本文中討論的實(shí)施例涉及射頻定位，并且更具體地涉及用于通過多接收器目標(biāo)位置系統(tǒng)中的高分辨率到達(dá)時(shí)間(TOA)確定的目標(biāo)位置的系統(tǒng)、方法、裝置、計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)和其他手段。

背景技術(shù)：

本文中標(biāo)識了與UWB實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的、尤其是與干擾相關(guān)的許多缺陷和問題。通過所應(yīng)用的努力、才智和創(chuàng)新，由本發(fā)明體現(xiàn)對這些所標(biāo)識的問題中的許多問題的示例性解決方案，在下面對其進(jìn)行詳細(xì)描述。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

公開了用于提供超寬帶實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)中的干擾抑制的系統(tǒng)、方法、裝置以及計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。在下文中提供簡要概述。

在一些示例中，本文中公開了一種用于在多接收器目標(biāo)位置系統(tǒng)中確定目標(biāo)位置的方法、裝置以及計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品(CPP)，包括：基于可調(diào)節(jié)粗略時(shí)序窗口中的脈沖的檢測來確定來自多個(gè)接收器中的至少兩個(gè)接收器的閃爍數(shù)據(jù)的到達(dá)時(shí)間(TOA)的粗略估計(jì)；基于精細(xì)時(shí)序窗口的集合中的至少一個(gè)精細(xì)時(shí)序窗口中的該脈沖的檢測來確定來自多個(gè)接收器中的至少兩個(gè)接收器的TOA的精細(xì)估計(jì)；以及基于在多個(gè)脈沖中的至少一個(gè)脈沖的連續(xù)精細(xì)接收器窗口之間的至少一個(gè)檢測轉(zhuǎn)變來確定來自多個(gè)接收器中的至少兩個(gè)接收器的TOA的子窗口分辨率。

在一些示例中，方法、裝置和CPP還包括：基于針對多個(gè)接收器中的至少兩個(gè)接收器的脈沖的檢測來確定第一粗略時(shí)序窗口；基于多個(gè)脈沖的檢測和針對所述多個(gè)接收器中的至少兩個(gè)接收器的粗略時(shí)序窗口函數(shù)來確定多個(gè)粗略時(shí)序窗口；以及基于所述多個(gè)粗略時(shí)序窗口中的至少一個(gè)粗略時(shí)序窗口來確定精細(xì)時(shí)序窗口的并行集合。

在一些示例中，確定多個(gè)粗略時(shí)序窗口可以包括迭代的、自適應(yīng)的反饋回路。反饋回路由檢測模式驅(qū)動(dòng)。

在一些示例中，確定精細(xì)時(shí)序窗口的并行集合還包括確定與接收器時(shí)鐘同步的一組精細(xì)時(shí)序窗口。與接收器時(shí)鐘同步的一組精細(xì)時(shí)序窗口是不相交的。確定TOA的子窗口分辨率包括求平均值。確定粗略估計(jì)、精細(xì)估計(jì)和TOA的子窗口分辨率包括多個(gè)并行檢測器。多個(gè)并行檢測器包括不同的檢測水平。

在一些示例中，TOA是來自多個(gè)并行檢測器的脈沖的檢測的最早檢測。TOA與標(biāo)簽唯一標(biāo)識符相關(guān)聯(lián)。標(biāo)簽唯一標(biāo)識符在多個(gè)接收器中的每個(gè)接收器處從由目標(biāo)發(fā)射的數(shù)據(jù)分組被解碼。標(biāo)簽唯一標(biāo)識符解碼包括異步采樣和同步采樣中的一種采樣。同步采樣包括接收器時(shí)鐘。異步采樣包括目標(biāo)發(fā)射時(shí)鐘恢復(fù)。目標(biāo)發(fā)射時(shí)鐘恢復(fù)包括多個(gè)脈沖的跟蹤。另外，多個(gè)脈沖的跟蹤包括鎖相環(huán)(PLL)。

附圖說明

已經(jīng)由此概括地描述了本發(fā)明，現(xiàn)在將對附圖進(jìn)行參考，附圖不一定是按比例繪制的，并且其中：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施例的針對示例高分辨率TOA確定系統(tǒng)中的RTLS標(biāo)簽發(fā)射(TX)的時(shí)序圖；

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施例的針對可調(diào)節(jié)時(shí)序窗口函數(shù)的時(shí)序圖；

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施例的針對接收器(RX)精細(xì)時(shí)序窗口函數(shù)的時(shí)序圖；

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施例的針對接收器(RX)子窗口分辨率函數(shù)400的時(shí)序圖；

圖5圖示了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的使用射頻定位系統(tǒng)以用于提供性能分析的示例性環(huán)境；

圖6圖示了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的包括可以被配置的RTLS接收器的RTLS系統(tǒng)中的示例性接收器；以及

圖7圖示了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的來自圖6的RTLS系統(tǒng)中的示例性接收器的示例TOA和恢復(fù)電路功能。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在可以在后文中參考附圖更完整地描述本發(fā)明的示例實(shí)施例，其中示出了本發(fā)明的一些而非全部實(shí)施例。實(shí)際上，這些發(fā)明可以以許多不同的形式來體現(xiàn)并且不應(yīng)當(dāng)被解釋為限于本文中闡述的實(shí)施例；更確切地，這些實(shí)施例被提供使得本公開將滿足可適用的法律要件。在所有附圖中類似的標(biāo)號指代類似的元件。

本領(lǐng)域技術(shù)人員將想到本文中闡述的發(fā)明的許多修改和其他實(shí)施例，與其相關(guān)的這些發(fā)明具有在前面的描述和相關(guān)聯(lián)的附圖中呈現(xiàn)的教導(dǎo)的益處。因此，要理解，本發(fā)明不限于所公開的特定實(shí)施例，并且該修改和其他實(shí)施例意圖被包括在隨附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。盡管本文中采用特定術(shù)語，但是僅僅在通用的和描述性的意義上而非出于限制的目的來使用它們。

這樣，本文中描述的示例實(shí)施例包括用于有源RTLS標(biāo)簽?zāi)繕?biāo)位置系統(tǒng)的方法，該有源RTLS標(biāo)簽?zāi)繕?biāo)位置系統(tǒng)提供<1ns TOA準(zhǔn)確度和分辨率并且甚至在低SNR應(yīng)用中顯著地減少多路徑干擾的信道影響。為了實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，示例實(shí)施例提供在接收器網(wǎng)格的接收器中的一個(gè)或多個(gè)接收器中的迭代的且自適應(yīng)的窗口函數(shù)，其捕獲來自相關(guān)聯(lián)的目標(biāo)RTLS標(biāo)簽中的一個(gè)或多個(gè)相關(guān)聯(lián)的目標(biāo)RTLS標(biāo)簽的多次發(fā)射的多個(gè)反射。

多接收器目標(biāo)位置系統(tǒng)中的示例高分辨率TOA確定

本文中描述的示例實(shí)施例包括用于多接收器目標(biāo)位置系統(tǒng)中的接收器自適應(yīng)窗口和高分辨率TOA確定的方法、裝置和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。目標(biāo)可以為已經(jīng)向其安裝了RTLS位置標(biāo)簽以跟蹤與目標(biāo)相關(guān)聯(lián)的位置的人、動(dòng)物、對象等。在一些示例中，高分辨率TOA確定甚至被實(shí)現(xiàn)在其中通信信道遭受多路徑干擾并且范圍要求提供相對低的SNR的實(shí)例中。在本文中描述的另外的示例中，通過在被包括在接收器網(wǎng)格中的接收器中的每個(gè)接收器中的迭代的、自適應(yīng)的窗口函數(shù)來解決多路徑干擾和低SNR的兩個(gè)問題。在另外的示例中，通過在針對來自與目標(biāo)RTLS標(biāo)簽相關(guān)聯(lián)的發(fā)射器中的一個(gè)或多個(gè)發(fā)射器的時(shí)序脈沖的序列中的一個(gè)或多個(gè)序列的接收器網(wǎng)格中的一個(gè)或多個(gè)接收器處增大檢測窗口的分辨率來改善TOA確定的分辨率。在一些示例中，通過使用上述窗口檢測針對多個(gè)位的時(shí)間戳以生成或以其他方式確定高分辨率時(shí)間戳來有效地提高針對來自與RTLS標(biāo)簽相關(guān)聯(lián)的每個(gè)相應(yīng)發(fā)射器的時(shí)序脈沖的每個(gè)序列的分辨率。

