一种测距方法和装置

本申请要求于2021年10月15日提交国家知识产权局、申请号为202111205179.0、申请名称为“一种无配对测距方法”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领域，并且更具体地，涉及一种测距方法和装置。

背景技术

超宽带(ultra wide band，UWB)技术由于低功耗、高时间分辨率等特性，能够实现高精度测距及定位，从而得到广泛的应用。

当前支持在一对多、多对多测距场景下，通过时分复用的方式让多个用户收到同一个发起方发送的测距信号后，能够在时间上错开响应以避免冲突。通过测距协商阶段为不同用户预分配不同的响应时间，使得每个用户在收到测距信号后，经过各自分配的响应时间，再反馈测距响应信号，从而使得不同用户的应答信号到达发起方时不会发生重叠，因而可以避免彼此之间的干扰。

然而，在当前测距方案中，发起方需要在配对后为每个响应方分配不同的响应时间，流程较为繁琐。并且，由于设备晶振通常具有误差，导致实际测量的时间与真实时间存在偏差，因而产生测距误差。另外，响应方的处理速度的不同，对测量误差的影响也不同，从而影响了测距精度。

因此，如何提高测距精度是亟待解决的问题。

发明内容

本申请实施例提供一种测距方法和装置，能够提高测距精度，降低对响应方处理速度的要求。

第一方面，提供了一种测距方法，该方法可以由第一设备执行，或者，也可以由用于第一设备的芯片或电路执行，本申请对此不作限定。为了便于描述，下面以由第一设备执行为例进行说明。

该方法包括：第一设备发送多个测距信号，多个测距信号包括第一测距信号和第二测距信号，第一测距信号早于第二测距信号发送，且第一测距信号和第二测距信号之间的发送时间间隔为t

根据本申请提供的方案，能够实现无配对测距，在保证测距精度的情况下，降低对响应方处理速度的要求。

第二方面，提供了一种测距方法，该方法可以由第二设备执行，或者，也可以由用于第二设备的芯片或电路执行，本申请对此不作限定。为了便于描述，下面以由第二设备执行为例进行说明。

该方法包括：第二设备接收来自第一设备的多个测距信号，多个测距信号包括第一测距信号和第二测距信号，并确定第二测距信号和第一测距信号之间的接收时间间隔为t

也就是说，当测距响应信号包括t

根据本申请提供的方案，能够实现无配对测距，在保证测距精度的情况下，降低对响应方处理速度的要求。

结合第一方面或第二方面，在某些实现方式中，N是根据t

需要说明的是，当N为非整数时，可以根据协议预定义将数值N保留小数点后两位。例如，当t

结合第一方面或第二方面，在某些实现方式中，测距响应信号包括第二测距信号和第一测距信号之间的接收时间间隔t

其中，c为光速。

结合第一方面或第二方面，在某些实现方式中，测距响应信号包括N，第一设备与第二设备之间的距离为：

其中，c为光速。

需要说明的是，上述以第二设备作为响应方进行示例性说明，不应对本申请的技术方案构成任何限定。例如，第一设备可以向多个第二设备发送测距信号；又例如，多个第一设备可以向一个或多个第二设备发送测距信号等等，本申请对此不作具体限定。

第三方面，提供了一种测距方法，该方法可以由第一设备执行，或者，也可以由用于第一设备的芯片或电路执行，本申请对此不作限定。为了便于描述，下面以由第一设备执行为例进行说明。

该方法包括：第一设备发送多个测距信号，多个测距信号包括第一测距信号和第二测距信号，第一测距信号早于第二测距信号发送，且第一测距信号和第二测距信号之间的发送时间间隔为t

示例性的，P的取值是预设整数值集合中的所有正整数。

可选地，预设整数值集合是协议预定义的。例如，预设整数值集合中包括至少一个整数。例如，1、3、5。根据本申请提供的方案，能够实现无配对测距，在保证测距精度的情况下，降低对响应方处理速度的要求。

可选地，在不设置检测窗口的情况下，第一设备一直盲检测，根据Mt

在一种可能的实施方式中，第一设备在检测到来自第二设备的测距响应信号后，记录同步时间戳，并与第二测距信号的发送时间戳相减得到t

在另一种可能的实施方式，采用滑窗的方式来检测测距响应信号，每个窗的位置(Pt

结合第一方面或第三方面，在某些实现方式中，第一设备发送多个测距信号，包括：第一设备在周期T内发送多个测距信号，T为大于零的常数。

第四方面，提供了一种测距方法，该方法可以由第二设备执行，或者，也可以由用于第二设备的芯片或电路执行，本申请对此不作限定。为了便于描述，下面以由第二设备执行为例进行说明。

该方法包括：第二设备接收来自第一设备的多个测距信号，多个测距信号包括第一测距信号和第二测距信号，并确定第二测距信号和第一测距信号之间的接收时间间隔为t

根据本申请提供的方案，能够实现无配对测距，在保证测距精度的情况下，降低对响应方处理速度的要求。

结合第二方面或第四方面，在某些实现方式中，第二设备接收来自第一设备的多个测距信号，包括：第二设备在周期T内接收来自第一设备的多个测距信号，T为大于零的常数。

结合第三方面或第四方面，在某些实现方式中，第一测距信号和/或第二测距信号中包括预设整数值集合。

可选地，预设整数值集合是协议预定义的。

示例性的，预设整数值集合中包括至少一个整数。例如，1、3、5。那么，第二设备在接收第二测距信号后，可以经过3t

也就是，第一设备需要在t

结合第一方面至第四方面，在某些实现方式中，第一测距信号和/或第二测距信号携带用于标识第一设备的信息。

结合第一方面至第四方面，在某些实现方式中，测距响应信号携带用于标识第一设备的信息。

其中，用于标识第一设备的信息可以显式指示，即该信息就是第一设备的标识信息；或者，也可以隐式指示，例如，根据序列等隐式指示该信息为第一设备的标识信息，本申请对此不作具体限定。

结合第一方面至第四方面，在某些实现方式中，测距响应信号还携带用于标识第二设备的信息。

其中，用于标识第二设备的信息可以显式指示，即该信息就是第二设备的标识信息；或者，也可以隐式指示，例如，根据序列等隐式指示该信息为第二设备的标识信息，本申请对此不作具体限定。

结合第一方面至第四方面，在某些实现方式中，用于标识第一设备的信息承载于第一测距信号、第二测距信号和测距响应信号中的至少一种信号的物理层帧头PHR或有效载荷。

结合第一方面至第四方面，在某些实现方式中，用于标识第一设备的信息是根据第一设备的媒体接入控制(media access control address，MAC)地址确定的。

示例性的，用于标识第一设备的信息可以是通过第一设备的MAC地址直接确定的，这里MAC地址可以理解为第一设备的以太网地址(ethernet address)或物理地址(physical address)。例如，固定ID。即使用第一设备的MAC地址(64bit)中的N

进一步地，用于标识第一设备的信息还可以是根据当前时间戳与MAC地址确定的。例如，随机ID。将当前的时间戳(32bit)中的N

结合第一方面至第四方面，在某些实现方式中，第一测距信号与第二测距信号的同步字段(synchronization，SYNC)、帧开始分隔符字段(start-of-frame delimiter，SFD)、物理层帧头(PHY header，PHR)、有效载荷中的至少一项不同。

示例性的，第一测距信号的PHR或有效载荷中包括第一指示信息，第一指示信息用于指示当前测距信号为第一测距信号，第二测距信号的PHR或有效载荷中包括第二指示信息，第二指示信息用于指示当前测距信号为第二测距信号；和/或，第一测距信号的SFD指示当前测距信号为第一测距信号，第二测距信号的SFD指示当前测距信号为第二测距信号，第一测距信号的SFD与第二测距信号的SFD不同；和/或，第一测距信号的SYNC指示当前测距信号为第一测距信号，第二测距信号的SYNC指示当前测距信号为第二测距信号，第一测距信号的SYNC与第二测距信号的SYNC不同。

根据上述几种可能的实现方式，可以进一步指示当前测距信号是第一测距信号或第二测距信号。即，第一测距信号和第二测距信号不同。

结合第一方面至第四方面，在某些实现方式中，第一测距信号和第二测距信号的同步字段SYNC包括专用同步序列，专用同步序列用于无配对测距。

其中，无配对测距可以理解为某一设备在第一范围内广播或发送测距信号，该第一范围内的至少一个设备向该设备反馈测距响应信号的过程，发送方和响应方之间无需提前建立连接等。例如，设备A与设备B之间无需相互验证身份、建立连接等配对操作即可进行设备A与设备B之间的测距应用。

