CN116939485A

CN116939485A - 一种基于时频同步进行定位的方法和装置

Info

Publication number: CN116939485A
Application number: CN202211055340.5A
Authority: CN
Inventors: 谢子晨; 郭湛; 李卫华
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2022-04-08
Filing date: 2022-08-31
Publication date: 2023-10-24

Abstract

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

Description

一种基于时频同步进行定位的方法和装置

本申请要求于2022年04月08日提交国家知识产权局、申请号为202210370108.4、申请名称为“一种为高精度定位提供低功耗同步的方法和装置”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

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

背景技术

超宽带(Ultra Wide Band，UWB)主要用于定位，且功耗和成本较高。为了解决UWB功耗高的问题，一般在产品上，采用蓝牙低功耗(Bluetooth Low Energy，BLE)+UWB组合，或采用无线保真(WiFi)+UWB组合。

在这两种组合中，定位端和被定位端可通过BLE/WiFi进行交互，起到搜索、发现、连接确定测距/定位的时间和方式等参数，并可确定一个粗略的用于发起定位的启动时间。之后，定位端和被定位端可通过UWB进行更高精度的时频同步，从而进行高精度测距/定位。该流程中，可大幅节省UWB的工作时间。再之后，定位端和被定位端通过UWB执行定位的流程。但是，当前这种使用UWB进行信令交互以及高精度的时频同步的操作，不但消耗了较多的功耗，也浪费了定位端和被定位端较多的器件面积实现该操作的功能。

发明内容

本申请实施例提供一种基于时频同步进行定位的方法和装置，能够通过窄带系统进行时频同步，达到UWB高精度定位所需的时频同步精度，从而在不损失UWB定位精度的基础上，大幅降低定位端和被定位端使用UWB的面积和功耗。

为达到上述目的，本申请实施例采用如下技术方案：

第一方面，提供一种基于时频同步进行定位的方法，包括：第一设备通过窄带系统与第二设备完成时频同步，得到时频同步信息；第一设备在媒体接入控制MAC层确定时频同步信息达到宽带系统所需的时频精度时，第一设备通过宽带系统进行第一设备和第二设备间的定位；第一设备通过窄带系统与第二设备交互定位结果。

其中，第一设备例如可以为定位端，第二设备为被定位端。

由此，在本申请中，第一设备和第二设备间进行时频同步可由窄带系统完成，例如窄带系统为BLE/WiFi，宽带系统为UWB等。本申请通过窄带系统进行信令交互和精同步，得到时频同步信息，并在第一设备和第二设备的MAC层进行时频同步精度确定后，可同步在两端的宽带系统启动测距和/或定位。这样，本申请可在不损失宽带系统用于测距/定位所需的时频精度的基础上，在由窄带系统进行两端的时频同步交互且达到宽带系统的同步精度的情况下，可大幅降低宽带系统的面积和功耗。

在一种可能的设计中，第一设备通过窄带系统与第二设备完成时频同步，得到时频同步信息包括：第一设备通过窄带系统向第二设备发送广播消息，广播消息包括用于第一设备与第二设备建立窄带系统上的连接；第一设备通过窄带系统与第二设备进行单音同步，得到定第一设备和第二设备的粗同步的时频同步信息。

该设计可理解为基于第一设备和第二设备建立连接的定位场景进行时频同步。在建立窄带系统的连接基础上，通过窄带系统进行粗同步，再通过宽带系统进行精同步。一般情况下，宽带系统默认粗同步是满足精同步的要求的。因此，本申请相当于利用窄带系统完成第一设备和第二设备的时频同步，可大幅降低宽带系统用于时频同步的面积和功耗。

在一种可能的设计中，第一设备通过窄带系统第二设备完成时频同步，得到时频同步信息包括：第一设备通过窄带系统向第二设备发送第一广播消息，第一广播消息包括时频同步所需的基础信息；第一设备在窄带系统中根据基础信息启动单音同步，得到第一设备和第二设备的粗同步的时频同步信息；第一设备接收第二设备发送的第二广播消息，第二广播消息包括第二设备的粗同步的时频同步信息。

该设计是基于第一设备和第二设备处于非连接定位的场景的。该设计中，第一设备可通过窄带系统向第二设备发送广播消息，在第一设备和第二设备进行单音同步后，由第二设备向定位端再进行广播，指示时频同步信息。进而，第一设备和第二设备可通过宽带系统进行精同步。一般情况下，宽带系统默认粗同步是满足精同步的要求的。因此，本申请相当于利用窄带系统完成两端的时频同步，可大幅降低宽带系统用于时频同步的面积和功耗。

在一种可能的设计中，第一设备通过窄带系统与第二设备完成时频同步，得到时频同步信息包括：第一设备通过窄带系统向多个第二设备发送第一广播消息，第一广播消息包括时频同步所需的基础信息；第一设备在窄带系统中根据基础信息启动单音同步，以完成时频同步，得到第一设备和第二设备的粗同步的时频同步信息；第一设备依次接收多个第二设备发送的第二广播消息，多个第二设备中的每个第二设备发送的第二广播消息包括第二设备的粗同步的时频同步信息。

该设计是基于非连接定位的时频同步，基于广播的一个第一设备对应多个第二设备的场景。这种场景中，一对多的流程与一对一的流程相当，只是采用了多设备并行同步和并行测距。差异在于，多设备回复的流程上，是根据第一设备发送的广播中参数，按序回复的。因此，在这种场景中，同样也可利用窄带系统完成第一设备和第二设备的时频同步，可大幅降低宽带系统用于时频同步的面积和功耗。

在一种可能的设计中，在第一设备在媒体接入控制MAC层确定时频同步信息达到宽带系统所需的时频精度之前，该方法还包括：第一设备在粗同步的时频同步信息的基础上，通过宽带系统继续与第二设备进行时频同步，得到第一设备和第二设备的精同步的时频同步信息。

上文已经阐明，粗同步的时频同步信息可默认为精同步的时频同步信息。也就相当于时频同步由窄带系统完成，可降低宽带系统用于时频同步的面积和功耗。

在一种可能的设计中，第一设备和第二设备均包括MAC层、宽带系统的SUB-MAC层和窄带系统的SUB-MAC层。

第一设备通过窄带系统与第二设备完成时频同步包括：第一设备通过窄带系统的SUB-MAC层与第二设备完成时频同步。

而且，第一设备可通过宽带系统的SUB-MAC层进行定位，第一设备通过窄带系统的SUB-MAC层交互定位结果。

例如，本申请中，第一设备和第二设备可通过窄带系统的SUB-MAC层发送通信帧和同步帧完成时频同步，再通过宽带系统的SUB-MAC层完成测距和/或定位，最后可通过窄带系统的SUB-MAC层进行定位结果的交互。这样，对于第一设备和第二设备来说，时频同步由窄带系统SUB-MAC层完成，可降低第一设备和第二设备的功耗和面积。

在一种可能的设计中，第一设备在媒体接入控制MAC层确定时频同步信息达到宽带系统所需的时频精度时，第一设备通过宽带系统进行第一设备和第二设备间的定位包括：第一设备在MAC层确定精同步的时频同步信息达到宽带系统所需的时频精度时，在用于启动定位的时刻，第一设备在宽带系统的SUB-MAC层向第二设备在宽带系统的SUB-MAC层发送测距请求，测距请求用于请求第二设备在宽带系统的SUB-MAC层进行定位。第一设备在宽带系统的SUB-MAC层接收第二设备在宽带系统的SUB-MAC层的测距响应。

其中，第二设备可在宽带系统的SUB-MAC层根据测距请求和测距响应确定定位结果，并向第二设备的MAC层发送定位结果。也就是说，本申请在窄带系统的SUB-MAC层进行时频同步达到宽带系统的同步要求后，即可通过宽带系统的SUB-MAC层进行两端间的定位，可大幅降低宽带系统用于时频同步的面积和功耗。

