UWB系统进行测距的调度方法、装置、系统及介质与流程

uwb系统进行测距的调度方法、装置、系统及介质
技术领域
1.本发明实施例涉及uwb通信技术领域，尤其涉及一种uwb系统进行测距的调度方法、装置、系统及介质。


背景技术：

2.多设备的uwb系统，在进行测距的过程中采用的调度模型如图1所示，包括：测距块（ranging block）、测距循环（ranging round）和测距时隙（ranging slot），测距块是用于测距的时间段。每个测距块包括测距循环的整数倍，其中测距循环是完成涉及参与测距测量的rdev集合的一个完整的测距周期的时间段。每个测距循环进一步被细分为整数个测距时隙，其中测距时隙是用于传输至少一个测距帧rframe的足够长度的时间段。图1示出了测距块结构，其中测距块被分成n个测距循环，每个测距循环由m个测距时隙组成。
3.目前多设备的uwb系统进行测距的常规方案，以ieee 802 .15 .4z标准为例，在进行调度过程中都会通过一个测距循环（ranging round）的调度周期，在所有设备之间利用ranging消息交互完成测距。但是在具体实施该常规方案的过程中，如果设备数量较多，就会导致测距循环（ranging round）的周期过长，增加了测距实现的复杂度和进行调度所需要的维护成本，降低了系统测距的健壮性；此外，周期过长还提高了uwb系统中各设备的mcu的性能需求，增加了uwb系统实现测距的产品成本。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明实施例期望提供一种uwb系统进行测距的调度方法、装置、系统及介质；能够在多设备的uwb系统进行测距过程中，降低实现的复杂度以及维护和实现成本；提高了系统测距的健壮性，降低了实现设备的性能需求。
5.本发明实施例的技术方案是这样实现的：第一方面，本发明实施例提供了一种uwb系统进行测距的调度方法，所述方法应用于uwb系统中的主控制者master controller，所述方法包括：为主控制者和每个从控制者，或者为每个控制者实例在一个测距块内划分对应的测距循环，使得所述主控制者和所述从控制者以及对应的受控者组内的每一个受控者，或者各控制者实例以及各控制者实例对应的受控者组内的每一个受控者在被对应划分的测距循环内进行测距流程；在每个测距循环的最后一个测距时隙收集所述主控制者和所述从控制者，或者所有控制者实例在对应测距循环内获得测距结果，并且将所采集到的测距结果上报至网络高层的ap模块。
6.第二方面，本发明实施例提供了一种uwb系统进行测距的调度方法，所述方法应用于uwb系统中的从控制者slave controller，所述方法包括：基于主控制者的划分，确定对应的测距循环；在所述对应的测距循环内与对应的受控者组内的每一个受控者进行测距流程；
在所述对应的测距循环的最后一个测距时隙向所述主控制者上报测距结果。
7.第三方面，本发明实施例提供了一种uwb系统进行测距的调度方法，所述方法应用于uwb系统中的受控者controlee，所述方法包括：基于主控者的划分，确定所述受控者所属的主控制者或从控制者对应的测距循环；在所述对应的测距循环内与所属的主控制者或从控制者进行测距流程。
8.第四方面，本发明实施例提供了一种uwb系统内的主控制者装置，所述主控制者装置包括：划分部分和收集部分；其中，所述划分部分，经配置为：为所述主控制者和每个从控制者，或者为每个控制者实例在一个测距块内划分对应的测距循环，使得所述主控制者和所述从控制者以及对应的受控者组内的每一个受控者，或者各控制者实例以及各控制者实例对应的受控者组内的每一个受控者在被对应划分的测距循环内进行测距流程；所述收集部分，经配置为：在每个测距循环的最后一个测距时隙收集所述主控制者和所述从控制者，或者所有控制者实例在对应测距循环内获得测距结果，并且将所采集到的测距结果上报至网络高层的ap模块。
9.第五方面，本发明实施例提供了一种uwb系统内的从控制者装置，所述从控制者装置包括：第一确定部分、第一测距部分和上报部分；其中，所述第一确定部分，经配置为：基于主控制者的划分，确定对应的测距循环；所述第一测距部分，经配置为：在所述对应的测距循环内与对应的受控者组内的每一个受控者进行测距流程；所述上报部分，经配置为在所述对应的测距循环的最后一个测距时隙向所述主控制者上报测距结果。
10.第六方面，本发明实施例提供了一种uwb系统内的受控者装置，所述受控者装置包括：第二确定部分和第二测距部分；其中，所述第二确定部分，经配置为基于主控者的划分，确定所述受控者所属的主控制者或从控制者对应的测距循环；所述第二测距部分，经配置为在所述对应的测距循环内与所属的主控制者或从控制者进行测距流程。
11.第七方面，本发明实施例提供了一种计算设备，所述计算设备包括：通信接口，存储器和处理器；各个组件通过总线系统耦合在一起；其中，所述通信接口，用于在与其他外部网元之间进行收发信息过程中，信号的接收和发送；所述存储器，用于存储能够在所述处理器上运行的计算机程序；所述处理器，用于在运行所述计算机程序时，执行第一方面、第二方面或者第三方面所述uwb系统进行测距的调度方法步骤第八方面，本发明实施例提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有uwb系统进行测距的调度程序，所述uwb系统进行测距的调度程序被至少一个处理器执行时实现第一方面、第二方面或者第三方面所述uwb系统进行测距的调度步骤。
12.第九方面，本发明实施例提供了一种uwb系统，所述系统包括：一个第四方面所述
的主控制者装置、至少一个如第五方面所述的从控制者装置以及至少一个如第六方面所述的受控者装置。
13.本发明实施例提供了一种uwb系统进行测距的调度方法、装置、系统及介质；为uwb系统内的所有控制器（包括主控制器和从控制器，或者各控制器实例）分别划分对应的测距循环，从而使得每个控制器对应的测距循环内完成与自身对应的受控者组内的每一个受控者之间的测距流程，相较于常规方案中在一个测距循环ranging round内完成所有设备实体的测距流程，降低了实现的复杂度以及维护和实现成本；提高了系统测距的健壮性，降低了实现测距设备的性能需求。
