(57)【要約】  位置ロケーションネットワークの追跡エリア内にあるＡＰのペア間の高精度同期を提供する方法、システム、およびデバイスが説明される。これらのツールおよび技法は、それぞれのＡＰに置かれたタイマーおよび発振器を漸進的に同期させることを提供し得る。ＡＰは、第２のＡＰが周波数オフセットおよび／または時間オフセットを推定するように利用する、粗い周波数およびタイミング捕捉信号を送信し得る。ＡＰは、第２のＡＰの推定された周波数オフセットおよび／または時間オフセットを正確に調整するために使用され得る、後続の細かい周波数およびタイミング捕捉信号を送信し得る。第２のＡＰは、よって、その（１つまたは複数の）発振器および／または（１つまたは複数の）タイマーを漸進的に同期させ得る。これらの技法は、マルチホップワイヤレスネットワークを介して利用され得る。方法、システム、およびデバイスは、単一フロアおよび複数フロアのロケーション追跡システムに適用可能であり得る。【選択図】図５
2016541133.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロケーション追跡システムにおいてアクセスポイント（ＡＰ）のネットワーク内で２つ以上のＡＰを同期させる方法であって、
発振器および少なくとも１つのタイマーを備えた第１のＡＰにおいて、開始時間を含む制御情報を備えた狭帯域信号を受信することと、
前記第１のＡＰにおいて、前記制御情報に少なくとも部分的に基づいて、周波数オフセットおよび時間オフセットを推定することと、
前記第１のＡＰにおいて、前記開始時間後に超広帯域（ＵＷＢ）信号を受信することと、
前記第１のＡＰにおいて、前記ＵＷＢ信号を受信することに少なくとも部分的に基づいて、前記推定された周波数オフセットおよび前記推定された時間オフセットを調整することと、
を備える方法。
【請求項２】
同期が成功したという確認応答メッセージで前記第１のＡＰから応答することをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１のＡＰから、前記開始時間を含む前記制御情報を備えた狭帯域信号を送信することと、
前記第１のＡＰから、前記開始時間後にＵＷＢ信号を送信することと、
をさらに備える、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記周波数オフセットを推定することは、
前記制御情報からシステム周波数オフセットを識別することと、
前記識別されたシステム周波数オフセットに少なくとも部分的に基づいて、前記発振器の周波数を訂正することと、
を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記時間オフセットを推定することは、
前記制御情報からシステムタイムスタンプを識別することと、
前記システムタイムスタンプと、前記少なくとも１つのタイマーによって生成されるローカルタイムスタンプとを比較することと、
前記システムタイムスタンプと前記ローカルタイムスタンプとを比較することに基づいて時間オフセットを計算することと、
を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記計算された時間オフセットに少なくとも部分的に基づいて前記少なくとも１つのタイマーの時間を訂正すること、
をさらに備える、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記時間オフセットを前記推定することは、
送信機フレーム開始デリミタ（ＳＦＤ）と受信機ＳＦＤとの間の予期される平均遅延の分だけ、計算された時間オフセットを調整すること、
を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記時間オフセットを推定することは、
システムクロックのサイクル差の予期される数の分だけ、計算された時間を調整すること、
を備え、前記サイクル差は、送信機フレーム開始デリミタ（ＳＦＤ）の高い周波数オフセットによるものである、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記推定された周波数オフセットおよび前記推定された時間オフセットを調整することは、
前記開始時間を識別することと、
前記ＵＷＢを処理することおよび前記受信することに関連付けられた処理時間を決定することと、
前記第１のＡＰと少なくとも第２のＡＰとの間の距離に関連付けられた伝搬時間を決定することと、
を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記少なくとも１つのタイマーに少なくとも部分的に基づいてサンプル時間を決定することと、
前記ＵＷＢ信号の直接経路の到着時間（ＴＯＡ）を推定することと、
前記開始時間、前記処理時間、前記伝搬時間、前記サンプル時間、および前記ＴＯＡに少なくとも部分的に基づいて細かい時間オフセットを決定することと、
前記細かい時間オフセットに基づいて前記少なくとも１つのタイマーおよび前記発振器をシフトすることと、
をさらに備える、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
ロケーション追跡システムにおいてアクセスポイント（ＡＰ）のネットワーク内で２つ以上のＡＰを同期させるために構成されたシステムであって、
発振器および少なくとも１つのタイマーを備えた第１のＡＰにおいて、開始時間を含む制御情報を備えた狭帯域信号を受信するための手段と、
前記第１のＡＰにおいて、前記制御情報に少なくとも部分的に基づいて、周波数オフセットおよび時間オフセットを推定するための手段と、
前記第１のＡＰにおいて、前記開始時間後に超広帯域（ＵＷＢ）信号を受信するための手段と、
前記ＡＰにおいて、前記ＵＷＢ信号を受信することに少なくとも部分的に基づいて、前記推定された周波数オフセットおよび前記推定された時間オフセットを調整するための手段と、
を備える、システム。
【請求項１２】
同期が成功したという確認応答メッセージで前記ＡＰから応答するための手段、
をさらに備える、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記ＡＰから、前記開始時間を含む前記制御情報を備えた狭帯域信号を送信するための手段と、
前記ＡＰから、前記開始時間後にＵＷＢ信号を送信するための手段と、
をさらに備える、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記周波数オフセットを推定することは、
前記制御情報からシステム周波数オフセットを識別するための手段と、
前記識別されたシステム周波数オフセットに少なくとも部分的に基づいて前記発振器の周波数を訂正するための手段と、
を備える、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記時間オフセットを推定することは、
前記制御情報からシステムタイムスタンプを識別するための手段と、
前記システムタイムスタンプと、前記少なくとも１つのタイマーによって生成されるローカルタイムスタンプとを比較するための手段と、
前記システムタイムスタンプと前記ローカルタイムスタンプとを比較することに基づいて時間オフセットを計算するための手段と、
を備える、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１６】
前記計算された時間オフセットに少なくとも部分的に基づいて前記少なくとも１つのタイマーの時間を訂正するための手段、
をさらに備える、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記時間オフセットを推定することは、
送信機フレーム開始デリミタ（ＳＦＤ）と受信機ＳＦＤとの間の予期される平均遅延の分だけ、計算された時間オフセットを調整するための手段、
を備える、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１８】
前記時間オフセットを推定することは、
システムクロックのサイクル差の予期される数の分だけ、計算された時間を調整するための手段
を備え、前記サイクル差は、送信機フレーム開始デリミタ（ＳＦＤ）の高い周波数オフセットによるものである、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１９】
前記推定された周波数オフセットおよび前記推定された時間オフセットを調整することは、
前記開始時間を識別するための手段と、
前記ＵＷＢを処理することおよび前記受信することに関連付けられた処理時間を決定するための手段と、
前記第１のＡＰと少なくとも第２のＡＰとの間の距離に関連付けられた伝搬時間を決定するための手段と、
を備える、請求項１１に記載のシステム。
【請求項２０】
前記少なくとも１つのタイマーに少なくとも部分的に基づいてサンプル時間を決定するための手段と、
前記ＵＷＢ信号の直接経路の到着時間（ＴＯＡ）を推定するための手段と、
前記開始時間、前記処理時間、前記伝搬時間、前記サンプル時間、および前記ＴＯＡに少なくとも部分的に基づいて細かい時間オフセットを決定するための手段と、
前記細かい時間オフセットに基づいて前記少なくとも１つのタイマーおよび前記発振器をシフトするための手段と、
をさらに備える、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