在一种可能的设计中，第一设备和第二设备通过窄带系统交互测距和/或定位的结果包括：第一设备在窄带系统的SUB-MAC层接收第二设备在窄带系统的SUB-MAC层发送的定位结果；第一设备在窄带系统的SUB-MAC层向第一设备的MAC层发送定位结果。

即在两端通过宽带系统进行测距后，在第二设备获取定位结果后，第二设备可通过在窄带系统的SUB-MAC层向第一设备传输该定位结果。即通过窄带系统的SUB-MAC层进行最终结果的交互。

第二方面，提供一种定位装置，定位装置应用于第一设备，定位装置包括：同步单元，用于通过窄带系统与第二设备完成时频同步，得到时频同步信息；测距单元，在媒体接入控制MAC层确定时频同步信息达到宽带系统所需的时频精度时，通过宽带系统进行第一设备和第二设备间的定位；交互单元，用于通过窄带系统与第二设备交互定位结果。

第二方面的有益效果可参见第一方面的说明。

在一种可能的设计中，同步单元用于：通过窄带系统向第二设备发送广播消息，广播消息包括用于与第二设备建立窄带系统上的连接；通与第二设备的窄带系统进行单音同步，得到第一设备和第二设备的粗同步的时频同步信息。

在一种可能的设计中，同步单元用于：通过窄带系统向被第二设备发送第一广播消息，第一广播消息包括时频同步所需的基础信息；在窄带系统中根据基础信息与第二设备启动单音同步，得到第一设备和第二设备的粗同步的时频同步信息；接收第二设备发送的第二广播消息，第二广播消息包括第二设备的粗同步的时频同步信息。

在一种可能的设计中，同步单元用于：通过窄带系统向多个第二设备发送第一广播消息，第一广播消息包括时频同步所需的基础信息；在窄带系统中根据基础信息与多个第二设备启动单音同步，以完成时频同步，得到第一设备和多个第二设备的粗同步的时频同步信息；在窄带系统上依次接收多个第二设备发送的第二广播消息，多个第二设备中的每个第二设备发送的第二广播消息包括第二设备的粗同步的时频同步信息。

在一种可能的设计中，同步单元还用于：在粗同步的时频同步信息的基础上，通过宽带系统继续与第二设备进行时频同步，得到第一设备和第二设备的精同步的时频同步信息。

在一种可能的设计中，第一设备和第二设备均包括MAC层、宽带系统的SUB-MAC层和窄带系统的SUB-MAC层；同步单元，用于通过窄带系统的SUB-MAC层与第二设备完成时频同步。

在一种可能的设计中，测距单元用于：在MAC层确定精同步的时频同步信息达到宽带系统所需的时频精度时，在用于启动定位的时刻，在宽带系统的SUB-MAC层向第二设备在宽带系统的SUB-MAC层发送测距请求，测距请求用于请求第二设备在宽带系统的SUB-MAC层进行定位；在宽带系统的SUB-MAC层接收第二设备在宽带系统的SUB-MAC层的测距响应。

在一种可能的设计中，交互单元用于：在窄带系统的SUB-MAC层接收第二设备在窄带系统的SUB-MAC层发送的测距结果和/或定位结果；在窄带系统的SUB-MAC层向第一设备的MAC层发送测距结果和/或定位结果。

第三方面，提供一种通信装置，包括至少一个处理器，所述至少一个处理器与存储器相连，所述至少一个处理器用于读取并执行所述存储器中存储的程序，以使得所述装置执行如上述第一方面或第一方面的任一项所述的方法。

第四方面，提供一种芯片，所述芯片与存储器耦合，用于读取并执行所述存储器中存储的程序指令，以实现如上述第一方面或第一方面的任一项所述的方法。

第五方面，提供了一种基于时频同步的定位装置，该定位装置包括：存储器和处理器。上述存储器和处理器耦合。该存储器用于存储计算机程序代码，该计算机程序代码包括计算机指令。该收发器用于接收数据和发送数据。当处理器执行该计算机指令时，以使该定位装置执行如第一方面或其相应的可能的设计提供的任意一种基于场景的定位的方法。

第六方面，本申请实施例提供了一种基于时频同步的定位装置，该装置包含在电子设备中，该装置具有实现上述任一方面及任一项可能的实现方式中电子设备行为的功能。该功能可以通过硬件实现，也可以通过硬件执行相应的软件实现。硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块或单元。例如，同步模块或单元、定位模块或单元、交互模块或单元等。

第七方面，本申请实施例提供一种通信系统，包括上述任一方面及任一项可能的实现方式中的定位端和被定位端，用于实现如上述第一方面或第一方面的任一项所述的方法。

第八方面，提供一种计算机可读存储介质，包括计算机指令，当计算机指令在电子设备上运行时，使得电子设备执行上述第一方面或第一方面的任一项所述的方法。

第九方面，提供一种计算机程序产品，当计算机程序产品在计算机或处理器上运行时，使得计算机或处理器执行上述第一方面及任一项可能的设计中的方法。

可以理解的是，上述提供的任一种第一设备、第二设备、定位装置、芯片、计算机可读存储介质或计算机程序产品等均可以应用于上文所提供的对应的方法，因此，其所能达到的有益效果可参考对应的方法中的有益效果，此处不再赘述。

本申请的这些方面或其他方面在以下的描述中会更加简明易懂。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种UWB基本的定位方法中利用ToF进行精确测距的信号流程示意图；

图2为本申请实施例提供的一种网络架构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种宽带系统定位和窄带系统通信的共存架构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种宽带系统和窄带系统数据帧示意图；

图5为本申请实施例提供的一种基于时频同步进行定位的方法流程示意图；

图6为本申请实施例提供的一种基于时频同步进行定位的方法流程示意图；

图7为本申请实施例提供的一种基于时频同步进行定位的信号流程示意图；

图8为本申请实施例提供的一种基于时频同步进行定位的方法流程示意图；

图9为本申请实施例提供的一种基于时频同步进行定位的信号流程示意图；

图10为本申请实施例提供的一种基于时频同步进行定位的方法流程示意图；

图11为本申请实施例提供的一种基于时频同步进行定位的信号流程示意图；

图12为本申请实施例提供的一种测距/定位设备的结构示意图；

图13为本申请实施例提供的一种定位端/被定位端的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解，示例的给出了部分与本申请实施例相关概念的说明以供参考。如下所示：

BLE：蓝牙低能耗技术，是低成本、短距离、可互操作的鲁棒性无线技术，有BLE4.0，BLE4.1，BLE4.2，BLE5.0等多个协议版本。

UWB：是一种无载波通信技术，利用纳秒至微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据。UWB可应用在近距离高速数据传输，还可利用UWB的亚纳秒级超窄脉冲来做近距离精确室内定位。UWB具有抗干扰性能强、传输速率高、带宽极宽、消耗电能小、发送功率小等诸多优势，主要应用于室内通信、高速无线局域网(Local Area Network、LAN)、家庭网络、无绳电话、安全检测、位置测定、雷达等领域。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。其中，在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“/”表示或的意思，例如，A/B可以表示A或B；本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，在本申请实施例的描述中，“多个”是指两个或多于两个。

以下，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在众多室内定位技术中，WiFi和BLE的定位精度是1米/30°，UWB的定位精度是0.1米/3°。相比WiFi和BLE，UWB具有更高的定位精度、更好的抗多径效果(避免多径的影响)和更安全等优势，但是伴随而来的是UWB具有高功耗和高成本等劣势。表1为WiFi、BLE和UWB各性能对比示意。

表1

表1中的AoA为一种定位技术。

其中，UWB主要用于定位，但是从表1可知，UWB功耗和成本较高。但是，UWB的功耗和成本并非全用于定位，很大一部分用于通信。当UWB用于定位时，从UWB用于定位的实现方式来看，也有一大部分用于时域和频域的同步。在一些实施例中，分析UWB媒体接入控制(Media Access Control，MAC)逻辑，可发现，UWB CBB(数字逻辑部分)的面积约是UWB射频(Radio Frequency，RF)的1.5～2倍，而UWB CBB面积中接近一般是用于同步的，即UWB CBB中约70％的功耗用于同步。