结合第一方面至第四方面，在某些实现方式中，测距响应信号的同步字段SYNC包括第一专用同步序列，第一专用同步序列是专用同步序列集合中任意一个专用同步序列，专用同步序列集合是协议预定义的，专用同步序列集合包括第一组专用同步序列集合和第二组专用同步序列集合，第一组专用同步序列集合和第二组专用同步序列集合中的专用同步序列互不相同，当第一测距信号和第二测距信号的同步字段SYNC包括第一组专用同步序列集合中的专用同步序列时，测距响应信号的同步字段SYNC包括第一组专用同步序列集合中的专用同步序列；当第一测距信号和第二测距信号的同步字段SYNC包括第二组专用同步序列集合中的专用同步序列时，测距响应信号的同步字段SYNC包括第二组专用同步序列集合中的专用同步序列。

也就是说，第一测距信号(或第二测距信号)及其对应的测距响应信号所使用的专用同步序列属于同一组专用同步序列集合。

示例性的，可以通过协议规定，将其中一个序列作为第一设备发送的测距信号的专用同步序列。

在本申请实施例中，提供两组共20个31长的专用同步序列，每组包含10个互不相同的专用同步序列。

示例性的，第一组专用同步序列集合包括：

“-+0--+-++00+---++-++++-+0+++0-0、

++-+++--0+++0+0-+0++-+--00--+-+、

+-+++--+0+-+----0+++-++0+0-+00+、

0-++-+++-+0-++++--0-+---+0+0++0、

00++--0-+++++-+++-0++-0--+-+-0+、

0+00+-++0+-+-+++++--0--+0--+++-、

00++0--++-0-0-+-+0-++++++--+-++、

+++++0+0---+0+--++-+-+--++00+-0、

+++-0---0+-++-0+-+-+++--+++00+0、

00+0+-+-0++-0+-+++0-++++-++----”。

第二组专用同步序列集合包括：

“00++-+--++++++-0+-+-0-0-++--0++、

-+00++--+-+-++--+0+---0+0+++++0、

0+00+++--+++-+-+0-++-+0---0-+++、

----++-++++-0+++-+0-++0-+-+0+00、

-0+++0+-++++-++---+00++-+--0+-0、

+-+--00--+-++0+-0+0+++0--+++-++、

-+++--0+--0--+++++-+-+0++-+00+0、

00+0-+-+--0-++0-+++-+++++-0--++、

++0+0+---+-0--++++-0+-+++-++-00、

+00+-0+0++-+++0----+-+0+--+++-+”。

其中，“+”表示1，“-”表示-1。每一组内的专用同步序列之间互相关性较好。

具体地，第二设备在接收到第一设备发送的测距信号后，使用该专用同步序列(例如，第一组专用同步序列集合中的“-+0--+-++00+---++-++++-+0+++0-0”)进行相关运算，从而识别出该测距信号为无配对测距信号。对应的，第二设备从该专用同步序列所在的组(例如，第一组专用同步序列集合中的“++-+++--0+++0+0-+0++-+--00--+-+”)中随机选取一个专用同步序列，携带在测距响应信号中发送给第一设备。

需要说明的是，本申请实施例中的第一测距信号、第二测距信号和测距响应信号中选取的专用同步序列可以相同，也可以不同，本申请对此不作具体限定。

结合第三方面或第四方面，在某些实现方式中，第一设备与第二设备之间的距离为：

其中，c为光速。

需要说明的是，上述以第二设备作为响应方进行示例性说明，不应对本申请的技术方案构成任何限定。例如，第一设备可以向多个第二设备发送测距信号；又例如，多个第一设备可以向一个或多个第二设备发送测距信号等等，本申请对此不作具体限定。

第五方面，提供了一种测距装置，其特征在于，包括收发单元，用于：第一设备发送多个测距信号，多个测距信号包括第一测距信号和第二测距信号，第一测距信号早于第二测距信号发送，且第一测距信号和第二测距信号之间的发送时间间隔为t

第六方面，提供了一种测距装置，其特征在于，收发单元，用于：第二设备接收来自第一设备的多个测距信号，多个测距信号包括第一测距信号和第二测距信号，并确定第二测距信号和第一测距信号之间的接收时间间隔为t

也就是说，当测距响应信号包括t

根据本申请提供的方案，能够实现无配对测距，在保证测距精度的情况下，降低对响应方处理速度的要求。

结合第五方面或第六方面，在某些实现方式中，N是根据t

结合第五方面或第六方面，在某些实现方式中，测距响应信号包括第二测距信号和第一测距信号之间的接收时间间隔t

其中，c为光速。

结合第五方面或第六方面，在某些实现方式中，测距响应信号包括N，第一设备与第二设备之间的距离为：

其中，c为光速。

第七方面，提供了一种测距装置，其特征在于，包括收发单元，用于：第一设备发送多个测距信号，多个测距信号包括第一测距信号和第二测距信号，第一测距信号早于第二测距信号发送，且第一测距信号和第二测距信号之间的发送时间间隔为t

示例性的，P的取值是预设整数值集合中的所有正整数。

可选地，预设整数值集合是协议预定义的。例如，预设整数值集合中包括至少一个整数。例如，1、3、5。

根据本申请提供的方案，能够实现无配对测距，在保证测距精度的情况下，降低对响应方处理速度的要求。

可选地，在不设置检测窗口的情况下，第一设备一直盲检测，根据Mt

在一种可能的实施方式中，第一设备在检测到来自第二设备的测距响应信号后，记录同步时间戳，并与第二测距信号的发送时间戳相减得到t

其中，

在另一种可能的实施方式，采用滑窗的方式来检测测距响应信号，每个窗的位置(Pt

结合第五方面或第七方面，在某些实现方式中，收发单元，还用于：第一设备在周期T内发送多个测距信号，T为大于零的常数。

第八方面，提供了一种测距装置，其特征在于，收发单元，用于：第二设备接收来自第一设备的多个测距信号，多个测距信号包括第一测距信号和第二测距信号，并确定第二测距信号和第一测距信号之间的接收时间间隔为t

根据本申请提供的方案，能够实现无配对测距，在保证测距精度的情况下，降低对响应方处理速度的要求。

结合第六方面或第八方面，在某些实现方式中，收发单元，还用于：第二设备在周期T内接收来自第一设备的多个测距信号，T为大于零的常数。

结合第七方面或第八方面，在某些实现方式中，第一测距信号和/或第二测距信号中包括预设整数值集合。

可选地，预设整数值集合是协议预定义的。

示例性的，预设整数值集合中包括至少一个整数。例如，1、3、5。那么，第二设备在接收第二测距信号后，可以经过3t

也就是，第一设备需要在t

结合第五方面至第八方面，在某些实现方式中，第一测距信号和/或第二测距信号携带用于标识第一设备的信息。

结合第五方面至第八方面，在某些实现方式中，测距响应信号携带用于标识第一设备的信息。

其中，用于标识第一设备的信息可以显式指示，即该信息就是第一设备的标识信息；或者，也可以隐式指示，例如，根据序列等隐式指示该信息为第一设备的标识信息，本申请对此不作具体限定。

结合第五方面至第八方面，在某些实现方式中，测距响应信号还携带用于标识第二设备的信息。

其中，用于标识第二设备的信息可以显式指示，即该信息就是第二设备的标识信息；或者，也可以隐式指示，例如，根据序列等隐式指示该信息为第二设备的标识信息，本申请对此不作具体限定。

结合第五方面至第八方面，在某些实现方式中，用于标识第一设备的信息承载于第一测距信号、第二测距信号和测距响应信号中的至少一种信号的物理层帧头PHR或有效载荷。

结合第五方面至第八方面，在某些实现方式中，用于标识第一设备的信息是根据第一设备的媒体接入控制(media access control address，MAC)地址确定的。

示例性的，用于标识第一设备的信息可以是通过第一设备的MAC地址直接确定的，这里MAC地址可以理解为第一设备的以太网地址(ethernet address)或物理地址(physical address)。例如，固定ID。即使用第一设备的MAC地址(64bit)中的N

进一步地，用于标识第一设备的信息还可以是根据当前时间戳与MAC地址确定的。例如，随机ID。将当前的时间戳(32bit)中的N

结合第五方面至第八方面，在某些实现方式中，第一测距信号与第二测距信号的同步字段(synchronization，SYNC)、帧开始分隔符字段(start-of-frame delimiter，SFD)、物理层帧头(PHY header，PHR)、有效载荷中的至少一项不同。

示例性的，第一测距信号的PHR或有效载荷中包括第一指示信息，第一指示信息用于指示当前测距信号为第一测距信号，第二测距信号的PHR或有效载荷中包括第二指示信息，第二指示信息用于指示当前测距信号为第二测距信号；和/或，第一测距信号的SFD用于指示当前测距信号为第一测距信号，第二测距信号的SFD用于指示当前测距信号为第二测距信号，第一测距信号的SFD与第二测距信号的SFD不同；和/或，第一测距信号的SYNC用于指示当前测距信号为第一测距信号，第二测距信号的SYNC用于指示当前测距信号为第二测距信号，第一测距信号的SYNC与第二测距信号的SYNC不同。