附图说明
14.图1为一种示例性的测距块结构组成示意图；图2为ieee 802.15.4z标准提供的典型的示例性的ranging流程图；图3为能够实现本发明实施例技术方案的多对多场景下的uwb系统组成示意图；图4为能够实现本发明实施例技术方案的一对多场景下的uwb系统组成示意图；图5为能够实现本发明实施例技术方案的多对一场景下的uwb系统组成示意图；图6为本发明实施例提供的一种uwb系统进行测距的调度方法流程示意图；图7为本发明实施例提供的多对多场景下的测距流程示意图；图8为本发明实施例提供的多对多场景下的测距循环配置示意图；图9为本发明实施例提供的另一种uwb系统进行测距的调度方法流程示意图；图10为本发明实施例提供的又一种uwb系统进行测距的调度方法流程示意图；图11为本发明实施例提供的一对多场景下的测距流程示意图；图12为本发明实施例提供的一对多场景下的测距循环配置示意图；图13为本发明实施例提供的多对一场景下的测距流程示意图；图14为本发明实施例提供的多对一场景下的测距流程示意图；图15为本发明实施例提供的受控者不进行参数交换和时域同步场景下的测距流程示意图；图16为本发明实施例提供的一种uwb系统内的主控制者装置组成示意图；图17为本发明实施例提供的另一种uwb系统内的主控制者装置组成示意图；图18为本发明实施例提供的一种uwb系统内的从控制者装置组成示意图；图19为本发明实施例提供的一种uwb系统内的受控者装置组成示意图；图20为本发明实施例提供的一种计算设备的具体硬件结构示意图。
具体实施方式
15.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
16.以ieee 802 .15 .4z标准中所示出如图2所示的典型的示例性的ranging流程图为例，本发明实施例后续出现的技术名词定义如下：控制者（controller），通常表示通过在测距控制周期中发送测距控制消息（rcm，ranging control massage）来定义和控制测距参数的测距设备（rdev，ranging capable device）。受控者（controlee），通常表示使用从控
制者（controller）接收的测距参数的测距设备。发起者（initiator），通常表示随着rcm，通过发送用于进行交换的第一个消息（可称之为测距启动消息（rim，ranging initiation message））以发起测距交换的测距设备；可以理解地，如图2所示，控制者或者受控者均可以是发起者。响应者（responder），通常表示利用测距响应消息（rrm，ranging response message）以响应从发起者接收到的rim的测距设备。这些技术名词在图2中被示出。
17.在一些示例中，rdev可以为增强测距设备（erdev，enhanced rdev）、安全测距设备（srdev），或任何其它类似的名称。当controller和/或controlee为多个物理实体时，无论具体采用何种测距算法（比如单程测距owr、单边双向测距ss-twr、双边双向测距ds-twr、多对多单边双向测距many-to-many ss-twr、多对多双边双向测距many-to-many ds-twr等），均需要将所有controller与controlee之间的测距流程配置到在一个ranging round中完成。具体内容可参见ieee 802.15.4z-2020版本标准中第6.9.7部分关于多节点测距内容。
18.基于目前标准中所公开的常规技术方案，由于所有实体之间的测距流程均压缩在一个ranging round内完成，那么随着controller和controllee的数量增加，就会使得在一个ranging round内的测距流程过于复杂，增加了各设备实体的微控制单元（mcu，microcontroller unit）的性能要求，相应地也增加了设备的实现成本；此外，目前在一个ranging round内完成所有设备实体的测距流程方案，controller对其所负责的controllee划分逻辑不够清晰，从而增加了介质访问控制层（mac，medium access control）进行调度的维护成本，同样也降低了方案实现过程中的健壮性；接着，当controller为多个物理实体时，并没有对controller间的时域同步过程给出具体的方案，从而易导致各controller之间甚至各设备实体之间无法进行时域同步。
19.基于此，本发明实施例将uwb系统内的诸如erdev的设备实体，划分为三种类型，分别是主控制者（master controller）、从控制者（slave controller）及受控者（controllee）。如图3所示，主控制者（master controller）具备管理多个从控制者（slave controller）并且完成与其下的controllee进行测距的功能；可以理解地，一个uwb系统中有且只有一个master controller。从控制者（slave controller）具备与其下的controllee进行测距的功能；可以理解地；一个uwb系统可以没有、有一个或多个从控制者（slave controller）。受控者（controllee）具备与其所属的从控制者（slave controller）或主控制者（master controller）完成测距的功能；可以理解地，一个uwb系统可以包括一个或多个受控者（controllee）。此外，由于master controller负责管理slave controller，从而收集到slave controller各自的测距信息，并上报给网络高层的，比如接入点ap模块，这样就可以实现master controller和slave controller为不同物理实体时的有效管理。