为了解决UWB功耗高的问题，一般在产品上，都采用BLE+UWB或WiFi+UWB组合使用的方式。在该组合中，定位端和被定位端可通过BLE/WiFi起到搜索、发现、连接等过程，以确定测距/定位的时间和方式等参数，并确定一个粗略的(us-ms级)用于发起测距/定位的启动时间。之后，定位端和被定位端通过UWB进行更高精度的视频同步，从而进行高精度测距/定位。通过该流程，可知，长时间的搜索、发现、信息交换和粗同步等过程都交给了更低功耗的BLE/WiFi执行，可大幅节省UWB的工作时间。

其中，UWB用于定位的流程包括：先采用信令帧的方式进行交互，确定定位启动的精确时间(百ns级)和采用的定位方式等参数。之后，利用飞行时间(Time of Flight，ToF)原理进行测距/定位。

具体地，UWB通常使用高速率脉冲(High Rate Pulse，HRP)UWB PHY帧进行有效载荷，即数据或信令的传输。基本格式参考表2，该HRP UWB PHY帧包括同步(SYNC)字段、帧开始分割符(Start Frame Delimiter，SFD)、物理层(physical layer，PHY)头和物理层PHY有效载荷。

表2

SYNC

SFD

PHY头

PHY有效载荷

UWB基本的定位方法是利用ToF进行精确测距，如图1所示。发起端(Initiator)可向响应端(Responder)发送Poll消息，响应端可向发起端回复响应(Response)消息。其中，发起端发送Poll的时间和接收到Response消息的时间间隔记为T_loop，响应端接收到Poll消息的之间和发送Response消息的时间间隔记为T_reply。

这样，ToF＝(T_loop-T_reply)/2。

在ToF的基础上，UWB定位改进算法还包括到达时间差(Time Difference ofArrival，TDOA)、到达时间(time of arrival，TOA)、双向测距(Two Way Ranging，TWR)等，可以进一步提升定位性能。

可知，虽然目前可通过UWB进行信令交互和精同步，但是这些信令交互和精同步的过程消耗了较多功耗，也浪费了较多的UWB CBB面积实现。虽然窄带(BLE/WiFi)帧也能提供时频同步功能，但是无法满足UWB定位所需的时频精度要求。

因此，本申请提供一种基于窄带技术用于改进时频同步的方法，应用于测距/定位的场景中。本申请能够通过窄带技术达到UWB高精度定位所需的时频同步精度，从而在不损失UWB定位精度的基础上，大幅地降低UWB的面积和功耗。

本申请的网络架构可包括第一设备和第二设备。其中，第一设备例如为定位端，第二设备为被定位端。

通常，多个定位端可对应多个被定位端。多个定位端中的任一定位端也可对多个被定位端进行定位。多个被定位端中的任一被定位端也可以被多个定位端所定位。

在一些实施例中，定位端一般可为接入点(Access Point，AP)，被定位端一般可为标签Tag。如图2所示，AP1、AP2和AP3均为定位端，Tag1、Tag2、Tag3和Tag4均为被定位端。

例如在WiFi中，Tag可理解为厂商生产出来的无线定位系统的信号发生源，通常放置或粘贴在需要测距/定位的物体上，为需要定位的源设备，会定时向周围发送射频信号。

AP为接收Tag发送的测距/定位信息，并将信息转发给接入控制器(AccessController，AC)或直接向信息转发给定位服务器。

其中，AC用于转发定位服务器的配置指令给AP。AC也可以作为一个中转站，使得AP可先将接收的测距/定位信息上报给AC，再由AC转发给定位服务器。定位服务器接收到测距/定位信息后运行定位算法，计算Tag的位置，并将计算后的数据提供给用户或系统，该用户或系统可以是Tag或用户设备或AP等。为了尽可能精确的确认Tag的位置，对于每个Tag，定位服务器通常需要至少接收到3个AP上传的测距/定位信息进行计算。

举例来说，WiFi Tag测距/定位可应用在医疗、石油、天然气、矿业等行业，需要对关键设备资产、人员安全进行监控定位，用户可以通过在目标物体(关键资产、人员等)上部署Wi-Fi Tag，通过Tag定位技术可以对关键资产和人员进行定位，帮助企业进行安全保障和效率提升。

类似的，BLE Tag测距/定位主要包括多个BLE Tag、多个内置BLE模块的AP、至少一个AC、定位服务器和管理系统。例如，该管理系统可从定位服务器获取BLE Tag测距/定位信息，分析统计BLE Tag测距/定位信息并对携带有BLE Tag的资产和访客人员进行管理。

举例来说，BLE Tag测距/定位可应用在学校、仓库、医院、企业等场所，AP提供WLAN接入，同时通过内置的BLE模块，再配合定位服务器，提供蓝牙Tag测距/定位功能，实现对关键设备资产和关键人员进行定位。

而UWB测距/定位技术是一种主要用于室内空间的人员或者物资定位的技术，这种测距/定定位技术的特点就是定位精度可以做到一米以内。测距/定定位原理就是通过在室内空间安装上一定数量UWB LOC基站，通过三角定位原理来实现对人员或者物资的精确测距/定位。

举例来说，UWB测距/定位技术可对人员进行实时精确定位，并集风险管控、视频联动、历史轨迹回放、人员管理、电子围栏、各种行为监控、应急救援等功能。

本申请实施例也可以应用于上述测距/定位场景中。不同的是，本申请可将窄带系统(BLE/WiFi等)和宽带系统(UWB)结合，主要利用窄带帧对UWB PHY帧进行时间和频率初始同步，从而减少UWB用于时间和频率同步的功能，降低UWB的功耗和面积。

从实现架构上看，本申请可采用宽带系统定位和窄带系统通信的RF和SUB-MAC分离，并在MAC层统一进行数据传输、业务指令汇总和分配调度的方式作为整体架构。参考图3，图3示出的是宽带系统定位和窄带系统通信的共存架构示意图，对定位端和被定位端均适用。

其中，对于定位端和被定位端，应用层(Application，APP)下发的定位指令对于MAC以下层是不可见的。即应用层可传输定位指令经过服务层(Service)、协议(Stack)层达到MAC层，MAC层不再继续下发该定位指令。当MAC层接收到来自上层的定位指令或通信指令时，如果定位指令或通信指令有多个，可按序下发至不同的SUB-MAC进行处理，并根据反馈进行对应的操作。即定位指令可发送至用于测距/定位的SUB-MAC，通信指令可发送至用于通信的SUB-MAC，例如通信指令为用于搜索、发现、时频同步和测距结果传输等过程的指令。

在本申请中，通信部分除了包括负责搜索、发现、时频同步和测距结果以外，还可以为定位部分提供帧头级的同步能力(帧头所在时刻点的同步接收能力)。

在本申请中，定位指令可通过定位射频(Radio Frequency，RF)模块发送，通信指令可通过通信RF发送。

在一些实施例中，定位RF和用于测距/定位的SUB-MAC可以属于宽带系统，例如UWB。通信RF和用于通信的SUB-MAC可以属于窄带系统，例如BLE和WIFi等。

在一些实施例中，本申请可通过窄带系统的通信帧和同步帧，完成宽带系统定位的时频同步，再使用宽带系统的定位帧进行测距/定位。对应的图示可参考图4。

在一些实施例中，通信帧和同步帧的发送方式有多种场景，例如基于连接的定位场景、基于非连接的定位场景和基于一对多广播的定位场景等，具体将在下文中进行介绍。

下面对本申请实施例进行说明。

本申请实施例提供一种基于时频同步进行定位的方法，如图5所示，该方法包括：

501、第一设备通过窄带系统与第二设备完成时频同步，得到时频同步信息。

第一设备例如为定位端，第二设备例如为被定位端。定位端例如为AP，被定位端例如为Tag。

本申请中的窄带系统(低功耗系统)不固定为某一种技术，只要能满足时频同步的精度即可，例如为BLE或WiFi。具体可通过窄带系统中的通信帧和同步帧完成时频同步过程，通信帧和同步帧可经过窄带系统的应用层下发至窄带系统的MAC层、用于通信的SUB-MAC和通信RF进行发送。