根据上述几种可能的实现方式，可以进一步指示当前测距信号是第一测距信号或第二测距信号。即，第一测距信号和第二测距信号不同。

结合第五方面至第八方面，在某些实现方式中，第一测距信号和第二测距信号的同步字段SYNC包括专用同步序列，专用同步序列用于无配对测距。

其中，无配对测距可以理解为某一设备在第一范围内广播或发送测距信号，该第一范围内的至少一个设备向该设备反馈测距响应信号的过程，发送方和响应方之间无需提前建立连接等。例如，设备A与设备B之间无需相互验证身份、建立连接等配对操作即可进行设备A与设备B之间的测距应用。

结合第五方面至第八方面，在某些实现方式中，测距响应信号的同步字段SYNC包括第一专用同步序列，第一专用同步序列是专用同步序列集合中任意一个专用同步序列，专用同步序列集合是协议预定义的，

专用同步序列集合包括第一组专用同步序列集合和第二组专用同步序列集合，第一组专用同步序列集合和第二组专用同步序列集合中的专用同步序列互不相同，当第一测距信号和第二测距信号的同步字段SYNC包括第一组专用同步序列集合中的专用同步序列时，测距响应信号的同步字段SYNC包括第一组专用同步序列集合中的专用同步序列；当第一测距信号和第二测距信号的同步字段SYNC包括第二组专用同步序列集合中的专用同步序列时，测距响应信号的同步字段SYNC包括第二组专用同步序列集合中的专用同步序列。

也就是说，第一测距信号(或第二测距信号)及其对应的测距响应信号所使用的专用同步序列属于同一组专用同步序列集合。

示例性的，可以通过协议规定，将其中一个序列作为第一设备发送的测距信号的专用同步序列。

在本申请实施例中，提供两组共20个31长的专用同步序列，每组包含10个互不相同的专用同步序列。

示例性的，第一组专用同步序列集合包括：

“-+0--+-++00+---++-++++-+0+++0-0、

++-+++--0+++0+0-+0++-+--00--+-+、

+-+++--+0+-+----0+++-++0+0-+00+、

0-++-+++-+0-++++--0-+---+0+0++0、

00++--0-+++++-+++-0++-0--+-+-0+、

0+00+-++0+-+-+++++--0--+0--+++-、

00++0--++-0-0-+-+0-++++++--+-++、

+++++0+0---+0+--++-+-+--++00+-0、

+++-0---0+-++-0+-+-+++--+++00+0、

00+0+-+-0++-0+-+++0-++++-++----”。

第二组专用同步序列集合包括：

“00++-+--++++++-0+-+-0-0-++--0++、

-+00++--+-+-++--+0+---0+0+++++0、

0+00+++--+++-+-+0-++-+0---0-+++、

----++-++++-0+++-+0-++0-+-+0+00、

-0+++0+-++++-++---+00++-+--0+-0、

+-+--00--+-++0+-0+0+++0--+++-++、

-+++--0+--0--+++++-+-+0++-+00+0、

00+0-+-+--0-++0-+++-+++++-0--++、

++0+0+---+-0--++++-0+-+++-++-00、

+00+-0+0++-+++0----+-+0+--+++-+”。

其中，“+”表示1，“-”表示-1。每一组内的专用同步序列之间互相关性较好。

具体地，第二设备在接收到第一设备发送的测距信号后，使用该专用同步序列(例如，第一组专用同步序列集合中的“-+0--+-++00+---++-++++-+0+++0-0”)进行相关运算，从而识别出该测距信号为无配对测距信号。对应的，第二设备从该专用同步序列所在的组(例如，第一组专用同步序列集合中的“++-+++--0+++0+0-+0++-+--00--+-+”)中随机选取一个专用同步序列，携带在测距响应信号中发送给第一设备。

需要说明的是，本申请实施例中的第一测距信号、第二测距信号和测距响应信号中选取的专用同步序列可以相同，也可以不同，本申请对此不作具体限定。

结合第七方面或第八方面，在某些实现方式中，第一设备与第二设备之间的距离为：

其中，c为光速。

第九方面，提供了一种第一设备，包括，处理器，可选地，还包括存储器，该处理器用于控制收发器收发信号，该存储器用于存储计算机程序，该处理器用于从存储器中调用并运行该计算机程序，使得该第一设备执行上述第一方面或第一方面中任一种可能实现方式中的方法，或者执行上述第三方面或第三方面中任一种可能实现方式中的方法。

可选地，该处理器为一个或多个，该存储器为一个或多个。

可选地，该存储器可以与该处理器集成在一起，或者该存储器与处理器分离设置。

可选地，该第一设备还包括收发器，收发器具体可以为发射机(发射器)和接收机(接收器)。

第十方面，提供了一种第二设备，包括，处理器，可选地，还包括存储器，该处理器用于控制收发器收发信号，该存储器用于存储计算机程序，该处理器用于从存储器中调用并运行该计算机程序，使得该第二设备执行上述第二方面或第二方面中任一种可能实现方式中的方法，或者，执行上述第四方面或第四方面中任一种可能实现方式中的方法。

可选地，该处理器为一个或多个，该存储器为一个或多个。

可选地，该存储器可以与该处理器集成在一起，或者该存储器与处理器分离设置。

可选地，该第二设备还包括收发器，收发器具体可以为发射机(发射器)和接收机(接收器)。

第十一方面，提供了一种通信装置，包括：用于实现第一方面或第一方面任一种可能实现方式中的方法的各个模块或单元，和/或用于实现第二方面或第二方面任一种可能实现方式中的方法的各个模块或单元，和/或用于实现第三方面或第三方面任一种可能实现方式中的方法的各个模块或单元，和/或用于实现第四方面或第四方面任一种可能实现方式中的方法的各个模块或单元。

第十二方面，提供了一种通信系统，包括：第一设备，用于执行上述第一方面或第一方面任一种可能实现方式中的方法，或者用于执行上述第三方面或第三方面任一种可能实现方式中的方法；以及第二设备，用于执行上述第二方面或第二方面任一种可能实现方式中的方法，或者，用于执行上述第四方面或第四方面任一种可能实现方式中的方法。

第十三方面，提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序或代码，该计算机程序或代码在计算机上运行时，使得该计算机执行上述第一方面或第一方面任一种可能实现方式中的方法，和/或第二方面或第二方面任一种可能实现方式中的方法，和/或第三方面或第三方面任一种可能实现方式中的方法，和/或第四方面或第四方面任一种可能实现方式中的方法。

第十四方面，提供了一种芯片，包括至少一个处理器，该至少一个处理器与存储器耦合，该存储器用于存储计算机程序，该处理器用于从存储器中调用并运行该计算机程序，使得安装有该芯片系统的第一设备执行上述第一方面或第一方面任一种可能实现方式中的方法，或者，执行上述第三方面或第三方面任一种可能实现方式中的方法；以及使得安装有该芯片系统的第二设备执行第二方面或第二方面任一种可能实现方式中的方法，或者，执行上述第四方面或第四方面任一种可能实现方式中的方法。

其中，该芯片可以包括用于发送信息或数据的输入电路或者接口，以及用于接收信息或数据的输出电路或者接口。

第十五方面，提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括：计算机程序代码，当该计算机程序代码被第一设备运行时，使得该第一设备执行上述第一方面或第一方面任一种可能实现方式中的方法，或者，使得该第一设备执行上述第三方面或第三方面任一种可能实现方式中的方法，以及当该计算机程序代码被第二设备运行时，使得该第二设备执行第二方面或第二方面任一种可能实现方式中的方法，或者，使得该第二设备执行第四方面或第四方面任一种可能实现方式中的方法。

根据本申请实施例的方案，提供了一种测距方法和装置，能够实现无配对测距，在保证测距精度的情况下，降低对响应方处理速度和响应时间的要求。

附图说明

图1是适用本申请的单边双向测距方法的一例示意图。

图2是适用本申请的超宽带物理层帧结构的一例示意图。

图3是适用于本申请的测距方法的一例示意图。

图4是适用于本申请的测距方法的一例示意图。

图5是适用本申请的广播信号设计的一例示意图。

图6是适用本申请的测距信号指示方式的一例示意图。

图7是适用本申请的脉冲信号在发起方(initiator)和响应方(responder)之间的飞行时间计算原理的一例示意图。

图8是适用于本申请的测距方法的另一例示意图。

图9是适用于本申请的测距方法的又一例示意图。

图10是适用于本申请的测距方法的又一例示意图。

图11是适用本申请的测距装置的一例示意图。

图12是适用本申请的测距装置的另一例示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

本申请实施例的技术方案可以应用于同步、测距、定位等各种通信系统。例如，长期演进(long term evolution，LTE)系统、LTE频分双工(frequency division duplex，FDD)系统、LTE时分双工(time division duplex，TDD)、通用移动通信系统(universalmobile telecommunication system，UMTS)、全球互联微波接入(worldwideinteroperability for microwave access，WiMAX)通信系统、第五代(5th Generation，5G)系统或新无线(new radio，NR)等。