20.在图3所示的示例性的uwb系统30，主控制者（master controller）连接其网络高层的ap模块，并且master controller其下具有一个受控者（controllee），标记为controllee-0；从控制者（slave controller）的数量为2，其中一个从控制者（slave controller）标记为slave controller-0，其下包括一个受控者（controllee），标记为controllee-1；另一个从控制者（slave controller）标记为slave controller-1，其下包括两个受控者（controllee），分别标记为controllee-2、controllee-3。需要说明的是，对于controllee-2、controllee-3，由于其能够与同一个从控制者（slave controller）完成
测距，因此，在具体实施过程中也可以被称之为受控者（controllee）组，可以理解地，每个受控者（controllee）组中可以包括一个或多个controllee，并且每个受控者组均对应于一个主控制者或者从控制者。
21.需要说明的是，在图3所示的uwb系统中，控制者（包括主控制者和从控制者，或者各控制者实例）的数量为多个，受控者的数量也为多个，属于多设备实体进行测距的常规的多对多（many-to-many）场景；当控制者仅有主控制者（即控制者的数量仅为1个），而受控者的数量为多个时，如图4所示，多对多（many-to-many）场景则转变为一对多（one-to-many）场景；当控制者（包括主控制者和从控制者，或者各控制者实例）的数量为多个，受控者仅有一个时，如图5所示，多对多（many-to-many）场景则转变为多对一（many-to-one）场景。此外，图3和图5所示的场景中，受控者与控制者之间的距离较近，因此仍然可以通过一些近距离通信技术，比如低功耗蓝牙技术（ble，bluetooth low energy）或者广播信标（beacon），进行部分信息交互；而当受控者与控制者之间的距离较远时，上述近距离通信技术失效，无法实现受控者与控制者之间的部分信息交互。
22.基于目前标准中所公开的常规技术方案所具有的问题，本发明实施例期望能够充分利用测距块ranging block内的测距循环ranging round，通过多个ranging round完成各控制者与其对应的受控者组内的每一个受控者之间的测距流程。从而可以降低多设备实体测距方案实现的复杂度以及维护和实现成本；提高了系统测距的健壮性，降低了实现设备的性能需求。
23.基于上述阐述内容，参见图6，其示出了本发明实施例提供的一种uwb系统进行测距的调度方法，该方法可以应用于图3至图5所示的uwb系统中的主控制者master controller，所述方法包括：s601：为主控制者和每个从控制者，或者为每个控制者实例在一个测距块内划分对应的测距循环，使得所述主控制者和所述从控制者以及对应的受控者组内的每一个受控者，或者各控制者实例以及各控制者实例对应的受控者组内的每一个受控者在被对应划分的测距循环内进行测距流程；s602：在每个测距循环的最后一个测距时隙收集所述主控制者和所述从控制者，或者所有控制者实例在对应测距循环内获得测距结果，并且将所采集到的测距结果上报至网络高层的ap模块。
24.通过图6所示的技术方案，为uwb系统内的所有控制者（包括主控制者和从控制者，或者各控制者实例）分别划分对应的测距循环，从而使得每个控制器对应的测距循环内完成与自身对应的受控者组内的每一个受控者之间的测距流程，相较于常规方案中在一个测距循环ranging round内完成所有设备实体的测距流程，降低了实现的复杂度以及维护和实现成本；提高了系统测距的健壮性，降低了实现测距设备的性能需求。
25.在图3和图5所示的场景内具有多个控制者，需要对主控制者与从控制者及这些控制者对应的受控者组内的每一个受控者进行时域同步，因此，本发明实施例优选在时域同步过程中实现s601中所述的测距循环的划分步骤。基于此，在一些可能的实现方式中，当受控者与控制者之间的距离小于设定的距离阈值时，说明所有测距设备之间的距离较近，因此，主控制者可以对所有测距设备进行时域同步，所述为主控制者和每个从控制者在一个测距块内划分对应的测距循环，使得所述主控制者和所述从控制者以及对应的受控者组内
的每一个受控者在被对应划分的测距循环内进行测距流程，包括：通过近距离通信技术与uwb系统内的每个测距设备进行交互，确定每个测距设备的标识以及一个测距块内的测距循环数量、一个测距循环内的测距时隙数量以及单个测距时隙的周期；建立所述主控制者以及从控制者的标识与测距循环之间的映射关系，使得每个测距循环均能够对应主控制者或从控制者；在主控制者对应的测距循环的首个测距时隙向所有测距设备分别发送同步消息；其中，每个同步消息包括用于进行同步的时隙计数器参数以及测距设备对应的测距循环标识。
26.对于上述实现方式，需要说明的是，本发明实施例设定一个测距块ranging block包含nround（number round per block）个测距循环ranging round，一个测距循环raging round包含nslot（number slot per round）个测距时隙ranging slot，一个测距时隙ranging slot的周期设置为tslot（时隙周期，例如2ms）；则单个测距循环ranging round的时间长度为tslot
×
nslot，单个测距块ranging block的时长为tslot
×
nslot
×
nround。此外，还设置一个对于测距时隙ranging slot的计数器physlotcounter，时间维度上每经过一个测距时隙ranging slot（2ms），该计数器的数值加1，随着计数器的数值一直累加，就能够记录ranging slot的绝对经过时间。