在一些实施例中，定位端和被定位端通过窄带系统的SUB-MAC层完成时频同步。

502、第一设备在MAC层确定时频同步信息达到宽带系统所需的时频精度时，第一设备通过宽带系统进行第一设备和第二设备间的定位。

例如，在定位端和被定位端通过窄带系统交互，使得两端在MAC层得到时频同步信息时，且两端都确定时频同步信息达到宽带系统的时频精度时，两端可在宽带系统的SUB-MAC层同步启动定位流程。即定位端和被定位端可通过宽带系统的SUB-MAC层进行定位端和被定位端间的定位。

503、第一设备通过窄带系统与第二设备交互定位结果。

在一些实施例中，通过两端在宽带系统的SUB-MAC层进行测距发起和测距响应的交互，在被定位端在宽带系统的SUB-MAC层得到测距和/或定位的结果后，可通过被定位端的MAC层向被定位端的窄带系统的SUB-MAC层传递测距和/或定位的结果。两端再通过窄带系统的SUB-MAC层进行交互，以向定位端反馈定位结果。

需理解，定位结果是在测距结果的基础上确定的。

由此，本申请通过窄带系统进行信令交互和精同步，得到时频同步信息，并在第一设备和第二设备的MAC层进行时频同步精度确定后，可同步在两端的宽带系统的SUB-MAC层启动测距和/或定位。这样，本申请可在不损失宽带系统用于测距/定位所需的时频精度的基础上，在由窄带系统进行两端的时频同步交互且达到宽带系统的同步精度的情况下，可大幅降低宽带系统的面积和功耗。

下面从基于连接的定位场景、基于非连接的定位场景和基于一对多广播的定位场景进行本申请方法流程的举例说明。

本申请提供一种基于连接定位的时频同步方法。该方法首先由第一设备的窄带系统发起广播和连接，通过连接及提高采样率(对应本申请通过窄带系统进行两端在宽带系统的粗同步的过程)完成定位所需的时间精度上的粗同步(在该精度下，带宽系统用于定位的SUB-MAC只需进行时频精同步)。其中，在第一设备和第二设备连接后，可采用单音进行频偏补偿，达到定位所需的时频精度需求。第一设备和第二设备再通过该时频同步信息启动测距/定位，精确测距结果通过窄带系统的数据通道传输。

如图6所示，该方法包括：

601、第一设备通过窄带系统向第二设备发送广播消息，广播消息包括用于第一设备与第二设备建立窄带系统上的连接。

本申请实施例中以第一设备为定位端，第二设备为被定位端进行举例说明。

如图7所示，示例性的，步骤601的流程可包括：

定位端的MAC层在接收到来自上层的启动通信的指示时，可通过定位端的MAC层向定位端在窄带系统的SUB-MAC层发送启动通信的指示。例如该启动通信的指示包括被定位端的地址和/或标识等信息；

定位端在窄带系统的SUB-MAC层可根据启动通信的指示向至少一个被定位端发送广播消息。该广播消息例如包括定位端和被定位端的地址、启动同步的时钟信息、加密与否的指示、测距与否的指示、测距/定位所采用的方法的指示等参数；

被定位端在窄带系统的SUB-MAC层接收到广播消息后，可向被定位端的MAC层进行消息上报，以上报该广播消息中的参数；

被定位端的MAC层可根据广播消息中的参数向被定位端在窄带系统的SUB-MAC层发起连接请求；

被定位端在窄带系统的SUB-MAC层向定位端在窄带系统的SUB-MAC层进行交互，建立定位端和被定位端在窄带系统上的连接；

当定位端在窄带系统的SUB-MAC层确定连接建立完成时，可向定位端的MAC层上报连接完成的指示。以及，当被定位端在窄带系统的SUB-MAC层确定连接建立完成时，可向被定位端的MAC层上报连接完成的指示。

这样，定位端和被定位端在窄带系统的连接建立成功。

602、第一设备通过窄带系统与第二设备进行单音同步，根据单音同步的结果得到第一设备和第二设时频同步信息。

参考图7，步骤602的流程可以包括：

定位端的MAC层根据启动同步的时钟信息向定位端在窄带系统的SUB-MAC层发送启动同步的指示，被定位端的MAC层根据启动同步的时钟信息向被定位端在窄带系统的SUB-MAC层发送启动同步的指示。其中，启动同步的时刻例如可以是定位端和被定位端在建立连接过程中约定的；

定位端和被定位端均可通过窄带系统的SUB-MAC层进行单音同步，达成宽带系统粗同步所需的时频精度。其中，单音同步过程可理解为一种时频同步和测距方法，即定位端和被定位端通过单音的结果进行同步。在一些实施例中，这里单音同步达到的粗同步可以是定位端和被定位端多次同步后达成的。该粗同步所需的时频精度例如可以是ns级的。需理解，定位端和被定位端所达到的粗同步的时频精度相同；

在单音同步完成后，定位端在窄带系统的SUB-MAC层可向定位端的MAC层发送同步成功的指示，被定位端在窄带系统的SUB-MAC层可向被定位端的MAC层发送同步成功的指示。同步成功的指示中包括两端的时频同步信息，即上述粗同步的时频精度，记为粗同步的时频同步信息；

定位端的MAC层可将粗同步的时频同步信息(图7中示出的时频同步信息)发送给定位端在宽带系统的SUB-MAC层，被定位端的MAC层也可将粗同步的时频同步信息(图7中示出的时频同步信息)发送给被定位端在宽带系统的SUB-MAC层，以便定位端和被定位端在粗同步的时频同步信息的基础上，两端分别通过宽带系统的SUB-MAC层继续进行定位端和被定位端间的时频同步，得到定位端和所述被定位端的精同步的时频同步信息，以便两端根据精同步的时频同步信息进行高精度测距，即启动测距和/或定位流程。

在一些实施例中，通常，两端在宽带系统的SUB-MAC层默认通过窄带系统确定的粗同步的时频同步信息是符合精同步的要求的。

603、第一设备和第二设备在MAC层确定时频同步信息达到宽带系统所需的时频精度时，第一设备和第二设备通过宽带系统同步启动对第二设备进行定位。

在一些实施例中，定位端和被定位端在宽带系统的SUB-MAC层确定粗同步的时频同步信息达到精同步的时频同步要求时，定位端在宽带系统的SUB-MAC层可向定位端的MAC层发送精同步成功的指示，被定位端在宽带系统的SUB-MAC层可向被定位端的MAC层发送精同步成功的指示。

当定位端在MAC层确定定位端的精同步的时频同步信息达到宽带系统所需的时频精度时，在用于启动测距/定位的时刻，定位端通过宽带系统向被定位端发送测距请求。定位端通过宽带系统接收被定位端的测距响应。被定位端根据测距请求和测距响应确定测距结果和/或定位结果。

在一些实施例中，也可以是被定位端在MAC层确定被定位端的精同步的时频同步信息达到宽带系统所需的时频精度时，在用于启动测距/定位的时刻，被定位端通过宽带系统向定位端发送测距请求。被定位端通过宽带系统接收定位端的测距响应。

在一些实施例中，定位端和被定位端也可以同时在MAC层确定精同步的时频同步信息达到宽带系统所需的时频精度时，在用于启动测距/定位的时刻，定位端通过宽带系统向被定位端发送测距请求，被定位端通过宽带系统同时向定位端发送测距请求。即两端都可启动测距处理。

