ワイヤレスデバイスであって、少なくとも1つの他のワイヤレスデバイスから少なくとも1つのブロードキャストメッセージを受信するように構成されている送受信機と、送受信機に結合されており、ワイヤレスデバイスにおいて、少なくとも1つの他のワイヤレスデバイスから受信されている少なくとも1つのブロードキャストメッセージに関与する情報を取得するように構成されている1つまたは複数のプロセッサとを備え、送受信機は、ワイヤレスデバイスから、少なくとも1つのブロードキャストメッセージに関与する情報の少なくとも一部を含む後続のブロードキャストメッセージを送信するようにさらに構成されており、送信されている後続のブロードキャストメッセージはモバイルデバイスにおいて受信され、モバイルデバイスは、少なくとも1つの他のワイヤレスデバイスから少なくとも1つのブロードキャストメッセージを受信し、ワイヤレスデバイスから後続のブロードキャストメッセージを受信し、少なくとも1つのブロードキャストメッセージおよび後続のブロードキャストメッセージに関与するブロードキャスト情報を取得し、後続のブロードキャストメッセージ内に含まれる、少なくとも1つの他のワイヤレスデバイスからワイヤレスデバイスによって受信される少なくとも1つのブロードキャストメッセージに関与する情報を取得し、ブロードキャスト情報、少なくとも1つのブロードキャストメッセージに関与する情報、ならびに、ワイヤレスデバイスおよび少なくとも1つの他のワイヤレスデバイスの既知の位置に少なくとも部分的に基づいて、モバイルデバイスの位置情報を決定するように構成されている、ワイヤレスデバイス。
【０１２６】
C1-ワイヤレスデバイスにおいて、少なくとも1つの他のワイヤレスデバイスから少なくとも1つのブロードキャストメッセージを受信するための手段と、ワイヤレスデバイスにおいて、少なくとも1つの他のワイヤレスデバイスから受信されている少なくとも1つのブロードキャストメッセージに関与する情報を取得するための手段と、ワイヤレスデバイスから、少なくとも1つのブロードキャストメッセージに関与する情報の少なくとも一部を含む後続のブロードキャストメッセージを送信するための手段とを備える装置であって、送信されている後続のブロードキャストメッセージはモバイルデバイスにおいて受信され、モバイルデバイスは、少なくとも1つの他のワイヤレスデバイスから少なくとも1つのブロードキャストメッセージを受信し、ワイヤレスデバイスから後続のブロードキャストメッセージを受信し、少なくとも1つのブロードキャストメッセージおよび後続のブロードキャストメッセージに関与するブロードキャスト情報を取得し、後続のブロードキャストメッセージ内に含まれる、少なくとも1つの他のワイヤレスデバイスからワイヤレスデバイスによって受信される少なくとも1つのブロードキャストメッセージに関与する情報を取得し、ブロードキャスト情報、少なくとも1つのブロードキャストメッセージに関与する情報、ならびに、ワイヤレスデバイスおよび少なくとも1つの他のワイヤレスデバイスの既知の位置に少なくとも部分的に基づいて、モバイルデバイスの位置情報を決定するように構成されている、装置。
【０１２７】
D1-ワイヤレスデバイスにおいて、少なくとも1つの他のワイヤレスデバイスから少なくとも1つのブロードキャストメッセージを受信するステップと、ワイヤレスデバイスにおいて、少なくとも1つの他のワイヤレスデバイスから受信されている少なくとも1つのブロードキャストメッセージに関与する情報を取得するステップと、ワイヤレスデバイスから、少なくとも1つのブロードキャストメッセージに関与する情報の少なくとも一部を含む後続のブロードキャストメッセージを送信するステップとを行うために、プロセッサ上で実行可能な命令によってプログラムされている非一時的コンピュータ可読媒体であって、送信されている後続のブロードキャストメッセージはモバイルデバイスにおいて受信され、モバイルデバイスは、少なくとも1つの他のワイヤレスデバイスから少なくとも1つのブロードキャストメッセージを受信し、ワイヤレスデバイスから後続のブロードキャストメッセージを受信し、少なくとも1つのブロードキャストメッセージおよび後続のブロードキャストメッセージに関与するブロードキャスト情報を取得し、後続のブロードキャストメッセージ内に含まれる、少なくとも1つの他のワイヤレスデバイスからワイヤレスデバイスによって受信される少なくとも1つのブロードキャストメッセージに関与する情報を取得し、ブロードキャスト情報、少なくとも1つのブロードキャストメッセージに関与する情報、ならびに、ワイヤレスデバイスおよび少なくとも1つの他のワイヤレスデバイスの既知の位置に少なくとも部分的に基づいて、モバイルデバイスの位置情報を決定するように構成されている、非一時的コンピュータ可読媒体。