随着通信技术的发展，移动通信系统将不仅支持传统的通信，还将支持例如设备到设备(device to device，D2D)通信，机器到机器(machine to machine，M2M)通信，机器类型通信(machine type communication，MTC)，车联网(vehicle to everything，V2X)通信，车到车(vehicle to vehicle，V2V)通信、车到基础设施(vehicle to infrastructure，V2I)通信，车到行人(vehicle to pedestrian，V2P)通信，车到网络(vehicle to network，V2N)通信等，车间通信长期演进技术(long term evolution-vehicle，LTE-V)、机器类通信(machine type communication，MTC)、物联网(Internet of Things，IoT)、工业互联网、机器间通信长期演进技术(long term evolution-machine，LTE-M)、新无线无许可频谱(NRin unlicensed spectrum，NR-U)、车联网无许可频谱(V2X in unlicensed spectrum，V2X-U)等。

本申请实施例中的第一设备和/或第二设备可以指用户设备、接入终端、用户单元、用户站、移动站、移动台、远方站、远程终端、移动设备、用户终端、终端、无线通信设备、用户代理或用户装置。第一设备还可以是蜂窝电话、无绳电话、会话启动协议(sessioninitiation protocol，SIP)电话、无线本地环路(wireless local loop，WLL)站、个人数字处理(personal digital assistant，PDA)、具有无线通信功能的手持设备、计算设备或连接到无线调制解调器的其它处理设备、车载设备、可穿戴设备，5G网络中的第一设备或者未来演进的公用陆地移动通信网络(public land mobile network，PLMN)中的第一设备等，本申请实施例对此并不限定。

为便于理解本申请实施例，下面首先对本申请中涉及的几个术语进行简单说明。

1、超宽带(ultra wide band，UWB)

超宽带UWB技术是一种新型的无线通信技术。它通过对具有很陡上升和下降时间的冲激脉冲进行直接调制，使信号具有GHz量级的带宽。

超宽带技术具有对信道衰落不敏感、更强的抗干扰性能、发射信号功率谱密度低、传输速率高、低截获能力、带宽极宽、系统复杂度低、系统容量大、能提供数厘米的定位精度、保密性好、通信距离短、多径分辨率、便携等优点。

超宽带(UWB)在早期应用在近距离高速数据传输，近年来利用其亚纳秒级超窄脉冲进行近距离精确室内定位。

2、晶振

晶振又称石英晶体，是电子产品中最常用的元件之一，主要用于振荡器电路中。晶振主要由晶片、导电胶、电极等器件组成。

晶振的主要参数有标称频率、负载电容、频率精度、频率稳定度等，这些参数决定了晶振的品质和性能。

晶振是石英晶体谐振器(quartz crystal oscillator)的简称，也称有源晶振、石英晶体或晶体、晶振。它能够产生中央处理器(central procession unit，CPU)执行指令所必需的时钟频率信号，CPU一切指令的执行都是建立在这个基础上的，时钟信号频率越高，通常CPU的运行速度也就越快。晶体振荡器(crystal oscillator)是指从一块石英晶体上按一定方位角切下薄片(简称为晶片)。

超宽带UWB技术由于低功耗、高时间分辨率等特性，能够实现厘米级别的高精度测距及定位，得到了广泛的应用。

图1是当前单边双向测距方法的一例示意图。如图1所示，UWB设备A在自己的时间戳T

其中，往返时间：t

响应时间：t

两个UWB设备之间的飞行时间：

进一步地，确定UWB设备A和设备B之间的距离为：

其中，c为光速，即c＝3×10

需要说明的是，单边双向测距法不需要不同设备(例如，UWB设备A和设备B)之间时钟保持同步，只需要各设备上报时间戳之差即可。其中，时间戳的确定是利用信号中的同步信号部分得到的。

图2是UWB PHY帧结构的一例示意图。如图2所示，高速脉冲(high rate pulse，HRP)UWB物理层(physical layer，PHY)帧由前导(preamble)和数据(data)两部分组成。其中，前导部分包含同步头(synchronization header，SHR)，由同步字段(synchronization，SYNC)和帧开始分隔符字段(start-of-frame delimiter，SFD)组成。数据部分包含物理层帧头(PHY Header，PHR)和PHY有效载荷(payload)。

需要说明的是，SYNC由重复的同步符号组成，重复次数可以为16、64、1024、4096次。每个同步符号由长度为31、91或者127的序列经过扩频得到，且同一信道上支持的互相关性较好的序列比较少。

在本申请中，信号或者字段包括序列，可以是指该信号或者字段携带有序列本身，或者携带根据该序列得到的序列，例如，对该步序列进行循环移位或者插值或者扩频得到的序列。

在一对多测距场景下，同一信道上不同用户如果采用相同的同步序列，那么彼此之间会存在严重的干扰。如果采用不同的序列，可支持的用户数量也十分有限。其中，SFD部分是已知的序列(目前协议支持两种序列)，当接收端检测到SFD的序列时，就可以知道前导部分即将结束，数据部分即将到来。数据部分的PHR一般用于指示数据字段的长度以及数据速率等信息。

当前支持在一对多、多对多测距场景下，通过时分复用(time divisionmultiplexing，TDM)的方式让多个responder(响应方)收到同一个initiator(发起方)发送的测距信号后，能够在时间上错开响应以避免冲突。通过测距协商阶段为不同responder(响应方)预分配不同的响应时间(reply time)，使得每个responder在收到测距请求信号后，经过各自分配的reply time时长，再向initiator反馈测距响应信号，从而使得不同用户的应答信号到达initiator时不会发生重叠，因而可以避免彼此之间的干扰。

然而，该实现方式需要将initiator(发起方)和responder(响应方)配对并建立连接，后为每个responder分配不同的reply time，流程较为繁琐。

另外，由于设备晶振一般存在误差，导致实际测量的飞行时间与真实的飞行时间之间存在偏差，因而会引入测距误差。

示例性的，下面对图1的TOF(脉冲信号在UWB设备A和设备B之间的飞行时间)进行误差分析。假设设备A的晶振误差为e

因此，估计值

由公式(6)可知，测距误差与响应时间t

综上所述，当前测距方法需要对initiator(发起方)和responder(响应方)进行配对，完成建立连接，并为每个responder分配不同的响应时间(reply time)。另外，随着responder响应时间reply time的增加，晶振引入的测距误差也越大。

换句话说，当前单边双向测距方法的流程较为繁琐，而且对responder的处理速度有较高要求。

有鉴于此，本申请实施例提供了一种测距方法，initiator通过周期广播两次测距信号实现一对多无配对测距，responder根据测量的两次广播测距信号的时间戳之差灵活选择reply time，能够简化一对多测距流程，并且在保证测距精度的前提下，降低对responder处理速度的要求，即需要尽量小以避免误差过高。

为了便于理解本申请实施例，作出以下几点说明：

本申请中，“至少两种”是指两种或两种以上。“和/或”，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的情况，其中A，B可以是单数或者复数。在本申请的文字描述中，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

可以理解的是，在本申请的实施例中涉及的各种数字编号仅为描述方便进行的区分，并不用来限制本申请的实施例的范围。上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

在本申请实施例中“第一”、“第二”以及各种数字编号指示为了描述方便进行的区分，并不用来限制本申请实施例的范围。例如，区分不同的指示信息等。

在本申请中，“用于指示”可以包括用于直接指示和用于间接指示。当描述某一指示信息用于指示A时，可以包括该指示信息直接指示A或间接指示A，而并不代表该指示信息中一定携带有A。

此外，具体的指示方式还可以是现有各种指示方式，例如但不限于，上述指示方式及其各种组合等。各种指示方式的具体细节可以参考现有技术，本文不再赘述。由上文所述可知，举例来说，当需要指示相同类型的多个信息时，可能会出现不同信息的指示方式不相同的情形。具体实现过程中，可以根据具体的需要选择所需的指示方式，本申请实施例对选择的指示方式不做限定，如此一来，本申请实施例涉及的指示方式应理解为涵盖可以使得待指示方获知待指示信息的各种方法。

在本申请实施例中，“当……时”、“在……情况下”以及“如果”等描述均指在某种客观情况下设备会做出相应的处理，并非是限定时间，且也不要求设备在实现时一定要有判断的动作，也不意味着存在其它限定。

本申请实施例中的“指示信息”和“配置信息”可以是显式指示，即通过信令直接指示，或者根据信令指示的参数，结合其他规则或结合其他参数或通过推导获得。也可以是隐式指示，即根据规则或关系，或根据其他参数，或推导获得。本申请对此不作具体限定。

应理解，本申请所涉及的第一测距信息、测距响应信息等承载方式可以是但不限于：无线资源控制信令、媒体接入控制(media access control，MAC)层信令中的一种或者两种的组合。其中，无线资源控制信令包括无线资源控制(radio resource control，RRC)信令；MAC层信令包括MAC控制元素(MAC control element，MAC CE)信令；调度信息可以承载在物理层(physical，PHY)信令中，物理层信令包括下行控制信息(downlink controlinformation，DCI)信令等。