27.基于上述设定或设置，前述实现方式在具体实施过程中可以如图7中的实线框部分所示，所述主控制者可以通过低功耗蓝牙技术（ble，bluetooth low energy）或者广播信标（beacon）与uwb系统内的所有测距设备（包括主控制者、从控制者及受控者）进行参数交互，确定每个测距设备的标识（比如mac地址）以及一个测距块内的测距循环数量nround、一个测距循环内的测距时隙数量nslot以及单个测距时隙的周期tslot等参数；如图7中实线框部分所示，本发明实施例优选采用ble技术进行参数交互。
28.接着，主控制者可以根据设定的调度策略为所有控制者划分对应的测距循环；比如，根据所述主控制者以及从控制者的标识，建立所述主控制者以及每个从控制者与测距循环之间的映射关系，使得每个测距循环均能够对应主控制者或从控制者；具体来说，master controller可以优先配置到round 0，而其他的slave controller则可以根据mac地址依次配置到round1，round2...round n-1。以图3所示的uwb系统中的测距设备为例，测距循环示意图如图8所示，master controller配置到ranging round 0，也就是说，master controller与controllee-0之间在ranging round 0内进行测距；slave controller-0配置到ranging round 1，也就是说，slave controller-0与controllee-1之间在ranging round 1内进行测距；slave controller-1配置到ranging round 2，也就是说，slave controller-1与controllee-2、controllee-3之间在ranging round 2内进行测距。
29.随后，主控制者可以每个测距块中在自身对应的测距循环（比如ranging round 0）的首个测距时隙（比如ranging slot 0）向uwb系统的其他所有测距设备发送同步消息syn，该消息内可以携带关于测距时隙ranging slot的计数器physlotcounter以及各从控制者对应配置的测距循环索引值round index；可以理解地，对于受控者，主控者将向其发送受控者所对应的主控制者或从控制者相应配置的round index；使得从控制者和受控者在接收到syn消息后根据关于测距时隙ranging slot的计数器physlotcounter进行时域同
步，从而能够使master controller和slave controller之间的上、下行时域一致。详细来说，时域同步包括测距块、测距循环以及测距时隙三部分同步；对于ranging block同步来说，块索引block index=physlotcounter/(nslot
×
nround)；对于ranging round同步来说，测距循环索引round index=(physlotcounter%(nslot
×
nround))/nslot；对于时隙slot同步来说，时隙索引slot index = 0；从控制者在收到syn消息后固定将slot index置为0；round index也固定为0，此参数也可以作为一个同步的校验，若非0则丢弃该同步消息。
30.对于图3和图5所示的具有多个控制者的场景，在一些可能的实现方式中，当受控者与控制者之间的距离大于设定的距离阈值时，说明受控者与控制者之间的距离较远时，近距离通信技术失效，无法实现受控者与控制者之间的部分信息交互。因此，主控制者仅能够对从控制者进行时域同步，所述为主控制者和每个从控制者在一个测距块内划分对应的测距循环，使得所述主控制者和所述从控制者以及对应的受控者组内的每一个受控者在被对应划分的测距循环内进行测距流程，包括：通过近距离通信技术与uwb系统内的每个从控制者进行交互，确定每个从控制者的标识以及一个测距块内的测距循环数量、一个测距循环内的测距时隙数量以及单个测距时隙的周期；建立所述主控制者以及从控制者的标识与测距循环之间的映射关系，使得每个测距循环均能够对应主控制者或从控制者；在主控制者对应的测距循环的首个测距时隙向所有从控制者分别发送同步消息；其中，每个同步消息包括用于进行同步的时隙计数器参数以及各从控制者对应的测距循环标识。
31.需要说明的是，本实现方式的具体实施过程，与前述实现方式中的具体实施过程类似，区别仅在于本实现方式无需与受控者通过交互进行时域同步。
32.在图4所示的一对多（one-to-many）场景中，由于仅存在主控制者，那么无需进行时域同步，在一些可能的实现方式中，所述为每个控制者实例在一个测距块内划分对应的测距循环，使得各控制者实例以及各控制者实例对应的受控者组内的每一个受控者在被对应划分的测距循环内进行测距流程，包括：根据介质访问控制mac地址为所述主控制者划分多个控制者实例；建立每个控制者实例与测距循环之间的映射关系，使得每个测距循环均能够对应控制者实例。
33.对于上述实现方式来说，主控制者可以根据不同的mac地址对应建立多个控制者实例，每个控制者实例均对应一受控者组；为这些控制者实例划分对应的测距循环ranging round，建立所述每个控制者实例与测距循环之间的映射关系，使得每个测距循环均能够对应控制者实例；比如为这些控制者实例分别对应配置到ranging round 0，ranging round 1
……
ranging round n-1。
34.相应来说，在为控制者实例对应划分测距循环之后，主控制者可以从ranging round 0开始依次调度对应的控制者实例与其对应的受控者组内的每一个受控者进行测距，直至所有的控制者实例调度完成。
35.在一些示例中，在主控制者master controller完成步骤s601所示的测距循环划
分过程后，所述方法还包括：在所述主控制者对应的测距循环内与对应的受控者组中的每一个受控者进行测距。需要说明的是，主控制者与其对应的受控者在测距循环内进行测距的具体实施过程，可以参见ieee 802.15.4z-2020版本标准中的相应的测距方案内容，本发明实施例对此不再赘述。
