距離測量系統及方法

2023-07-24 01:44:01 2

專利名稱：距離測量系統及方法
技術領域：
本發明涉及通訊領域中的距離測量及定位^支術，具體地，涉及 3巨離測量系統及方法。
背景技術：
計算機等移動終端的空間位置確定一直是關注的重點問題，利 用已知的位置信息，我們不僅可以優化網絡性能，而且還可以營造 更豐富多變的^f吏用場景，例如，可以利用多臺計算4幾分別演奏不同
聲道(2.1甚至4.1 )的音樂等等。
目前常用的測距或定位技術是超聲波定位4支術(Ultrasonic Positioning Technologies)。該#支術由於其成本4氐、結構簡單、易於 實現而被人們廣泛採用。目前，市場上的超聲波收/發器技術成熟且 價格低廉，因此應用較為廣泛。超聲波測距大都採用反射式測距法， 即發射超聲波並接收由被測物產生回波，4艮據回波與發射波的時間 差計算出待測距離，有的則採用單向測距法。超聲波定位系統可由 若干個應答器和一個主測3&器組成，主測3巨器;^置在4皮測物體上， 在獨t機指令信號的作用下向位置固定的應答器發射同頻率的無線 電信號，應答器在收到無線電信號後同時向主測距器發射超聲波信 號，得到主測距器與各個應答器之間的距離。當同時有三個或三個 以上不在同一直線上的應答器估文出回應時，可以才艮l居相關計算確定 出^^皮測物體所在的二維坐標系下的位置。另一方面，基於聲音的定位技術大致又可以分為單步定位和雙 步定位方法兩種。單步方法又可以分為基於高解析度譜分析的定位 方法和基于波束指向的定位方法。其中，基於高解析度譜分析的方 法主要是利用自回歸模型和最小方差語估計和其他一些特徵分析 方法來定位聲源。基于波束指向的方法就是對各個麥克風接收到的 信號在時間上進行移位來補償聲源到不同麥克風之間的時間差，然 後再對補償後的信號進行算術操作得到陣列濾波輸出，陣列輸出的 最大l敘出方向即為聲源的方向。乂又步定^f立方法是目前應用最廣5乏的 方法。在雙步定位方法中，依據聲源發出的聲音到達麥克風陣列中 的不同麥克風之間的時間差的估計值來進行定位的方法已經成為 關注的熱點。在該方法中，將麥克風陣列中的麥克風按照特定的空 間拓樸位置擺放，由每個麥克風接受聲源發出的聲音信號，估算聲 音信號到達各個麥克風的時間差，然後按照幾何方法求得聲源的位 置。
除了上文所述的超聲波技術以及常見的聲納裝置，目前所採用 的基於聲音的定位技術大都圍繞麥克風陣列來實現。利用麥克風陣 列定位聲源的技術需要專有單一設備來實現(麥克風陣列和計算裝 置)，因此硬體複雜，需要配置處理晶片。
另外一種常用的定位技術是藍牙技術(Bluetooth )。該技術是 一種短距離低功耗的無線傳輸技術，支持點到點、點到多點的話音 和數據業務。但是目前藍牙器件和設備價格昂貴也是採用該技術不 容忽視的缺點之一。
在實現本發明的過程中，發明人發現現有才支術中至少存在如下 問題(l)結構複雜，不易於實現(例如，麥克風陣列)；(2)成 本較高，不利於普遍推廣(例如，藍牙技術)。因此，需要一種能 夠以低成本且易於實現的距離測量方案。

發明內容
考慮到相關技術中存在的上述問題而提出本發明。為此，本發 明旨在提供一種距離測量方法及系統，通過利用傳播時間測量距離 來實現以較低成本且比較容易的實現距離測量的目的。
衝艮據本發明的一個方面，首先提供了一種距離測量系統。該系
統包括報文發送模塊，用於發送報文；第一節點，接收報文，並 在接收到報文時，產生並發射距離測量信號，記錄響應時間，其中， 響應時間為發射距離測量信號的時刻與接收到報文的時刻之差；第 二節點，接收報文以及距離測量信號，記錄接收報文的時刻為第一 時刻；記錄接收距離測量信號的時刻為第二時刻；距離測量模塊， 獲得並處理響應時間、第一時刻和第二時刻，獲得第一節點和第二 節點間的傳播時間，根據傳播時間和距離測量信號的傳播速度，計 算第 一節點與第二節點間的距離。