ロケーション追跡システムにおいてアクセスポイント（ＡＰ）のネットワーク内で２つ以上のＡＰを同期させるための装置であって、
プロセッサと、
発振器と、
少なくとも１つのタイマーと、
前記プロセッサと電子通信しているメモリと、
前記メモリに記憶された命令と
を備え、前記命令は、
開始時間を含む制御情報を備えた狭帯域信号を受信することと、
前記制御情報に少なくとも部分的に基づいて周波数オフセットおよび時間オフセットを推定することと、
前記開始時間後に超広帯域（ＵＷＢ）信号を受信することと、
前記ＵＷＢ信号を受信することに少なくとも部分的に基づいて、前記推定された周波数オフセットおよび前記推定された時間オフセットを調整することと、
を行うように前記プロセッサによって実行可能である、装置。
【請求項２２】
前記命令は、同期が成功したという確認応答メッセージで応答するように前記プロセッサによってさらに実行可能である、請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記命令は、
前記開始時間を含む前記制御情報を備えた狭帯域信号を送信することと、
前記開始時間後にＵＷＢ信号を送信することと、
を行うように前記プロセッサによってさらに実行可能である、請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
前記周波数オフセットを推定するように前記プロセッサによって実行可能な前記命令は、
前記制御情報からシステム周波数オフセットを識別することと、
前記識別されたシステム周波数オフセットに少なくとも部分的に基づいて前記発振器の周波数を訂正することと、
を行うように前記プロセッサによって実行可能である、請求項２１に記載の装置。
【請求項２５】
前記時間オフセットを推定するように前記プロセッサによって実行可能な前記命令は、
前記制御情報からシステムタイムスタンプを識別することと、
前記システムタイムスタンプと、前記少なくとも１つのタイマーによって生成されるローカルタイムスタンプとを比較することと、
前記システムタイムスタンプと前記ローカルタイムスタンプとを比較することに基づいて時間オフセットを計算することと、
を行うように前記プロセッサによって実行可能である、請求項２１に記載の装置。
【請求項２６】
前記命令は、
前記計算された時間オフセットに少なくとも部分的に基づいて前記少なくとも１つのタイマーの時間を訂正すること、
を行うように前記プロセッサによってさらに実行可能である、請求項２５に記載の装置。
【請求項２７】
前記時間オフセットを推定するように前記プロセッサによって実行可能な前記命令は、
送信機フレーム開始デリミタ（ＳＦＤ）と受信機ＳＦＤとの間の予期される平均遅延の分だけ、計算された時間オフセットを調整すること、
を行うように前記プロセッサによって実行可能である、請求項２１に記載の装置。
【請求項２８】
前記時間オフセットを推定するように前記プロセッサによって実行可能な前記命令は、
システムクロックのサイクル差の予期される数の分だけ、計算された時間を調整すること、
を行うように前記プロセッサによって実行可能であり、前記サイクル差は、送信機フレーム開始デリミタ（ＳＦＤ）の高い周波数オフセットによるものである、請求項２１に記載の装置。
【請求項２９】
前記周波数オフセットを推定するように前記プロセッサによって実行可能な前記命令は、
前記開始時間を識別することと、
前記ＵＷＢを処理することおよび前記受信することに関連付けられた処理時間を決定することと、
前記第１のＡＰと少なくとも第２のＡＰとの間の距離に関連付けられた伝搬時間を決定することと、
を行うように前記プロセッサによって実行可能である、請求項２１に記載の装置。
【請求項３０】
前記命令は、
前記少なくとも１つのタイマーに少なくとも部分的に基づいてサンプル時間を決定することと、
前記ＵＷＢ信号の直接経路の到着時間（ＴＯＡ）を推定することと、
前記開始時間、前記処理時間、前記伝搬時間、前記サンプル時間、および前記ＴＯＡに少なくとも部分的に基づいて細かい時間オフセットを決定することと、
前記細かい時間オフセットに基づいて前記少なくとも１つのタイマーおよび前記発振器をシフトすることと、
を行うように前記プロセッサによってさらに実行可能である、請求項２９に記載の装置。
【請求項３１】
ロケーション追跡システムにおいてアクセスポイント（ＡＰ）のネットワーク内で２つ以上のＡＰを同期させるためのコンピュータプログラム製品であって、前記コンピュータプログラム製品は、
発振器および少なくとも１つのタイマーを備えた第１のＡＰにおいて、開始時間を含む制御情報を備えた狭帯域信号を受信することと、
前記第１のＡＰにおいて、前記制御情報に少なくとも部分的に基づいて、周波数オフセットおよび時間オフセットを推定することと、
前記第１のＡＰにおいて、前記開始時間後に超広帯域（ＵＷＢ）信号を受信することと、
前記第１のＡＰにおいて、前記ＵＷＢ信号を受信することに少なくとも部分的に基づいて、前記推定された周波数オフセットおよび前記推定された時間オフセットを調整することと、
を行うようにプロセッサによって実行可能な命令を記憶する非一時的なコンピュータ可読媒体を備える、コンピュータプログラム製品。
【請求項３２】
前記命令は、同期が成功したという確認応答メッセージで前記第１のＡＰから応答するように、前記プロセッサによってさらに実行可能である、請求項３１に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項３３】
前記命令は、
前記第１のＡＰから、前記開始時間を含む前記制御情報を備えた狭帯域信号を送信することと、
前記第１のＡＰから、前記開始時間後にＵＷＢ信号を送信することと、
を行うように前記プロセッサによってさらに実行可能である、請求項３２に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項３４】
前記周波数オフセットを推定するように前記プロセッサによって実行可能な前記命令は、
前記制御情報からシステム周波数オフセットを識別することと、
前記識別されたシステム周波数オフセットに少なくとも部分的に基づいて、前記発振器の周波数を訂正することと、
を行うように前記プロセッサによって実行可能である、請求項３１に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項３５】
前記時間オフセットを推定するように前記プロセッサによって実行可能な前記命令は、
前記制御情報からシステムタイムスタンプを識別することと、
前記システムタイムスタンプと、前記少なくとも１つのタイマーによって生成されるローカルタイムスタンプとを比較することと、
前記システムタイムスタンプと前記ローカルタイムスタンプとを比較することに基づいて時間オフセットを計算することと、
を行うように前記プロセッサによって実行可能である、請求項３１に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項３６】
前記命令は、
前記計算された時間オフセットに少なくとも部分的に基づいて前記少なくとも１つのタイマーの時間を訂正すること、
を行うように前記プロセッサによってさらに実行可能である、請求項３５に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項３７】
前記時間オフセットを推定するように前記プロセッサによって実行可能な前記命令は、
送信機フレーム開始デリミタ（ＳＦＤ）と受信機ＳＦＤとの間の予期される平均遅延の分だけ、計算された時間オフセットを調整すること、
を行うように前記プロセッサによって実行可能である、請求項３１に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項３８】
前記時間オフセットを推定するように前記プロセッサによって実行可能な命令は、
システムクロックのサイクル差の予期される数の分だけ、計算された時間を調整すること、
を行うように前記プロセッサによって実行可能であり、前記サイクル差は、送信機フレーム開始デリミタ（ＳＦＤ）の高い周波数オフセットによるものである、請求項３１に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項３９】
前記推定された周波数オフセットおよび前記推定された時間オフセットを調整するように前記プロセッサによって実行可能な前記命令は、
前記開始時間を識別することと、
前記ＵＷＢを処理することおよび前記受信することに関連付けられた処理時間を決定することと、
前記第１のＡＰと少なくとも第２のＡＰとの間の距離に関連付けられた伝搬時間を決定することと、
を行うように前記プロセッサによって実行可能である、請求項３１に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項４０】
前記命令は、
前記少なくとも１つのタイマーに少なくとも部分的に基づいてサンプル時間を決定することと、
前記ＵＷＢ信号の直接経路の到着時間（ＴＯＡ）を推定することと、
前記開始時間、前記処理時間、前記伝搬時間、前記サンプル時間、および前記ＴＯＡに少なくとも部分的に基づいて細かい時間オフセットを決定することと、
前記細かい時間オフセットに基づいて前記少なくとも１つのタイマーおよび前記発振器をシフトすることと、
を行うように前記プロセッサによってさらに実行可能である、請求項３９に記載のコンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【相互参照】
【０００１】