示例性的，以定位端启动同步为例，参考图7，步骤603的流程可以包括：

定位端和被定位端均可通过在宽带系统的SUB-MAC层向MAC层发送精同步成功的指示，当两端的MAC层确定精同步的时频同步信息达到宽带系统所需的时频精度时，定位端的MAC层可通过窄带系统的SUB-MAC层交互启动测距的时刻；

当两端确定了启动测距的时刻时，两端可通过窄带系统的SUB-MAC层向宽带系统的SUB-MAC层发送该启动测距的时刻；该启动测距的时刻可理解为启动测距的指示；

定位端在宽带系统的SUB-MAC层在接收到启动测距的指示时，可在用于启动测距/定位的时刻，通过定位端在宽带系统的SUB-MAC层向被定位端在宽带系统的SUB-MAC层发送测距请求。同时，被定位端在宽带系统的SUB-MAC层可同步在启动测距监控，以监控是否接收到测距请求。其中，定位端在宽带系统的SUB-MAC层向被定位端在宽带系统的SUB-MAC层发送测距请求，具体可以是定位端在宽带系统的SUB-MAC层通过定位端的MAC层先向定位端在窄带系统的SUB-MAC层发送测距请求，定位端在窄带系统的SUB-MAC层通过被定位端在窄带系统的SUB-MAC层向被定位端的MAC层发送该测距请求，被定位端的MAC层再向被定位端在宽带系统的SUB-MAC层发送测距请求。即测距请求这类通信帧都是通过窄带系统的SUB-MAC层在两端间交互的。

被定位端在宽带系统的SUB-MAC层接收到测距请求时，向定位端在宽带系统的SUB-MAC层发送测距响应。这里的测距响应也和测距类型的传输类似，要通过两端的MAC层和窄带系统的SUB-MAC层传输至定位端在宽带系统的SUB-MAC层。而后，被定位端在宽带系统的SUB-MAC层，可根据定位端发送测距请求的发送时间和被定位端接收测距请求的接收时间，以及被定位端发送测距响应的发送时间和定位端接收测距响应的接收时间，确定测距结果。

其中，定位端接收测距响应的接收时间，可通过定位端在窄带系统的SUB-MAC层发送给被定位端在窄带系统的SUB-MAC层，再由被定位端在窄带系统的SUB-MAC层通过被定位端的MAC层转发给被定位端在宽带系统的SUB-MAC层。

如果被定位端还需确定被定位端的定位结果，可在宽带系统的SUB-MAC层根据测距结果进一步确定。

604、第一设备通过窄带系统与第二设备交互测距和/或定位的结果。

在一些实施例中，被定位端获取测距结果和/或定位结果。定位端通过窄带系统接收被定位端发送的测距结果和/或定位结果。

示例性的，参考图7，步骤604的流程可以包括：

被定位端在宽带系统的SUB-MAC层确定测距结果和/或定位结果后，被定位端可通过在宽带系统的SUB-MAC层向被定位端的MAC层发送该测距结果和/或定位结果；

被定位端的MAC层向被定位端在窄带系统的SUB-MAC层发送该测距结果和/或定位结果；

被定位端在窄带系统的SUB-MAC层向定位端在窄带系统的SUB-MAC层发送该测距结果和/或定位结果；

定位端在窄带系统的SUB-MAC层向定位端的MAC层发送该测距结果和/或定位结果。

这样，定位端可获知被定位端的定位和/或两端间的距离。

由此，本申请通过窄带系统进行信令交互和精同步，得到时频同步信息，并在定位端和被定位端的MAC层进行时频同步精度确定后，可同步在两端的宽带系统的SUB-MAC层启动测距和/或定位。这样，本申请可在不损失宽带系统用于测距/定位所需的时频精度的基础上，在由窄带系统进行两端的时频同步交互且达到宽带系统的同步精度的情况下，可大幅降低宽带系统的面积和功耗。

本申请提供一种基于非连接定位的时频同步方法。与基于两端连接的定位一样，非连接的定位也是通过通信SUB-MAC层(窄带系统的SUB-MAC层)为测距SUB-MAC层(宽带系统的SUB-MAC层)提供时频同步，达到高精度定位的目的。区别在于非连接的时频同步是基于双向广播进行同步的。

如图8所示，该方法包括：

801、第一设备通过窄带系统向第二设备发送第一广播消息，第一广播消息包括时频同步所需的基础信息。

步骤801的实现过程与步骤601类似，不同的是，这里的第一广播消息可以包括广播消息和扩展广播消息。广播消息用于指示将进行两端间的时频同步，扩展广播消息包括两端同步所需的基础信息。该基础信息例如包括定位端和被定位端的地址、启动同步的时钟信息、加密与否的指示、测距与否的指示、测距/定位所采用的方法的指示等参数。

参考图9，步骤801的流程可以包括：

定位端的MAC层向定位端在窄带系统的SUB-MAC层发送启动通信的指示；

定位端在窄带系统的SUB-MAC层向被定位端在窄带系统的SUB-MAC层发送广播消息和扩展广播消息；

被定位端在窄带系统的SUB-MAC层在接收到广播消息时，向被定位端的MAC层发送该指示启动通信的消息；被定位端在窄带系统的SUB-MAC层接收到扩展广播消息时，向被定位端的MAC层上报扩展广播消息中的信息。

802、第一设备在窄带系统中根据基础信息启动单音同步，根据单音同步的结果得到第一设备和第二设备间的时频同步信息。

参考图9，步骤802的流程可以包括：

定位端在MAC层根据启动同步的时钟信息向定位端在窄带系统的SUB-MAC层发送启动同步的指示；被定位端在MAC层根据启动同步的时钟信息向被定位端在窄带系统的SUB-MAC层发送启动同步的指示；

定位端和被定位端均可通过窄带系统的SUB-MAC层进行单音同步，达成宽带系统粗同步所需的时频精度。

当被定位端确定达成宽带系统粗同步所需的时频精度时，被定位端在窄带系统的SUB-MAC层向被定位端的MAC层发送同步成功的指示。这里同步成功的指示中包括两端的粗同步的时频同步信息。

803、第二设备确定时频同步成功时，第二设备向第一设备发送第二广播消息，第二广播消息包括时频同步信息。

第二广播消息可包括广播消息和扩展广播消息。当然，步骤803中的广播消息和扩展广播消息与步骤801中的广播消息和扩展广播消息不同。步骤803中的广播消息用于指示粗同步成功，扩展广播消息携带被定位端的粗同步的时频同步信息和启动测距/定位的时刻。

参考图9，步骤803的流程可以包括：

被定位端在窄带系统的SUB-MAC层向定位端在窄带系统的SUB-MAC层发送广播消息和扩展广播消息；

定位端在窄带系统的SUB-MAC层接收到广播消息和扩展广播时，确认被定位端和定位端粗同步成功，向定位端的MAC层发送同步成功的指示。

当被定位端在MAC层接收到同步成功的指示，定位端也在MAC层接收到同步成功的指示时，即两端都确定了粗同步的时频同步信息。

定位端在MAC层可将定位端的粗同步的时频同步信息(图9中的时频同步信息)发送给定位端在宽带系统的SUB-MAC层，被定位端的MAC层也可将粗同步的时频同步信息(图9中的时频同步信息)发送给被定位端在宽带系统的SUB-MAC层，以便定位端和被定位端在粗同步的时频同步信息的基础上，两端分别通过宽带系统的SUB-MAC层继续进行定位端和被定位端间的时频同步，得到定位端和所述被定位端的精同步的时频同步信息，以便两端根据精同步的时频同步信息进行高精度测距，即启动测距和/或定位流程。