優選地，上述的第一節點和第二節點分別包括有接收^^莫塊， 用於接收報文；音頻採集單元，與接收模塊連接，用於實時採樣第 一節點或第二節點在收到報文後產生的音頻信號；網卡，與接收模 塊連接，用於在接收模塊接收到報文時，實時記錄響應時間、第一 時刻和第二時刻。
優選地，上述的第一節點還包括距離測量信號產生才莫塊，用 於在接收到報文時，產生距離測量信號；距離測量信號發送模塊， 與距離測量信號產生才莫塊相連，用於將距離測量信號發送出去。
優選地，上述的距離測量模塊包括獲得單元，與第一節點和 第二節點相連，用於獲得響應時間、第一時刻和第二時刻；處理單 元，與獲得單元相連，對響應時間、第一時刻和第二時刻進行處理，獲得第 一 節點和第二節點間的傳播時間，根據傳播時間和距離測量 信號的傳播速度，計算第 一 節點與第二節點間的距離。
優選地，上述的第一節點和第二節點間的傳播時間為第二時 刻減去第 一 時刻與響應時間後的差值。
優選地，距離測量才莫塊設置於第一節點或第二節點中，或獨立 於第一節點或第二節點單獨設置。
優選地，根據本發明實施例的距離測量系統還包括 一轉發設 備，轉發設備一端與報文發送模塊、第一節點或第二節點中一個相 連，轉發設備另一端與報文發送模塊、第一節點或第二節點中另一 個相連，用於轉發報文或距離測量信號。
優選地，上述的報文發送模塊為無線接入點、路由器或計算 機；節點為計算機。
優選地，距離測量信號為音頻信號或光信號。
才艮據本發明的另一方面，4是供了一種距離測量方法。該方法應 用於包4舌第一節點和第二節點的系統中。該方法包4舌發送才艮文； 接收報文，並在接收到報文時，產生並發送距離測量信號；記錄響 應時間，其中，響應時間為發射距離測量信號的時刻與接收到報文 的時刻之差；接收報文以及距離測量信號，記錄接收報文的時刻為 第一時刻；記錄接收距離測量信號的時刻為第二時刻；獲得並處理 的響應時間、第一時刻和第二時刻，獲得第一節點和第二節點間的 傳播時間；根據傳播時間和距離測量信號的傳播速度，計算第一節 點與第二節點間的距離。優選地，上述的發送衝艮文具體為周期性地發送才艮文、響應於 指令發送才艮文或在預定時間發送才艮文。
優選地，處理響應時間、第一時刻和第二時刻具體為第二時 刻減第 一 時刻和響應時間。
在存在轉發設備的情況下，進一步包括測量轉發設備的延遲 時間。在該情況下，優選地，獲得第一節點和第二節點間的傳播時 間具體為獲得響應時間、第一時刻、第二時刻和延遲時間；將第 二時刻減去第 一 時刻、響應時間和延遲時間。
優選地，上述的距離測量信號為音頻信號或光信號。
上述4支術方案中的至少一個4支術方案具有如下的有益效果通 過測量信號的傳播時間，並進一步根據信號的傳播時間和傳播速度 來測量距離，可以在不對目前的設備的硬體設施進行大的改動的情 況下容易地實現距離測量，提高了測量效率，同時降低了測量成本。


此處所說明的附圖用來l是供對本發明的進一步理解，構成本申 :清的一部分，本發明的示意性實施例及其i兌明用於解釋本發明，並 不構成對本發明的不當限定。在附圖中
圖1是根據本發明系統實施例一的距離測量系統的框圖2是根據本發明系統實施例一的距離測量系統的詳細結構框
圖3是根據本發明系統實施例二的距離測量系統的框10圖4是根據本發明方法實施例 一 的距離測量方法的流程圖5是根據本發明方法實施例二的距離測量方法的流程圖。
具體實施例方式
根據本發明實施例，提供了一種距離測量機制，具體地，提供 了距離測量系統及距離測量方法，其通過對距離測量信號的傳播時 間的測量來進一步實現距離測量。需要說明的是，在下文中提到的 距離測量信號包括但不限於音頻信號(聲音信號)，光信號；下 文中提到的報文發送模塊包括但不限於無線接入點、路由器或計 算機；下文中提到的節點包括但不限於計算機。並且，本發明實施 例對節點的數量沒有限制，為了^f更於描述，以下將以存在兩個節點 參與距離測量的情況為例來進行示例性說明。
以下將參照附圖來描述本發明實施例。 系統實施例一