本文中描述的系統(tǒng)、標(biāo)簽、接收器和用于操作它們的方法被配置為建立針對接收到的標(biāo)簽發(fā)射信號的時(shí)間戳。標(biāo)簽發(fā)射信號可以在本文中指代“閃爍數(shù)據(jù)”或“閃爍數(shù)據(jù)脈沖”，因?yàn)槠湟园ㄩW爍的選定間隔(例如，以1Mb/s的閃爍速率的72個(gè)脈沖)被發(fā)射。閃爍數(shù)據(jù)還可以包括一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)分組。這樣的標(biāo)簽數(shù)據(jù)分組可以包括來自旨在用于發(fā)射的模塊化位置標(biāo)簽的任何數(shù)據(jù)，諸如例如在描述的實(shí)施例中的標(biāo)簽唯一標(biāo)識號(標(biāo)簽UID)、其他標(biāo)識信息、順序突發(fā)計(jì)數(shù)、存儲(chǔ)的標(biāo)簽數(shù)據(jù)，或者用于對象或人員標(biāo)識、庫存控制等的其他期望的信息的。在一些實(shí)施例中，時(shí)間戳可以基于發(fā)射中的特定時(shí)序位來生成。盡管這樣的方法可以生成時(shí)間戳，但是在一些示例中其易于受噪聲(例如，在接收器之間變化的噪聲)影響。為了消除潛在的噪聲(或其他干擾)，本文中描述的系統(tǒng)、標(biāo)簽、接收器和用于操作它們的方法被配置為動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)窗口以便更準(zhǔn)確地生成針對分組的時(shí)間戳。在一些示例中，窗口可以使用數(shù)據(jù)分組的前同步碼(例如，包括1的序列或脈沖的頭16-32位)來被建立并且之后可以被應(yīng)用到同步模式或代碼(例如，在已知模式中跟隨前同步碼的16-32位的1和0)以生成時(shí)間戳。這樣，通過建立窗口(例如，30納秒(nsec)窗口)，接收器可以被配置為生成針對給定脈沖的時(shí)間戳(例如，具有1nsec分辨率的時(shí)間戳)。

在其中使用可調(diào)節(jié)時(shí)間窗口(諸如30ns窗口)的示例中，通過在前同步碼階段期間建立這樣的窗口，有可能沿著接收到的模式找到脈沖的前緣或前沿。在一些示例中，在檢測到第一脈沖時(shí)，可以針對下一脈沖建立在一些情況下可能不對稱的窗口以便使得該窗口能夠被重新居中。隨著在沒有同步的較早回波的情況下更多地脈沖被檢測窗口寬度可以被調(diào)節(jié)(例如，變窄)，直到確定原始第一到達(dá)。

備選地或附加地，為了消除對時(shí)間戳生成的隨機(jī)噪聲影響，多個(gè)接收到的脈沖(例如，同步模式中的脈沖)可以被用于確定時(shí)間戳。因此，在其中如本文中所描述的窗口被建立的情況下，窗口可以被用于標(biāo)識或以其他方式確定同步模式內(nèi)的多個(gè)脈沖(例如，八個(gè))以便生成時(shí)間測量值(例如，以1nsec分辨率)并且通過對測量值求平均值、對時(shí)間測量值求取整平均值來將那些時(shí)間測量值組合，以確定針對分組的高分辨率時(shí)間戳。

示例目標(biāo)位置系統(tǒng)

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施例的高分辨率TOA確定系統(tǒng)中的RTLS標(biāo)簽發(fā)射(TX)的時(shí)序圖100。時(shí)序圖100包括TX時(shí)鐘101、前同步碼110和數(shù)據(jù)分組120，如圖1中所呈現(xiàn)的，數(shù)據(jù)分組120包括作為數(shù)據(jù)分組120的子集的前同步碼110。前同步碼110包括脈沖的發(fā)射(TX)序列111T，其中脈沖的TX序列111T根據(jù)與TX時(shí)鐘101相關(guān)聯(lián)的周期在時(shí)間上被等距地間隔開。在一些示例中，與TX時(shí)鐘相關(guān)聯(lián)的周期大約為1μsec，其中TX時(shí)鐘101以1MHz的頻率進(jìn)行操作。

脈沖的TX序列111T中的每個(gè)個(gè)體TX脈沖111T’是相同的。在一些示例中，TX脈沖111T’包括由2.0nsec脈沖或矩形函數(shù)(rect)調(diào)制的6GHz載波。在一些示例中，附加地由發(fā)射和接收天線以及與TX脈沖111T’的放大或前置放大相關(guān)聯(lián)的任何電子器件結(jié)合高分辨率TOA確定系統(tǒng)在接收器處對TX脈沖111T’進(jìn)行整形。在一些示例中，在接收器處的TX脈沖111T’形狀(表示為RX脈沖111R’)可以與函數(shù)～t e^–t/τ一致。脈沖的TX序列111T被用于提供迭代的開窗功能，圖2中描述的可調(diào)節(jié)的時(shí)序窗口200。

數(shù)據(jù)分組120包括至少以下數(shù)據(jù)字：前述前同步碼110、同步碼112、頭部120A、發(fā)射標(biāo)識(TX ID)120B以及CRC字120C。同步碼112表示1和0的已知序列。在其他示例中，1和0可以以其他方式分布。在一些示例中，同步碼112可以為16位長。同步碼112主要包括1，其表示TX脈沖111T’而非0，0表示“空白”或沒有脈沖。同步碼112被用于響應(yīng)于與同步碼112相關(guān)聯(lián)的TX脈沖111T’中的每個(gè)TX脈沖而提供注冊碼350，其中注冊碼350提供針對圖3中描述的接收器(RX)精細(xì)時(shí)序窗口函數(shù)300中的同步碼112的檢測的記錄。

在一些示例中，數(shù)據(jù)分組120由RTLS標(biāo)簽發(fā)射器連續(xù)地且周期性地發(fā)射。在一些示例中，數(shù)據(jù)分組120的發(fā)射在與最末發(fā)射位(在該示例中為CRC 120C最低有效位)相關(guān)聯(lián)的1μsec周期的最后處被立即發(fā)起。在一些示例中，建立在連續(xù)發(fā)射之間的等待周期。

在一些實(shí)施例中，數(shù)據(jù)分組120為112位長，其中位分布可以如下：前同步碼110(例如，32位)、同步碼112(例如，16位)、頭部120A(例如，16位)、TX ID 120B(例如，32位)以及CRC 120C(例如，16位)。在該示例中，與數(shù)據(jù)分組120和上述1MHz數(shù)據(jù)速率相關(guān)聯(lián)的發(fā)射時(shí)間為112μsec。在其他示例中，數(shù)據(jù)分組120可以包括多個(gè)數(shù)據(jù)長字120B’，緊跟著TX ID 120B并且在CRC 120C之前，從而得到更長的數(shù)據(jù)分組120。在一些實(shí)施例中，多個(gè)數(shù)據(jù)長字120B’均為32位長。

在一些實(shí)施例中，多個(gè)數(shù)據(jù)長字120B’可以包括以下的一項(xiàng)或多項(xiàng)：溫度、加速度以及旋轉(zhuǎn)移位的姿勢。在一些實(shí)施例中，多個(gè)數(shù)據(jù)長字120B’可以包括到接收器的“查詢”命令，其中在該示例中RTLS標(biāo)簽發(fā)射器被裝備有125KHz接收器和相關(guān)聯(lián)的固件以對響應(yīng)進(jìn)行解碼。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施例的針對可調(diào)節(jié)時(shí)序窗口函數(shù)200的時(shí)序圖。圖2包括TX時(shí)鐘101和(如在圖1中示出的RTLS標(biāo)簽發(fā)射(TX)100中呈現(xiàn)的)與前同步碼120相關(guān)聯(lián)的脈沖的TX序列111T以及RX時(shí)鐘201和RX時(shí)鐘時(shí)序圖202。接收到的(RX)脈沖串211R包括與脈沖的TX序列111T相對應(yīng)的RX脈沖的序列111R’并且與RX時(shí)鐘201(其駐存在接收器網(wǎng)格中的示例接收器處)同步。如圖2所示，表示較早的脈沖215和回波的序列216A-B以及可能的噪聲脈沖217的RX脈沖簽名212與RX時(shí)鐘時(shí)序圖202相關(guān)聯(lián)，并且還與對應(yīng)的TX脈沖111T’相關(guān)聯(lián)。

圖2中呈現(xiàn)的可調(diào)節(jié)時(shí)序窗口函數(shù)200包括檢測窗口220的序列，其包括寬檢測窗口221-230和窄檢測窗口231-233，以及用于自適應(yīng)地對寬檢測窗口和窄檢測窗口221-233進(jìn)行定位以將RX脈沖111R’在對應(yīng)的窗口中居中的相關(guān)聯(lián)的函數(shù)集。在一些實(shí)施例中，如在圖2中示出的當(dāng)前示例中，存在十個(gè)寬檢測窗口221-230。在一些實(shí)施例中，如在圖2中示出的當(dāng)前示例中，存在三個(gè)寬檢測窗口231-233。為了標(biāo)記方便，精細(xì)檢測窗口和窄檢測窗口221-233的序列中的最后一個(gè)窗口被稱為最末檢測器窗口233。

在示例實(shí)施例中，如圖2所示，第一檢測窗口221可以以480nsec為中心，例如具有150nsec的寬度。第一檢測器窗口的中心是第一注冊檢測的函數(shù)，其中當(dāng)前示例在RX脈沖111R’的第二回波216B處注冊第一注冊檢測。第一檢測窗口221的寬度可以為從RTLS標(biāo)簽發(fā)射器到接收器的預(yù)期距離的函數(shù)。