本特許出願は、その譲受人に譲渡され、２０１３年９月３０日に出願された、「High Precision Access Point to Access Point Synchronization in an Indoor Position Location System」と題する、Ｇｕｐｔａ他による米国特許出願第１４／０４２，４４６号の優先権を主張する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]  屋内および企業環境のような、いくつかの設定では、様々なタイプのアセットまたは人、あるいはその両方を容易に見つけ出す（locate）ことが重要であり得る。このような設定の例は、病院、小売店、工場、等を含む。アセットまたは人のロケーションが屋内設定において監視される正確さおよび速度は、追跡システムの有用性を決定する際の重要なファクタであり得る。さらに、コスト効率がよく、スケーラブルであって、かつ、継続的、正確、および精密なロケーション監視を提供することができる、追跡システムを有することもまた望ましい。
【０００３】
[0003]  異なるシステムおよびデバイスが、特定の屋内環境にアセットおよび／または人を見つけ出す（ロケートする（locate））ために使用され得る。超広帯域（ＵＷＢ）ネットワーク、または、屋内環境の少なくとも一部分にわたって配置される他の何らかの無線周波数ネットワークは、屋内追跡を行うように構成され得る。システムは、屋内環境内の特定のロケーションに置かれた複数のアクセスポイント（ＡＰ)を採用し得る。ロケーション追跡タグは、また、追跡される各モバイルアセットおよび／または各人物に取り付けられ得る。タグは、レンジング測定のためにＡＰによって受信される波形（例えば、ビーコン信号）を送り、タグと波形を受信するＡＰとの間の距離を決定し得る。タグと少なくとも３つの異なるＡＰとの間の距離が取得されると、タグが取り付けられたアセットまたは人物のロケーションを推定するために三角測量または三辺測量が使用され得る。
【０００４】
[0004]  位置ロケーションネットワークは、正確なロケーション測定を提供するように較正される必要があり得る。較正は、各ＡＰをネットワーク内の他のすべてのＡＰに対して同期させることを含み得る。できる限り最高精度の同期を取得することが望ましい。効率的な同期プロセスを提供するために、複数のステップを通して同期を取得することもまた望ましい。
【発明の概要】
【０００５】
[0005]  以下に説明されるものは、位置ロケーションネットワークの追跡エリア内にあるＡＰのペア間の高精度同期を提供する方法、システム、および／またはデバイスである。方法、システム、および／またはデバイスは、それぞれのＡＰにロケートされたタイマーおよび発振器を漸進的に（incrementally）同期させることを提供するツールおよび技法を含み得る。同期は、粗い（coarse）周波数およびタイミング捕捉(acquisition)と、細かい（fine）周波数およびタイミング捕捉とを含み得る。これらの技法は、マルチホップワイヤレスネットワークを介して利用され得る。
【０００６】
[0006]  １つまたは複数の発振器およびタイマーを有する第１のＡＰが、近隣ＡＰを同期させるために使用され得る。例えば、第１のＡＰは、エリア内の他のＡＰに、狭帯域信号または超広帯域（ＵＷＢ）信号、あるいはその両方を送信し得る。いくつかのケースにおいて、ＡＰは、狭帯域信号を送信し、これは、粗い周波数およびタイミング捕捉信号と称されることもあり、第２のＡＰが周波数オフセットおよび／または時間オフセットを推定するために利用する。ＡＰは、後続のＵＷＢ信号を送信し得、これは、細かい周波数およびタイミング捕捉信号と称されることもあり、第２のＡＰの推定された周波数オフセットおよび／または時間オフセットを正確に調整するために使用され得る。第２のＡＰは、このように、例えば、最初に粗(coarse)信号を使用して周波数および時間を大まかに推定し、次いで、細かい（fine）信号を使用してその（１つまたは複数の）発振器および（１つまたは複数の）タイマーの正確さを調整するというように、その（１つまたは複数の）発振器および／または（１つまたは複数の）タイマーを漸進的に同期させ得る。
【０００７】
[0007]  ロケーション追跡システムにおいてＡＰのネットワーク内の２つ以上のＡＰを同期させる方法が説明される。発振器および少なくとも１つのタイマーを含む第１のＡＰにおいて、開始時間を含んだ制御情報を含む狭帯域信号が受信される。第１のＡＰにおいて、周波数オフセットおよび時間オフセットの推定が、制御情報に少なくとも部分的に基づいて生成される。第１のＡＰにおいて、超広帯域（ＵＷＢ）信号は、該開始時間後に受信される。第１のＡＰにおいて、推定された周波数オフセットおよび推定された時間オフセットは、ＵＷＢ信号を受信することに少なくとも部分的に基づいて調整される。
【０００８】
[0008]  １つの実施形態において、第１のＡＰは、同期が成功したという確認応答メッセージで応答し得る。第１のＡＰは、開始時間を含む制御情報を備えた狭帯域信号を送信し得る。第１のＡＰは、開始時間後にＵＷＢ信号を送信し得る。
【０００９】
[0009]  周波数オフセットを推定することは、制御情報からシステム周波数オフセットを識別することと、識別されたシステム周波数オフセットに少なくとも部分的に基づいて発振器の周波数を訂正することと、を含み得る。
【００１０】
[0010]  １つの構成において、時間オフセットを推定することは、制御情報からシステムタイムスタンプを識別することと、少なくとも１つのタイマーによって生成されるローカルタイムスタンプとシステムタイムスタンプを比較することと、システムタイムスタンプおよびローカルタイムスタンプを比較することに基づいて時間オフセットを計算することと、を含む。１つの例において、少なくとも１つのタイマーの時間は、計算された時間オフセットに少なくとも部分的に基づいて訂正され得る。
【００１１】
[0011]  １つの実施形態において、時間オフセットを推定することは、送信機フレーム開始デリミタ（ＳＦＤ：start of frame delimiter）と受信機ＳＦＤとの間の予期される平均遅延（expected mean delay）の分だけ、計算された時間オフセットを調整することを含む。１つの例において、時間オフセットを推定することは、システムクロックのサイクル差（cycle differences）の予期される数の分だけ、計算された時間を調整することを含む。サイクル差は、送信機フレーム開始デリミタ（ＳＦＤ）の高い周波数オフセット（a high transmitter start of frame delimiter (SFD) frequency offset）によるものであり得る。
【００１２】
[0012]  １つの構成において、推定された周波数オフセットおよび推定された時間オフセットを調整することは、開始時間を識別することと、ＵＷＢ信号の処理および受信に関連付けられた処理時間を決定することと、第１のＡＰと少なくとも第２のＡＰとの間の距離に関連付けられた伝搬時間を決定することと、を含む。サンプル時間を決定することは、少なくとも１つのタイマーに少なくとも部分的に基づき得る。ＵＷＢ信号の直接経路の到着時間（ＴＯＡ）が推定され得る。細かい時間オフセットは、開始時間、処理時間、伝搬時間、サンプル時間、およびＴＯＡに少なくとも部分的に基づいて決定され得る。少なくとも１つのタイマーおよび発振器は、細かい時間オフセットに基づいてシフトされ得る。
【００１３】
[0013]  ロケーション追跡システムにおいてアクセスポイント（ＡＰ）のネットワーク内の２つ以上のＡＰを同期させるために構成されたシステムもまた説明される。システムは、発振器および少なくとも１つのタイマーを備えた第１のＡＰにおいて、開始時間を含む制御情報を備えた狭帯域信号を受信するための手段と、第１のＡＰにおいて、制御情報に少なくとも部分的に基づいて周波数オフセットおよび時間オフセットを推定するための手段と、第１のＡＰにおいて、該開始時間後に超広帯域（ＵＷＢ）信号を受信するための手段と、ＡＰにおいて、ＵＷＢ信号を受信することに少なくとも部分的に基づいて、推定された周波数オフセットおよび推定された時間オフセットを調整するための手段と、を含む。
【００１４】
[0014]  ロケーション追跡システムにおいてアクセスポイント（ＡＰ）のネットワーク内の２つ以上のＡＰを同期させるための装置もまた説明される。装置は、プロセッサ、発振器、少なくとも１つのタイマー、プロセッサと電子通信しているメモリ、およびメモリに記憶された命令を含み得る。その命令は、開始時間を含む制御情報を備えた狭帯域信号を受信することと、制御情報に少なくとも部分的に基づいて周波数オフセットおよび時間オフセットを推定することと、該開始時間後に超広帯域（ＵＷＢ）信号を受信することと、ＵＷＢ信号を受信することに少なくとも部分的に基づいて、推定された周波数オフセットおよび推定された時間オフセットを調整することと、を行うようにプロセッサによって実行可能であり得る。
【００１５】
[0015]  ロケーション追跡システムにおいてアクセスポイント（ＡＰ）のネットワーク内の２つ以上のＡＰを同期させるためのコンピュータプログラム製品もまた説明される。コンピュータプログラム製品は、発振器および少なくとも１つのタイマーを備えた第１のＡＰにおいて、開始時間を含む制御情報を備えた狭帯域信号を受信することと、第１のＡＰにおいて、制御情報に少なくとも部分的に基づいて周波数オフセットおよび時間オフセットを推定することと、第１のＡＰにおいて、該開始時間後に超広帯域（ＵＷＢ）信号を受信することと、第１のＡＰにおいて、ＵＷＢ信号を受信することに少なくとも部分的に基づいて、推定された周波数オフセットおよび推定された時間オフセットを調整することと、を行うようにプロセッサによって実行可能な命令を記憶する非一時的なコンピュータ可読媒体を備える。