【０１２８】
特定の実施形態が本明細書で詳細に開示されてきたが、これは、例示のためだけに、例として行われ、以下の添付の請求項の範囲に関して限定することを意図しない。具体的には、特許請求の範囲によって定義される本発明の趣旨および範囲から逸脱せずに、様々な置換、改変、および修正を行うことが可能であることが企図される。他の態様、利点、および修正は、以下の請求項の範囲内であると見なされる。提示される請求項は、本明細書で開示した実施形態および態様を表す。他の特許請求されていない実施形態および特徴も企図される。したがって、他の実施形態も以下の特許請求の範囲内である。
【符号の説明】
【０１２９】
100  システム
110  車両
120  車両
112  ワイヤレスデバイス
114  移動デバイス
122  ワイヤレスデバイス
132  ワイヤレスデバイス
140  静止ワイドエリアネットワークワイヤレスアクセスポイント
142  アクセスポイント
144  衛星
150  サーバ
152  ネットワーク
200  通信フロー
202  第1のワイヤレスデバイス
204  第2のワイヤレスデバイス
220  第1のブロードキャストメッセージ
222  第2のブロードキャストメッセージ
224  ブロードキャストメッセージ
226  ブロードキャストメッセージ
300  データセグメント
310  メッセージ識別フィールド
320  送信元デバイスフィールド
330  時刻フィールド
400  手順
500  概念データフロー図
502  装置
504  受信モジュール
506  取得モジュール
508  距離決定モジュール
510  送信モジュール
512  第2の装置
600  システム
614  モバイルワイヤレスデバイス
640  WWANワイヤレスデバイス
642  静止ワイヤレスデバイス
650  定期的ブロードキャストメッセージ
652  要求メッセージ
654  応答メッセージ
700  シグナリングプロセス
710  スーパーアクセスポイント
712  ユニキャスト要求メッセージ
714  応答メッセージ
720  アクセスポイント
730  モバイルデバイス
800  手順
1000  モバイルデバイス
1002  アンテナ
1004  ワイドエリアネットワーク送受信機
1006  ローカルエリアネットワーク送受信機
1008  SPS受信機
1010  プロセッサ/コントローラ
1012  センサ
1012a  加速度計
1012b  ジャイロスコープ
1012c  地磁気センサ
1012d  高度計
1012e  温度計
1012f  音響センサ
1012g  カメラ
1014  記憶媒体
1016  測位および距離決定モジュール
1018  アプリケーションモジュール
1020  受信信号強度インジケータモジュール
1022  往復時間モジュール
1024  補助データ記憶装置
1026  記憶モジュール
1050  ユーザインターフェース
1052  マイクロフォン/スピーカ
1054  キーパッド
1056  ディスプレイ
1100  コンピューティングシステム
1110  コンピューティングベースのデバイス
1112  中央プロセッサユニット
1114  大容量記憶デバイス
1116  キーボードまたはキーパッド
1120  モニタ
【図１】
2018514752.tif 000012
【図２】
2018514752.tif 000013
【図３】
2018514752.tif 000014
【図４】
2018514752.tif 000015
【図５】
2018514752.tif 000016