第一檢測窗口221可以如由第二注冊檢測的證據(jù)提供的由第二檢測窗口222自適應(yīng)地更新，其中當(dāng)前示例在RX脈沖111R’的第一回波216A處注冊第二注冊檢測。在示例實(shí)施例中，第二檢測窗口222可以以460nsec為中心、具有150nsec的寬度。類似地，第二檢測窗口222可以如由第三注冊檢測的證據(jù)提供的由第三檢測窗口223自適應(yīng)地更新，其中當(dāng)前示例在RX脈沖111R’的最早回波215處注冊第三注冊檢測。在示例實(shí)施例中，第三檢測窗口223可以以415nsec為中心、具有150nsec的寬度。

寬檢測窗口221-230的序列繼續(xù)由包括與前同步碼110中的脈沖的TX序列111T相對應(yīng)的RX脈沖串211R的RX脈沖111R’的注冊的檢測自適應(yīng)地更新。在一些示例中，最末寬檢測器窗口230可以在檢測到十個(gè)RX脈沖111R’之后被聲明。在該點(diǎn)處最末寬檢測器窗口230被確定，針對寬檢測窗口221-230的序列的注冊檢測結(jié)束，并且窄檢測窗口231-233的序列被實(shí)現(xiàn)。

如圖2所示，第一窄檢測窗口231以最末寬檢測窗口230的中心為中心。在一些示例中，第一窄檢測窗口231的寬度為30nsec。注意，如圖2展示的，時(shí)序移位可能導(dǎo)致與第一窄檢測窗口231相關(guān)聯(lián)的RX脈沖111R’的注冊檢測。以425nsec為中心的第一窄檢測窗口231的放置以圖形方式表示這樣的移位，因?yàn)榕cRX脈沖111R’相關(guān)聯(lián)的最早脈沖215似乎被注冊為沿RX時(shí)鐘時(shí)序圖202更靠近415nsec。

窄檢測窗口231-233的序列中的每個(gè)序列包括三個(gè)10nsec、不相交的時(shí)序窗口231A-C、232A-C和233A-C。針對包括RX脈沖串211R的RX脈沖111R’的檢測被并行地注冊在三個(gè)不相交的時(shí)序窗口231A-C中的每個(gè)時(shí)序窗口中，例如以確定檢測應(yīng)當(dāng)被分配到三個(gè)不相交的時(shí)序窗口231A-C中的哪個(gè)時(shí)序窗口。窄檢測窗口231-233的序列的目的是要確保與RX脈沖串211R中的最末RX脈沖111R’相關(guān)聯(lián)的最末檢測被注冊在與最末檢測器窗口233相關(guān)聯(lián)的最末中心不相交時(shí)序窗口233B中。例如，用于以10nsec增量左右滑動(dòng)窄檢測窗口231-233的序列的滑動(dòng)窄窗口函數(shù)235被提供為實(shí)現(xiàn)上述要求的方法，并且這樣與RX脈沖序列211R中的最末RX脈沖111R’相關(guān)聯(lián)的最末檢測被注冊在最末檢測器窗口233的中心中。

圖2中示出的可調(diào)節(jié)時(shí)序窗口函數(shù)200可以被實(shí)現(xiàn)為第一反饋回路，其中脈沖檢測器駐存在前向反饋中并且滑動(dòng)窗口函數(shù)235可以包括反饋。脈沖檢測器可以確定脈沖檢測是否被注冊在當(dāng)前規(guī)定的不相交的時(shí)序窗口231A-C中，例如針對窄檢測窗口231-233的序列中的任何序列。作為被注冊在當(dāng)前規(guī)定的不相交的時(shí)序窗口231A-C中的檢測的函數(shù)，例如，反饋功能可以確定要進(jìn)行哪個(gè)方向的移位，并且在一些示例中例如在與10nsec的默認(rèn)移位值不同的情況下規(guī)定的移位的幅值是多少。

如先前所陳述的，默認(rèn)移位幅值等于在圖2中給出的示例中呈現(xiàn)的移位幅值，例如，10nsec。還可以給出最小移位幅值(例如，10nsec)。取決于檢測算法，可以并入更大的移位幅值。作為一個(gè)示例，可以確定如注冊在相對寬的檢測器窗口中的多個(gè)回波216A-B的檢測算法可以包括用于一次向左“跳過”若干反射以加快最早脈沖215(視線信道)的捕獲的邏輯。在該示例中，相對寬的檢測器窗口中的多個(gè)回波216A-B的注冊可以由注冊檢測的相對幅值確定。

其中多個(gè)回波216A-B或反射可以被注冊在相同的檢測器窗口中的當(dāng)前示例中描述的情形在反射環(huán)境(由導(dǎo)體包圍的環(huán)境)中是特定的。對比之下，最早脈沖215、視線信道以及回波216A-B或反射不太可能在相同的寬檢測器窗口221-230的界限內(nèi)到達(dá)，因?yàn)樵谧钤缑}沖215、視線信道以及回波216A-B、反射之間的時(shí)間差可以大約為數(shù)十英尺，或者大于TOA中的150nsec差(在該示例中為寬檢測器窗口221-230的寬度)。

另外，檢測器本身可以包括可能影響改善的檢測分辨率的若干功能。例如，檢測器可以被分配有檢測水平或閾值水平，其可以確定最早脈沖215、回波216A-B中的一個(gè)或多個(gè)回波、或噪聲脈沖217的幅值實(shí)際上是信號還是僅僅是低水平背景噪聲干擾。備選地或附加地，例如，信噪比(SNR)水平可以被動(dòng)態(tài)地監(jiān)測，并且檢測閾值水平因此被調(diào)節(jié)。在另外的進(jìn)步中，信號的相對強(qiáng)度可以被動(dòng)態(tài)地監(jiān)測，其中信號的強(qiáng)度結(jié)合與信號相關(guān)聯(lián)的TOA確定可以包括對針對信號的前置放大或放大的自動(dòng)增益控制(AGC)的兩個(gè)輸入。

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施例的針對接收器(RX)精細(xì)時(shí)序窗口函數(shù)300的時(shí)序圖。圖3包括最末檢測器窗口233和與最末檢測器窗口233相關(guān)聯(lián)的三個(gè)10nsec不相交時(shí)序窗口233A-C，以及精細(xì)檢測器窗口340A-E的并行集合。如圖2所示，最末檢測器窗口233和精細(xì)檢測器窗口340A-E與RX時(shí)鐘時(shí)序圖202同步。第一精細(xì)檢測器窗口340A的前沿與和最末檢測器窗口233相關(guān)聯(lián)的最末中心不相交時(shí)序窗口233B的前沿同步。RX精細(xì)時(shí)序窗口函數(shù)300包括在精細(xì)檢測器窗口340A-E的并行集合(每個(gè)精細(xì)檢測器窗口與最末中心不相交時(shí)序窗口233B相關(guān)聯(lián))中注冊檢測的序列。精細(xì)檢測器窗口340A-E的并行集合中的檢測的序列提供同步碼112、由RTLS標(biāo)簽發(fā)射器發(fā)射的1和0的TX脈沖111T’的序列的檢測記錄。

將檢測的序列注冊在精細(xì)檢測器窗口340A-E的并行集合(每個(gè)精細(xì)檢測器窗口與最末中心不相交時(shí)序窗口233B相關(guān)聯(lián))中包括注冊碼350的生成，其編寫與同步碼112TX脈沖111T’相關(guān)聯(lián)的RX脈沖111R’的檢測。注冊碼350編寫關(guān)于如圖3中給出的示例中示出的精細(xì)檢測器窗口340A-E中的每個(gè)精細(xì)檢測器窗口的檢測。如針對當(dāng)前示例所示的，每個(gè)連續(xù)的精細(xì)檢測器窗口340A-E與先前的精細(xì)檢測器窗口340A-E重疊1nsec，并且精細(xì)檢測器窗口340A-E的并行集合中的精細(xì)檢測器窗口340A-E中的每個(gè)精細(xì)檢測器窗口為具有如由以100MHz的頻率運(yùn)行的RX時(shí)鐘201確定的具有10nsec的周期的5nsec寬。

如由針對當(dāng)前示例的注冊碼350表示的，與對應(yīng)的同步碼112TX脈沖111T’相關(guān)聯(lián)的RX脈沖111R’的檢測被注冊在精細(xì)檢測器窗口340A-E中的每個(gè)精細(xì)檢測器窗口中。這樣，在當(dāng)前示例中，推測針對RX脈沖111R’的TOA是在RX時(shí)鐘201的前沿之后的414nsec。

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施例的針對接收器(RX)子窗口分辨率函數(shù)400的時(shí)序圖。圖4包括最末中心不相交時(shí)序窗口233B和精細(xì)檢測器窗口340A-E的并行集合。要重申，精細(xì)檢測器窗口340A-E與如圖2所示的RX時(shí)鐘時(shí)序圖202同步。即，第一精細(xì)檢測器窗口340A的前沿與最末中心不相交時(shí)序窗口233B的前沿并且與RX時(shí)鐘201的前沿同步。精細(xì)檢測器窗口340A-E的并行集合中的檢測的序列提供針對與包括同步碼112的TX脈沖111T’相關(guān)聯(lián)的RX脈沖111R’中的每個(gè)RX脈沖的檢測記錄，該檢測被記錄在注冊碼350中。