根據本發明的系統實施例，提供了一種距離測量系統。圖l示 出了該距離測量系統的示例性結構，圖2示出了距離測量系統的詳 細結構。如圖1所示的距離測量系統包括報文發送模塊102、第一 節點104、第二節點106、距離測量才莫塊108。以下將結合圖1和圖 2進一步詳細描述系統的各個組成部分。
報文發送模塊102用於發送報文，其發送報文的方式可以為以 下任一種周期性地發送報文，響應於指令發送報文，在預定時間 發送報文等。
舉例來說，報文發送模塊102可以是無線網絡中的無線接入點 (AP)、路由器、普通計算機等。其發送的報文可以為某一特定幀，例如控制幀、時間同步幀等，包括 f旦不限於以下幾種wifi網^^中 的beacon報文、乙太網上的廣播、多播報文等。
第一節點104，接收報文發送模塊102發送的報文，並且在接 收到才艮文時，產生並發射距離測量信號，記錄響應時間，其中，響 應時間為發射距離測量信號的時刻與接收到才艮文的時刻之差。
優選地，如圖2所示，第一節點104進一步包括距離測量信 號產生模塊200，用於在接收到報文時，產生距離測量信號(例如， 在距離測量信號為音頻信號的情況下，該距離測量信號產生模塊可 以為音效卡)；距離測量信號發送才莫塊202，與距離測量信號產生才莫塊 相連，用於將距離測量信號發送出去。
第二節點106，接收報文發送模塊102發送的報文以及第一節 點104發射的距離測量信號，並記錄接收報文的時刻為第一時刻； 記錄接收距離測量信號的時刻為第二時刻。
優選地，如圖2所示，上述的第一節點104和第二節點106分 別包括有接收模塊204，用於接收報文；音頻採集單元206，與 接收模塊連接，用於實時採樣第 一 節點或第二節點在收到報文後產 生的音頻信號；網卡208，與接收才莫塊連接，用於在接收才莫塊接收 到才艮文時，實時i己錄響應時間、第一時刻和第二時刻。
距離測量才莫塊108,獲得並處理響應時間、第一時刻和第二時 刻，獲得第一節點104和第二節點106間的傳播時間，根據傳播時 間和距離測量信號的傳播速度，計算第一節點104與第二節點106 間的距離。具體地，距離測量才莫塊108可以設置於第一節點或第二 節點中，或獨立於第一節點或第二節點單獨設置(圖1中示出了單 獨-沒置的情況)。根據實施的需要(例如，為了提高測量精度等)，可以分別在 節點中設置距離測量模塊，例如，第一節點和第二節點中均設置有 距離測量模塊，在距離測量系統包括多個距離測量模塊的情況下， 可以根據需要觸發某 一個或多個距離測量模塊工作，而其它距離測 量模塊處於待用狀態，此時，可以通過將多個距離測量模塊的測量 結果取平均來提高測量精度。
優選地，如圖2所示，距離測量才莫塊包括獲得單元212，與 第一節點和第二節點相連，用於荻得響應時間、第一時刻和第二時 刻；處理單元214，與獲糹尋單元相連，對響應時間、第一時刻和第 二時刻進行處理，獲得第一節點和第二節點間的傳播時間，根據傳 播時間和距離測量信號的傳播速度，計算第 一 節點與第二節點間的 距離。
其中，上述的第一節點和第二節點間的傳播時間為第二時刻 減去第一時刻與響應時間後的差值。即傳4番時間=第二時刻-第 一時刻-響應時間，傳播時間與距離測量信號的傳播速度的乘積即 為節點間距離。
通過以上描述可以看出，本發明實施例對於距離測量模塊的位 置沒有限制。以下將通過實例來進一步描述本發明，在本實例中， 假設距離測量模塊位於第二節點中。
實例1:距離測量模塊位於第二節點中，距離測量系統涉及設 備A (第一節點)、設備B (第二節點)、設備C (報文發送模塊)
設備C發送報文X，設備A的接收模塊接收到報文，並且其 網卡記錄接收報文的時間，設備A的距離測量信號產生模塊產生距 離測量信號，並且其距離測量信號發射模塊將該距離測量信號發射
13出去，i殳備A記錄響應時間(U)，其中，響應時間為發射距離測 量信號的時刻與接收到報文的時刻之差；
設備B接收報文X以及設備A的距離測量信號，並記錄接收 報文的時刻為第一時刻(t2);記錄接收距離測量信號的時刻為第二 時刻(t3 );