【図６】
2018514752.tif 000017
【図７】
2018514752.tif 000018
【図８】
2018514752.tif 000019
【図９】
2018514752.tif 000020
【図１０】
2018514752.tif 000021
【図１１】
2018514752.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】平成29年9月20日(2017.9.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第1のワイヤレスデバイスと第2のワイヤレスデバイスとの間の距離を推定する方法であって、
前記第1のワイヤレスデバイスにおいて、前記第1のワイヤレスデバイスによって送信される第1のブロードキャストメッセージに関連する第1の情報を取得するステップであって、前記第1のブロードキャストメッセージは、前記第1のワイヤレスデバイスによって以前に送信されている少なくとも1つの先行するブロードキャストメッセージに関連する情報を含む、ステップと、
前記第1のワイヤレスデバイスにおいて、前記第2のワイヤレスデバイスによって送信される第2のブロードキャストメッセージに関連する第2の情報を取得するステップであって、前記第2のブロードキャストメッセージは、前記第1のブロードキャストメッセージに関連する前記第1の情報の少なくとも一部を含む、ステップと、
前記第1のワイヤレスデバイスにおいて取得されている前記第1の情報および前記第2の情報に少なくとも部分的に基づいて、前記第1のワイヤレスデバイスと前記第2のワイヤレスデバイスとの間の前記距離を決定するステップと
を含む、方法。
【請求項２】
前記第1のワイヤレスデバイスによって、前記第1のブロードキャストメッセージを送信するステップをさらに含み、前記第1のブロードキャストメッセージは、1つまたは複数のワイヤレスデバイスから前記第1のワイヤレスデバイスによって以前に受信されている1つまたは複数の先行するブロードキャストメッセージに関連する先行情報を含む内容を含む、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記第1のワイヤレスデバイスと前記第2のワイヤレスデバイスとの間の前記距離を決定するステップは、
前記1つまたは複数の先行するブロードキャストメッセージに関連する前記先行情報の少なくとも一部にさらに基づいて、前記第1のワイヤレスデバイスと前記第2のワイヤレスデバイスとの間の前記距離を決定するステップを含む、請求項2に記載の方法。
【請求項４】
前記先行情報は、前記1つまたは複数の先行するブロードキャストメッセージのタイミング情報、そこから前記1つまたは複数の先行するブロードキャストメッセージのそれぞれが送信されている、前記1つまたは複数のワイヤレスデバイスのうちの少なくとも1つを識別するためのデバイス識別データ、もしくは、前記1つまたは複数の先行するブロードキャストメッセージのうちの少なくとも1つを識別するためのメッセージ識別データ、またはそれらの任意の組合せを含む、請求項2に記載の方法。
【請求項５】
前記1つまたは複数の先行するブロードキャストメッセージは、前記1つまたは複数のワイヤレスデバイスによって送信または受信されている前記1つまたは複数の先行するブロードキャストメッセージに対応するタイムスタンプを含み、前記第1のワイヤレスデバイスによって送信される前記第1のブロードキャストメッセージは、前記タイムスタンプの少なくとも一部を含む、請求項2に記載の方法。
【請求項６】
前記第1のブロードキャストメッセージを送信するステップは、
IEEE802.11規格に従って構成されているビーコンフレームメッセージ、ファインタイミング測定(FTM)プロトコルベースのメッセージ、専用狭域通信(DSRC)メッセージ、またはそれらの任意の組合せに従って、前記第1のブロードキャストメッセージを送信するステップを含む、請求項2に記載の方法。
【請求項７】
前記第1のブロードキャストメッセージ内に含まれる前記内容の少なくとも一部分を圧縮するステップをさらに含む、請求項2に記載の方法。
【請求項８】