【００１６】
[0016]  説明された方法および装置の適用可能性のさらなる範囲が、以下の詳細な説明、特許請求の範囲、および図面から明らかになるであろう。詳細な説明および特定の例は、説明の精神および範囲内の様々な変更および修正が当業者にとって明らかになるので、例示目的のためだけに与えられる。
【００１７】
[0017]  本発明の本質および利点のさらなる理解は、次の図面を参照することによって実現され得る。添付の図面において、同様のコンポーネントまたは特徴は、同じ参照ラベルを有し得る。さらに、同じタイプの様々なコンポーネントは、参照ラベルに、ダッシュ記号と、同様のコンポーネントと区別する第２のラベルとを後続させることによって区別され得る。本明細書において第１の参照ラベルのみが使用される場合、第２の参照ラベルに関係なく同じ第１の参照ラベルを有する同様のコンポーネントのいずれか１つに、説明が適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１Ａ】様々な実施形態にしたがったロケーション追跡システムの１つの例を示す図。
【図１Ｂ】様々な実施形態にしたがったロケーション追跡システムの１つの例を示す図。
【図２Ａ】様々な実施形態にしたがったロケーション追跡システムにおいて採用され得る１つの例示的なデバイスのブロック図を示す図。
【図２Ｂ】様々な実施形態にしたがったロケーション追跡システムにおいて採用され得る１つの例示的なデバイスのブロック図を示す図。
【図３】様々な実施形態にしたがったロケーション追跡システムの１つの例のブロック図を示す図。
【図４】様々な実施形態にしたがったロケーション追跡システムの１つの例のブロック図を示す図。
【図５】様々な実施形態にしたがったロケーション追跡システム内のアクセスポイント同期の１つの例を例示するコールフロー図を示す図。
【図６】様々な実施形態にしたがったロケーション追跡システム内の通信の１つまたは複数の方法を図示するフロー図。
【図７】様々な実施形態にしたがったロケーション追跡システム内の通信の１つまたは複数の方法を図示するフロー図。
【図８】様々な実施形態にしたがったロケーション追跡システム内の通信の１つまたは複数の方法を図示するフロー図。
【詳細な説明】
【００１９】
[0024]  ロケーション追跡システムにおいてＡＰのネットワーク内のＡＰを同期させることに関係する問題に対処する方法、システム、およびデバイスが説明される。方法、システム、および／またはデバイスは、それぞれのＡＰにあるタイマーおよび発振器を漸進的に同期させることを提供するツールおよび技法を含み得る。同期は、粗い周波数およびタイミング捕捉と、細かい周波数およびタイミング捕捉とを含み得る。これらの技法は、マルチホップワイヤレスネットワークを介して利用され得る。
【００２０】
[0025]  ＡＰのセットによる到着時間差（ＴＤＯＡ：time difference of arrival）の推定に基づいてタグのロケーションを決定するために、ネットワークにおけるすべてのＡＰの間で高精度時間同期が得られおよび維持される。マスターＡＰは、他の複数のＡＰが、それらそれぞれの（１つまたは複数の）発振器および／または（１つまたは複数の）タイマーをマスターＡＰの（１つまたは複数の）発振器および／または（１つまたは複数の）タイマーに同期させることを可能にするために、信号を送信し得る。同期は、正確な同期を確立するために通信の少なくとも２つの異なる方法を使用することを含み得る。
【００２１】
[0026]  例えば、ＡＰのネットワーク内の２つのＡＰは、１つの自励発振器（free-running oscillator）および１つまたは複数のタイマーを各々有し得る。いくつかのケースにおいて、両方のＡＰは、狭帯域チャネルおよび超広帯域（ＵＷＢ）チャネルを介して通信することが可能である。そのペアのうちの１つのＡＰは、ＡＰのネットワーク用のマスターＡＰに指定され得、または、その２つのＡＰの間のマスターＡＰであり得る。マスターＡＰは、他のＡＰがそれに合わせる周波数および時間を提供し得る。
【００２２】
[0027]  記載されたように、同期は、二段階で獲得され得る。最初の粗い周波数捕捉は、１０億にいくらか（a few parts per billion）の範囲内で正確であり得、粗い時間捕捉は、数百ナノ秒の範囲内で正確であり得る。いくつかのケースにおいて、この粗い周波数および時間捕捉は、狭帯域リンクを介して生じる。細かい周波数捕捉は、１兆にいくらか（a few parts per trillion）の範囲内で正確であり得、細かい時間捕捉は、サブナノ秒の正確さを有し得る。いくつかのケースにおいて、この細かい周波数および時間捕捉は、ＵＷＢリンクを介して生じる。併せて使用すると、粗い周波数およびタイミングステップならびに細かい周波数およびタイミングステップは、同期ＡＰが発振器周波数およびクロック時間を大まかに推定することを可能にし得、次いで、それは周波数および時間をその後に調整（例えば、微調整）し得る。
【００２３】
[0028]  以下の説明は例を提供するものであり、特許請求の範囲で述べられる範囲、適用可能性、または構成を限定するものではない。変更が、本開示の精神および範囲から逸脱することなく説明される要素の機能および配列でなされ得る。様々な実施形態は、様々なプロシージャまたはコンポーネントを、適宜、省略、置換、または追加し得る。例えば、説明される方法は、説明されるものとは異なる順序で行われ得、様々なステップが追加、省略、または組み合わせされ得る。さらに、ある特定の実例に関して説明される特徴は、他の実施形態において組み合され得る。
【００２４】
[0029]  最初に、図１Ａは、様々な実施形態にしたがったロケーション追跡１００の例を図示する。システム１００は、屋内および／または企業環境に関連付けられたカバレッジエリア１１０全体を通して、アセット（例えば、物体）または人、あるいはその両方のロケーション追跡を提供する。いくつかの実施形態において、カバレッジエリア１１０は、病院、小売店、または工場といった建物の内部のカバレッジのエリアを表す。カバレッジエリア１１０内には、複数のＡＰ１０５は、特定のロケーションに配置され得、カバレッジエリア１１０内で追跡され得る（タグおよびロケーション追跡タグとも称される）複数のタグユニット１１５も配置され得る。それらの固定性（stationary nature）により、任意の２つのＡＰ１０５間の正確な距離が通常既知であるか、またはシステム１００の動作を通して決定され得る。任意の２つのＡＰ１０５は、レンジング動作を通してそれら自身の間の距離を確認し得、それは、二方向レンジング動作であり得る。レンジング動作は、通信リンク１２５を介して行われ得る。
【００２５】
[0030]  図１Ａに示されているＡＰ１０５の配列は、非限定的な例として意図されている。ＡＰ１０５は、図１Ａに図示されているものとは異なる方法またはパターンでカバレッジエリア１１０内に配置または分散され得る。例えば、ＡＰ１０５は、互いに異なる距離に配列され得る。いくつかのケースにおいて、カバレッジエリア１１０は、建物内の単一のフロアのような、２次元配置を表し得る。しかし、いくつかの実施形態において、ＡＰ１０５は、カバレッジエリア１１０内の建物の異なるフロアまたは階にＡＰ１０５のうちのいくつかを置くことによって３次元方法で配置される。
【００２６】
[0031]  ＡＰ１０５の各々は、狭帯域トランシーバまたはＵＷＢトランシーバ、あるいはその両方を装備し得る。追加的または代替的に、ＡＰ１０５は、１つまたは複数の発振器またはタイマー、あるいはその両方を含み得る。発振器は、反復的な発振電子信号（oscillating electronic signal）を各々生成し得、それは、調整可能および／または可変であり得る。発振器は、ＲＦ発振器であり得る。発振器は、線形型または弛張型であり得る。いくつかの実施形態において、発振器は、電圧制御、温度補償水晶発振器（ＶＣＴＣＸＯ：voltage controlled, temperature compensated crystal oscillators）である。タイマーは、（１つまたは複数の）水晶時計を含み得、それらはデジタルであり得、および／または、それらは１つまたは複数のカウンタを使用してソフトウェアまたはハードウェアにインプリメントされ得る。
【００２７】
[0032]  ＡＰ１０５は、追跡システム１００の精度および／または正確さを増加させるために、較正プロシージャを受け得る。較正は、ＡＰ１０５を、互いに同期、ネットワーク１４０に同期、および／または追跡管理サーバ１５０に同期させることを含み得る。追加的または代替的に、較正は、各ＡＰ１０５の座標を決定することを含み得る。
【００２８】
[0033]  いくつかのケースにおいて、１つまたは複数のＡＰ１０５は、同期を促進するマスターＡＰまたは代理のマスターＡＰ（acting master APs）として指定または選択され得る。ＡＰ１０５のネットワーク規模の同期は、安定した発振器および安定したタイマーを有するマスターＡＰ１０５を指定または選択することを伴い得る。他のＡＰ１０５の各々は、それらそれぞれの発振器およびタイマーを、マスターＡＰまたは代理のマスターＡＰに同期させ得る。この同期は、粗い同期ステップおよび細かい同期ステップを含み得、それらは、いくつかの実施形態において、狭帯域信号およびＵＷＢ信号の両方を受信および送信することを伴う。