这里两端分别通过宽带系统的SUB-MAC层进行时频同步的过程，可以理解为确定粗同步的时频同步信息是否达到宽带系统的精同步的时频同步信息。

804、第一设备和第二设备在MAC层确定时频同步信息达到宽带系统所需的时频精度时，第一设备和第二设备通过宽带系统同步启动对被定位端进行测距和/或定位。

在一些实施例中，定位端和被定位端在宽带系统的SUB-MAC层确定达到精同步的时频同步信息时，定位端在宽带系统的SUB-MAC层可向定位端的MAC层发送精同步成功的指示，被定位端在宽带系统的SUB-MAC层可向被定位端的MAC层发送精同步成功的指示。

定位端和被定位端在MAC层确定定位端的精同步的时频同步信息达到宽带系统所需的时频精度时，在用于启动测距/定位的时刻，定位端通过宽带系统向被定位端发送测距请求。定位端通过宽带系统接收被定位端的测距响应。被定位端根据测距请求和测距响应确定测距结果和/或定位结果。

当然，也可以是被定位端发起测距请求，或者定位端和被定位端同时发起测距请求，具体可见步骤603中的说明。

示例性的，参考图9，步骤804的具体流程可参见对图7中步骤603的说明。

不同的是，用于启动测距/定位的时刻可以是被定位端携带在第二广播消息中约定的。

805、第一设备和第二设备通过窄带系统交互测距和/或定位的结果。

步骤805的具体流程可参见对图7中步骤604的说明。

本申请提供一种基于非连接定位的时频同步方法。基于广播一对多(一个定位端对应多个被定位端)定位的基本原理如下：基于非连接的定位，一对多的定位方法与一对一的流程相当，只是采用了多设备(多个被定位端)并行同步、并行测距。差异在于多设备回复的流程上是根据定位端发送的广播中的参数，按序回复。

如图10所示，该方法包括：

101、第一设备通过窄带系统向多个第二设备发送第一广播消息，第一广播消息包括时频同步所需的基础信息。

需理解，步骤101是定位端通过窄带系统向多个被定位端中的每个被定位端发送第一广播消息，每个被定位端接收到的第一广播消息相同。

与步骤801类似的，每个被定位端接收到的第一广播消息可以包括广播消息和扩展广播消息。广播消息用于指示将进行两端间的时频同步，扩展广播消息包括两端同步所需的基础信息。该基础信息例如包括定位端和多个被定位端的地址、启动同步的时钟信息、加密与否的指示、测距与否的指示、测距/定位所采用的方法的指示等参数。

参考图11，以被定位端包括被定位端A和被定位端B为例，步骤101的流程可以包括：

定位端在窄带系统的SUB-MAC层向被定位端A在窄带系统的SUB-MAC层和被定位端B在窄带系统的SUB-MAC层发送广播消息，广播消息用于指示将进行两端间的时频同步；

被定位端A在窄带系统的SUB-MAC层向被定位端A的MAC层进行消息上报，指示将进行两端间的时频同步。被定位端B在窄带系统的SUB-MAC层向被定位端B的MAC层进行消息上报，指示将进行两端间的时频同步；

定位端在窄带系统的SUB-MAC层向被定位端A在窄带系统的SUB-MAC层和被定位端B在窄带系统的SUB-MAC层发送上述扩展广播消息；

被定位端A在窄带系统的SUB-MAC层向被定位端A的MAC层进行消息上报，指示扩展广播消息中用于同步的信息。被定位端B在窄带系统的SUB-MAC层向被定位端B的MAC层进行消息上报，指示扩展广播消息中用于同步的信息。

102、第一设备和多个第二设备在窄带系统中根据基础信息启动单音同步，根据单音同步的结果得到第一设备和多个第二设备的时频同步信息。

参考图11，步骤102的流程可以包括：

根据扩展广播消息中启动同步的时钟信息，定位端的MAC层向定位端在窄带系统的SUB-MAC层发送启动同步的指示，被定位端A的MAC层向被定位端A在窄带系统的SUB-MAC层发送启动同步的指示，被定位端B的MAC层向被定位端B在窄带系统的SUB-MAC层发送启动同步的指示；

定位端在窄带系统的SUB-MAC层和被定位端A在窄带系统的SUB-MAC层根据基础信息进行单音同步，以及定位端在窄带系统的SUB-MAC层和被定位端B在窄带系统的SUB-MAC层根据基础信息进行单音同步；

被定位端A在窄带系统的SUB-MAC层向被定位端A的MAC层发送同步成功的指示；被定位端B在窄带系统的SUB-MAC层向被定位端B的MAC层发送同步成功的指示。

此时，同步成功的指示相当于用于指示被定位端A和被定位端B已经达到宽带系统粗同步所需的时频精度，即携带两端的粗同步的时频同步信息。

103、第一设备依次接收多个第二设备发送的第二广播消息，多个第二设备中的每个第二设备发送的第二广播消息包括每个第二设备的时频同步信息和用于启动测距和/或定位的时间信息。

在多个被定位端的情况下，多个被定位端还需要将单音同步结果与定位端进行确定和交互。每个被定位端发送的第二广播消息可以包括广播消息和扩展广播消息。步骤103中的广播消息可以用于指示粗同步成功，扩展广播消息中可包括被定位端的粗同步的时频同步信息和被定位端对应的启动测距/定位的时刻。

因此，步骤103的流程可以包括：

被定位端A在窄带系统的SUB-MAC层向定位端在窄带系统的SUB-MAC层发送广播消息和扩展广播消息，定位端在窄带系统的SUB-MAC层向定位端的MAC层发送被定位端A和定位端粗同步成功的指示；

被定位端B在窄带系统的SUB-MAC层向定位端在窄带系统的SUB-MAC层发送广播消息和扩展广播消息，定位端在窄带系统的SUB-MAC层向定位端的MAC层发送被定位端B和定位端粗同步成功的指示。

这里被定位端A和被定位端B是按序向定位端发送的广播消息和扩展广播消息。这里的按序对应的时间先后顺序可以是在定位端发送的第一广播消息中的扩展广播消息中携带的。

其中，被定位端A发送的第二广播消息中的扩展广播消息包括时频同步信息以外，还包括被定位端A用于启动测距和/或定位的时间信息。

被定位端B发送的第二广播消息中的扩展广播消息包括时频同步信息以外，还包括被定位端B用于启动测距和/或定位的时间信息。

当定位端确定了多个被定位端的粗同步的时频同步信息后，定位端和多个被定位端可继续进行精同步。

示例性的，当定位端在MAC层将粗同步的时频同步信息(图9中的时频同步信息)发送给定位端在宽带系统的SUB-MAC层，被定位端A的MAC层也可将粗同步的时频同步信息(图9中的时频同步信息)发送给被定位端A在宽带系统的SUB-MAC层，被定位端B的MAC层也可将粗同步的时频同步信息(图9中的时频同步信息)发送给被定位端B在宽带系统的SUB-MAC层，以便定位端、被定位端A和被定位端B在粗同步的时频同步信息的基础上，分别通过宽带系统的SUB-MAC层继续进行定位端、被定位端A和被定位端B间的时频同步，得到定位端和多个被定位端的精同步的时频同步信息，以便定位端和多个被定位端根据精同步的时频同步信息进行高精度测距，即启动测距和/或定位流程。

这里定位端、被定位端A和被定位端B分别通过宽带系统的SUB-MAC层进行时频同步的过程，可以理解为确定粗同步的时频同步信息是否达到宽带系统的精同步的时频同步信息。

在一些实施例中，通常，定位端和多个被定位端在宽带系统的SUB-MAC层默认通过窄带系统确定的粗同步的时频同步信息是符合精同步的要求的。

104、第一设备和第二设备在媒体接入控制MAC层确定时频同步信息达到宽带系统所需的时频精度时，第一设备和第二设备通过宽带系统同步启动对第二设备进行测距和/或定位。

在一些实施例中，定位端和多个被定位端在宽带系统的SUB-MAC层确定达到精同步的时频同步信息时，定位端在宽带系统的SUB-MAC层可向定位端的MAC层发送精同步成功的指示，多个被定位端在宽带系统的SUB-MAC层也各自的MAC层发送精同步成功的指示。