前記第1のブロードキャストメッセージ内に含まれる前記内容の前記少なくとも一部分を圧縮するステップは、
前記第1のブロードキャストメッセージの前記内容に含まれるタイムスタンプデータの最上位ビットの所定部分を除去するステップを含む、請求項7に記載の方法。
【請求項９】
前記第1のワイヤレスデバイスおよび前記第2のワイヤレスデバイスは各々、それぞれの車両内に設置されているそれぞれのアクセスポイントを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項１０】
前記第1の情報は、前記第1のブロードキャストメッセージが前記第1のワイヤレスデバイスから出発する出発時刻tD、および、前記第1のブロードキャストメッセージが前記第2のワイヤレスデバイスに到着する到着時刻sAのうちの少なくとも1つを含み、前記第1のブロードキャストメッセージの前記出発時刻tDは、前記第1のワイヤレスデバイスによって記録される、請求項1に記載の方法。
【請求項１１】
前記第1のブロードキャストメッセージが前記第2のワイヤレスデバイスに到着する前記到着時刻sAは、前記第1のブロードキャストメッセージが前記第2のワイヤレスデバイスにおいて受信されるのを受けて、前記第2のワイヤレスデバイスによって決定され、その後、前記第2のワイヤレスデバイスによって送信される前記第2のブロードキャストメッセージ内に含まれる、請求項10に記載の方法。
【請求項１２】
前記第2の情報は、前記第2のブロードキャストメッセージが前記第2のワイヤレスデバイスから出発する出発時刻sD、および、前記第2のブロードキャストメッセージが前記第1のワイヤレスデバイスに到着する到着時刻tAのうちの少なくとも1つを含み、前記出発時刻sDは、前記第2のワイヤレスデバイスによって記録され、前記第2のワイヤレスデバイスによってブロードキャストされる後続のメッセージ内に含まれ、前記到着時刻tAは、前記第2のブロードキャストメッセージの受信を受けて前記第1のワイヤレスデバイスによって決定される、請求項1に記載の方法。
【請求項１３】
前記第2の情報は、前記第2のワイヤレスデバイスの識別情報をさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項１４】
前記第1の情報および前記第2の情報のうちの1つまたは複数を、前記第1のワイヤレスデバイスと関連付けられる第1のクロックと基準クロックとの間の相対クロックドリフトを計上するように調整するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項１５】
前記第1の情報および前記第2の情報に基づいて前記第1のワイヤレスデバイスと前記第2のワイヤレスデバイスとの間の前記距離を決定するステップは、
前記第1の情報および前記第2の情報を、
低次数線形モデル、
低次数二次モデル、もしくは
重み付き局所線形回帰、
またはそれらの任意の組合せに適用することによって前記距離を導出するステップを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項１６】
前記第1のワイヤレスデバイスに近接して位置するモバイルデバイスから、前記モバイルデバイスによって決定される位置推定値を受信するステップと、
前記モバイルデバイスによって決定されている前記位置推定値、ならびに、前記第1の情報および前記第2の情報に少なくとも部分的に基づいて決定される前記第1のワイヤレスデバイスと前記第2のワイヤレスデバイスとの間の前記距離に基づいて、前記第1のワイヤレスデバイスの第1の近似位置および前記第2のワイヤレスデバイスの第2の近似位置を導出するステップと
をさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項１７】
前記位置推定値は、前記モバイルデバイスに含まれる衛星ベースの位置決定システムを使用して前記モバイルデバイスによって受信される衛星信号、または、1つまたは複数の地上ワイヤレスアクセスポイントから受信される無線信号、またはそれらの任意の組合せのうちの1つまたは複数から導出される、請求項16に記載の方法。
【請求項１８】
ワイヤレスデバイスであって、