圖4呈現(xiàn)與同步碼112相關(guān)聯(lián)的RX脈沖111R’的集合，其中脈沖的集合被標(biāo)識為RX脈沖1-8。還示出了相關(guān)聯(lián)的注冊碼350，針對每個(gè)脈沖一個(gè)注冊碼，其編寫集合RX脈沖111R’(RX脈沖1-8)的檢測。在圖4中呈現(xiàn)的示例中，TX時(shí)鐘101可以以稍微高于RX時(shí)鐘201的頻率運(yùn)行。這樣，如在RX子窗口分辨率函數(shù)圖400中示出的，每個(gè)連續(xù)的RX脈沖111R’(RX脈沖1-8)有效地相對于RX時(shí)鐘201向左“滑動(dòng)”?；蛘邆溥x地，中心不相交時(shí)序窗口233B的前沿和第一精細(xì)檢測器窗口340A的前沿、以及RX時(shí)鐘201本身有效地相對于連續(xù)的脈沖1-8向右移位。

來自注冊碼350的結(jié)果清楚地將與TX脈沖111T’的第四同步碼112相關(guān)聯(lián)的RX脈沖6的檢測示為第一RX脈沖以改變檢測注冊；即，為了在新的窗口(即，精細(xì)檢測器窗口340E)中被檢測或不被檢測。這樣，TOA針對最接近精細(xì)檢測器窗口340E的前沿的RX脈沖6來被確定。RX脈沖6利用TOA估計(jì)被指定為大于在410nsec處注冊的最末中心不相交時(shí)序窗口233B的前沿的4nsec。因此，RX脈沖6利用TOA估計(jì)被指定為相對于RX時(shí)鐘201的414nsec。

更一般地，TOA求平均值功能可以被用于促進(jìn)子窗口分辨率函數(shù)400。TOA求平均值功能可以有效地獲取連續(xù)RX脈沖1-8的TOA中的差，例如如先前所示的其中TOA是最末中心不相交窗口233B和相關(guān)聯(lián)的注冊碼250的前沿注冊的函數(shù)。如TOA本身的TOA差將隨著連續(xù)RX脈沖1-8展示檢測注冊中的變化而注冊轉(zhuǎn)變，正如先前所示的情況一樣。

通過分配說明在精細(xì)檢測器窗口233A-C之間的轉(zhuǎn)變的注冊碼350，TOA數(shù)值平均值可以被構(gòu)建以向TOA分配子窗口分辨率。在當(dāng)前示例中，TOA平均值可以被構(gòu)建，其中RX脈沖1-5被分配有大于最末中心不相交時(shí)序窗口233B的前沿的等于4nsec的權(quán)重，并且RX脈沖6-8被分配有大于最末中心不相交時(shí)序窗口233B的前沿的等于3nsec的權(quán)重。這樣，TOA平均值被計(jì)算為：410nsec+(5/8x 14nsec)+(3/8x 13nsec)＝414 5/8nsec。

如圖4所示，RX脈沖1-8相對于RX時(shí)鐘201的相對位置的變化在一些示例中可直接歸因于異步TX 101和RX時(shí)鐘201。即，TX時(shí)鐘101頻率和RX時(shí)鐘201頻率是不相等的。TX時(shí)鐘101與RX時(shí)鐘201之間的頻率差可以是由于TX時(shí)鐘101和RX時(shí)鐘201中的至少一個(gè)或兩者的時(shí)鐘漂移。在另一實(shí)施例中，TX時(shí)鐘101和RX時(shí)鐘201可以被有目的地失諧以便利用圖4中呈現(xiàn)的子窗口分辨率函數(shù)400。在后一情況下，在給定誤差界限的非常穩(wěn)定的失諧的TX 101和RX時(shí)鐘201的情況下，以下是可能的：由子窗口分辨率函數(shù)400實(shí)現(xiàn)的子窗口準(zhǔn)確性本身是穩(wěn)定的且可預(yù)測的。

示例實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)

圖5圖示了可用于通過在中央處理器/中心11處位置數(shù)據(jù)或到達(dá)時(shí)間(TOA)的累積來計(jì)算位置的示例性定位系統(tǒng)500，其中TOA表示如在每個(gè)接收器13a-l(例如，UWB閱讀器等)處記錄的來自RTLS標(biāo)簽12a-f的相對飛行時(shí)間(TOF)。在一些示例中，使用時(shí)序參考時(shí)鐘，使得接收器13a-l的至少子集可以在頻率上被同步，其中與RTLS標(biāo)簽12a-f中的每個(gè)RTLS標(biāo)簽相關(guān)聯(lián)的相對TOA可以由與接收器13a-l的至少子集相關(guān)聯(lián)的計(jì)數(shù)器注冊。在一些示例中，被定位在已知坐標(biāo)處的參考標(biāo)簽14a-b(優(yōu)選UWB發(fā)射器)被用于確定在與接收器13a-l的至少子集相關(guān)聯(lián)的計(jì)數(shù)器之間的相位偏移。RTLS標(biāo)簽12a-f和參考標(biāo)簽14a-b駐存在有源RTLS場18中。本文中描述的系統(tǒng)可以被稱為“多點(diǎn)定位”或“地理定位”系統(tǒng)，該術(shù)語指代通過對由在多個(gè)接收器13a-1處接收到的TOA信號之間的到達(dá)時(shí)間(DTOA)中的差確定的位置估計(jì)的誤差最小化函數(shù)進(jìn)行求解來定位信號源的過程。

在一些示例中，包括至少標(biāo)簽12a-f和接收器13a-l的系統(tǒng)被配置為甚至在存在多路徑干擾的情況下提供二維和/或三維精確定位(例如，亞英尺分辨率)，多路徑干擾部分由于短納秒持續(xù)時(shí)間脈沖的使用，短納秒持續(xù)時(shí)間脈沖的TOF能夠使用諸如接收器13a-l中的、能夠在接收到的波形的前沿上觸發(fā)的檢測電路來被準(zhǔn)確地確定。在一些示例中，該短脈沖特性允許由系統(tǒng)以相比被配置用于高數(shù)據(jù)速率通信的無線系統(tǒng)更高的峰值功率但是更低的平均功率水平傳達(dá)必要的數(shù)據(jù)，但是仍然在本地監(jiān)管要求內(nèi)進(jìn)行操作。

在一些示例中，假設(shè)分組速率充分低，為了提供優(yōu)選性能水平同時(shí)符合監(jiān)管限制(例如，F(xiàn)CC和ETSI條例)的交疊，標(biāo)簽12a-f可以以大約400MHz的瞬時(shí)-3dB帶寬和1msec間隔中的低于187脈沖的平均發(fā)射進(jìn)行操作。在這樣的示例中，以6.55GHz的中心頻率進(jìn)行操作的系統(tǒng)的預(yù)測的最大范圍在其中在接收器處使用12dbi定向天線的實(shí)例中大約為200米，但是在其他示例中投射的范圍將取決于接收器天線增益。備選地或附加地，系統(tǒng)的范圍允許一個(gè)或多個(gè)標(biāo)簽12a-f利用被定位在遍及在專業(yè)足球上下文中使用的足球場館中的一個(gè)或多個(gè)接收器來被檢測。這樣的配置有利地滿足由與峰值功率密度和平均功率密度(例如，有效各向同性功率密度(“EIRP”))相關(guān)的監(jiān)管主體施加的約束，同時(shí)仍然優(yōu)化與范圍和干擾相關(guān)的系統(tǒng)性能。在另外的示例中，具有大約400MHz的-3dB帶寬的標(biāo)簽發(fā)射產(chǎn)生，在一些示例中，大約2納秒的瞬時(shí)脈沖寬度使得位置分辨率能夠好于30厘米。

再次參考圖5，要被定位的對象具有附接的標(biāo)簽12a-f，優(yōu)選地具有UWB發(fā)射器的標(biāo)簽，UWB發(fā)射器發(fā)射突發(fā)(例如，以1Mb/s突發(fā)速率的多個(gè)脈沖，諸如以1Mb/s的速率的112位的開關(guān)鍵控(OOK))，以及可選地包括利用OOK的信息分組的突發(fā)，其可以包括但不限于ID信息、順序突發(fā)計(jì)數(shù)，或用于對象或人員標(biāo)識、庫存控制等的其他期望的信息。在一些示例中，來自每個(gè)標(biāo)簽12a-f的順序突發(fā)計(jì)數(shù)(例如，分組序列號)可以被有利地提供以便在中央處理器/中心11處允許對來自各個(gè)接收器13a-l的TOA測量數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)。

在一些示例中，標(biāo)簽12a-f可以采用UWB波形(例如，低數(shù)據(jù)速率波形)來實(shí)現(xiàn)極其精細(xì)的分辨率，因?yàn)樗鼈儤O其短的脈沖(即，亞納秒到納秒，諸如2nsec(向上1nsec和向下1nsec))持續(xù)時(shí)間。這樣，信息分組可以具有短的長度(例如，在一些示例實(shí)施例中，以1Mb/sec的速率的112位的OOK)。如果每個(gè)信息分組是唯一的，則較高的分組速率導(dǎo)致較高的數(shù)據(jù)速率；如果每個(gè)信息分組被重復(fù)地發(fā)射，則較高的分組速率導(dǎo)致較高的分組重復(fù)率。在一些示例中，針對每個(gè)標(biāo)簽的較高的分組重復(fù)率(例如，12Hz)和/或較高的數(shù)據(jù)速率(例如，1Mb/sec、2Mb/sec等)可以得到用于過濾的較大的數(shù)據(jù)集以實(shí)現(xiàn)更準(zhǔn)確的位置估計(jì)。備選地或附加地，在一些示例中，信息分組的較短的長度結(jié)合其他分組速率、數(shù)據(jù)速率和其他系統(tǒng)要求還可以得到較長的電池壽命(例如，在一些示例實(shí)施例中，關(guān)于300mAh電池以1Hz的發(fā)射速率的7年電池壽命)。