而后，定位端的MAC层在接收到定位端在宽带系统的SUB-MAC层发送的精同步成功的指示时，相当于MAC层确定定位端的精同步的时频同步信息达到宽带系统所需的时频精度。这样，定位端可在用于启动测距/定位的时刻，定位端通过宽带系统向多个被定位端分别发送测距请求。定位端通过宽带系统接收多个被定位端的测距响应。多个被定位端分别根据测距请求和对应的测距响应确定测距结果和/或定位结果。

参考图11，步骤104的流程可以包括：

定位端的MAC层向定位端在宽带系统的SUB-MAC层发送启动测距的指示；

定位端在宽带系统的SUB-MAC层在被定位端A对应的用于启动测距和/或定位的时间信息指示的时刻，向被定位端A在宽带系统的SUB-MAC层发送测距请求；以及定位端在宽带系统的SUB-MAC层在定位端B对应的用于启动测距和/定位的时间信息指示的时刻，向被定位端B在宽带系统的SUB-MAC层发送测距请求；该场景中的测距请求也与步骤603中的实现过程类似，也需要通过两端的MAC层和在窄带系统的SUB-MAC层进行中间的转发过程；

被定位端A在宽带系统的SUB-MAC层向定位端在宽带系统的SUB-MAC发送被定位端A的测距响应；被定位端B在宽带系统的SUB-MAC层向定位端在宽带系统的SUB-MAC发送被定位端B的测距响应；该场景中的测距响应也与步骤603中的实现过程类似，也需要通过两端的MAC层和在窄带系统的SUB-MAC层进行中间的转发过程；

被定位端A在宽带系统的SUB-MAC层确定与定位端间的测距结果和/定位结果，向被定位端A的MAC层发送被定位端A对应的测距结果和/定位结果，具体可参见步骤603中的说明；

被定位端B在宽带系统的SUB-MAC层确定与定位端间的测距结果和/定位结果，向被定位端B的MAC层发送被定位端B对应的测距结果和/定位结果，具体可参见步骤603中的说明。

105、第一设备和第二设备通过窄带系统交互测距和/或定位的结果。

参考图11，步骤105的流程包括：

被定位端A的MAC层向被定位端A在窄带系统的SUB-MAC层发送被定位端A对应的测距结果和/定位结果。被定位端A在窄带系统的SUB-MAC层向定位端在窄带系统的SUB-MAC层发送被定位端A对应的测距结果和/定位结果。定位端在窄带系统的SUB-MAC层向定位端的MAC层发送被定位端A对应的测距结果和/定位结果；

被定位端B的MAC层向被定位端B在窄带系统的SUB-MAC层发送被定位端B对应的测距结果和/定位结果。被定位端B在窄带系统的SUB-MAC层向定位端在窄带系统的SUB-MAC层发送被定位端B对应的测距结果和/定位结果。定位端在窄带系统的SUB-MAC层向定位端的MAC层发送被定位端B对应的测距结果和/定位结果。

由此，在本申请中，在一个定位端对应多个定位端的情况下，也可以通过窄带系统进行信令交互和精同步，得到时频同步信息，并在定位端和被定位端的MAC层进行时频同步精度确定后，可同步在两端的宽带系统的SUB-MAC层启动测距和/或定位。这样，本申请可在不损失宽带系统用于测距/定位所需的时频精度的基础上，在由窄带系统进行两端的时频同步交互且达到宽带系统的同步精度的情况下，可大幅降低宽带系统的面积和功耗。

也就相当于，本申请可大幅节宽带高精度定位的成本和功耗，即宽带系统用于发现和同步等功能被裁减，由窄带系统执行。而这部分功能约占宽带系统CBB面积和功耗较大，例如，基于us级同步启动，BLE采用32MHz采样，UWB采用1GHz采样，都占用较大面积和功耗。在本申请利用窄带系统进行通信和高精度同步启动，定位端和被定位端的功耗会节省很多。

此外，在本申请的基础上，本申请还可以用于采用其他新的低功耗通路进行定位端和被定位端间，多对多的搜索、发现和连接等过程，以完成多个UWB组(每个UWB组包括一个定位端和一个被定位端)的时频同步。

可以理解的是，为了实现上述功能，定位设备包含了执行各个功能相应的硬件和/或软件模块。结合本文中所公开的实施例描述的各示例的算法步骤，本申请能够以硬件或硬件和计算机软件的结合形式来实现。某个功能究竟以硬件还是计算机软件驱动硬件的方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术人员可以结合实施例对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

本实施例可以根据上述方法示例对电子设备进行功能模块的划分，例如，可以对应各个功能划分各个功能模块，也可以将两个或两个以上的功能集成在一个处理模块中。上述集成的模块可以采用硬件的形式实现。需要说明的是，本实施例中对模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。

在采用对应各个功能划分各个功能模块的情况下，图12示出了上述实施例中涉及的第一设备或第二设备的一种可能的组成示意图，如图12所示，第一设备或第二设备为测距/定位设备时，该测距/定位设备120可以包括：同步单元1201、测距单元1202和交互单元1203。

其中，同步单元1201可以用于支持测距/定位设备120执行上述步骤501、步骤601、步骤602、步骤801、步骤802、步骤803、步骤101、步骤102、步骤103等，和/或用于本文所描述的技术的其他过程。

测距单元1202可以用于支持测距/定位设备120执行上述步骤502、步骤603、步骤804、步骤104等，和/或用于本文所描述的技术的其他过程。

交互单元1203可以用于支持测距/定位设备120执行上述步骤503、步骤604、步骤805、步骤105等，和/或用于本文所描述的技术的其他过程。

需要说明的是，上述方法实施例涉及的各步骤的所有相关内容均可以援引到对应功能模块的功能描述，在此不再赘述。

本实施例提供的测距/定位设备120，用于执行上述基于时频同步进行定位的方法，因此可以达到与上述实现方法相同的效果。

在采用集成的单元的情况下，测距/定位设备120可以包括处理模块、存储模块和通信模块。其中，处理模块可以用于对测距/定位设备120的动作进行控制管理，例如，可以用于支持测距/定位设备120执行上述同步单元1201、测距单元1202和交互单元1203执行的步骤。存储模块可以用于支持测距/定位设备120存储程序代码和数据等。通信模块，可以用于支持测距/定位设备120与其他设备的通信，例如测距/定位设备120位定位端时，与被定位端通信，测距/定位设备120为被定位端时，与定位端通信。

其中，处理模块可以是处理器或控制器。其可以实现或执行结合本申请公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框，模块和电路。处理器也可以是实现计算功能的组合，例如包含一个或多个微处理器组合，数字信号处理(digital signal processing，DSP)和微处理器的组合等等。存储模块可以是存储器。通信模块具体可以为射频电路、蓝牙芯片、Wi-Fi芯片等与其他电子设备交互的设备。

在一个实施例中，当处理模块为处理器，存储模块为存储器、通信模块为收发器时，本实施例所涉及的测距/定位设备可以为具有图13所示结构的定位端/被定位端。

本申请实施例还提供一种电子设备，包括一个或多个处理器以及一个或多个存储器。该一个或多个存储器与一个或多个处理器耦合，一个或多个存储器用于存储计算机程序代码，计算机程序代码包括计算机指令，当一个或多个处理器执行计算机指令时，使得电子设备执行上述相关方法步骤实现上述实施例中的基于时频同步进行定位的方法。

本申请的实施例还提供一种计算机存储介质，该计算机存储介质中存储有计算机指令，当该计算机指令在电子设备上运行时，使得电子设备执行上述相关方法步骤实现上述实施例中的基于时频同步进行定位的方法。

本申请的实施例还提供了一种计算机程序产品，当该计算机程序产品在计算机上运行时，使得计算机执行上述相关步骤，以实现上述实施例中电子设备执行的基于时频同步进行定位的方法。