第1のブロードキャストメッセージを送信し、
他のワイヤレスデバイスによって送信される第2のブロードキャストメッセージを受信するように構成されている送受信機と、
前記送受信機に結合されており、
前記ワイヤレスデバイスによって送信される前記第1のブロードキャストメッセージに関連する第1の情報を取得することであって、前記第1のブロードキャストメッセージは、前記ワイヤレスデバイスによって以前に送信されている少なくとも1つの先行するブロードキャストメッセージに関連する情報を含む、取得することと、
前記他のワイヤレスデバイスによって送信される前記第2のブロードキャストメッセージに関連する第2の情報を取得することであって、前記第2のブロードキャストメッセージは、前記第1のブロードキャストメッセージに関連する前記第1の情報の少なくとも一部を含む、取得することと、
前記ワイヤレスデバイスにおいて取得されている前記第1の情報および前記第2の情報に少なくとも部分的に基づいて、前記ワイヤレスデバイスと前記他のワイヤレスデバイスとの間の距離を決定することとを行うように構成されている1つまたは複数のプロセッサと
を備える、ワイヤレスデバイス。
【請求項１９】
前記第1のブロードキャストメッセージは、1つまたは複数のワイヤレスデバイスから前記ワイヤレスデバイスによって以前に受信されている1つまたは複数の先行するブロードキャストメッセージに関連する先行情報を含む内容を含む、請求項18に記載のワイヤレスデバイス。
【請求項２０】
前記ワイヤレスデバイスと前記他のワイヤレスデバイスとの間の前記距離を決定するように構成されている前記1つまたは複数のプロセッサは、
前記1つまたは複数の先行するブロードキャストメッセージに関連する前記先行情報の少なくとも一部にさらに基づいて、前記ワイヤレスデバイスと前記他のワイヤレスデバイスとの間の前記距離を決定するように構成されている、請求項19に記載のワイヤレスデバイス。
【請求項２１】
前記先行情報は、前記1つまたは複数の先行するブロードキャストメッセージのタイミング情報、そこから前記1つまたは複数の先行するブロードキャストメッセージのそれぞれが送信されている、前記1つまたは複数のワイヤレスデバイスのうちの少なくとも1つを識別するためのデバイス識別データ、もしくは、前記1つまたは複数の先行するブロードキャストメッセージのうちの少なくとも1つを識別するためのメッセージ識別データ、またはそれらの任意の組合せを含む、請求項19に記載のワイヤレスデバイス。
【請求項２２】
前記1つまたは複数のプロセッサは、
前記第1のブロードキャストメッセージ内に含まれる前記内容の少なくとも一部分を圧縮するようにさらに構成されている、請求項19に記載のワイヤレスデバイス。
【請求項２３】
前記第1の情報は、前記第1のブロードキャストメッセージが前記ワイヤレスデバイスから出発する出発時刻tD、および、前記第1のブロードキャストメッセージが前記他のワイヤレスデバイスに到着する到着時刻sAのうちの少なくとも1つを含み、前記第1のブロードキャストメッセージの前記出発時刻tDは、第1のワイヤレスデバイスによって記録され、前記第2の情報は、前記第2のブロードキャストメッセージが前記他のワイヤレスデバイスから出発する出発時刻sD、および、前記第2のブロードキャストメッセージが前記ワイヤレスデバイスに到着する到着時刻tAのうちの少なくとも1つを含み、前記出発時刻sDは、前記他のワイヤレスデバイスによって記録され、前記他のワイヤレスデバイスによってブロードキャストされる後続のメッセージ内に含まれ、前記到着時刻tAは、前記第2のブロードキャストメッセージの受信を受けて前記ワイヤレスデバイスによって決定される、請求項18に記載のワイヤレスデバイス。
【請求項２４】
前記1つまたは複数のプロセッサは、
前記第1の情報および前記第2の情報のうちの1つまたは複数を、前記ワイヤレスデバイスと関連付けられる第1のクロックと基準クロックとの間の相対クロックドリフトを計上するように調整するようにさらに構成されている、請求項18に記載のワイヤレスデバイス。
【請求項２５】
前記1つまたは複数のプロセッサは、