可以在接收器處直接從RTLS標(biāo)簽接收標(biāo)簽信號，或者可以在標(biāo)簽信號在途中被反射之后接收標(biāo)簽信號。反射的信號從RTLS標(biāo)簽到接收器行進(jìn)比直接信號更長的路徑，并且因此晚于對應(yīng)的直接信號被接收。該延遲被稱為回波延遲或多路徑延遲。如果反射的信號足夠強(qiáng)以被接收器檢測，則它們能夠通過符號間干擾來損壞數(shù)據(jù)發(fā)射。在一些示例中，標(biāo)簽102可以采用UWB波形來實(shí)現(xiàn)極其精細(xì)的分辨率，因?yàn)樗鼈兊臉O其短的脈沖(例如，2nsec)持續(xù)時(shí)間。另外，信號可以包括以某種程度上高突發(fā)數(shù)據(jù)速率(在一些示例實(shí)施例中，1Mb/sec)的短信息分組(例如，112位的OOK)，其有利地使得分組持續(xù)時(shí)間能夠簡短(例如，112微妙)，同時(shí)允許脈沖間時(shí)間(例如，998nsec)充分長于期望的回波延遲，從而避免數(shù)據(jù)損壞。

反射的信號能夠被預(yù)計(jì)為隨著延遲由于較多的反射和行進(jìn)的較長的距離而增加而變得更弱。因此，超出脈沖間時(shí)間(例如，998nsec)的、與某個(gè)路徑長度差(例如，299.4m.)相對應(yīng)的某個(gè)值之外，將不存在針對發(fā)射功率的任何給定水平進(jìn)一步增大脈沖間時(shí)間(并且因此，降低突發(fā)數(shù)據(jù)速率)的優(yōu)點(diǎn)。以這種方式，分組持續(xù)時(shí)間的最小化允許標(biāo)簽的電池壽命被最大化，因?yàn)槠鋽?shù)字電路僅僅需要針對簡短的時(shí)間有源。將理解，不同的環(huán)境可以具有不同的預(yù)期的回波延遲，使得不同的突發(fā)數(shù)據(jù)速率以及因此分組持續(xù)時(shí)間可以在取決于環(huán)境的不同情形中是合適的。

分組持續(xù)時(shí)間的最小化還允許標(biāo)簽在給定周期中發(fā)射較多的分組，盡管在實(shí)踐中，監(jiān)管平均EIRP界限可能常常提供首要約束。然而，簡短分組持續(xù)時(shí)間還減少來自多個(gè)標(biāo)簽的分組在時(shí)間上交疊從而引發(fā)數(shù)據(jù)損壞的可能性。因此，最小的分組持續(xù)時(shí)間允許多個(gè)標(biāo)簽每秒發(fā)射較高聚合數(shù)量的分組，從而允許最大數(shù)量的標(biāo)簽被跟蹤，或者給定數(shù)量的標(biāo)簽以最高速率被跟蹤。

在一個(gè)非限制性示例中，以1Mb/sec(1MHz)的數(shù)據(jù)速率發(fā)射的(例如，OOK編碼的)112位的數(shù)據(jù)分組長度可以以每秒1次發(fā)射(1TX/sec)的發(fā)射標(biāo)簽重復(fù)率來實(shí)現(xiàn)。這樣的實(shí)現(xiàn)方式可以將電池壽命調(diào)節(jié)為高達(dá)七年，其中電池本身可以例如為序列號BR2335(Rayovac)的具有300mAhr的電池充電率的緊湊3伏特紐扣電池。備選實(shí)現(xiàn)方式可以是序列號CR2032的具有220mAhr的電池充電率的通用緊湊3伏特紐扣電池，其中如能夠認(rèn)識到的，后一通用紐扣電池可能提供較短的電池壽命。

備選地或附加地，一些應(yīng)用可能要求較高的發(fā)射標(biāo)簽重復(fù)率來跟蹤動(dòng)態(tài)環(huán)境。在一些示例中，發(fā)射標(biāo)簽重復(fù)率為每秒12次發(fā)射(12TX/sec)。在這樣的應(yīng)用中，能夠進(jìn)一步認(rèn)識到電池壽命可以更短。

與短數(shù)據(jù)分組長度(例如，112位)和相對低的重復(fù)率(例如，1TX/sec)耦合的高突發(fā)數(shù)據(jù)發(fā)射速率(例如，1MHz)在一些示例中提供兩個(gè)不同的優(yōu)點(diǎn)：(1)較大數(shù)量的標(biāo)簽可以以較低的損壞概率獨(dú)立地從標(biāo)簽的場中發(fā)射，和/或(2)在給予電池壽命約束的合適考慮的情況下，每個(gè)獨(dú)立的標(biāo)簽發(fā)射功率可以被增大，使得針對單個(gè)數(shù)據(jù)分組的總能量少于針對給定時(shí)間間隔的規(guī)定的平均功率(例如，針對FCC調(diào)節(jié)的發(fā)射的1msec時(shí)間間隔)。

備選地或附加地，附加的傳感器遙測數(shù)據(jù)可以從標(biāo)簽12a-f被發(fā)射以向接收器13a-lt提供關(guān)于標(biāo)簽的環(huán)境和/或操作狀況的信息。例如，標(biāo)簽可以將溫度發(fā)射到接收器13a-l。例如在涉及易腐蝕商品或其他制冷要求的系統(tǒng)中，這樣的信息可以是有價(jià)值的。在該示例實(shí)施例中，溫度可以由標(biāo)簽以比數(shù)據(jù)分組的剩余部分的重復(fù)率低的重復(fù)率發(fā)射。例如，溫度可以以每分鐘一次的速率(例如，1TX/分鐘)從標(biāo)簽被發(fā)射到接收器，或者在一些示例中，每發(fā)射數(shù)據(jù)分組720次一次，其中在該示例中數(shù)據(jù)分組以12TX/sec的示例速率被發(fā)射。

備選地或附加地，標(biāo)簽12a-f可以被編程為響應(yīng)于來自磁命令發(fā)射器(未示出)的信號而向接收器13a-l間歇地發(fā)射數(shù)據(jù)。在一些示例實(shí)施例中，磁命令發(fā)射器可以為用于以大約15英尺或更少的范圍向標(biāo)簽12a-f中的一個(gè)或多個(gè)標(biāo)簽發(fā)射125kHz信號的便攜式設(shè)備。在一些示例中，標(biāo)簽12a-f可以被裝備有至少被調(diào)諧到磁命令發(fā)射器發(fā)射頻率(例如，125kHz)的接收器和用于支持對由磁命令發(fā)射器發(fā)射的信號的接收和解碼的功能天線。

在一些示例中，諸如參考標(biāo)簽14a-b的一個(gè)或多個(gè)其他標(biāo)簽可以被定位在被監(jiān)測的區(qū)域內(nèi)和/或附近。在一些示例中，參考標(biāo)簽14a-b可以被配置為發(fā)射用于測量接收器13a-l內(nèi)的不可重置計(jì)數(shù)器的相對相位(例如，自由運(yùn)行計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù))的信號。

一個(gè)或多個(gè)(例如，優(yōu)選四個(gè)或更多個(gè))接收器13a-l也被定位在被監(jiān)測的區(qū)域內(nèi)和/或附近的預(yù)定坐標(biāo)處。在一些示例中，接收器13a-l可以以“菊花鏈”19方式被連接以有利地允許許多接收器13a-l被相互連接在明顯的被監(jiān)測區(qū)域內(nèi)以便減少并簡化布線、提供功率等。接收器13a-l中的每個(gè)接收器包括用于接收諸如UWB發(fā)射的發(fā)射的接收器以及優(yōu)選地分組解碼電路，分組解碼電路提取到達(dá)時(shí)間(TOA)時(shí)序脈沖串、發(fā)射器ID、分組號和/或可能已經(jīng)被編碼在標(biāo)簽發(fā)射信號中的其他信息(例如，材料描述、人員信息等)并且被配置為感測由標(biāo)簽12a-f和一個(gè)或多個(gè)參考標(biāo)簽14a-b發(fā)射的信號。

每個(gè)接收器13a-l包括時(shí)間測量電路，其測量相對于其內(nèi)部計(jì)數(shù)器的標(biāo)簽突發(fā)的到達(dá)時(shí)間(TOA)。時(shí)間測量電路與經(jīng)由來自具有中央時(shí)序參考時(shí)鐘發(fā)生器的中央處理器/中心11的線纜連接分布的公共數(shù)字參考時(shí)鐘信號鎖相(例如，相位差不變并且因此相應(yīng)的頻率是相同的)。參考時(shí)鐘信號建立針對接收器13a-l的公共時(shí)序參考。因此，相應(yīng)的接收器13a-l的多個(gè)時(shí)間測量電路在頻率上被同步，但是不必在相位上被同步。盡管通?？梢栽诮邮掌?3a-l中的任何給定接收器對之間存在相位偏移，但是相位偏移容易通過參考標(biāo)簽14a-b的使用來被確定。備選地或附加地，每個(gè)接收器可以在沒有專門的物理時(shí)序信道的情況下經(jīng)由虛擬同步而被無線地同步。