【００２９】
[0034]  較正は、また、カバレッジエリア１１０内のＡＰ１０５の各々の座標を決定することを含み得る。ＡＰ１０５の各々の座標は、ＡＰ１０５のうちの１つの既知の座標と、ＡＰ１０５間の既知のまたは決定された距離とに基づいて、漸進的に決定され得る。
【００３０】
[0035]  タグユニット１１５の各々は、カバレッジエリア１１０内で追跡されているアセットまたは人物に取り付けられ得る。タグユニット１１５は、狭帯域トランシーバまたはＵＷＢトランシーバ、あるいはその両方を装備し得る。タグユニット１１５は、また、１つまたは複数の発振器またはタイマー、あるいはその両方を有し得る。発振器は、反復的な発振電子信号を各々生成し得、それは、調整可能および／または可変であり得る。発振器は、ＲＦ発振器であり得る。発振器は、線形型または弛張型であり得る。例として、発振器はＶＣＴＣＸＯである。タイマーは、（１つまたは複数の）水晶時計を含み得、それらはデジタルであり得、および／または、それらは１つまたは複数のカウンタを使用してソフトウェアまたはハードウェアにインプリメントされ得る。
【００３１】
[0036]  図１Ａは、ロケーションＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、およびＦにおいて６つのタグユニットを有する例示的なロケーション追跡システム１００を図示する。時間とともに、タグ１１５が取り付けられたアセットまたは人がカバレッジエリア１１０内を移動するにつれて、または移動させられるにつれて、これらのロケーションは変化し得る。６つのタグ１１５と共に示されているシステム１００は、ロケーション追跡システムの非限定的な例として意図されている。当業者は、システム１００がスケーラブルであり、より多いまたはより少ないアセットあるいは人を追跡することが可能であり得ることを認識するであろう。
【００３２】
[0037]  システム１００は、追跡管理サーバ１５０を含み、それは、タグ追跡管理サーバとも称され得る。いくつかの実施形態において、追跡管理サーバ１５０は、ネットワーク１４０を通してＡＰ１０５に接続される。接続は、ＡＰ１０５に関連付けられた無線ネットワークを経由し得る。追跡管理サーバ１５０は、ＡＰ１０５のための受信フィルタの１つまたは複数のセットを決定すること、タグ１１５がモバイルであるか固定であるかを検出し、それに応じて更新レートを調整すること、通信チャネルの特性を推定すること、および／またはカバレッジエリア１１０内で追跡されているアセットまたは人物のロケーションを推定すること、を含む様々なタイプの計算を行うために、ＡＰ１０５から情報を受信し得る。追跡管理サーバ１５０は、また、ＡＰ１０５にいつ他のＡＰ１０５またはタグ１１５とワイヤレスに通信させるべきか（例えば、ＵＷＢおよび／または狭帯域信号をいつ送信すべきか）を含む、ＡＰ１０５に関連付けられた様々な動作をスケジュールまたはコーディネートし得る。いくつかの実施形態において、追跡管理サーバ１５０は、異なるＡＰ１０５およびＡＰ１０５のサブセットについての情報を記憶し、それは、個別のＡＰ１０５および／またはＡＰ１０５のサブセット間の様々な動作をスケジュールまたはコーディネートするために、記憶された情報を使用し得る。
【００３３】
[0038]  ＡＰ１０５は、ＵＷＢ信号および／または狭帯域信号を送信および／または受信することによって互いに通信し得る。通信リンク１２５に関連付けられた、ＡＰ１０５間のチャネルは、しばしば、ノイズおよび信号劣化インピーダンスによって特性付けられる。したがって、信号送信電力を最大にすることが有益であり得る。
【００３４】
[0039]  図１Ｂは、通信リンク１３５を介したＡＰ１０５とタグ１１５との間の送信またはブロードキャストを例示する。いくつかの実施形態において、タグ１１５は、ＵＷＢおよび狭帯域信号のいずれかまたは両方を使用して、通信リンク１３５を介してＡＰ１０５と通信する。タグ１１５が最初に（primary）狭帯域と通信するか、ＵＷＢと通信するかは、タグ１１５がモバイルか固定かに相関し得る。
【００３５】
[0040]  ＡＰ１０５は、ＵＷＢおよび狭帯域信号のいずれかまたは両方を使用して他のＡＰ１０５と通信し得る。この通信中、第２のＡＰ１０５は、通信に基づいて第１のＡＰと同期し得る。その後、第３および第４のＡＰ１０５は、さらなる通信に基づいて第１のＡＰと同期し得、プロセスが、追跡エリア１１０内の後続のＡＰ１０５のために繰り返され得る。ＡＰが互いに、または第１のＡＰと同期されると、例えばタグユニット１１５の、正確なロケーション追跡が行われ得る。
【００３６】
[0041]  次に、図２Ａを参照すると、ブロック図２００は、様々な実施形態にしたがったロケーション追跡システムにおいてＡＰのネットワーク内のＡＰを同期させるために構成されたデバイス１０５−ａを例示する。デバイス１０５−ａはＡＰであり得、それは、図１Ａまたは図１Ｂあるいはその両方のＡＰ１０５の例であり得る。デバイス１０５−ａは、プロセッサでもあり得る。デバイス１０５−ａは、受信機モジュール２０５、周波数モジュール２１０、および／または送信機モジュール２１５を含み得る。いくつかのケースにおいて、受信機モジュール２０５および送信機モジュール２１５は、単一のトランシーバモジュールである。受信機モジュール２０５および／または送信機モジュール２１５は、統合プロセッサを含み得る。それらは、発振器および／またはタイマーも含み得る。いくつかの実施形態において、受信機モジュール２０５および送信機モジュール２１５は、ＵＷＢトランシーバモジュール、狭帯域トランシーバモジュール、またはその両方の一部である。
【００３７】
[0042]  デバイス１０５−ａは、周波数モジュール２１０も含み得る。周波数モジュール２１０は、統合プロセッサを含み得る。それは、発振器および／またはタイマーも含み得る。周波数モジュール２１０は、周波数オフセットおよび／または時間オフセットといったオフセットを推定し得る。さらに、周波数モジュール２１０は、推定されたオフセットを調整し得る。いくつかのケースにおいて、周波数モジュール２１０は、発振器の周波数および／またはタイマーの時間を訂正する。
【００３８】
[0043]  いくつかの実施形態において、デバイス１０５−ａのコンポーネントは、個別にまたは集合的に、ハードウェア内の適用可能な機能のうちのいくつかまたはすべてを行うように適応された１つまたは複数の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を用いてインプリメントされる。代替的に、これら機能は、１つまたは複数の集積回路上で１つまたは複数の処理ユニット（またはコア）によって行われ得る。他の実施形態において、他のタイプの集積回路（例えば、構造化／プラットフォームＡＳＩＣ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、および他の半カスタム集積回路（ＩＣ））が使用され、それらは、当該技術分野において既知の任意の方法でプログラムされ得る。各ユニットの機能はまた、１つまたは複数の汎用または特定用途向けのプロセッサによって実行されるようにフォーマット化された、メモリ内に具現化される命令で、全体的または部分的にインプリメントされ得る。
【００３９】
[0044]  例示の目的で、デバイス１０５−ａは、受信機モジュール２０５、周波数モジュール２１０、および送信機モジュール２１５を通して、無線周波数（ＲＦ）信号を受信し得る。周波数モジュール２１０は、次いで、その信号と発振器および／またはタイマーとに基づいてオフセットを推定し得る。受信機モジュール２０５は、第２のＲＦ信号を受信し得、周波数モジュール２１０は、第２の受信された信号に基づいて、推定されたオフセットを調整し得る。いくつかのケースにおいて、周波数モジュール２１０は、決定されたオフセットに基づいて、その発振器および／またはタイマーを調整する。送信機モジュール２１５は、決定されたオフセットを表す信号を送信し得る。
【００４０】
[0045]  次に、図２Ｂは、様々な実施形態にしたがったロケーション追跡システムにおいてＡＰのネットワーク内のＡＰを同期させるために構成されたデバイス１０５−ｂのブロック図２００−ａを示す。デバイス１０５−ｂは、図２Ａのデバイス１０５−ａの例であり得、デバイス１０５−ｂは、デバイス１０５−ａに関して上述されたものと同じまたは同様の機能を行い得る。いくつかの実施形態において、デバイス１０５−ｂはＡＰであり、それは、図１Ａ、図１Ｂ、および図２Ａのいずれかまたはすべてを参照して上述されたＡＰ１０５の１つまたは複数の態様を含み得る。デバイス１０５−ｂは、プロセッサでもあり得る。いくつかのケースにおいて、デバイス１０５−ｂは、受信機モジュール２０５−ａを含み、それは、図２Ａの受信機モジュール２０５の例であり得、受信機モジュール２０５−ａは、受信機モジュール２０５に関して上述されたものと同じまたは同様の機能を行い得る。いくつかのケースにおいて、デバイス１０５−ｂは、送信機モジュール２１５−ａを含み、それは、図２Ａの送信機モジュール２１５の例であり得、送信機モジュール２１５−ａは、送信機モジュール２１５に関して上述されたものと同じまたは同様の機能を行い得る。
【００４１】