設備B的距離測量模塊獲取上述的時間tl、 t2、 t3,則距離測 量信號在設備A和設備B間的傳播時間T= t3 - t2 - tl 。這樣，設備 A和設備B之間的距離S=T*V,其中，V為距離測量信號的傳播速度。
以上描述的是報文發送4幾構及參與距離測量的節點之間不存 在轉發或中轉設備的情況，但本發明不限於此。實際上，在實際應 用中，距離測量系統中可以存在轉發設備(例如，路由器、網橋等)， 本發明的系統實施例二給出了該種情況下的解決方案。
系鄉充實施例二
相比於系統實施例一 ，系統實施例二提供的距離測量系統進一 步包括了轉發i殳備，其他結構與系統實施例一類似，因此對於相同 或相如乂的內容不再進4亍重複描述。
如圖3所示，根據本發明系統實施例二的距離測量系統除了包 括報文發送模塊302、第一節點304、第二節點306、距離測量模塊 308 (上述各個部件的結構可以參見圖2)，還包括轉發設備310。
其中，轉發設備310的一端與報文發送模塊、第一節點或第二 節點中一個相連，其另一端與報文發送模塊、第一節點或第二節點
中另一個相連，用於轉發報文或距離測量信號。也就是說，根據本發明系統實施例二的距離測量系統對於轉發設備的所處的位置並 無限制，其可以位於報文發送模塊與第一節點或第二節點之間(此 時，轉發設備主要用於轉發距離測量信號)，也可以位於第一節點
和第二節點之間，圖3示出了轉發設備310位於報文發送模塊和第 二節點間的實例，此時，轉發設備主要用於轉發報文。
在存在轉發設備的情況下，距離測量模塊還需要獲得轉發設備 的延遲時間。而延遲時間的測量可以由第一節點、第二節點、或距 離測量模塊來完成，本發明對此沒有限制。
延遲時間的測量方法很多，例如，利用時鐘同步後測量時延， 利用連續大報文發送和回聲方式測量時延，或者在預先知道轉發設 備的情況下，通過查詢產品信息得到延遲時間。
在這種情況下，獲得單元212除了獲得響應時間、第一時刻和 第二時刻，還需要獲4f延遲時間；處理單元214需要^J"響應時間、 第一時刻和第二時刻、和延遲時間進行處理，獲得第一節點和第二 節點間的傳:!番時間。此時，第一節點和第二節點間的傳糹番時間為
第二時刻減去第一時刻、延遲時間與響應時間後的差值。即傳播-時間=第二時刻-第一時刻-響應時間-延遲時間，傳4番時間與3巨 離測量信號的傳播速度的乘積即為節點間距離。
在該實施例中，如果轉發設備存在於報文發送模塊與第二節點 之間，且轉發設備的延遲時間過長，導致第二節點在接收到距離測 量信號之後才接收到報文，則需要根據具體情況判斷是否進行測距。
通過以下給出的實例可以更好地理解本發明，在本實例中，*i :&距離測量才莫塊位於第 一 節點中。
15實例2:距離測量模塊位於第一節點中，距離測量系統涉及設 備A (第一節點)、設備B (第二節點)、設備C (報文發送模塊)、 設備D (轉發設備)，且設備D位於設備B和設備C之間，延遲時
間由距離測量才莫塊測量。
設備C發送報文X,設備A的接收模塊接收到報文，並且其 網卡記錄接收報文的時間，設備A的距離測量信號產生模塊產生距 離測量信號，並且其距離測量信號發射模塊將該距離測量信號發射 出去，"i殳備A ^己錄響應時間(tl),其中，響應時間為發射-巨離測 量信號的時刻與接收到報文的時刻之差；
設備B接收報文X以及設備A的距離測量信號，並記錄接收 報文的時刻為第一時刻(t2);記錄接收距離測量信號的時刻為第二 時刻(t3);
設備A的距離測量模塊獲取上述的時間tl、 t2、 t3，並測量設 備D的延遲時間t4。則距離測量信號在設備A和設備B間的傳播 時間T= t3 - t2 - tl - t4。這樣，i殳備A和i殳備B之間的距離S=T*V, 其中，V為距離測量信號的傳播速度。
實例3:距離測量模塊位於第一節點中，距離測量系統涉及設 備A (第一節點)、設備B (第二節點)、設備C (報文發送模塊)、 設備D (轉發設備)，且設備D位於設備B和設備C之間，延遲時 間由i殳備B測量。