在一些示例實(shí)施例中，接收器13a-l被配置為確定接收到的信號的各種屬性。由于在每個(gè)接收器13a-l處確定以數(shù)字格式而非一些示例中的模擬格式的測量值，所以信號被發(fā)射到中央處理器/中心11。有利地，因?yàn)榉纸M數(shù)據(jù)和測量結(jié)果可以以高速度被傳輸?shù)浇邮掌鞔鎯?chǔ)器，所以接收器13a-l能夠在幾乎連續(xù)的基礎(chǔ)上接收和處理標(biāo)簽(以及對應(yīng)的對象)定位信號。這樣，在一些示例中，接收器存儲(chǔ)器允許要捕獲的標(biāo)簽事件(即，信息分組)的高突發(fā)速率。

數(shù)據(jù)線纜或無線發(fā)射可以將測量數(shù)據(jù)從接收器13a-l傳達(dá)到中央處理器/中心11(例如，數(shù)據(jù)線纜可以實(shí)現(xiàn)2Mbps的傳輸速度)。在一些示例中，測量數(shù)據(jù)以規(guī)則的輪詢間隔被傳輸?shù)街醒胩幚砥?中心。

這樣，中央處理器/中心11通過相對于由接收器13a-l檢測到的多個(gè)數(shù)據(jù)分組處理TOA測量值來確定或以其他方式計(jì)算標(biāo)簽位置(即，對象位置)。在一些示例實(shí)施例中，中央處理器/中心11可以被配置為使用非線性優(yōu)化技術(shù)來解析標(biāo)簽的坐標(biāo)。

在一些示例中，來自多個(gè)接收器13a-l的TOA測量值由中央處理器/中心11處理以通過多個(gè)TOA的差分到達(dá)時(shí)間(DTOA)分析來確定發(fā)射標(biāo)簽12a-f的位置。DTOA分析包括標(biāo)簽發(fā)射時(shí)間t₀的確定，其中如從所估計(jì)的標(biāo)簽發(fā)射時(shí)間t₀到相應(yīng)的TOA經(jīng)過的時(shí)間測量的飛行時(shí)間(TOF)以圖形方式表示以相應(yīng)的接收器13a-l為中心的球的半徑。在相應(yīng)的球的表面到發(fā)射標(biāo)簽12a-f的所估計(jì)的位置坐標(biāo)(x₀,y₀,z₀)之間的距離表示針對每個(gè)相應(yīng)的TOA的測量誤差，并且來自參與DTOA位置估計(jì)的每個(gè)接收器的TOA測量誤差的平方的和的最小化提供針對發(fā)射標(biāo)簽的位置坐標(biāo)(x₀,y₀,z₀)和該標(biāo)簽的發(fā)射時(shí)間t₀。

在一些示例中，本文中描述的系統(tǒng)可以被稱為“超指定”或“超定”系統(tǒng)。這樣，中央處理器/中心11可以基于測量值的集合和/或一個(gè)或多個(gè)不正確(即，較不正確)的位置來計(jì)算一個(gè)或多個(gè)有效(即，最正確)的位置。例如，由于物理法則不太可能或者當(dāng)與其他計(jì)算的位置比較時(shí)為異常值的位置可以被計(jì)算。這樣一個(gè)或多個(gè)算法或試探法可以被應(yīng)用以使這樣的誤差最小化。

用于最小化的起點(diǎn)可以通過首先在由用戶定義的區(qū)域上在x、y和z的粗略網(wǎng)格上進(jìn)行區(qū)域搜索并且跟著通過局部化的最陡下降搜索來獲得。在一些示例中，針對該算法的起點(diǎn)是固定的，處于所有有源接收器的平均位置處。不需要初始區(qū)域搜索，并且在一些示例中優(yōu)化通過Davidon-Fletcher-Powell(DFP)擬牛頓(quasi-Newton)算法的使用來進(jìn)行。在其他示例中，可以使用最陡下降算法。

可以被稱為時(shí)間誤差最小化算法的用于誤差最小化的一個(gè)這樣的算法可以被描述在等式1中：

其中，N是接收器的數(shù)量，c是光速，(x_j,y_j,z_j)是第j個(gè)接收器的坐標(biāo)，t_j是在第j個(gè)接收器處的到達(dá)時(shí)間，并且t₀是標(biāo)簽發(fā)射時(shí)間。變量t₀表示發(fā)射的時(shí)間。由于t₀初始是未知的，所以到達(dá)時(shí)間t_j以及t₀與在一些示例中從到達(dá)時(shí)間導(dǎo)出的公共時(shí)基相關(guān)。結(jié)果，各到達(dá)時(shí)間之間的差具有用于確定位置以及t₀的顯著性。

用于使等式1中的誤差ε最小化的優(yōu)化算法可以例如為Davidon-Fletcher-Powell(DFP)擬牛頓算法。在一些示例中，用于使等式1中的誤差ε最小化的優(yōu)化算法可以為最陡下降算法。在每種情況下，算法可以以表示參與標(biāo)簽位置確定的接收器13a-l的位置的二維(2D)或三維(3D)均值的初始位置估計(jì)(x,y,z)為種子。

在一些示例中，RTLS系統(tǒng)包括接收器網(wǎng)格，其中接收器網(wǎng)格中的接收器13a-l中的每個(gè)接收器保持以初始未知的相位偏移與其他接收器時(shí)鐘同步的接收器時(shí)鐘。任何接收器之間的相位偏移可以通過被定位在已知坐標(biāo)位置(x_T,y_T,z_T)處的參考標(biāo)簽的使用來被確定。如下面所描述的，相位偏移用于解析各個(gè)接收器13a-l內(nèi)的計(jì)數(shù)器之間的恒定偏移。

在另外的示例實(shí)施例中，N個(gè)接收器13a-l{R_j:j＝1,...,N}被定位在已知坐標(biāo)處，其分別被定位在距參考標(biāo)簽14a-b的距離處，諸如等式2中給出的：

每個(gè)接收器R_j利用例如從公共頻率時(shí)基(諸如，時(shí)鐘發(fā)生器)導(dǎo)出的同步時(shí)鐘信號。因?yàn)榻邮掌魑幢煌降刂刂?，所以針對每個(gè)接收器的內(nèi)部自由運(yùn)行的計(jì)數(shù)器存在未知的、但是恒定的偏移O_j。偏移O_j的值根據(jù)精細(xì)分辨率計(jì)數(shù)增量的數(shù)量(例如，針對一個(gè)納秒分辨率系統(tǒng)的納秒的數(shù)量)來被測量。

在一些示例中，參考標(biāo)簽被用于如下地校準(zhǔn)射頻定位系統(tǒng)：參考標(biāo)簽在未知的時(shí)間τ_R處發(fā)射信號突發(fā)。在從參考標(biāo)簽接收到信號突發(fā)時(shí)，如在接收器R_j處測量的計(jì)數(shù)在等式3中被給出：

其中c是光速并且β是每單位時(shí)間的精細(xì)分辨率計(jì)數(shù)增量的數(shù)量(例如，每納秒一次)。類似地，要定位的每個(gè)對象的每個(gè)對象標(biāo)簽T_i在未知的時(shí)間τ_i發(fā)射信號以產(chǎn)生如等式4中給出的計(jì)數(shù)

在接收器R_j處，其中是對象標(biāo)簽T_i與接收器13a-l R_j之間的距離。注意τ_i是未知的，但是具有針對所有接收器的相同的恒定值?；谝陨厢槍邮掌鱎_j和R_k表達(dá)的等式和給定的參考標(biāo)簽14a-b信息，被表達(dá)為差分計(jì)數(shù)值的相位偏移如等式5a-b中給出的被確定：

或者，

其中只要保持恒定Δ_jk就是恒定的，(其意味著接收器和參考標(biāo)簽是固定的并且不存在多路徑情形)并且β針對每個(gè)接收器是相同的。注意是已知量，因?yàn)棣?、和是已知的。即，接收器R_j與R_k之間的相位偏移可以基于參考標(biāo)簽14a-b發(fā)射而被容易地確定。因此，再次根據(jù)以上等式，針對在接收器R_j與R_k處到達(dá)的標(biāo)簽12a-f(T_i)發(fā)射，可以推斷出以下等式6a-b：

或者，

如等式7中給出的每個(gè)到達(dá)時(shí)間t_j能夠被引用到特定接收器(接收器“1”)：

之后可以在變量(x，y，z，t₀)上執(zhí)行等式1中描述的最小化以達(dá)到解(x′，y′，z′，t₀′)。

示例接收器體系結(jié)構(gòu)

圖6圖示了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的包括可以配置的UWB接收器的UWB接收器系統(tǒng)600中的示例性接收器13a-l。在示例實(shí)施例中，數(shù)據(jù)分組120被發(fā)射到接收器13a-l并且由UWB天線21截獲。UWB接收器22被提供在每個(gè)接收器13a-l處。例如，UWB接收器可以根據(jù)共同擁有的美國專利5,901,172中描述的系統(tǒng)來設(shè)計(jì)，通過引用將其整體并入本文。