[0046]  デバイス１０５−ｂは、周波数モジュール２１０−ａを含み得、それは、図２Ａの周波数モジュール２１０の例であり得る。周波数モジュール２１０−ａは、周波数オフセットおよび／または時間オフセットといったオフセットを推定し得る。さらに、周波数モジュール２１０−ａは、推定されたオフセットを調整し得る。いくつかのケースにおいて、周波数モジュール２１０−ａは、発振器の周波数および／またはタイマーの時間を訂正する。いくつかのケースにおいて、周波数モジュール２１０−ａは、粗い捕捉モジュール２３０および／または細かい捕捉モジュール２４０を含む。
【００４２】
[0047]  いくつかの実施形態において、デバイス１０５−ｂは、粗い捕捉モジュール２３０を含む。粗い捕捉モジュール２３０は、狭帯域トランシーバを含み得る。粗い捕捉モジュール２３０は、送信する信号を準備し得るか、または制御情報を含んだ受信された信号を分析し得る。いくつかのケースにおいて、制御情報は開始時間を含む。粗い捕捉モジュール２３０は、制御情報に少なくとも基づいて周波数オフセットおよび／または時間オフセットを推定し得る。
【００４３】
[0048]  いくつかのケースにおいて、デバイス１０５−ｂは、細かい捕捉モジュール２４０を含む。細かい捕捉モジュール２４０は、ＵＷＢトランシーバを含み得る。細かい捕捉モジュール２４０は、送信する信号を準備し得るか、または受信された信号を分析し得る。いくつかのケースにおいて、細かい捕捉モジュール２４０は、受信された信号に基づいて推定された周波数および／または時間オフセットを調整する。
【００４４】
[0049]  いくつかの実施形態によると、デバイス１０５−ｂのコンポーネントは、個別にまたは集合的に、ハードウェア内の適用可能な機能のいくつかまたはすべてを行うように適応された１つまたは複数のＡＳＩＣを用いてインプリメントされる。他の実施形態において、デバイス１０５−ｂの機能は、１つまたは複数の集積回路上で１つまたは複数の処理ユニット（またはコア）によって行われる。他の実施形態において、他のタイプの集積回路（例えば、構造化／プラットフォームＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、および他の半カスタムＩＣ）が使用され、それらは、当該技術分野において既知の任意の方法でプログラムされ得る。各ユニットの機能はまた、１つまたは複数の汎用または特定用途向けのプロセッサによって実行されるようにフォーマット化された、メモリ内に具現化される命令で、全体的または部分的にインプリメントされ得る。
【００４５】
[0050]  ここで図３を参照し、図３は、様々な実施形態にしたがったロケーション追跡システムにおいてＡＰのネットワーク内のＡＰを同期させるために構成されたシステム３００のブロック図を図示する。システム３００は、ＡＰ１０５−ｃおよび１０５−ｄ〜１０５−ｈを含み得、これらは、図１Ａ、図１Ｂ、図２Ａ、および図２Ｂのうちの１つまたは複数を参照して説明されたＡＰ１０５の例であり得る。ＡＰ１０５−ｃは、メモリモジュール３１０を含み得、それは、いくつかの実施形態において、ソフトウェアモジュール３１５を含む。ＡＰ１０５−ｃは、プロセッサおよびスケジューラモジュール３２０、アンテナモジュール３３５、ネットワーク通信モジュール３４０、タイマーモジュール３５０、発振器モジュール３３０、トランシーバモジュール３６０、および周波数モジュール２１０−ｂを含み得る。いくつかのケースにおいて、タイマーモジュール３５０および／または発振器モジュール３３０は、３２ＭＨｚの基準タイマーおよび／または発振器に基づいて動作する。いくつかの実施形態において、ＡＰ１０５−ｃおよび／または周波数モジュール２１０−ｂは、調整モジュール３５５もまた含む。ＡＰ１０５−ｃのコンポーネントの各々は、互いに通信し得る。ネットワーク通信モジュール３４０は、ネットワーク１４０−ａと通信し得、それは、図１Ａおよび図１Ｂのネットワーク１４０の例であり得る。
【００４６】
[0051]  メモリモジュール３１０は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）および読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）を含み得る。いくつかの実施形態において、メモリモジュール３１０は、また、実行されたときに、プロセッサおよびスケジューラモジュール３２０に、ロケーション追跡システムにおいてＡＰのネットワーク内のＡＰを同期させることに関する、本明細書に説明されている様々な機能を行わせるように構成された命令を含む、コンピュータ可読、コンピュータ実行可能なソフトウェア（ＳＷ）コード３１５を記憶する。他の実施形態において、ソフトウェア（ＳＷ）コード３１５は、プロセッサおよびスケジューラモジュール３２０によって直接的に実行可能ではないが、例えば、コンパイルおよび実行されたときに、コンピュータに、本明細書に説明されている機能を行わせるように構成され得る。
【００４７】
[0052]  プロセッサおよびスケジューラモジュール３２０は、中央処理ユニット（ＣＰＵ）といった、インテリジェントハードウェアデバイスを含み得る。プロセッサおよびスケジューラモジュール３２０は、ロケーション追跡システムにおいてＡＰのネットワーク内のＡＰを同期させることに関連付けられた様々な動作を行い得る。プロセッサおよびスケジューラモジュール３２０は、ＡＰ１０５を同期させることが望ましいときを決定するために、ネットワーク１４０−ａを経由して、例えば、追跡管理サーバ１５０から受信されたスケジューリング情報を使用し得る。プロセッサおよびスケジューラモジュール３２０は、ＡＰ１０５の同期をいつ更新すべきかを決定することを含む、ロケーション追跡システムにおいてＡＰのネットワーク内のＡＰを同期させることに関連付けられた様々な動作を行い得る。
【００４８】
[0053]  トランシーバモジュール３６０は、超広帯域（ＵＷＢ）トランシーバおよび／または狭帯域トランシーバを含み得る。ＵＷＢトランシーバおよび狭帯域トランシーバのいずれかまたは両方は、データ（例えば、パケット）を変調して、その変調されたデータを送信のためにアンテナモジュール３３５に提供し、ならびにアンテナモジュール３３５から受信されたデータを復調するように構成されたモデムを含み得る。ＡＰ１０５−ｃのいくつかの実施形態は、単一のアンテナを含み、他の実施形態は、複数のアンテナを含む。図３に示されているように、タグ１１５−ａから送信された信号は、アンテナモジュール３３５内の（１つまたは複数の）アンテナを介してＡＰ１０５−ｃに送信および／またはＡＰ１０５−ｃによって受信され得る。ＡＰ１０５−ｃは、また、ＡＰ１０５−ｄ〜１０５−ｈといった、他のＡＰとワイヤレスに通信し得る。いくつかの実施形態において、ＡＰ１０５−ｃは、他のＡＰ１０５からのＵＷＢ信号、狭帯域信号、および基準信号を含む信号を受信し得、ＡＰ１０５−ｃは、ＡＰ１０５−ｃのコンポーネントを較正するため、および／または同期させるために、受信された信号を使用し得、ならびに／あるいはＡＰ１０５−ｃは、タグユニット１１５のロケーションを決定するために、受信された信号を使用し得る。いくつかのケースにおいて、ＡＰ１０５−ｃは、ネットワーク通信モジュール３４０およびネットワーク１４０−ａを介して追跡管理サーバ１５０に受信された信号を送信し得る。
【００４９】
[0054]  発振器モジュール３３０は、ＵＷＢトランシーバに接続され得る。ＵＷＢトランシーバは、ＵＷＢ変調器および無線周波数（ＲＦ）トランシーバを含み得る。いくつかの実施形態において、ＵＷＢトランシーバは、タイマーモジュール３５０といったタイマーを含むか、またはタイマーと通信している。ＵＷＢトランシーバは、統合プロセッサを含み得る。ＵＷＢトランシーバは、例えばＡＰ１０５を同期させるために周波数モジュール２１０−ｂと働き得るか、またはそれの代わりに働き得る。
【００５０】
[0055]  トランシーバモジュール３６０は、さらに、狭帯域トランシーバを含み得る。狭帯域トランシーバは、統合プロセッサを含み得る。それは、タイマーおよび／または発振器もまた含み得る。いくつかのケースにおいて、それは、発振器モジュール３３０および／またはタイマーモジュール３５０と通信している。狭帯域トランシーバは、規格のＩＥＥＥ８０２．１１ファミリ（ＷｉＦｉ）に基づいているワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）製品と通信することが可能であり得る。いくつかの実施形態において、狭帯域トランシーバは、規格のＩＥＥＥ８０２．１５ファミリ（ＺｉｇＢｅｅ）に基づく二方向デジタル無線である。別の実施形態において、狭帯域トランシーバは、Ｗｉ−Ｆｉといった、規格のＩＥＥＥ８０１．１１ファミリに基づく二方向デジタル無線である。
【００５１】
[0056]  いくつかのケースにおいて、周波数モジュール２１０−ｂは、調整モジュール３５５を含み得る。調整モジュール３５５は、発振器および／またはタイマーを含み得る。いくつかのケースにおいて、調整モジュール３５５は、発振器モジュール３３０および／またはタイマーモジュール３５０と通信している。いくつかのケースにおいて、調整モジュール３５５は、受信された追加情報に基づいて、推定された周波数オフセットおよび／または推定された時間オフセットを調整する。いくつかの実施形態において、調整モジュール３５５は、別のＡＰ１０５からの同期信号および／または決定された周波数オフセットに基づいて、発振器モジュール３３０といった、発振器の周波数を訂正する。いくつかのケースにおいて、調整モジュール３５５は、別のＡＰ１０５からの同期信号および／または決定された時間オフセットに基づいて、タイマーモジュール３５０といった、時間を訂正する。調整モジュール３５５は、開始時間、処理時間、および／または信号の伝搬時間に少なくとも基づいて、決定された時間オフセットおよび／または決定された周波数オフセットを調整し得る。