36.对于上述示例，需要说明的是，主控制者可以在除进行测距的ranging raound以及上报时刻进行工作，其他时间，主控制者可以关闭自身用于接收和发射的通信接口并进入睡眠模式，从而节省功耗。
37.基于前述实施例相同的发明构思，参见图9，其示出了本发明实施例提供的一种uwb系统进行测距的调度方法，所述方法应用于图3和图5所示的uwb系统中uwb系统中的从控制者slave controller，所述方法包括：s901：基于主控制者的划分，确定对应的测距循环；s902：在所述对应的测距循环内与对应的受控者组内的每一个受控者进行测距流程；s903：在所述对应的测距循环的最后一个测距时隙向所述主控制者上报测距结果。
38.在一些示例中，相应于所述控制者数量为多个，所述基于主控制者的划分，确定对应的测距循环，包括：通过近距离通信技术与所述主控者进行交互，确定所述从控制者的标识以及一个测距块内的测距循环数量、一个测距循环内的测距时隙数量以及单个测距时隙的周期；在所述主控者对应的测距循环的首个测距时隙接收由所述主控者发送的同步消息，以确定所述从控制者自身对应的测距循环；其中，所述同步消息包括用于进行同步的时隙计数器参数以及所述从控制者对应的测距循环标识。
39.可以理解地，上述示例具体实施过程的详细阐述，可参见前述针对图6所示方案中相关的两个可能的实现方式，本发明实施例对此不做赘述。
40.此外，由于与主控制者同步完成之后，从控制者仅在自身对应的测距循环内进行测距，因此，从控制者可以在syn同步完成后关闭用于接收和发送的通信接口并进入睡眠模式，随后，在自身对应的round index的前一个slot打开通信接口，直至完成测距后可以继续进入睡眠模式，直至下一个ranging block的到来。
41.基于前述实施例相同的发明构思，参见图10、其示出了本发明实施例提供的一种uwb系统进行测距的调度方法，所述方法应用于图3至图5所示的uwb系统中的受控者controlee，所述方法包括：s1001：基于主控者的划分，确定所述受控者所属的主控制者或从控制者对应的测距循环；s1002：在所述对应的测距循环内与所属的主控制者或从控制者进行测距流程。
42.可以理解地，对于图10所示的技术方案，由于受控者通过同步的方式获知自身所属的主控制者或从控制者对应的测距循环，那么在具体实施过程中，可以在在自身所属的主控制者或从控制者对应的测距循环索引index的前一个slot打开通信接口，直至完成测距后可以继续进入睡眠模式，直至下一个ranging block的到来。
43.基于上述图6、9、10所示的技术方案及其实现方式和示例的相关内容阐述，本发明实施例结合图3至图5所示的场景，分别进行详细的实施流程阐述。
44.实施流程一对于图3所示的多对多many-to-many场景，其具体实施流程如图7所示，参见图7中的实线框部分，主控制者通过ble分别向各从控制者以及所有受控者进行参数交互，确定每个测距设备的标识（比如mac地址）以及一个测距块内的测距循环数量nround、一个测距循环内的测距时隙数量nslot以及单个测距时隙的周期tslot等参数；随后，主控制者为所有控制者划分并配置对应的测距循环之后，向所有从控制者及受控者发送同步消息，该同步消息不仅能够实现时域同步，而且还使得场景内的所有测距设备（包括主控制者、从控制者和受控者）确定对应配置的测距循环。在本实施流程中，如图8所示，master controller配置到ranging round 0；slave controller-0配置到ranging round 1；slave controller-1配置到ranging round 2。
45.在完成时域同步以及测距循环划分及配置之后，首先master controller与controllee-0之间在ranging round 0内进行测距，获得自身的测距结果；接着，slave controller-0与controllee-1之间在ranging round 1内进行测距，并且slave controller-0在完成测距后在ranging round 1的最后一个时隙slot向master controller通过report消息上报测距结果；随后，slave controller-1与controllee-2、controllee-3之间在ranging round 2内进行测距，并且在完成测距后在ranging round 2的最后一个时隙slot向master controller通过report消息上报测距结果。master controller将自身的测距结果及接收到两个slave controller的测距结果计算汇总后通过finish消息发给master controller的网络高层ap模块，从而完成一个完整的many-to-many测距流程。
46.可以理解地，各控制者在分别与对应的受控者进行测距的过程中，具体实现方式可以参见图2所示的方案，本发明实施例不再赘述。
47.实施流程二对于图4所示的one-to-many场景，仅有一个控制者，也可以认为master controller和slave controller是同一个物理实体，此场景下，不需要master controller和slave controller之间的时域同步，可通称为控制者controller；在本实施流程中，优选地，controller需要根据不同的mac地址建立多个controller实例从而与多个controllee进行测距。基于此，对于图4所示的场景，其具体实施流程如图11所示，controller可以被建立为三个controller实例，分别标识为controller-0、controller-1和controller-2；相应地，每个实例对应的受控者controllee分别对应被标识为controllee-0、controllee-1和controllee-2。