另外，本申请的实施例还提供一种装置，这个装置具体可以是芯片，组件或模块，该装置可包括相连的处理器和存储器；其中，存储器用于存储计算机执行指令，当装置运行时，处理器可执行存储器存储的计算机执行指令，以使芯片执行上述各方法实施例中电子设备执行的基于时频同步进行定位的方法。

其中，本实施例提供的电子设备、计算机存储介质、计算机程序产品或芯片均用于执行上文所提供的对应的方法，因此，其所能达到的有益效果可参考上文所提供的对应的方法中的有益效果，此处不再赘述。

本申请另一实施例提供了一种系统，该系统可以包括上述至少一个定位端和上述至少一个被定位端，可以用于实现上述基于时频同步进行定位的方法。

通过以上实施方式的描述，所属领域的技术人员可以了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个装置，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是一个物理单元或多个物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个不同地方。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(read only memory，ROM)、随机存取存储器(random access memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上内容，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种基于时频同步进行定位的方法，其特征在于，包括：

第一设备通过窄带系统与第二设备完成时频同步，得到时频同步信息；

所述第一设备在媒体接入控制MAC层确定所述时频同步信息达到宽带系统所需的时频精度时，所述第一设备通过所述宽带系统进行所述第一设备和所述第二设备间的定位；

所述第一设备通过所述窄带系统与所述第二设备交互定位结果。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一设备通过窄带系统与第二设备完成时频同步，得到时频同步信息包括：

所述第一设备通过所述窄带系统向所述第二设备发送广播消息，所述广播消息包括用于所述第一设备与所述第二设备建立所述窄带系统上的连接；

所述第一设备通过所述窄带系统与所述第二设备进行单音同步，得到所述第一设备和所述第二设备的粗同步的时频同步信息。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一设备通过窄带系统与第二设备完成时频同步，得到时频同步信息包括：

所述第一设备通过所述窄带系统向所述第二设备发送第一广播消息，所述第一广播消息包括时频同步所需的基础信息；

所述第一设备在所述窄带系统中根据所述基础信息启动单音同步，得到所述第一设备和所述第二设备的粗同步的时频同步信息；

所述第一设备接收所述第二设备发送的第二广播消息，所述第二广播消息包括所述第二设备的粗同步的时频同步信息。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一设备通过窄带系统与第二设备完成时频同步，得到时频同步信息包括：

所述第一设备通过所述窄带系统向多个第二设备发送第一广播消息，所述第一广播消息包括时频同步所需的基础信息；

所述第一设备在所述窄带系统中根据所述基础信息启动单音同步，以完成时频同步，得到所述第一设备和所述第二设备的粗同步的时频同步信息；

所述第一设备依次接收所述多个第二设备发送的第二广播消息，所述多个第二设备中的每个第二设备发送的所述第二广播消息包括所述第二设备的粗同步的时频同步信息。

5.根据权利要求2-4任一项所述的方法，其特征在于，在所述第一设备在媒体接入控制MAC层确定所述时频同步信息达到宽带系统所需的时频精度之前，所述方法还包括：

所述第一设备在所述粗同步的时频同步信息的基础上，通过所述宽带系统继续与所述第二设备进行时频同步，得到所述第一设备和所述第二设备的精同步的时频同步信息。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一设备和所述第二设备均包括所述MAC层、所述宽带系统的SUB-MAC层和所述窄带系统的SUB-MAC层；

所述第一设备通过窄带系统与第二设备完成时频同步包括：

所述第一设备通过所述窄带系统的SUB-MAC层与所述第二设备完成时频同步。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一设备在媒体接入控制MAC层确定所述时频同步信息达到宽带系统所需的时频精度时，所述第一设备通过所述宽带系统进行所述第一设备和所述第二设备间的定位包括：

所述第一设备在所述MAC层确定所述精同步的时频同步信息达到所述宽带系统所需的时频精度时，在用于启动定位的时刻，所述第一设备在所述宽带系统的SUB-MAC层向所述第二设备在所述宽带系统的SUB-MAC层发送测距请求，所述测距请求用于请求所述第二设备在所述宽带系统的SUB-MAC层进行定位；

所述第一设备在所述宽带系统的SUB-MAC层接收所述第二设备在所述宽带系统的SUB-MAC层的测距响应。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一设备通过所窄带系统与所述第二设备交互定位结果包括：

所述第一设备在所述窄带系统的SUB-MAC层接收所述第二设备在所述窄带系统的SUB-MAC层发送的所述定位结果；

所述第一设备在所述窄带系统的SUB-MAC层向所述第一设备的MAC层发送所述定位结果。

9.一种定位装置，其特征在于，所述定位装置应用于第一设备，所述定位装置包括：

同步单元，用于通过窄带系统与第二设备完成时频同步，得到时频同步信息；

测距单元，在媒体接入控制MAC层确定所述时频同步信息达到宽带系统所需的时频精度时，通过所述宽带系统进行所述第一设备和所述第二设备间的定位；

交互单元，用于通过所述窄带系统与所述第二设备交互定位结果。

10.根据权利要求9所述的定位装置，其特征在于，所述同步单元用于：

通过所述窄带系统向所述第二设备发送广播消息，所述广播消息包括用于与所述第二设备建立所述窄带系统上的连接；

通与所述第二设备的所述窄带系统进行单音同步，得到所述第一设备和所述第二设备的粗同步的时频同步信息。

11.根据权利要求9所述的定位装置，其特征在于，所述同步单元用于：

通过所述窄带系统向所述第二设备发送第一广播消息，所述第一广播消息包括时频同步所需的基础信息；

在所述窄带系统中根据所述基础信息与所述第二设备启动单音同步，得到所述第一设备和所述第二设备的粗同步的时频同步信息；

接收所述第二设备发送的第二广播消息，所述第二广播消息包括所述第二设备的粗同步的时频同步信息。

12.根据权利要求9所述的定位装置，其特征在于，所述同步单元用于：

通过所述窄带系统向多个第二设备发送第一广播消息，所述第一广播消息包括时频同步所需的基础信息；

在所述窄带系统中根据所述基础信息与所述多个第二设备启动单音同步，以完成时频同步，得到所述第一设备和所述多个第二设备的粗同步的时频同步信息；

在所述窄带系统上依次接收所述多个第二设备发送的第二广播消息，所述多个第二设备中的每个第二设备发送的所述第二广播消息包括所述第二设备的粗同步的时频同步信息。

13.根据权利要求10-12任一项所述的定位装置，其特征在于，所述同步单元还用于：

在所述粗同步的时频同步信息的基础上，通过所述宽带系统继续与所述第二设备进行时频同步，得到所述第一设备和所述第二设备的精同步的时频同步信息。

14.根据权利要求13所述的定位装置，其特征在于，所述第一设备和所述第二设备均包括所述MAC层、所述宽带系统的SUB-MAC层和所述窄带系统的SUB-MAC层；

所述同步单元，用于通过所述窄带系统的SUB-MAC层与所述第二设备完成时频同步。

15.根据权利要求14所述的定位装置，其特征在于，

所述测距单元用于：

在所述MAC层确定所述精同步的时频同步信息达到所述宽带系统所需的时频精度时，在用于启动定位的时刻，在所述宽带系统的SUB-MAC层向所述第二设备在所述宽带系统的SUB-MAC层发送测距请求，所述测距请求用于请求所述第二设备在所述宽带系统的SUB-MAC层进行定位；

在所述宽带系统的SUB-MAC层接收所述第二设备在所述宽带系统的SUB-MAC层的测距响应。

16.根据权利要求15所述的定位装置，其特征在于，所述交互单元用于：

在所述窄带系统的SUB-MAC层接收所述第二设备在所述窄带系统的SUB-MAC层发送的所述定位结果；

在所述窄带系统的SUB-MAC层向所述第一设备的MAC层发送所述定位结果。

17.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括计算机指令，当计算机指令在电子设备上运行时，使得电子设备执行上述权利要求1-8中的任一项所述的方法。