【００５２】
[0057]  次に、図４は、ロケーション追跡システムにおいてＡＰのネットワーク内のＡＰ１０５を同期させるために構成されたシステム４００を例示するブロック図を示し、それは、タグユニット１１５−ｂを含み得る。いくつかの実施形態において、タグユニット１１５−ｂは、図１Ａ、図１Ｂ、図２Ａ、図２Ｂ、および図３のいずれかまたはすべてのタグユニット１１５の１つまたは複数の態様を含む。タグユニット１１５−ｂは、コントローラおよびスケジューラモジュール４１０、メモリモジュール４２０、ＵＷＢトランシーバモジュール４５０、狭帯域トランシーバモジュール４６０、およびアンテナモジュール４４０を含み得る。いくつかの実施形態において、タグユニット１１５−ｂは、発振器モジュール４３０またはタイマーモジュール４３５、あるいはその両方を含む。発振器モジュール４３０およびタイマーモジュール４３５は、それぞれ、いくつかの発振器およびタイマーを各々含み得る。
【００５３】
[0058]  例示の目的で、コントローラおよびスケジューラモジュール４１０は、タグユニット１１５−ｂの動作を制御することを可能にする、ロジックまたはコード、あるいはその両方を含む。いくつかのケースにおいて、コントローラおよびスケジューラモジュール４１０は、ＵＷＢトランシーバモジュール４５０および狭帯域トランシーバモジュール４６０を制御するために、マイクロコントローラまたはステートマシンを含む。
【００５４】
[0059]  メモリモジュール４２０は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）または読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、あるいはその両方を含み得る。いくつかの実施形態において、メモリモジュール４２０は、実行されたときに、コントローラおよびスケジューラモジュール４１０に、タグユニット１１５−ｂを制御するための、本明細書に説明されている様々な機能を行わせるように構成可能である命令を含む、コンピュータ可読、コンピュータ実行可能なソフトウェア（ＳＷ）コード４２５を記憶する。他の実施形態において、ソフトウェアコード４２５は、コントローラおよびスケジューラモジュール４１０によって直接的に実行可能ではないが、例えば、コンパイルおよび実行されたときに、コンピュータに、本明細書に説明されている機能を行わせるように構成され得る。
【００５５】
[0060]  ＵＷＢトランシーバモジュール４５０は、アンテナモジュール４４０を通してＵＷＢ信号をブロードキャストするために、無線周波数（ＲＦ）通信技術をサポートし得る。同様に、狭帯域トランシーバモジュール４６０は、アンテナモジュール４４０を通して狭帯域信号をブロードキャストするために、ＲＦ通信技術をサポートし得る。いくつかの実施形態において、ＵＷＢトランシーバモジュール４５０または狭帯域トランシーバモジュール４６０、あるいはその両方は、ロケーション追跡情報を変調するための変調器（図示せず）を含み、信号の送信のためにアンテナモジュール４４０に変調された情報を提供する。図４は、タグユニット１１５−ｂといくつかのＡＰ１０５との間の信号のブロードキャストおよび受信を示す。システム４００において、少なくとも２つのＡＰ１０５−ｉ〜１０５−ｍがタグユニット１１５−ｂと通信しているのが示されているが、タグユニット１１５−ｂは、より多いまたはより少ないＡＰ１０５と通信し得る。
【００５６】
[0061]  次に図５を参照すると、システム５００は、信号フロー図で例示されている。システム５００は、様々な実施形態にしたがったロケーション追跡システムにおいてＡＰのネットワーク内でＡＰを同期させるために構成される。図５は、２つのＡＰ１０５間の同期を示す。システム５００において、２つのＡＰ１０５−ｎおよび１０５−ｏが同期しているのが示されているが、より多くのＡＰとの同期も同様に生じ得る。ＡＰ１０５−ｎおよび１０５−ｏは、図１Ａ、図１Ｂ、図２Ａ、図２Ｂ、図３、および／または図４のＡＰ１０５の例であり得る。
【００５７】
[0062]  いくつかのケースにおいて、第１またはマスターＡＰ１０５−ｎが、第２のＡＰ１０５−ｏといった二次ＡＰを同期させるように使用される。ＡＰ１０５間の第１の通信５１０は、狭帯域信号であり得る。狭帯域信号は制御情報を含み得る。第２のＡＰ１０５−ｏは、周波数オフセットを推定する５２０ために、この第１の通信５１０を使用し得る。周波数オフセットを推定すること５２０は、制御情報からシステム周波数オフセットを識別すること、および／または識別されたシステム周波数オフセットに少なくとも部分的に基づいて発振器の周波数を訂正すること、を含み得る。さらに、第２のＡＰ１０５−ｏは、時間オフセットを推定する５３０ために、第１の通信５１０を使用し得る。時間オフセットを推定すること５３０は、制御情報からシステムタイムスタンプを識別すること、ＡＰ１０５−ｎのタイマーによって生成されるローカルタイムスタンプとシステムタイムスタンプを比較すること、および／またはシステムタイムスタンプおよびローカルタイムスタンプを比較することに少なくとも部分的に基づいて時間オフセットを計算すること、を含み得る。いくつかのケースにおいて、時間オフセットを推定すること５３０は、計算された時間オフセットに少なくとも部分的に基づいてタイマーの時間を訂正することも含む。いくつかの実施形態において、時間オフセットを推定すること５３０は、送信機フレーム開始デリミタ（ＳＦＤ）と受信機ＳＦＤとの間の予期される平均遅延の分だけ、計算された時間オフセットを調整することを含む。いくつかのケースにおいて、時間オフセットを推定すること５３０は、システムクロックのサイクル差の予期される数の分だけ、計算された時間オフセットを調整することを含み、ここで、サイクル差は、送信機ＳＦＤの高い周波数オフセットによるものである。
【００５８】
[0063]  システム５００は、ＡＰ間の第２の通信５４０を含み得、それは、ＵＷＢ信号であり得る。いくつかのケースにおいて、第２のＡＰ１０５−ｏは、第２の通信５４０に少なくとも部分的に基づいて周波数オフセットを調整し得る５５０。さらに、いくつかの実施形態において、第２のＡＰ１０５−ｏは、第２の通信５４０に少なくとも部分的に基づいて時間オフセットを調整する５６０。周波数オフセットを調整すること５５０および／または時間オフセットを調整すること５６０は、開始時間を識別すること、信号の処理および受信に関連付けられた処理時間を決定すること、および／または少なくとも第１および第２のＡＰ１０５−ｎ、１０５−ｏの間の距離に関連付けられた伝搬時間を決定すること、を含み得る。いくつかのケースにおいて、周波数オフセットを調整すること５５０および／または時間オフセットを調整すること５６０は、さらに、タイマーに少なくとも部分的に基づいてサンプル時間を決定すること、信号の直接経路の到着時間（ＴＯＡ）を推定すること、開始時間、処理時間、伝搬時間、サンプル時間、およびＴＯＡに少なくとも部分的に基づいて細かい時間オフセットを決定すること、および／または細かい時間オフセットに基づいて少なくとも１つのタイマーおよび／または発振器をシフトすること、を含む。いくつかのケースにおいて、応答と称され得る第３の通信５７０は、第２のＡＰ１０５−ｉから第１のＡＰ１０５−ｈへ生じ得、確認応答メッセージまたは同期が成功したかどうかを示す別の信号を含み得る。
【００５９】
[0064]  次に、図６はフロー図を示し、それは、いくつかの実施形態にしたがったロケーション追跡システムにおいてＡＰのネットワーク内のＡＰを同期させる方法６００を例示する。例示の目的のために、方法６００は、図１Ａ、図１Ｂ、図２Ａ、図２Ｂ、図３、図４、および図５のデバイスおよびシステム１００、２００−ａ、２００−ｂ、３００、４００、および５００のうちの１つまたは複数を使用してインプリメントされる。
【００６０】
[0065]  ブロック６０５において、発振器および少なくとも１つのタイマーを有するＡＰ１０５は、開始時間を含む制御情報を備えた狭帯域信号を受信し得る。ブロック６１０において、ＡＰ１０５は、制御情報に少なくとも部分的に基づいて周波数オフセットおよび時間オフセットを推定し得る。ブロック６１５において、ＡＰ１０５は、開始時間後に超広帯域信号を受信し得る。ブロック６２０において、ＡＰ１０５は、受信された超広帯域信号に少なくとも部分的に基づいて、推定された周波数オフセットおよび推定された時間オフセットを調整し得る。
【００６１】
[0066]  当業者は、方法６００が、本明細書に説明されているツールおよび技法の１つのインプリメンテーションにすぎないと認識するであろう。方法６００の動作は、並べ替えられることができ、またはそうでなければ、他のインプリメンテーションが可能であるように修正されることができる。
【００６２】
[0067]  図７は、様々な実施形態にしたがったロケーション追跡システムにおいてＡＰのネットワーク内のＡＰを同期させるための方法７００を例示するフロー図を示す。方法７００は、例えば、図１Ａ、図１Ｂ、図２Ａ、図２Ｂ、図３、図４、および図５のデバイスおよびシステム１００、２００−ａ、２００−ｂ、３００、４００、および５００を使用してインプリメントされ得る。
【００６３】