48.由于不需要进行时域同步，controller可以针对建立的三个controller实例分别划分并配置对应的测距循环ranging round。如图12所示，controller-0配置到ranging round 0；controller-1配置到ranging round 1；controller-2配置到ranging round 2。
49.在完成测距循环划分及配置之后，首先controller-0与controllee-0之间在ranging round 0内进行测距，获得对应的测距结果；接着，controller-1与controllee-1之间在ranging round 1内进行测距，并且获得对应的测距结果；随后，controller-2与
controllee-2之间在ranging round 2内进行测距，并且获得对应的测距结果。由于上述测距都是由同一个控制者controller完成，那么controller可以将所有controller实例的所有测距结果进行汇总后，通过finish消息发给controller的网络高层ap模块，从而完成一个完整的one-to-many测距流程。
50.可以理解地，各控制者实例在分别与对应的受控者进行测距的过程中，具体实现方式可以参见图2所示的方案，本发明实施例不再赘述。
51.实施流程三对于图5所示的多对一（many-to-one）场景，当受控者controllee为一个物理实体时，主控制者master controller和从控制者slave controller在处理逻辑上与图3所示的many-to-many场景是相同的；只是作为唯一的controllee，其需要能够支持多个controller的模式，才能完成many-to-one场景下的通信交互。基于此，图5所示场景的具体实施流程如图13所示。
52.参见图13中的实线框部分，主控制者通过ble分别向各从控制者以及唯一受控者进行参数交互，确定每个测距设备的标识（比如mac地址）以及一个测距块内的测距循环数量nround、一个测距循环内的测距时隙数量nslot以及单个测距时隙的周期tslot等参数；随后，主控制者为所有控制者划分并配置对应的测距循环之后，向所有从控制者及唯一的受控者发送同步消息，该同步消息不仅能够实现时域同步，而且还使得场景内的所有测距设备（包括主控制者、从控制者和受控者）确定对应配置的测距循环。在本实施流程中，如图14所示，master controller配置到ranging round 0；slave controller-0配置到ranging round 1；slave controller-1配置到ranging round 2。
53.在完成时域同步以及测距循环划分及配置之后，首先master controller与controllee之间在ranging round 0内进行测距，获得自身的测距结果；接着，slave controller-0与controllee之间在ranging round 1内进行测距，并且slave controller-0在完成测距后在ranging round 1的最后一个时隙slot向master controller通过report消息上报测距结果；随后，slave controller-1与controllee之间在ranging round 2内进行测距，并且在完成测距后在ranging round 2的最后一个时隙slot向master controller通过report消息上报测距结果。contollee根据syn消息中携带的round index，在分配的round index上与对应的controller完成测距。master controller将自身的测距结果及接收到两个slave controller的测距结果计算汇总后通过finish消息发给master controller的网络高层ap模块，从而完成一个完整的many-to-one测距流程。
54.可以理解地，各控制者在分别与唯一的受控者进行测距的过程中，具体实现方式可以参见图2所示的方案，本发明实施例不再赘述。
55.实施流程四基于前述实施流程一及实施流程三，以图7所示场景为例，当master controller与slave controller下的controllee距离比较远，超出了uwb信号覆盖范围，此种情况可以使master controller只与slave controller进行参数交换和时域同步。也就是说，ble参数交互以及syn消息只用于master controller 和slave controller之间的时域同步，master controller和slave controller下的controllee之间不进行参数交换和时域同步。在此场景下，具体实施流程如图15所示。
56.参见图15中的实线框部分，主控制者通过ble分别向各从控制者进行参数交互，确定每个从控制者的标识（比如mac地址）以及一个测距块内的测距循环数量nround、一个测距循环内的测距时隙数量nslot以及单个测距时隙的周期tslot等参数；随后，主控制者为所有控制者划分并配置对应的测距循环之后，向所有从控制者发送同步syn消息，该同步syn消息不仅能够实现时域同步，而且还使得场景内的主控制者与从控制者确定对应配置的测距循环。在本实施流程中，具体配置可以如图8所示，master controller配置到ranging round 0；slave controller-0配置到ranging round 1；slave controller-1配置到ranging round 2。