下面结合附图对本申请实施例中测距方法进行详细说明。

图3是本申请实施例提供的一种测距方法300的示意性流程图，具体实现步骤包括：

S310，第一设备发送多个测距信号。

对应的，第二设备接收来自第一设备的多个测距信号。

其中，多个测距信号包括第一测距信号和第二测距信号，第一测距信号早于第二测距信号发送，且第一测距信号和第二测距信号之间的发送时间间隔为t

一种可能的实现方式，第一设备在周期T内发送多个测距信号。

对应的，第二设备在周期T内接收来自第一设备的多个测距信号，T为大于零的常数。

S320，第二设备向第一设备发送测距响应信号。

对应的，第一设备接收来自第二设备的测距响应信号，并确定测距响应信号的接收时间和第二测距信号的发送时间间隔为t

其中，测距响应信号携带第二设备接收到第二测距信号和第一测距信号之间的时间间隔t

也就是说，当测距响应信号携带t

作为示例而非限定，N是根据t

需要说明的是，当N为非整数时，可以根据协议预定义将数值N保留小数点后两位。例如，当t

示例性的，第一测距信号和/或第二测距信号携带用于标识第一设备的信息。

一种可能的实现方式，测距响应信号还携带用于标识第一设备的信息。

其中，用于标识第一设备的信息可以显式指示，即该信息就是第一设备的标识信息；或者，也可以隐式指示，例如，根据序列隐式指示该信息为第一设备的标识信息，本申请对此不作具体限定。

类似的，测距响应信号还携带用于标识第二设备的信息。

其中，用于标识第二设备的信息可以显式指示，即该信息就是第二设备的标识信息；或者，也可以隐式指示，例如，根据序列等隐式指示该信息为第二设备的标识信息，本申请对此不作具体限定。

一种可能的实现方式，用于标识第一设备的信息承载于第一测距信号、第二测距信号和测距响应信号中的至少一种信号的物理层帧头(PHY header，PHR)或有效载荷。

示例性的，用于标识第一设备的信息是根据第一设备的媒体接入控制(mediaaccess control address，MAC)地址确定的。

示例性的，用于标识第一设备的信息可以是通过第一设备的MAC地址直接确定的，这里MAC地址可以理解为第一设备的以太网地址(ethernet address)或物理地址(physical address)。例如，固定标识符(identity，ID)。即使用第一设备的MAC地址(64bit)中的N

进一步地，用于标识第一设备的信息还可以是根据当前时间戳与MAC地址确定的。例如，随机ID。将当前的时间戳(32bit)中的N

一种可能的实现方式，第一测距信号与第二测距信号的同步字段(synchronization，SYNC)、帧开始分隔符字段(start-of-frame delimiter，SFD)、物理层帧头(PHY header，PHR)、有效载荷中的至少一项不同。

示例性的，第一测距信号的PHR或有效载荷中包括第一指示信息，第一指示信息用于指示当前测距信号为第一测距信号，第二测距信号的PHR或有效载荷中包括第二指示信息，第二指示信息用于指示当前测距信号为第二测距信号；和/或，第一测距信号的SFD指示当前测距信号为第一测距信号，第二测距信号的SFD指示当前测距信号为第二测距信号，第一测距信号的SFD与第二测距信号的SFD不同；和/或，第一测距信号的SYNC指示当前测距信号为第一测距信号，第二测距信号的SYNC指示当前测距信号为第二测距信号，第一测距信号的SYNC与第二测距信号的SYNC不同。

根据上述几种可能的实现方式，可以进一步指示当前测距信号是第一测距信号或第二测距信号。即，第一测距信号和第二测距信号不同。

一种可能的实现方式，第一测距信号和第二测距信号的同步字段SYNC包括专用同步序列，专用同步序列用于无配对测距。

其中，无配对测距可以理解为某一设备在第一范围内广播或发送测距信号，该第一范围内的至少一个设备向该设备反馈测距响应信号的过程，发送方和响应方之间无需提前建立连接等。例如，设备A与设备B之间无需相互验证身份、建立连接等配对操作即可进行设备A与设备B之间的测距应用。

一种可能的实现方式，测距响应信号的同步字段SYNC是第一专用同步序列，第一专用同步序列是专用同步序列集合中任意一个专用同步序列，专用同步序列集合是协议预定义的。

一种可能的实现方式，专用同步序列集合包括第一组专用同步序列集合和第二组专用同步序列集合，第一组专用同步序列集合和第二组专用同步序列集合中的专用同步序列互不相同，当第一测距信号和第二测距信号的同步字段SYNC包括第一组专用同步序列集合中的专用同步序列时，测距响应信号的同步字段SYNC包括第一组专用同步序列集合中的专用同步序列；当第一测距信号和第二测距信号的同步字段SYNC包括第二组专用同步序列集合中的专用同步序列时，测距响应信号的同步字段SYNC包括第二组专用同步序列集合中的专用同步序列。

也就是说，第一测距信号(或第二测距信号)及其对应的测距响应信号所使用的专用同步序列属于同一组专用同步序列集合。

示例性的，可以通过协议规定，将其中一个序列作为第一设备发送的测距信号的专用同步序列。

在本申请实施例中，提供两组共20个31长的专用同步序列，每组包含10个互不相同的专用同步序列。

示例性的，第一组专用同步序列集合包括：

“-+0--+-++00+---++-++++-+0+++0-0、

++-+++--0+++0+0-+0++-+--00--+-+、

+-+++--+0+-+----0+++-++0+0-+00+、

0-++-+++-+0-++++--0-+---+0+0++0、

00++--0-+++++-+++-0++-0--+-+-0+、

0+00+-++0+-+-+++++--0--+0--+++-、

00++0--++-0-0-+-+0-++++++--+-++、

+++++0+0---+0+--++-+-+--++00+-0、

+++-0---0+-++-0+-+-+++--+++00+0、

00+0+-+-0++-0+-+++0-++++-++----”。

第二组专用同步序列集合包括：

“00++-+--++++++-0+-+-0-0-++--0++、

-+00++--+-+-++--+0+---0+0+++++0、

0+00+++--+++-+-+0-++-+0---0-+++、

----++-++++-0+++-+0-++0-+-+0+00、

-0+++0+-++++-++---+00++-+--0+-0、

+-+--00--+-++0+-0+0+++0--+++-++、

-+++--0+--0--+++++-+-+0++-+00+0、

00+0-+-+--0-++0-+++-+++++-0--++、

++0+0+---+-0--++++-0+-+++-++-00、

+00+-0+0++-+++0----+-+0+--+++-+”。

其中，“+”表示1，“-”表示-1。每一组内的专用同步序列之间互相关性较好。

具体地，第二设备在接收到第一设备发送的测距信号后，使用该专用同步序列(例如，第一组专用同步序列集合中的“-+0--+-++00+---++-++++-+0+++0-0”)进行相关运算，从而识别出该测距信号为无配对测距信号。对应的，第二设备从该专用同步序列所在的组(例如，第一组专用同步序列集合中的“++-+++--0+++0+0-+0++-+--00--+-+”)中随机选取一个专用同步序列，携带在测距响应信号中发送给第一设备。

需要说明的是，本申请实施例中的第一测距信号、第二测距信号和测距响应信号中选取的专用同步序列可以相同，也可以不同，本申请对此不作具体限定。

S330，第一设备根据t

一种可能的实现方式，测距响应信号携带第二测距信号和第一测距信号之间的接收时间间隔t

其中，c为光速。

另一种可能的实现方式，测距响应信号包括N，N＝t

其中，c为光速。

需要说明的是，上述以第二设备作为响应方进行示例性说明，不应对本申请的技术方案构成任何限定。例如，第一设备可以向多个第二设备发送测距信号；又例如，多个第一设备可以向一个或多个第二设备发送测距信号等等，本申请对此不作具体限定。

根据本申请提供的方案，能够实现无配对测距，在保证测距精度的情况下，降低对响应方处理速度的要求。

为便于理解本申请实施例，下面以发起方(initiator)、响应方(responder)为例，对本申请提供的技术方案进行示例性说明。

图4是本申请实施例提供的一种测距方法400的一例示意图。在该实现方式中，经过t

S410，发起方分别广播测距信号1和测距信号2。

对应的，响应方#1接收测距信号1和测距信号2。

应理解，测距信号1和测距信号2包括SYNC、SFD、PHR和有效载荷payload。其中，两个测距信号中的PHR或有效载荷payload携带发起方的标识信息ID。SYNC部分可以从专用序列集合中随机选择，例如，发起方使用表1中第1组序列中的序列1作为广播信号中的SYNC部分。

另外，发起方广播该两个测距信号的间隔为t

可选地，发起方需要在同一周期T内广播测距信号1和测距信号2。

需要说明的是，本申请实施例适用于一对多、多对多的同步、定位、测距等场景。为了理解本申请方案，这仅里以响应方#1为例进行说明。

应理解，本申请实施例中还包括其他响应方(例如，响应方#2、…、响应方#N)，同样可以接收检测到测距信号1和测距信号2。另外，本申请实施例以两个测距信号(例如，测距信号1和测距信号2)为例，计算发起方与多个响应方之间的距离。以上仅是示例性说明，不应构成对本申请技术方案的任何限定。