設備C發送報文X,設備A的接收模塊接收到報文，並且其 網卡記錄接收報文的時間，設備A的距離測量信號產生模塊產生距 離測量信號，並且其距離測量信號發射^t塊將該距離測量信號發射 出去，設備A記錄響應時間(tl)，其中，響應時間為發射距離測 量信號的時刻與接收到才艮文的時刻之差；
16設備B接收報文X以及設備A的距離測量信號，並記錄接收 報文的時刻為第一時刻(t2),記錄接收距離測量信號的時刻為第二 時刻(t3 )，並測量i殳備D的延遲時間t4;
設備A的距離測量模塊獲取上述的時間tl、 t2、 t3、 t4。則距 離測量信號在設備A和設備B間的傳播時間T= t3 _ t2 - tl - t4。這 樣，設備A和設備B之間的距離S=T*V，其中，V為距離測量信 號的傳播速度。
應當注意，上述實施例中給出的距離測量系統可以擴展為包含 多個節點的情況，在存在多個參與距離測量的節點的情況下，距離 測量模塊可以單獨設置，也可以位於任一節點中，轉發設備的位置 也可以4艮據實施的需要i殳置，均可以參照給出的上述實施例來實 現。以下的方法實施例也可以參照上述的系統實施例中給出的細節 來理解和實施。
方法實施例一
才艮據本發明方法實施例，^是供了一種^巨離測量方法，該方法可 以使用上述實施例中提供的距離測量系統來實現，也可以使用其它 合適的設備來實現。本方法應用的環境中可以存在兩個參與距離測 量的節點(第一節點和第二節點)，也可以存在更多節點。
如上所述，本方法中4吏用的用於發送才艮文的才幾構可以是無線網 絡中的無線接入點(AP)、路由器、普通計算機等。其中，報文可 以為某一特定幀，例如控制幀、時間同步幀等，包括但不限於以下 幾種wifi網絡中的beacon報文、乙太網上的廣播、多播報文等。 參與距離測量的節點可以是普通計算機。圖4給出了根據方法實施例一的距離測量方法的處理流程。基
於上述描述，如圖4所示，該方法可以包4舌以下處理(步眾《S402-步驟S412):
步艱《S402，發送才艮文；在該步艱《中，發送才艮文的方式可以為以 下任一種周期性地發送報文、響應於指令發送報文或在預定時間 發送4艮文；
步驟S404，接收報文，並在接收到報文時，產生並發送距離測 量信號；在該步驟中，例如，在距離測量信號為音頻信號的情況下， 可以驅動音效卡發聲；
步-驟S406, i己錄響應時間，其中，響應時間為發射3巨離測量4言 號的時刻與接收到報文的時刻之差；
步驟S408,接收報文以及距離測量信號，記錄接收報文的時刻 為第 一時刻，記錄接收距離測量信號的時刻為第二時刻；
步驟S410，獲得並處理的響應時間、第一時刻和第二時刻，獲 得第一節點和第二節點間的傳播時間；在步驟中，上述的處理操作 具體為第二時刻減第一時刻和響應時間；
即，傳4番時間=第二時刻-第一時刻-響應時間；
步驟S412,根據傳播時間和距離測量信號的傳播速度，計算第 一節點與第二節點間的距離(S=T*V，其中，T為傳4番時間，V為 距離測量信號的傳播速度)。
上述方法是針對才艮文發送才幾構及參與距離測量的節點之間不 存在轉發設備的情況，如上所述，在實施本發明時，根據本發明實 施例的距離測量方法可能會應用於存在轉發i殳備(例如，，路由器、
18網橋等)的環境。本發明的方法實施例二給出了該種情況下的解決方案。
方法實施例二
與方法實施例 一 的應用環境不同的是，#4居方法實施例二的距 離測量方法應用的環境中本方法應用的環境中除了存在例如兩個 參與距離測量的節點(第一節點和第二節點)，還存在轉發設備。
圖5給出了才艮據方法實施例二的距離測量方法的詳細處理流 程。基於上述描述，如圖5所示，該方法可以包4舌以下處理(步-驟 S502畫步驟S514):
步-驟S502，發送才艮文；在該步驟中，發送才艮文的方式可以為以 下任一種周期性地發送報文、響應於指令發送報文或在預定時間 發送報文；
步驟S504，接收報文，並在接收到報文時，產生並發送距離測 量信號；在該步驟中，例如，在距離測量信號為音頻信號的情況下， 可以驅動音效卡發聲；