57.在完成时域同步以及测距循环划分及配置之后，首先master controller与controllee-0之间在ranging round 0内进行测距，获得自身的测距结果；接着，slave controller-0与controllee-1之间在ranging round 1内进行测距，并且slave controller-0在完成测距后在ranging round 1的最后一个时隙slot向master controller通过report消息上报测距结果；随后，slave controller-1与controllee-2、controllee-3之间在ranging round 2内进行测距，并且在完成测距后在ranging round 2的最后一个时隙slot向master controller通过report消息上报测距结果。master controller将自身的测距结果及接收到两个slave controller的测距结果计算汇总后通过finish消息发给master controller的网络高层ap模块，从而在controllee距离比较远的情况下完成一个完整的测距流程。
58.可以理解地，各控制者在分别与对应的受控者进行测距的过程中，具体实现方式可以参见图2所示的方案，本发明实施例不再赘述。
59.基于前述技术方案相同的发明构思，参见图16，其示出了本发明实施例提供的一种uwb系统内的主控制者装置160，所述主控制者装置160包括：划分部分1601和收集部分1602；其中，所述划分部分1601，经配置为：为所述主控制者和每个从控制者，或者为每个控制者实例在一个测距块内划分对应的测距循环，使得所述主控制者和所述从控制者以及对应的受控者组内的每一个受控者，或者各控制者实例以及各控制者实例对应的受控者组内的每一个受控者在被对应划分的测距循环内进行测距流程；所述收集部分1602，经配置为：在每个测距循环的最后一个测距时隙收集所述主控制者和所述从控制者，或者所有控制者实例在对应测距循环内获得测距结果，并且将所采集到的测距结果上报至网络高层的ap模块。
60.在一些示例中，所述控制者数量为多个，且当所述受控者与所述控制者之间的距离小于设定的距离阈值时，所述划分部分1601，经配置为：通过近距离通信技术与uwb系统内的每个测距设备进行交互，确定每个测距设备的标识以及一个测距块内的测距循环数量、一个测距循环内的测距时隙数量以及单个测距时隙的周期；建立所述主控制者以及从控制者的标识与测距循环之间的映射关系，使得每个测距循环均能够对应主控制者或从控制者；在主控制者对应的测距循环的首个测距时隙向所有测距设备分别发送同步消息；其中，每个同步消息包括用于进行同步的时隙计数器参数以及测距设备对应的测距循环标
识。
61.在一些示例中，所述控制者数量为多个，且当所述受控者与所述控制者之间的距离大于设定的距离阈值时，所述划分部分1601，经配置为：通过近距离通信技术与uwb系统内的每个从控制者进行交互，确定每个从控制者的标识以及一个测距块内的测距循环数量、一个测距循环内的测距时隙数量以及单个测距时隙的周期；建立所述主控制者以及从控制者的标识与测距循环之间的映射关系，使得每个测距循环均能够对应主控制者或从控制者；在主控制者对应的测距循环的首个测距时隙向所有从控制者分别发送同步消息；其中，每个同步消息包括用于进行同步的时隙计数器参数以及各从控制者对应的测距循环标识。
62.在一些示例中，参见图17，所述主控制者装置160还包括主控制测距部分1603，经配置为：在所述主控制者对应的测距循环内与对应的受控者组中的每一个受控者进行测距。
63.在一些示例中，所述控制者的数量为一个时，所述划分部分1601，经配置为：根据介质访问控制mac地址为所述主控制者划分多个控制者实例；建立每个控制者实例与测距循环之间的映射关系，使得每个测距循环均能够对应控制者实例。
64.基于前述实施例相同的发明构思，参见图18，其示出了本发明实施例提供的一种uwb系统内的从控制者装置180，所述从控制者装置180包括：第一确定部分1801、第一测距部分1802和上报部分1803；其中，所述第一确定部分1801，经配置为：基于主控制者的划分，确定对应的测距循环；所述第一测距部分1802，经配置为：在所述对应的测距循环内与对应的受控者组内的每一个受控者进行测距流程；所述上报部分1803，经配置为在所述对应的测距循环的最后一个测距时隙向所述主控制者上报测距结果。
65.在一些示例中，相应于所述控制者数量为多个，所述第一确定部分1801，经配置为：通过近距离通信技术与所述主控者进行交互，确定所述从控制者的标识以及一个测距块内的测距循环数量、一个测距循环内的测距时隙数量以及单个测距时隙的周期；在所述主控者对应的测距循环的首个测距时隙接收由所述主控者发送的同步消息，以确定所述从控制者自身对应的测距循环；其中，所述同步消息包括用于进行同步的时隙计数器参数以及所述从控制者对应的测距循环标识。
66.基于前述实施例相同的发明构思，参见图19，其示出了本发明实施例提供的一种uwb系统内的受控者装置190，所述受控者装置190包括：第二确定部分191和第二测距部分192；其中，所述第二确定部分191，经配置为基于主控者的划分，确定所述受控者所属的主控制者或从控制者对应的测距循环；
所述第二测距部分192，经配置为在所述对应的测距循环内与所属的主控制者或从控制者进行测距流程。
67.可以理解地，在本实施例中，“部分”可以是部分电路、部分处理器、部分程序或软件等等，当然也可以是单元，还可以是模块也可以是非模块化的。
68.另外，在本实施例中的各组成部分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模块的形式实现。
69.所述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并非作为独立的产品进行销售或使用时，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，或者网络设备等）或processor（处理器）执行本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（rom， read only memory）、随机存取存储器（ram，random access memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