图5是适用本申请的广播信号设计的一例示意图。如图5所示，广播周期为T，发起方在一个周期内发送测距信号1和测距信号2。其中，测距信号1先发送，测距信号2后发送，两个测距信号发送时间间隔为t

具体地，测距信号1包含同步字段SYNC、帧开始分隔符字段SFD 1、物理层帧头PHR和有效载荷(payload)。测距信号2包含同步字段SYNC、帧开始分隔符字段SFD 2、物理层帧头PHR和有效载荷(payload)。

其中，测距信号1和测距信号2的SYNC部分为专用同步序列，用于指示对应的广播信号为无配对测距信号。在一个例子中，表1是适用于本申请实施例的两组31长的专用同步序列。如表1所示，“+”表示1，“-”表示-1，组内序列之间互相关性较好。即在多个响应方向同一发起方发送测距响应信号时，分别使用的同一组内的序列索引大概率是不同的，且索引1或2的序列组内的序列索引1-10之间相互干扰较小。

在本申请实施例中，通过协议规定可以将某一个序列作为发起方的专用同步序列(例如，将索引1的序列组中的序列索引1对应的专用同步序列作为测距信号1的SYNC)，响应方#1在接收到发送方的广播信号后，使用该专用同步序列进行相关运算，从而识别出该信号为无配对测距信号。

表1

其中，测距信号1和测距信号2的SFD部分可以包括不同的SFD序列进行区分；或者，SFD部分也可以相同，需要在PHR或payload中携带指示信息，用于指示测距信号1和测距信号2。

其中，测距信号1和测距信号2的PHR或payload部分携带initiator生成的ID，且测距信号1和测距信号2使用的ID相同。

具体地，测距信号1和测距信号2中携带的initiator ID的生成方式包括但不限于以下两种方式：

方式1：固定ID。例如，使用initiator的MAC地址(64bit)中的N

方式2：随机ID。将当前的时间戳(32bit)中的N

图6是适用于本申请实施例的测距信号(例如，测距信号1和测距信号2)指示方式的一例示意图。如图6所示，在方式1中，两个测距信号的SYNC部分使用不同的专用序列(例如，表1中第1组的序列1和序列2分别对应SYNC1和SYNC2)，以区分测距信号1和测距信号2，两个测距信号的SFD(例如，SFD1)、PHR、payload部分完全相同。在方式2中，两个测距信号的SFD部分包括不同的SFD序列(例如，SFD1和SFD2)，以区分测距信号1和测距信号2，两个测距信号的SYNC(例如，SYNC 1)、PHR、payload部分完全相同。在方式3中，测距信号1和测距信号2的SYNC部分和SFD部分的序列均不相同(例如，SYNC1和SYNC2、SFD1和SFD2分别对应测距信号1和测距信号2)，两个测距信号的PHR、payload部分完全相同。在方式4中，测距信号的PHR或payload部分携带指示信息，用于指示当前信号是测距信号1或测距信号2(例如，使用1个bit的指示位，“0”表示测距信号1，“1”表示测距信号2)。

需要说明的是，以上测距信号的指示方式仅是示例性说明，不用构成对本申请技术方案的任何限定。同时，上述方式可以独立使用，也可以结合使用，本申请对此不作具体限定。

S420，响应方#1检测测距信号1和测距信号2，并确定接收到两个测距信号时的时间戳之差为t

示例性的，响应方#1在自己的时间戳t

S430，响应方#1经过t

对应的，发起方接收来自响应方#1的测距响应信号。

应理解，测距响应信号包括SYNC、SFD、PHR和有效载荷payload。

具体地，测距响应信号中SYNC部分的导频可以从专用序列集合中随机选择(例如，如果发送方使用表1中第1组序列中的序列1作为广播信号中的SYNC部分，那么响应方可以在第1组序列中的序列2-10中随机选择作为响应测距信号中的SYNC部分)，PHR或payload携带发送方ID、t

S440，发起方确定接收到测距响应信号的时间戳t

具体地，发起方根据接收测距响应信号的时间戳t

图7是适用本申请的脉冲信号在发起方(initiator)和响应方(responder)之间的飞行时间TOF计算原理的一例示意图。如图7所示，发起方在一个周期内连续发送两次测距信号，二者时间间隔为t

应理解，理想状态下t

于是，

从而得到脉冲信号在发起方和响应方#1之间的飞行时间为：

即，发起方和响应方#1之间的距离为：

其中，c为光速，即c＝3×10

在本申请技术方案中，由于设备晶振的存在，根据实际测量得到的TOF估计：

其中，

同时，

t

因此，带有晶振误差的测量值与真实值之间的误差为：

由上可以看到，测距误差只与TOF有关，且不再随响应方#1的响应时间(replytime)增大而增大。

在该实现方式中，为了避免配对测距，简化一对多测距流程，对发起方广播信号进行了设计，SYNC部分为专用同步序列，用于指示该广播信号为无配对测距信号，且广播信号中携带了发起方生成的ID，实现无配对测距。这样响应方在检测到该广播信号后就会发起响应，且响应信号中携带发起方广播信号中的ID。发起方在收到携带该ID的响应信号后即可估计距离。

另外，为了尽量减少多个响应方的响应信号碰撞概率，响应方在随机选择replytime的同时，也会随机从导频集合中选择一种导频用于SYNC部分。发起方一个周期内会广播两次测距信号，在这种架构下测距精度不随reply time增大而降低，对测距响应时间无约束，从而放松了对响应方处理速度的要求。

图8是本申请实施例提供的一种测距方法800的另一例示意图。与方法400不同之处在于，响应方#2(responder)不再反馈t

S810，发起方分别广播测距信号1和测距信号2。

对应的，响应方#2接收测距信号1和测距信号2。

应理解，测距信号1和测距信号2包括SYNC、SFD、PHR和有效载荷payload。其中，两个测距信号中的PHR或有效载荷payload携带发起方的标识信息ID。SYNC部分可以从专用序列集合中随机选择，例如，发送方使用表1中第1组序列中的序列1作为广播信号中的SYNC部分。

另外，发起方广播该两个测距信号的间隔为t

可选地，发起方需要在同一周期T内广播测距信号1和测距信号2。

需要说明的是，本申请实施例适用于一对多、多对多的同步、定位、测距等场景。为了理解本申请方案，这仅里以响应方#2为例进行说明。

应理解，本申请实施例中还包括其他响应方(例如，响应方#1、…、响应方#N)，同样可以接收检测到测距信号1和测距信号2。另外，本申请实施例以两个测距信号(例如，测距信号1和测距信号2)为例，计算发起方与多个响应方之间的距离。以上仅是示例性说明，不应构成对本申请技术方案的任何限定。

其中，测距信号1和测距信号2的帧结构具体可以参照图5的示意图。测距信号1和测距信号2的指示方式具体可以参照图6的示意图。为了简洁，此处不再赘述。

S820，响应方#2检测测距信号1和测距信号2，并确定两个测距信号的时间戳之差为t

示例性的，响应方#2在自己的时间戳t3时刻接收到测距信号1，并在同一周期T内自己的时间戳t

S830，响应方#2经过Nt

对应的，发起方接收来自响应方#2的测距响应信号。

应理解，测距响应信号包括SYNC、SFD、PHR和有效载荷payload。

具体地，测距响应信号中SYNC部分的导频可以从专用序列集合中随机选择(例如，如果发送方使用表1中第1组序列中的序列1作为广播信号中的SYNC部分，那么响应方可以在第1组序列中的序列2～10中随机选择作为响应测距信号中的SYNC部分)，PHR或payload携带发送方ID、N；

S840，发起方确定接收到测距响应信号的时间戳t

具体地，发起方根据接收测距响应信号的时间戳t

图7是适用本申请的脉冲信号在发起方(initiator)和响应方(responder)之间的飞行时间TOF计算原理的一例示意图。如图7所示，发起方在一个周期内连续发送两次测距信号，二者时间间隔为t

于是，

(N+1)t

从而得到脉冲信号在发起方和响应方#2之间的飞行时间为：

在本申请技术方案中，由于设备晶振的存在，根据实际测量得到的TOF估计：

其中，

同时，t

因此，带有晶振误差的测量值与真实值之间的误差为：

由上可以看到，测距误差只与TOF有关，且不再随响应方#2的响应时间(replytime)增大而增大。

在该实现方式中，为了避免配对测距，简化一对多测距流程，对发起方广播信号进行了设计，SYNC部分为专用同步序列，用于指示该广播信号为无配对测距信号，且广播信号中携带了发起方生成的ID，实现无配对测距。这样响应方在检测到该广播信号后就会发起响应，且响应信号中携带发起方广播信号中的ID。发起方在收到携带该ID的响应信号后即可估计距离。