步驟S506,記錄響應時間，其中，響應時間為發射距離測量信 號的時刻與4妄收到報文的時刻之差；
步驟S508，接收報文以及距離測量信號，記錄接收報文的時刻 為第 一時刻，記錄接收距離測量信號的時刻為第二時刻；
步艱《S510，測量延遲時間；步-驟S512，獲4尋並處理的響應時間、第一時刻和第二時刻、延 遲時間，獲得第一節點和第二節點間的傳播時間；在步驟中，上述 的處理梯:作具體為第二時刻減第一時刻、響應時間和延遲時間；
即，傳#番時間=第二時刻-第 一時刻-響應時間-延遲時間
步驟S514,根據傳播時間和距離測量信號的傳播速度，計算第 一節點與第二節點間的距離(S=T*V，其中，T為傳播時間，V為 距離測量信號的傳播速度)。
需要說明的是，在上述處理中，對於測量延遲時間的具體時刻 沒有限制，也就是說，只要在對各個時間/時刻進行處理以獲得傳播 時間之前進行測量即可，而不限於上述的步驟S508與步驟S512之 間，例如，也可以在步驟S508之間進4亍。
在上述處理中，在距離測量信號為音頻信號的情況下，對於聲 音播放時出現的反射、漫射現象，可以採用最早聲波到達時間來確 定聲音傳播時間。
另外需要說明的是，以上給出的處理僅僅是示意和說明性地， 對於本領域技術人員來說，可以在上述內容的基礎上對本發明進行
靈活擴展，例如，為了提高距離測量的精度，可以採用重複測量求 平均值的方法，同樣落入本發明的保護範圍之內。
本領i或普通衝支術人員可以理解，上述實施例中的方法中的全部 或部分步4聚可以通過程序或指令控制相關的石更件來實現，上述的程 序或指令可以存儲於諸如ROM/RAM、磁碟、光碟等的計算機刻度 介質中。
20如上所述，通過本發明的實施例，l是供了一種虛擬麥克風陣列 的距離測量思路，本發明無需複雜的硬體設置，即可容易地實現距 離測量，進而可以在此基礎上進4於定位及其它才喿作，並且，在基於 已知距離的情況下，4艮容易構建設備基於虛擬麥克風陣列的空間位置。
以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發 明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。 凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進. 等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
2權利要求
1. 一種距離測量系統，其特徵在於，包括報文發送模塊，用於發送報文；第一節點，接收所述報文，並在接收到所述報文時，產生並發射距離測量信號，記錄響應時間，其中，所述響應時間為發射所述距離測量信號的時刻與接收到所述報文的時刻之差；第二節點，接收所述報文以及所述距離測量信號，記錄接收所述報文的時刻為第一時刻；記錄接收所述距離測量信號的時刻為第二時刻；距離測量模塊，獲得並處理所述響應時間、所述第一時刻和所述第二時刻，獲得所述第一節點和所述第二節點間的傳播時間，根據所述傳播時間和所述距離測量信號的傳播速度，計算所述第一節點與所述第二節點間的距離。
2. 根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述第一節點和所 述第二節點分別包括有接收模塊，用於接收所述報文；音頻採集單元，與所述接收模塊連接，用於實時採樣所 述第 一節點或第二節點在收到所述報文後產生的音頻信號；網卡，與所述接收模塊連接，用於在所述接收模塊接收 到所述才艮文時，實時記錄所述響應時間、所述第一時刻和所述 第二時刻。
3. 根據權利要求1或2所述的系統，其特徵在於，所述第一節點 還包括距離測量信號產生模塊，用於在接收到所述報文時，產 生所述距離測量信號；距離測量信號發送模塊，與所述距離測量信號產生模塊 相連，用於將所述距離測量信號發送出去。