在接收器13a-l處提供的UWB接收器22允許模擬信號流，其被數(shù)字化之后被UWB TOA和數(shù)據(jù)恢復(fù)電路24處理。模擬流由以三個(gè)不同的閾值水平工作的高達(dá)三個(gè)或更多個(gè)并行的、并發(fā)的、獨(dú)立的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)數(shù)字化，從而得到被發(fā)送到UWB TOA和數(shù)據(jù)恢復(fù)電路24的高達(dá)三個(gè)或更多個(gè)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流23A-C。在一些實(shí)施例中，被應(yīng)用到UWB接收器22中的模擬信號流的閾值水平是存在于通信信道中的信噪比(SNR)的函數(shù)。在一些實(shí)施例中，閾值水平根據(jù)天線前置放大增益和估計(jì)的RTLS標(biāo)簽范圍中的一項(xiàng)或多項(xiàng)來被動(dòng)態(tài)地設(shè)置。

UWB TOA和數(shù)據(jù)恢復(fù)電路24在三個(gè)或更多個(gè)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流23A-C上執(zhí)行多達(dá)三個(gè)或更多個(gè)并行的、并發(fā)的、相同的信號處理功能。三個(gè)或更多個(gè)UWB TOA和數(shù)據(jù)恢復(fù)電路24可以被配置為接收與RTLS標(biāo)簽12a-f相對應(yīng)的數(shù)據(jù)分組120。UWB TOA和數(shù)據(jù)恢復(fù)電路24可以提供作為數(shù)據(jù)恢復(fù)電路的部分的分組分幀和提取功能，其中RTLS標(biāo)簽12a-f標(biāo)識可以被提取。如先前所描述的，RTLS標(biāo)識可以由數(shù)據(jù)分組120的TX標(biāo)識字段120B提取。在一些實(shí)施例中，UWB TOA和數(shù)據(jù)恢復(fù)電路24由現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)實(shí)現(xiàn)。TOA和提取的數(shù)據(jù)分組通過TOA線路25發(fā)送到仲裁/緩沖功能26。

仲裁/緩沖功能26有效地選擇由UWB TOA和數(shù)據(jù)恢復(fù)電路24提供的TOA線路25數(shù)據(jù)。仲裁/緩沖功能26選擇TOA線路25，其收斂于來自由數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流23A-C驅(qū)動(dòng)的高達(dá)三個(gè)或更多個(gè)UWB TOA和數(shù)據(jù)恢復(fù)電路24的最早TOA。仲裁/緩沖功能26提供串行消息或標(biāo)簽消息27的序列以向標(biāo)簽隊(duì)列功能28發(fā)送，其中標(biāo)簽消息27中的每個(gè)標(biāo)簽消息由RTLS標(biāo)簽12a-f和相關(guān)聯(lián)的TOA標(biāo)識。

標(biāo)簽隊(duì)列功能28提供對RTLS標(biāo)簽標(biāo)識符和TOA的集合的格式化和排序，有效地先進(jìn)先出(FIFO)存儲(chǔ)器緩沖器等待向中央處理器/中心11的發(fā)射。在標(biāo)簽隊(duì)列功能28觸發(fā)時(shí)，標(biāo)簽數(shù)據(jù)分組29被發(fā)送到格式化和數(shù)據(jù)編碼/解碼功能30，其繼而對標(biāo)簽數(shù)據(jù)分組29進(jìn)行重新打包并向中央處理器/中心11發(fā)射同步標(biāo)簽數(shù)據(jù)分組30B。

由格式化和數(shù)據(jù)編碼/解碼功能30發(fā)射到中央處理器/中心11的同步標(biāo)簽數(shù)據(jù)分組30B由10MHz接收器時(shí)鐘40同步，從“菊花鏈”19中的先前接收器接收，并且在同步頻率上/下變換之后被發(fā)射到“菊花鏈”19中的下一接收器。接收器時(shí)鐘40驅(qū)動(dòng)鎖相環(huán)(PLL)41，其中反饋回路中的分頻器結(jié)合電壓控制的振蕩器(VCO)提供在相位上與10MHz接收器時(shí)鐘40同步的100MHz接收器時(shí)鐘42-43。100MHz接收器時(shí)鐘42被提供以同步UWB接收器13a-l中的所有邏輯塊并且提供TOA粗略時(shí)間45，其由線路46發(fā)送到TOA和數(shù)據(jù)恢復(fù)電路24以在TOA確定中使用。如先前參考圖3所描述的，100MHz接收器時(shí)鐘43提供精細(xì)檢測器窗口340的并行集合，用于捕獲和注冊由RTLS標(biāo)簽12a-f在TOA確定中發(fā)射的脈沖的接收器的集合的基礎(chǔ)。

格式化和數(shù)據(jù)編碼/解碼功能30的第二功能是經(jīng)由“菊花鏈”19接收器網(wǎng)絡(luò)在接收器13a-l與中央處理器/中心11之間接收和發(fā)射的中央處理器數(shù)據(jù)30A-B的緩沖、重新格式化和重復(fù)。從格式化和數(shù)據(jù)編碼/解碼功能30接收到的并且向格式化和數(shù)據(jù)編碼/解碼功能30發(fā)射的中央處理器數(shù)據(jù)30A-B可以提供在命令解碼器44處被解碼以觸發(fā)接收器功能的命令的序列。這樣的功能的非窮舉列表可以包括以下：自動(dòng)/手動(dòng)控制功能20、一系列遙測功能60以及用以刪減數(shù)據(jù)隊(duì)列并且對數(shù)據(jù)隊(duì)列進(jìn)行管理、刪除和重新排序的仲裁/緩沖功能26。自動(dòng)/手動(dòng)控制功能20可以從手動(dòng)模式被命令以報(bào)告在遙測功能60中記錄的諸如溫度和其他遙測數(shù)據(jù)的傳感器信息，并且可以被命令以手動(dòng)地調(diào)節(jié)在UWB接收器22處的天線前置放大增益中和先前描述的閾值水平中的一項(xiàng)或多項(xiàng)。

功率供應(yīng)50可以被配置為借助于AC-DC轉(zhuǎn)換器對接收器13a-l供電，其中AC功率可以被提供為來自圖5中示出的中央處理器/中心11的輸入。在一些實(shí)施例中，功率供應(yīng)50可以伴隨有功率延遲電路51以允許順序接收器13a-l的順序地“上電”，由此避免中央處理器數(shù)據(jù)30A-B發(fā)射線路中的功率電涌和過流事件。

在一些示例中，UWB接收器系統(tǒng)600的當(dāng)前實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于能夠以高速將分組數(shù)據(jù)和測量結(jié)果傳輸?shù)絋OA測量值緩沖器、仲裁/緩沖功能26，使得接收器13a-l能夠在幾乎連續(xù)的基礎(chǔ)上接收并處理標(biāo)簽12a-f(以及對應(yīng)的對象)定位信號。即，多個(gè)UWB數(shù)據(jù)分組120能夠接近連續(xù)地被處理，由此允許使用數(shù)百上千的標(biāo)簽發(fā)射器。

在一些實(shí)施例中，存儲(chǔ)在TOA測量值緩沖器、仲裁/緩沖功能26中的數(shù)據(jù)響應(yīng)于來自中央處理器/中心11的特定請求通過中央處理器數(shù)據(jù)發(fā)射線路30A-B被發(fā)射到圖5中示出的中央處理器/中心11。

在一些實(shí)施例中，連接接收器的“菊花鏈”19網(wǎng)絡(luò)的中央處理器數(shù)據(jù)30A-B發(fā)射線路的集合包括兩個(gè)雙向數(shù)據(jù)鏈路。在一些實(shí)施例中，這些數(shù)據(jù)鏈路可以為RS422差分串行鏈路。網(wǎng)絡(luò)接口可以在一個(gè)鏈路上從中央處理器/中心11接收命令信號，例如以指示TOA測量值緩沖器、仲裁/緩沖功能26向中央處理器/中心11的傳輸。附加的命令可以包括用于調(diào)節(jié)UWB接收器22操作特性(諸如增益和檢測閾值)的命令。雙向數(shù)據(jù)鏈路還可以提供針對在“菊花鏈”19接收器之間的數(shù)據(jù)信號的緩沖器，緩沖在通信鏈中的當(dāng)前接收器與下一接收器13a-l之間的順序發(fā)射。

在10MHz接收器時(shí)鐘40上執(zhí)行的同步頻率上/下變換提供針對被發(fā)射到“菊花鏈”19中的下一接收器的接收器時(shí)鐘40的驅(qū)動(dòng)器。在一些示例中，該方法的優(yōu)點(diǎn)在于被發(fā)射到下一接收器的10MHz接收器時(shí)鐘40(如原始10MHz接收器時(shí)鐘40)可以被使得在頻率上足夠低，使得其能夠通過低成本線纜(例如，雙絞線)被發(fā)射。由于本地時(shí)序參考信號的時(shí)序抖動(dòng)隨著PLL乘法器系數(shù)被增大而下降，所以在本地時(shí)序參考信號的頻率和抖動(dòng)與時(shí)序參考時(shí)鐘的頻率之間存在必要的權(quán)衡。