另外，为了尽量减少多个响应方的响应信号碰撞概率，响应方在随机选择replytime的同时，也会随机从导频集合中选择一种导频用于SYNC部分。发起方一个周期内会广播两次测距信号，在这种架构下测距精度不随reply time增大而降低，对测距响应时间无约束，从而放松了对响应方处理速度的要求。

相比上述测距方法400，该实现方式中responder不再反馈t

图9是本申请实施例提供的一种测距方法900的示意性流程图，具体实现步骤包括：

S910，第一设备发送多个测距信号。

对应的，第二设备接收来自第一设备的多个测距信号。

其中，多个测距信号包括第一测距信号和第二测距信号，第一测距信号早于第二测距信号发送，且第一测距信号和第二测距信号之间的发送时间间隔为t

一种可能的实现方式，第一设备在周期T内发送多个测距信号。

对应的，第二设备在周期T内接收来自第一设备的多个测距信号，T为大于零的常数。

S920，第二设备在接收到第二测距信号后，经过Mt

其中，t

S930，第一设备在Pt

也就是说，第一设备在不确定测距响应信号的发送和/或接收时间时，在一个或多个不同的Pt

示例性的，P的取值是预设整数值集合中的所有正整数。

可选地，预设整数值集合是协议预定义的。例如，预设整数值集合中包括至少一个整数。例如，1、3、5。

可选地，在不设置检测窗口的情况下，第一设备一直盲检测，根据Mt

在一种可能的实施方式中，第一设备在检测到来自第二设备的测距响应信号后，记录同步时间戳，并与第二测距信号的发送时间戳相减得到t

其中，

在另一种可能的实施方式，采用滑窗的方式来检测测距响应信号，每个窗的位置(Pt

一种可能的实现方式中，第一测距信号和/或第二测距信号中包括预设整数值集合。

可选地，该预设整数值集合可以是协议预定义的。本申请对此不作具体限定。

示例性的，预设整数值集合中包括至少一个整数。例如，1、3、5。那么，第二设备在接收第二测距信号后，可以经过3t

也就是，第一设备需要在t

示例性的，第一测距信号和/或第二测距信号携带用于标识第一设备的信息。

一种可能的实现方式，测距响应信号携带用于标识第一设备的信息。

其中，用于标识第一设备的信息可以显式指示，即该信息就是第一设备的标识信息；或者，也可以隐式指示，例如，根据序列等隐式指示该信息为第一设备的标识信息，本申请对此不作具体限定。

类似的，测距响应信号还携带用于标识第二设备的信息。

其中，用于标识第二设备的信息可以显式指示，即该信息就是第二设备的标识信息；或者，也可以隐式指示，例如，根据序列等隐式指示该信息为第二设备的标识信息，本申请对此不作具体限定。

一种可能的实现方式，用于标识第一设备的信息承载于第一测距信号、第二测距信号和测距响应信号中的至少一种信号的物理层帧头(PHY header，PHR)或有效载荷。

示例性的，用于标识第一设备的信息是根据第一设备的媒体接入控制(mediaaccess control address，MAC)地址确定的。

示例性的，用于标识第一设备的信息可以是通过第一设备的MAC地址直接确定的，这里MAC地址可以理解为第一设备的以太网地址(ethernet address)或物理地址(physical address)。例如，固定标识符(identity，ID)。即使用第一设备的MAC地址(64bit)中的N

进一步地，用于标识第一设备的信息还可以是根据当前时间戳与MAC地址确定的。例如，随机ID。将当前的时间戳(32bit)中的N

一种可能的实现方式，第一测距信号与第二测距信号的同步字段(synchronization，SYNC)、帧开始分隔符字段(start-of-frame delimiter，SFD)、物理层帧头(PHY header，PHR)、有效载荷中的至少一项不同。

示例性的，第一测距信号的PHR或有效载荷中包括第一指示信息，第一指示信息用于指示当前测距信号为第一测距信号，第二测距信号的PHR或有效载荷中包括第二指示信息，第二指示信息用于指示当前测距信号为第二测距信号；和/或，第一测距信号的SFD指示当前测距信号为第一测距信号，第二测距信号的SFD指示当前测距信号为第二测距信号，第一测距信号的SFD与第二测距信号的SFD不同；和/或，第一测距信号的SYNC指示当前测距信号为第一测距信号，第二测距信号的SYNC指示当前测距信号为第二测距信号，第一测距信号的SYNC与第二测距信号的SYNC不同。

根据上述几种可能的实现方式，可以进一步指示当前测距信号是第一测距信号或第二测距信号。即，第一测距信号和第二测距信号不同。

一种可能的实现方式，第一测距信号和第二测距信号的同步字段SYNC包括专用同步序列，专用同步序列用于无配对测距。

其中，无配对测距可以理解为某一设备在第一范围内广播或发送测距信号，该第一范围内的至少一个设备向该设备反馈测距响应信号的过程，发送方和响应方之间无需提前建立连接等。例如，设备A与设备B之间无需相互验证身份、建立连接等配对操作即可进行设备A与设备B之间的测距应用。

一种可能的实现方式，测距响应信号的同步字段SYNC包括第一专用同步序列，第一专用同步序列是专用同步序列集合中任意一个专用同步序列，专用同步序列集合是协议预定义的，

专用同步序列集合包括第一组专用同步序列集合和第二组专用同步序列集合，第一组专用同步序列集合和第二组专用同步序列集合中的专用同步序列互不相同，当第一测距信号和第二测距信号的同步字段SYNC包括第一组专用同步序列集合中的专用同步序列时，测距响应信号的同步字段SYNC包括第一组专用同步序列集合中的专用同步序列；当第一测距信号和第二测距信号的同步字段SYNC包括第二组专用同步序列集合中的专用同步序列时，测距响应信号的同步字段SYNC包括第二组专用同步序列集合中的专用同步序列。

也就是说，第一测距信号(或第二测距信号)及其对应的测距响应信号所使用的专用同步序列属于同一组专用同步序列集合。

示例性的，可以通过协议规定，将其中一个序列作为第一设备发送的测距信号的专用同步序列。

在本申请实施例中，提供两组共20个31长的专用同步序列，每组包含10个互不相同的专用同步序列。

示例性的，第一组专用同步序列集合包括：

“-+0--+-++00+---++-++++-+0+++0-0、

++-+++--0+++0+0-+0++-+--00--+-+、

+-+++--+0+-+----0+++-++0+0-+00+、

0-++-+++-+0-++++--0-+---+0+0++0、

00++--0-+++++-+++-0++-0--+-+-0+、

0+00+-++0+-+-+++++--0--+0--+++-、

00++0--++-0-0-+-+0-++++++--+-++、

+++++0+0---+0+--++-+-+--++00+-0、

+++-0---0+-++-0+-+-+++--+++00+0、

00+0+-+-0++-0+-+++0-++++-++----”。

第二组专用同步序列集合包括：

“00++-+--++++++-0+-+-0-0-++--0++、

-+00++--+-+-++--+0+---0+0+++++0、

0+00+++--+++-+-+0-++-+0---0-+++、

----++-++++-0+++-+0-++0-+-+0+00、

-0+++0+-++++-++---+00++-+--0+-0、

+-+--00--+-++0+-0+0+++0--+++-++、

-+++--0+--0--+++++-+-+0++-+00+0、

00+0-+-+--0-++0-+++-+++++-0--++、

++0+0+---+-0--++++-0+-+++-++-00、

+00+-0+0++-+++0----+-+0+--+++-+”。

其中，“+”表示1，“-”表示-1。每一组内的专用同步序列之间互相关性较好。

具体地，第二设备在接收到第一设备发送的测距信号后，使用该专用同步序列(例如，第一组专用同步序列集合中的“-+0--+-++00+---++-++++-+0+++0-0”)进行相关运算，从而识别出该测距信号为无配对测距信号。对应的，第二设备从该专用同步序列所在的组(例如，第一组专用同步序列集合中的“++-+++--0+++0+0-+0++-+--00--+-+”)中随机选取一个专用同步序列，携带在测距响应信号中发送给第一设备。

需要说明的是，本申请实施例中的第一测距信号、第二测距信号和测距响应信号中选取的专用同步序列可以相同，也可以不同，本申请对此不作具体限定。

S940，第一设备根据M、t

一种可能的实现方式中，第一设备与第二设备之间的距离为：

其中，c为光速。

需要说明的是，上述以第二设备作为响应方进行示例性说明，不应对本申请的技术方案构成任何限定。例如，第一设备可以向多个第二设备发送测距信号；又例如，多个第一设备可以向一个或多个第二设备发送测距信号等等，本申请对此不作具体限定。