[0068]  ブロック７０５において、発振器および少なくとも１つのタイマーを有するＡＰ１０５は、開始時間を含む制御情報を備えた狭帯域信号を受信し得る。ブロック７１０において、ＡＰ１０５は、制御情報に少なくとも部分的に基づいて周波数オフセットおよび時間オフセットを推定し得る。ブロック７１５において、ＡＰ１０５は、開始時間後に超広帯域信号を受信し得る。ブロック７２０において、ＡＰ１０５は、受信された超広帯域信号に少なくとも部分的に基づいて、推定された周波数オフセットおよび推定された時間オフセットを調整し得る。ブロック７２５において、ＡＰ１０５は、計算された時間オフセットに少なくとも部分的に基づいて少なくとも１つのタイマーの時間を訂正し得る。
【００６４】
[0069]  当業者は、方法７００が、本明細書に説明されているツールおよび技法の１つのインプリメンテーションを例示することに注目するであろう。方法７００の動作は、並べ替えられることができ、またはそうでなければ、他のインプリメンテーションが可能であるように修正されることができる。
【００６５】
[0070]  図８は、いくつかの実施形態にしたがったロケーション追跡システムにおいてＡＰのネットワーク内のＡＰを同期させるための方法８００を例示するフロー図を示す。いくつかのケースにおいて、方法８００は、図１Ａ、図１Ｂ、図２Ａ、図２Ｂ、図３、図４、および図５のデバイスおよびシステム１００、２００−ａ、２００−ｂ、３００、４００、および５００のうちのいくつかまたはすべてを使用してインプリメントされ得る。
【００６６】
[0071]  ブロック８０５において、発振器および少なくとも１つのタイマーを有するＡＰ１０５は、開始時間を含む制御情報を備えた狭帯域信号を受信し得る。ブロック８１０において、ＡＰ１０５は、制御情報に少なくとも部分的に基づいて周波数オフセットおよび時間オフセットを推定し得る。ブロック８１５において、ＡＰ１０５は、開始時間後に超広帯域信号を受信し得る。ブロック８２０において、ＡＰ１０５は、受信された超広帯域信号に少なくとも部分的に基づいて、推定された周波数オフセットおよび推定された時間オフセットを調整し得る。ブロック８２５において、ＡＰ１０５は、少なくとも１つのタイマーに少なくとも部分的に基づいてサンプル時間を決定し得る。ブロック８３０において、ＡＰ１０５は、超広帯域信号の直接経路の到着時間を推定し得る。ブロック８３５において、ＡＰ１０５は、開始時間、処理時間、伝搬時間、サンプル時間、および到着時間に少なくとも部分的に基づいて、細かい時間オフセットを決定し得る。ブロック８４０において、ＡＰ１０５は、細かい時間オフセットに基づいて少なくともタイマーおよび発振器をシフトし得る。
【００６７】
[0072]  当業者は、方法８００が、本明細書に説明されているツールおよび技法の１つのインプリメンテーションにすぎないことを認識するであろう。方法８００の動作は、並べ替えられることができ、またはそうでなければ、他のインプリメンテーションが可能であるように修正されることができる。
【００６８】
[0073]  添付の図面に関連して上述された詳細な説明は、実例的な実施形態を説明するもので、インプリメントされ得るか、または請求項の範囲内にある実施形態のみを表すものではない。本説明全体にわたって使用される「実例的な」という用語は、「好ましい」または「他の実施形態よりも有利である」ということではなく、「例、事例、または例示としての役割をすること」を意味する。詳細な説明は、説明された技法の理解を提供する目的で具体的な詳細を含む。しかしながら、これらの技法は、これらの具体的な詳細なしに実現され得る。いくつかの事例において、周知の構造およびデバイスは、説明された実施形態の概念を曖昧にすることを避けるためにブロック図の形態で示される。
【００６９】
[0074]  情報および信号は、様々な異なる技術および技法のいずれかを使用して表され得る。例えば、上記の説明全体を通して参照され得る、データ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁界または磁気粒子、光場または光粒子、あるいはこれらの任意の組み合わせによって表わされ得る。
【００７０】
[0075]  本明細書での開示に関連して説明された、様々な例示的なブロックおよびモジュールは、本明細書に説明された機能を実行するように設計された、汎用プロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、または他のプログラマブル論理デバイス、ディスクリートゲートあるいはトランジスタ論理、ディスクリートハードウェアコンポーネント、またはこれらの任意の組み合わせを用いて、インプリメントまたは実行され得る。汎用プロセッサはマイクロプロセッサであり得るが、代替として、このプロセッサは、任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、またはステートマシンであり得る。プロセッサは、また、例えば、ＤＳＰとマクロプロセッサの組み合わせといった、コンピューティングデバイスの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアに連結した１つまたは複数のマイクロプロセッサ、または他の任意のそのような構成としてインプリメントされ得る。
【００７１】
[0076]  本明細書に説明された機能は、ハードウェア、プロセッサによって実行されるソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの任意の組み合わせにインプリメントされ得る。プロセッサによって実行されるソフトウェアにインプリメントされる場合、これらの機能は、コンピュータ可読媒体上で、１つまたは複数の命令またはコードとして送信または記憶され得る。他の例およびインプリメンテーションは、本開示および添付の請求項の精神および範囲内にある。例えば、ソフトウェアの性質により、上述された機能は、プロセッサによって実行されるソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、ハードワイヤリング、またはこれらのいずれかの組み合わせを使用してインプリメントされることができる。機能をインプリメントする特徴はまた、機能の複数部分が異なる物理的なロケーションでインプリメントされるように分配されることを含む、様々な位置で物理的にロケートされ得る。また、特許請求の範囲を含む、本明細書で使用されるように、「のうちの少なくとも１つ」で始まる項目のリストで使用される「または」は、例えば「Ａ、Ｂ、またはＣのうちの少なくとも１つ」のリストが、Ａ、またはＢ、またはＣ、またはＡＢ、またはＡＣ、またはＢＣ、またはＡＢＣ（すなわち、ＡおよびＢおよびＣ）を意味するように選言的なリスト（disjunctive list）を示す。
【００７２】
[0077]  コンピュータ可読媒体は、１つの場所から別の場所へのコンピュータプログラムの転送を容易にする任意の媒体を含む通信媒体およびコンピュータ記憶媒体の両方を含む。記憶媒体は、汎用または専用コンピュータによってアクセスされることができる任意の利用可能な媒体であり得る。限定ではなく、例として、コンピュータ可読媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）、ＣＤ−ＲＯＭまたは他の光学ディスク記憶装置、磁気ディスク記憶装置または他の磁気記憶デバイス、あるいは、命令またはデータ構造の形態で所望のプログラムコード手段を記憶または搬送するために使用されることができ、また、汎用あるいは専用コンピュータ、または汎用あるいは専用プロセッサによってアクセスされることができる、任意の他の媒体を備えることができる。また、任意の接続は、コンピュータ可読媒体と適切には称される。例えば、ソフトウェアが、ウェブサイト、サーバ、または、同軸ケーブル、光ファイバーケーブル、ツイストペア、デジタル加入者ライン（ＤＳＬ）、あるいは赤外線、無線、およびマイクロ波のようなワイヤレス技術を使用する他の遠隔ソース、から送信される場合は、同軸ケーブル、光ファイバーケーブル、ツイストペア、ＤＳＬ、または赤外線、無線、およびマイクロ波のようなワイヤレス技術は、媒体の定義に含まれる。本明細書に使用される、ディスク（disk）およびディスク（disc）は、コンパクトディスク（ＣＤ）、レーザーディスク（登録商標）、光ディスク、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、フロッピー（登録商標）ディスク、およびＢｌｕ−ｒａｙ（登録商標）ディスクを含み、ここで、ディスク（disk）は通常、データを磁気的に再生するが、ディスク（disc）は、レーザを用いて光学的にデータを再生する。上記の組み合わせもまた、コンピュータ可読媒体の範囲内に含まれる。
【００７３】
[0078]  本開示の先の説明は、当業者が本開示を製造または使用することを可能にするために提供される。本開示に対する様々な修正が、当業者には容易に明らかとなり、本明細書で定義された包括的な原理は、本開示の精神または範囲から逸脱せずに、他の変形物に適用され得る。よって、本開示は、本明細書に説明された例および設計に限定されるべきではなく、本明細書に開示された原理および新規の特徴と矛盾しない最大範囲であると認められるべきである。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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