利用用于時(shí)序參考的公共的10MHz接收器時(shí)鐘40，多個(gè)本地時(shí)序參考信號(每個(gè)接收器中一個(gè))能夠在頻率上被精確地匹配。使用該方法，附加的接收器能夠在不關(guān)注時(shí)鐘負(fù)載的情況下被連接。緩沖延遲也不是問題，因?yàn)闀r(shí)序參考時(shí)鐘僅僅被用于頻率，而非相位參考。

在一些實(shí)施例中，10MHz接收器時(shí)鐘40可以包括差分信號。差分信號的使用是有利的，因?yàn)樗鼈儽苊鈺r(shí)鐘占空比扭曲，其能夠隨著在長線纜(例如，>100英尺)上相對高速的時(shí)鐘(例如，>10MHz)的發(fā)射而發(fā)生。

圖7圖示了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的被呈現(xiàn)在圖6中示出的UWB接收器系統(tǒng)600中作為TOA和數(shù)據(jù)恢復(fù)電路24的UWB TOA和數(shù)據(jù)恢復(fù)電路700的示例性實(shí)施例。在示例實(shí)施例中，UWB TOA和數(shù)據(jù)恢復(fù)電路包括開窗/選通功能71、TOA功能72、窗口控制時(shí)鐘和數(shù)據(jù)恢復(fù)(PLL)功能73、TOA求平均值功能74、數(shù)據(jù)同步和提取功能(1MHz-2MHz)75-76以及標(biāo)簽數(shù)據(jù)恢復(fù)和處理功能77。UWB TOA和數(shù)據(jù)恢復(fù)電路700處理圖6中示出的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流23以向仲裁/緩沖功能26提供經(jīng)解包的數(shù)據(jù)分組和與RTLS標(biāo)簽相關(guān)聯(lián)的TOA。

開窗/選通功能71和窗口控制時(shí)鐘和數(shù)據(jù)恢復(fù)(PLL)功能73用作反饋回路以通過跟蹤包括與前同步碼110中的TX脈沖111的序列中的TX脈沖111T’相對應(yīng)的RX脈沖序列211R的RX脈沖111R’來恢復(fù)TX時(shí)鐘101并提供如圖2中呈現(xiàn)的可調(diào)節(jié)時(shí)序窗口函數(shù)200。TOA功能72結(jié)合100MHz接收器時(shí)鐘42-43一起工作。RX時(shí)鐘42(201)提供TOA粗略時(shí)間46。精細(xì)檢測器窗口43的并行集合(340)提供與圖3中示出的RX精細(xì)時(shí)序窗口函數(shù)300相關(guān)聯(lián)的TOA精細(xì)時(shí)間，由針對與同步碼112TX脈沖111T’相對應(yīng)的RX脈沖111R’的注冊碼350記錄檢測。先前分別利用圖2-3的呈現(xiàn)給出針對可調(diào)節(jié)時(shí)序窗口函數(shù)200和RX精細(xì)時(shí)序窗口函數(shù)300的描述。

TOA精細(xì)時(shí)間-注冊碼350、如由可調(diào)節(jié)時(shí)序窗口函數(shù)200確定的不相交時(shí)間窗口231A-C以及粗略時(shí)間46連同指示TOA確定的結(jié)束的鎖存TOA控制信號一起被發(fā)射到TOA求平均值功能74。TOA求平均值功能74由計(jì)算TOA觸發(fā)器78激活，其中如先前關(guān)于圖4描述的子窗口分辨率函數(shù)400被啟動(dòng)以利用子窗口準(zhǔn)確性來確定TOA；即，其中分辨率少于1nsec。平均的TOA 80之后被發(fā)射到標(biāo)簽數(shù)據(jù)恢復(fù)和處理功能77。

數(shù)據(jù)同步和提取功能(1MHz-2MHz)75-76在與窗口控制時(shí)鐘和數(shù)據(jù)恢復(fù)(PLL)功能73相關(guān)聯(lián)的PLL的相位鎖定時(shí)被觸發(fā)。PLL的相位鎖定由包括開窗/選通功能71和窗口控制時(shí)鐘和數(shù)據(jù)恢復(fù)(PLL)功能73的先前描述的反饋回路確定，其中反饋回路通過跟蹤與前同步碼110相對應(yīng)的RX脈沖111R’來有效地恢復(fù)TX時(shí)鐘101。

在相位鎖定時(shí)，其中前同步碼110與恢復(fù)的TX時(shí)鐘同步，以前同步碼110的剩余部分開始的數(shù)據(jù)分組120由數(shù)據(jù)同步和提取功能75(76)以1Mhz(2MHz)的采樣速率被提取和解包，并且被發(fā)送到標(biāo)簽數(shù)據(jù)恢復(fù)和處理功能77。在另一實(shí)施例中，數(shù)據(jù)同步和提取功能75-76兩者被設(shè)置為以2MHz的采樣速率對數(shù)據(jù)分組120進(jìn)行采樣，但是兩個(gè)功能可以通過數(shù)據(jù)格式區(qū)分。在一個(gè)示例中，由功能75提取的數(shù)據(jù)可以遵循非IOS格式，其中由功能76提供的功能可以遵循IOS格式。

標(biāo)簽數(shù)據(jù)恢復(fù)和處理功能77用作針對由數(shù)據(jù)同步和提取功能75-76提取的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理器并且用作通信控制功能，并且還提供與圖6中示出的仲裁/緩沖功能26相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)交換。標(biāo)簽數(shù)據(jù)恢復(fù)和處理功能77在TOA線路25上將TOA和數(shù)據(jù)分組120信息分別從TOA求平均值功能74和數(shù)據(jù)同步和提取功能75、76發(fā)送到仲裁/緩沖功能26，其從并發(fā)地在UWB TOA和數(shù)據(jù)恢復(fù)電路700中運(yùn)行的三個(gè)TOA功能中選擇最早TOA，并且將TOA與數(shù)據(jù)分組120數(shù)據(jù)組合成標(biāo)簽消息27以向標(biāo)簽數(shù)據(jù)隊(duì)列28發(fā)送。在此時(shí)，標(biāo)簽消息27至少包括從與給定標(biāo)簽發(fā)射相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)分組120提取的平均TOA 80和TX ID 120B。如先前關(guān)于圖6描述的，標(biāo)簽數(shù)據(jù)隊(duì)列28有效地用作用于到中央處理器/中心11的數(shù)據(jù)發(fā)射的FIFO緩沖器。

標(biāo)簽數(shù)據(jù)恢復(fù)和處理功能77還用作用于對TOA求平均值功能74和窗口控制時(shí)鐘和數(shù)據(jù)恢復(fù)(PLL)功能73中的PLL的鎖定/解鎖79的觸發(fā)的定時(shí)的控制器。TOA求平均值功能74通過由標(biāo)簽數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和處理控制器77設(shè)置的計(jì)算TOA觸發(fā)器78發(fā)起，其中TOA觸發(fā)器78是同步碼112檢測和與數(shù)據(jù)同步和提取功能75-76相關(guān)聯(lián)的等待間隔的函數(shù)。如先前所描述的，PLL的鎖定/解鎖79是在窗口控制時(shí)鐘和數(shù)據(jù)恢復(fù)(PLL)功能73處發(fā)起的PLL鎖定指示的功能。并且PLL的鎖定/解鎖79被重置以在檢測到數(shù)據(jù)同步和提取功能75-76中的數(shù)據(jù)分組120的結(jié)束已經(jīng)達(dá)到、針對給定標(biāo)簽發(fā)射的數(shù)據(jù)分組的采樣完成時(shí)解鎖PLL。

如參考圖4描述的，TOA求平均值功能74由子窗口分辨率函數(shù)400闡述并且由計(jì)算TOA觸發(fā)器78發(fā)起。在一些示例中，如圖4所示，TOA求平均值功能74可以隨著連續(xù)RX脈沖展示出檢測注冊中的變化而注冊轉(zhuǎn)變。在另一示例中，TOA數(shù)值平均值可以被構(gòu)建以向TOA分配子窗口分辨率。TOA數(shù)值平均值可以根據(jù)圖4來構(gòu)建，其中RX脈沖1-5例如被分配有大于最末中心不相交時(shí)序窗口233B的前沿的、等于4nsec的權(quán)重，并且RX脈沖6-8被分配有大于最末中心不相交時(shí)序窗口233B的前沿的、等于3nsec的權(quán)重。因此，TOA平均值被計(jì)算為：410nsec+(5/8x 14nsec)+(3/8x 13nsec)＝414 5/8nsec。

已經(jīng)在本文中描述了本發(fā)明的示例性實(shí)施例。本發(fā)明不限于這些示例。這些示例出于說明而非限制的目的被呈現(xiàn)在本文中?；诒疚闹邪慕虒?dǎo)，備選方案(包括本文中描述的那些的等效方案、擴(kuò)展、變型、偏離等)對于相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員將是顯而易見的。這樣的備選方案落入本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)。

在本說明書中提到的所有公開物、專利和專利申請?jiān)谌缤總€(gè)個(gè)體公開物、專利或?qū)＠暾埍粚ｉT地和個(gè)體地指示的相同程度上通過引用被并入本文中。