70.因此，本实施例提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有uwb系统进行测距的调度程序，所述uwb系统进行测距的调度程序被至少一个处理器执行时实现上述技术方案中如图6、或者图9或者图10所示出的uwb系统进行测距的调度方法步骤。
71.根据上述图16至图19所示出的装置以及计算机存储介质，参见图20，其示出了本发明实施例提供的一种能够实施上述装置的计算设备200的具体硬件结构，该计算设备200可以为无线装置、移动或蜂窝电话（包含所谓的智能电话）、个人数字助理（pda）、视频游戏控制台（包含视频显示器、移动视频游戏装置、移动视频会议单元）、膝上型计算机、桌上型计算机、电视机顶盒、平板计算装置、电子书阅读器、固定或移动媒体播放器，等。计算设备200包括：通信接口2001，存储器2002和处理器2003；各个组件通过总线系统2004耦合在一起。可理解，总线系统2004用于实现这些组件之间的连接通信。总线系统2004除包括数据总线之外，还包括电源总线、控制总线和状态信号总线。但是为了清楚说明起见，在图20中将各种总线都标为总线系统2004。其中，所述通信接口2001，用于在与其他外部网元之间进行收发信息过程中，信号的接收和发送；所述存储器2002，用于存储能够在所述处理器2003上运行的计算机程序；所述处理器2003，用于在运行所述计算机程序时，执行如图6、或者图9或者图10所示出的uwb系统进行测距的调度方法步骤。
72.可以理解，本发明实施例中的存储器2002可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(read-only memory，rom)、可编程只读存储器 (programmable rom，prom)、可擦除可编程只读存储器(erasable prom，eprom)、电可擦除可编程只读存储器(electrically eprom，eeprom)或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器(random access memory，ram)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的ram可用，例如静态随机存取存储器(static ram，sram)、动态随机存取存储器 (dynamic ram，dram)、同步动态随机存
取存储器(synchronous dram，sdram)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(double data rate sdram，ddrsdram)、增强型同步动态随机存取存储器(enhanced sdram，esdram)、同步连接动态随机存取存储器(synchlink dram，sldram)和直接内存总线随机存取存储器(direct rambus ram，drram)。本文描述的系统和方法的存储器2002旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。
73.而处理器2003可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器2003中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器2003可以是通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现场可编程门阵列(field programmable gate array， fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程 存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器2002，处理器2003读取存储器2002中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
74.可以理解的是，本文描述的这些实施例可以用硬件、软件、固件、中间件、微码或其组合来实现。对于硬件实现，处理单元可以实现在一个或多个专用集成电路(application specific integrated circuits，asic)、数字信号处理器(digital signal processing，dsp)、数字信号处理设备(dsp device，dspd)、可编程逻辑设备(programmable logic device，pld)、现场可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)、通用处理器、控制器、微控制器、微处理器、用于执行本技术所述功能的其它电子单元或其组合中。
75.对于软件实现，可通过执行本文所述功能的模块(例如过程、函数等) 来实现本文所述的技术。软件代码可存储在存储器中并通过处理器执行。存储器可以在处理器中或在处理器外部实现。
76.可以理解地，上述图16至图18所示装置以及计算设备200的示例性技术方案，与前述图6、图9以及图10所示出的uwb系统进行测距的调度方法的技术方案属于同一构思，因此，上述对于图16至图18所示装置以及计算设备200的技术方案未详细描述的细节内容，均可以参见前述图6、图9以及图10所示出的uwb系统进行测距的调度方法的技术方案的描述。本发明实施例对此不做赘述。
77.基于前述实施例相同的发明构思，本发明实施例提供了一种uwb系统，所述系统包括：一个如图16或图17所示的主控制者装置、至少一个如图18所示的从控制者装置以及至少一个如图19所示的受控者装置。
78.需要说明的是：本发明实施例所记载的技术方案之间，在不冲突的情况下，可以任意组合。
79.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。