根据本申请提供的方案，能够实现无配对测距，在保证测距精度的情况下，降低对响应方处理速度的要求。

图10是本申请实施例提供的一种测距方法1000的又一例示意图。与方法800不同之处在于，响应方#3(responder)从预设整数值集合中随机挑选M，经过t

在该实现方式中，经过Mt

S1010，发起方分别广播测距信号1和测距信号2。

对应的，响应方#3接收测距信号1和测距信号2。

应理解，测距信号1和测距信号2包括SYNC、SFD、PHR和有效载荷payload。其中，两个测距信号中的PHR或有效载荷payload携带发起方的标识信息ID。SYNC部分可以从专用序列集合中随机选择，例如，发送方使用表1中第1组序列中的序列1作为广播信号中的SYNC部分。

另外，发起方广播该两个测距信号的间隔为t

可选地，发起方需要在同一周期T内广播测距信号1和测距信号2。

需要说明的是，本申请实施例适用于一对多、多对多的同步、定位、测距等场景。为了理解本申请方案，这仅里以响应方#3为例进行说明。

应理解，本申请实施例中还包括其他响应方(例如，响应方#1、…、响应方#N)，同样可以接收检测到测距信号1和测距信号2。另外，本申请实施例以两个测距信号(例如，测距信号1和测距信号2)为例，计算发起方与多个响应方之间的距离。以上仅是示例性说明，不应构成对本申请技术方案的任何限定。

其中，测距信号1和测距信号2的帧结构具体可以参照图5的示意图。测距信号1和测距信号2的指示方式具体可以参照图6的示意图。为了简洁，此处不再赘述。

S1020，响应方#3检测测距信号1和测距信号2，并确定两个测距信号的时间戳之差为t

示例性的，响应方#3在自己的时间戳t

S1030，响应方#3经过Mt

对应的，发起方检测并接收来自响应方#3的测距响应信号。

示例性的，发起方在不同检测窗口(即，不同的Pt

可选地，检测范围可以根据最大检测距离确定，本申请对此不作具体限定。

应理解，测距响应信号包括SYNC、SFD、PHR和有效载荷payload。

具体地，测距响应信号中SYNC部分的导频可以从专用序列集合中随机选择(例如，如果发送方使用表1中第1组序列中的序列1作为广播信号中的SYNC部分，那么响应方可以在第1组序列中的序列2-10中随机选择作为响应测距信号中的SYNC部分)，PHR或payload携带发送方ID；

可选地，测距响应信号的PHR部分也可以携带M。

S1040，发起方确定接收到测距响应信号的时间戳t

具体地，发起方根据接收测距响应信号的时间戳t

可选地，发起方可以不设置检测窗口，一直盲检测距信号，通过判断获得Mt

图7是适用本申请的脉冲信号在发起方(initiator)和响应方(responder)之间的飞行时间TOF计算原理的一例示意图。如图7所示，发起方在一个周期内连续发送两次测距信号，二者时间间隔为t

于是，

(M+1)t

从而得到脉冲信号在发起方和响应方#2之间的飞行时间为：

在本申请技术方案中，由于设备晶振的存在，根据实际测量得到的TOF估计：

其中，

同时，t

因此，带有晶振误差的测量值与真实值之间的误差为：

由上可以看到，测距误差只与TOF有关，且不再随响应方#3的响应时间(replytime)增大而增大。

在该实现方式中，为了避免配对测距，简化一对多测距流程，对发起方广播信号进行了设计，SYNC包括专用同步序列，用于指示该广播信号为无配对测距信号，且广播信号中携带了发起方生成的ID，实现无配对测距。这样响应方在检测到该广播信号后就会发起响应，且响应信号中携带发起方广播信号中的ID。发起方在收到携带该ID的响应信号后即可估计距离。

另外，为了尽量减少多个响应方的响应信号碰撞概率，响应方在随机选择replytime的同时，也会随机从导频集合中选择一种导频用于SYNC部分。发起方一个周期内会广播两次测距信号，在这种架构下测距精度不随reply time增大而降低，对测距响应时间无约束，从而放松了对响应方处理速度的要求。

相比上述测距方法400，该实现方式中responder不再反馈t

在该实现方式中，通过简化一对多测距流程，实现无配对测距，对测距响应时间无约束，放松对responder处理速度的要求。此外，该实现方式的测距响应信号不需要反馈N。

相比上述测距方法800，该实现方式中预先固定几种可选的N值，responder随机选择一种N值后就以t

需要说明的是，上述提供的实施例仅是示例性说明，不用构成对本申请技术方案的任何限定。同时，上述实施例可以独立使用，也可以结合使用。

以上，结合图3至图10详细说明了本申请实施例提供的测距方法。以下，结合图11和图12详细说明本申请实施例提供的测距装置。应理解，测距装置的实施例的描述与测距方法实施例的描述相互对应，因此，未详细描述的部分可以参见前面方法实施例。

图11是本申请实施例提供的通信装置10的示意性框图。如图11所示，该通信装置10可以包括收发单元11和处理单元12。

在一种可能的设计中，该通信装置10可对应于上文方法实施例中的第一设备(或发起方initiator)。

示例性地，该通信装置10可对应于根据本申请实施例的方法300或方法400或方法800或方法900或方法1000中的第一设备(或发起方initiator)，该通信装置10可以包括用于执行图3、图4、图8、图9、图10中的第一设备(或发起方initiator)所执行的方法的模块。并且，该通信装置10中的各单元和上述其他操作和/或功能分别为了实现图3、图4、图8、图9、图10所示方法的相应流程。

示例性的，收发单元11，用于第一设备发送多个测距信号，多个测距信号包括第一测距信号和第二测距信号，第一测距信号早于第二测距信号发送，且所第一测距信号和第二测距信号之间的发送时间间隔为t

收发单元11，还用于第一设备接收来自第二设备的测距响应信号，并确定测距响应信号的接收时间和第二测距信号的发送时间间隔为t

处理单元12，用于第一设备根据t

该通信装置10中的该收发单元11执行上述各方法实施例中的第一设备(或发起方initiator)所执行的接收和发送操作，该处理单元12则执行除了该接收和发送操作之外的操作。

在另一种可能的设计中，该通信装置10还可对应于上文方法实施例中的第二设备(或响应方responder)。

示例性地，该通信装置10可对应于根据本申请实施例的方法300或方法400或方法800或方法900或方法1000中的第二设备(或响应方responder)，该通信装置10可以包括用于执行图3、图4、图8、图9、图10中的第二设备执行的方法的模块。并且，该通信装置10中的各单元和上述其他操作和/或功能分别为了实现图3、图4、图8、图9、图10所示方法的相应流程。

示例性的，收发单元11，用于第二设备接收来自第一设备的多个测距信号，多个测距信号包括第一测距信号和第二测距信号，并确定第二测距信号和第一测距信号之间的接收时间间隔为t

收发单元11，还用于第二设备向第一设备发送测距响应信号，其中，测距响应信号包括第二设备接收第二测距信号和第一测距信号之间的时间间隔t

该通信装置10中的该收发单元11执行上述各方法实施例中的第二设备(或响应方responder)所执行的接收和发送操作，该处理单元12则执行除了该接收和发送操作之外的操作。

根据前述方法，图12为本申请实施例提供的通信装置20的示意图，如图12所示，该装置20可以为第一设备，也可以为第二设备。

该装置20可以包括处理器21(即，处理单元的一例)和存储器22。该存储器22用于存储指令，该处理器21用于执行该存储器22存储的指令，以使该装置20实现如图3至图10对应的方法中第一设备或第二设备执行的步骤。

进一步地，该装置20还可以包括输入口23(即，收发单元的一例)和输出口24(即，收发单元的另一例)。

进一步地，该处理器21、存储器22、输入口23和输出口24可以通过内部连接通路互相通信，传递控制和/或数据信号。该存储器22用于存储计算机程序，该处理器21可以用于从该存储器22中调用并运行该计算机程序，以控制输入口23接收信号，控制输出口24发送信号，完成上述方法中第一设备或第二设备的步骤。该存储器22可以集成在处理器21中，也可以与处理器21分开设置。

可选地，若该通信装置20为通信设备，该输入口23为接收器，该输出口24为发送器。其中，接收器和发送器可以为相同或者不同的物理实体。接收器和发送器为相同的物理实体时，可以统称为收发器。

可选地，若该通信装置20为芯片或电路，该输入口23为输入接口，该输出口24为输出接口。

作为一种实现方式，输入口23和输出口24的功能可以考虑通过收发电路或者收发的专用芯片实现。处理器21可以考虑通过专用处理芯片、处理电路、处理器或者通用芯片实现。

作为另一种实现方式，可以考虑使用通用计算机的方式来实现本申请实施例提供的通信设备。即将实现处理器21、输入口23和输出口24功能的程序代码存储在存储器22中，通用处理器通过执行存储器22中的代码来实现处理器21、输入口23和输出口24的功能。

该装置20所涉及的与本申请实施例提供的技术方案相关的概念，解释和详细说明及其他步骤请参见前述方法或其他实施例中关于这些内容的描述，此处不做赘述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以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。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、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系统，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或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。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。

所述功能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，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请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部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机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台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者第二设备等)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。

以上所述，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。