4. 根據權利要求1或2所述的系統，其特徵在於，所述距離測量 模塊包括獲得單元，與所述第一節點和所述第二節點相連，用於 獲得所述響應時間、所述第 一時刻和所述第二時刻；處理單元，與所述獲糹尋單元相連，，於所述響應時間、所 述第一時刻和所述第二時刻進行處理，獲得所述第一節點和所 述第二節點間的傳播時間，根據所述傳播時間和所述距離測量 信號的傳播速度，計算所述第 一 節點與所述第二節點間的距離。
5. 根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述第一節點和所 述第二節點間的傳播時間為所述第二時刻減去所述第一時刻 與所述響應時間後的差4直。
6. 根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述距離測量模塊 設置於所述第一節點或所述第二節點中，或獨立於所述第一節 點或所述第二節點單獨設置。
7. 根據權利要求1、 2、 5或6中任一項所述的系統，其特徵在於， 所述的系統還包括一轉發設備，所述轉發設備一端與所述報文發送模塊、 所述第 一 節點或所述第二節點中 一個相連，所述轉發設備另一 端與所述報文發送模塊、所述第一節點或所述第二節點中另一 個相連，用於轉發所述報文或所述距離測量信號。
8. 根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述報文發送模塊 為無線接入點、路由器或計算機；所述節點為計算機。
9. 根據權利要求1或8所述的系統，其特徵在於，所述距離測量 信號為音頻信號或光信號。
10. —種距離測量方法，應用於包括有第 一節點和第二節點的系統 中，其特徵在於，包括發送々艮文；接收所述報文，並在接收到所述報文時，產生並發送距 離測量信號；i己錄響應時間，其中，所述響應時間為發射所述3巨離測 量信號的時刻與接收到所述報文的時刻之差；接收所述報文以及所述距離測量信號，記錄接收所述報 文的時刻為第 一 時刻；記錄接收所述距離測量信號的時刻為第 二時刻；獲得並處理所述的響應時間、所述第一時刻和所述第二 時刻，獲得所述第一節點和所述第二節點間的傳播時間；根據所述傳播時間和所述距離測量信號的傳播速度，計 算所述第 一節點與所述第二節點間的距離。
11. 根據權利要求10所述的方法，其特徵在於，所述發送報文具 體為周期性地發送報文、響應於指令發送報文或在預定時間 發送報文。
12. 才艮據;K利要求10所述的方法，其特4正在於，所述處理所述響 應時間、所述第一時刻和所述第二時刻具體為所述第二時刻 減所述第 一時刻和所述響應時間。
13. 才艮據權利要求10至12中任一項所述的方法，其特徵在於，在 存在轉發設備的情況下，進一步包括測量所述轉發設備的延遲時間。
14. 衝艮據^K利要求13所述的方法，其特;f正在於，所述獲得所述第 一節點和所述第二節點間的傳播時間具體為獲得所述響應時間、所述第一時刻、所述第二時刻和所 述延遲時間；將所述第二時刻減去所述第一時刻、所述響應時間和所 述延遲時間。
15. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述的距離測量信 號為音頻信號或光信號。
全文摘要
本發明公開了一種應用於通信領域的距離測量系統及方法，用於以較低成本容易地實現距離測量。上述的距離測量系統包括報文發送模塊，用於發送報文；第一節點，接收報文，並在接收到報文時，產生並發射距離測量信號，記錄響應時間；第二節點，接收報文以及距離測量信號，記錄接收報文的時刻為第一時刻；記錄接收距離測量信號的時刻為第二時刻；距離測量模塊，獲得並處理響應時間、第一時刻和第二時刻，獲得第一節點和第二節點間的傳播時間，根據傳播時間和距離測量信號的傳播速度，計算第一節點與第二節點間的距離。
文檔編號H04L29/08GK101442542SQ20071017768
公開日2009年5月27日 申請日期2007年11月19日 優先權日2007年11月19日
發明者過曉冰 申請人:聯想(北京)有限公司