前記ワイヤレスデバイスに近接して位置するモバイルデバイスから、前記モバイルデバイスによって決定される位置推定値を受信するステップと、
前記モバイルデバイスによって決定されている前記位置推定値、ならびに、前記第1の情報および前記第2の情報に少なくとも部分的に基づいて決定される前記ワイヤレスデバイスと前記他のワイヤレスデバイスとの間の前記距離に基づいて、前記ワイヤレスデバイスの第1の近似位置および前記他のワイヤレスデバイスの第2の近似位置を導出するステップと
を行うようにさらに構成されている、請求項18に記載のワイヤレスデバイス。
【請求項２６】
前記位置推定値は、前記モバイルデバイスに含まれる衛星ベースの位置決定システムを使用して前記モバイルデバイスによって受信される衛星信号、または、1つまたは複数の地上ワイヤレスアクセスポイントから受信される無線信号、またはそれらの任意の組合せのうちの1つまたは複数から導出される、請求項25に記載のワイヤレスデバイス。
【請求項２７】
第1のワイヤレスデバイスにおいて、前記第1のワイヤレスデバイスによって送信される第1のブロードキャストメッセージに関連する第1の情報を取得するための手段であって、前記第1のブロードキャストメッセージは、前記第1のワイヤレスデバイスによって以前に送信されている少なくとも1つの先行するブロードキャストメッセージに関連する情報を含む、手段と、
前記第1のワイヤレスデバイスにおいて、第2のワイヤレスデバイスによって送信される第2のブロードキャストメッセージに関連する第2の情報を取得するための手段であって、前記第2のブロードキャストメッセージは、前記第1のブロードキャストメッセージに関連する前記第1の情報の少なくとも一部を含む、手段と、
前記第1のワイヤレスデバイスにおいて取得されている前記第1の情報および前記第2の情報に少なくとも部分的に基づいて、前記第1のワイヤレスデバイスと前記第2のワイヤレスデバイスとの間の距離を決定するための手段と
を備える、装置。
【請求項２８】
前記第1のワイヤレスデバイスによって、前記第1のブロードキャストメッセージを送信するための手段をさらに備え、前記第1のブロードキャストメッセージは、1つまたは複数のワイヤレスデバイスから前記第1のワイヤレスデバイスによって以前に受信されている1つまたは複数の先行するブロードキャストメッセージに関連する先行情報を含む内容を含む、請求項27に記載の装置。
【請求項２９】
第1のワイヤレスデバイスにおいて、前記第1のワイヤレスデバイスによって送信される第1のブロードキャストメッセージに関連する第1の情報を取得するステップであって、前記第1のブロードキャストメッセージは、前記第1のワイヤレスデバイスによって以前に送信されている少なくとも1つの先行するブロードキャストメッセージに関連する情報を含む、ステップと、
前記第1のワイヤレスデバイスにおいて、第2のワイヤレスデバイスによって送信される第2のブロードキャストメッセージに関連する第2の情報を取得するステップであって、前記第2のブロードキャストメッセージは、前記第1のブロードキャストメッセージに関連する前記第1の情報の少なくとも一部を含む、ステップと、
前記第1のワイヤレスデバイスにおいて取得されている前記第1の情報および前記第2の情報に少なくとも部分的に基づいて、前記第1のワイヤレスデバイスと前記第2のワイヤレスデバイスとの間の距離を決定するステップと
を行うために、プロセッサ上で実行可能な命令によってプログラムされている非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
【請求項３０】
前記命令は、
前記第1のワイヤレスデバイスによって、前記第1のブロードキャストメッセージを送信するためのさらなる命令を含み、前記第1のブロードキャストメッセージは、1つまたは複数のワイヤレスデバイスから前記第1のワイヤレスデバイスによって以前に受信されている1つまたは複数の先行するブロードキャスト通信に関連する先行情報を含む内容を含む、請求項29に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
【国際調査報告】
2018514752.tif 000023
2018514752.tif 000024