使用基于观测器的到达时间测量的定位

申请号 CN201380051824.5 申请日 2013-07-22 公开(公告)号 CN104685371A 公开(公告)日 2015-06-03
申请人 高通股份有限公司; 发明人 普拉文·杜瓦; 利昂内尔·雅克·加兰;
摘要 一种确定目标装置的 位置 的方法(110)包含:从第一已知位置装置发送第一测量 信号 (112);在第二已知位置装置处接收所述第一测量信号(114);在所述第一已知位置装置处及在所述第二已知位置装置处从所述目标装置接收第一确认信号(116);使用与所述第一测量信号及所述第一确认信号相关联的第一时序信息、所述第一已知位置装置的第一位置及所述第二已知位置装置的第二位置来确定所述目标装置的所述位置(118)。
权利要求

1.一种确定目标装置的位置的方法,所述方法包括:
从第一已知位置装置发送第一测量信号
在第二已知位置装置处接收所述第一测量信号;
在所述第一已知位置装置处及在所述第二已知位置装置处从所述目标装置接收第一确认信号;及
使用与所述第一测量信号及所述第一确认信号相关联的第一时序信息、所述第一已知位置装置的第一位置及所述第二已知位置装置的第二位置来确定所述目标装置的所述位置。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述第一时序信息包括所述第一测量信号的发射时间、所述第一确认信号在所述第一已知位置装置中的第一到达时间、所述第一测量信号在所述第二已知位置装置中的第二到达时间及所述第一确认信号在所述第二已知位置装置中的第三到达时间,且其中使用所述第一时序信息包括使用所述发射时间、所述第一到达时间、所述第二到达时间及所述第三到达时间分别确定从所述目标装置到所述第一已知位置装置及所述第二已知位置装置的第一距离及第二距离。
3.根据权利要求2所述的方法,其中使用所述发射时间、所述第一到达时间、所述第二到达时间及所述第三到达时间包括确定以下两者之间的差:(1)所述第一到达时间与所述发射时间之间的差及(2)所述第三到达时间与所述第二到达时间之间的差。
4.根据权利要求1所述的方法,其进一步包括:
在第三已知位置装置处接收所述第一测量信号;及
在所述第三已知位置装置处从所述目标装置接收所述第一确认信号;
其中所述第一时序信息包括所述第一测量信号的发射时间、所述第一确认信号在所述第一已知位置装置中的第一到达时间、所述第一测量信号在所述第三已知位置装置中的第四到达时间,及所述第一确认信号在所述第三已知位置装置中的第五到达时间;且其中使用所述第一时序信息包括使用所述第四到达时间及所述第五到达时间确定从所述目标装置到所述第三已知位置装置的第三距离。
5.根据权利要求1所述的方法,其进一步包括:
从所述第二已知位置装置发送第二测量信号;
在所述第一已知位置装置处接收所述第二测量信号;及
在所述第一已知位置装置处及在所述第二已知位置装置处从所述目标装置接收第二确认信号;
其中确定所述目标装置的所述位置进一步包括使用与所述第二测量信号及所述第二确认信号相关联的第二时序信息。
6.根据权利要求5所述的方法,其进一步包括从所述第一已知位置装置发送指示对所述第一确认信号的接收的交换消息,其中响应于由所述第二已知位置装置接收所述交换消息而从所述第二已知位置装置发送所述第二测量信号。
7.根据权利要求5所述的方法,其中所述第一已知位置装置及所述第二已知位置装置形成测量-观测器已知位置装置对,所述方法进一步包括从用于所述目标装置的多个其它测量-观测器已知位置装置对获得其它时序信息,且其中确定所述目标装置的所述位置进一步包括使用三边测量使用所述其它时序信息确定所述目标装置的所述位置。
8.一种用于确定目标装置的位置的设备,所述设备包括:
网络接口
控制引擎,其通信地耦合到所述网络接口且经配置以:
经由所述网络接口将第一指令发送到第一网络装置以充当用以发送第一测量信号的测量网络装置;及
经由所述网络接口将第二指令发送到第二网络装置以充当用以接收所述第一测量信号的观测器网络装置,所述第一网络装置具有第一已知位置且所述第二网络装置具有第二已知位置;及
位置引擎,其通信地耦合到所述控制引擎及所述网络接口,其经配置以:
经由所述网络接口接收与所述第一测量信号相关联的第一时序信息;及基于所述第一时序信息、所述第一已知位置及所述第二已知位置而确定所述目标装置的所述位置。
9.根据权利要求8所述的设备,其中:
所述第一时序信息包括:
所述第一测量信号的发射时间;
由所述目标装置响应于接收到所述第一测量信号而发送的第一确认信号在所述第一网络装置中的第一到达时间;
所述第一测量信号在所述第二网络装置中的第二到达时间;及
所述第一确认信号在所述第二网络装置中的第三到达时间;且
用以确定所述目标装置的所述位置的所述位置引擎经配置以使用所述发射时间、所述第一到达时间、所述第二到达时间及所述第三到达时间分别确定从所述目标装置到所述第一网络装置及所述第二网络装置的第一距离及第二距离。
10.根据权利要求9所述的设备,其中使用所述发射时间、所述第一到达时间、所述第二到达时间及所述第三到达时间包括确定以下两者之间的差:(1)所述第一到达时间与所述发射时间之间的差及(2)所述第三到达时间与所述第二到达时间之间的差。
11.根据权利要求8所述的设备,其中:
所述控制引擎进一步经配置以指令第三网络装置充当另一观测器网络装置,所述第三网络装置具有第三已知位置;
所述第一时序信息进一步包括:
所述第一测量信号在所述第三网络装置中的第四到达时间;及
第一确认信号在所述第三网络装置中的第五到达时间;且
用以确定所述目标装置的所述位置的所述位置引擎进一步经配置以使用所述第四到达时间及所述第五到达时间确定从所述目标装置到所述第三网络装置的第三距离。
12.根据权利要求8所述的设备,其中:
所述控制引擎进一步经配置以指令所述第一网络装置充当所述观测器网络装置且指令所述第二网络装置充当所述测量网络装置;且
所述位置引擎进一步经配置以:
经由所述网络接口接收与从所述第二网络装置发送且由所述第一网络装置在充当所述观测器网络装置时接收的第二测量信号相关联的第二时序信息;及
进一步基于所述第二时序信息而确定所述目标装置的所述位置。
13.一种用于确定目标装置的位置的设备,所述设备包括:
网络接口;
控制装置,其通信地耦合到所述网络接口以用于:
经由所述网络接口将第一指令发送到第一网络装置以充当用以发送第一测量信号的测量网络装置;及
经由所述网络接口将第二指令发送到第二网络装置以充当用以接收所述第一测量信号的观测器网络装置,所述第一网络装置具有第一已知位置且所述第二网络装置具有第二已知位置;及
位置确定装置,其通信地耦合到所述控制装置及所述网络接口以用于:
经由所述网络接口接收与所述第一测量信号相关联的第一时序信息;及基于所述第一时序信息、所述第一已知位置及所述第二已知位置而确定所述目标装置的所述位置。
14.根据权利要求13所述的设备,其中:
所述第一时序信息包括:
所述第一测量信号的发射时间;
由所述目标装置响应于接收到所述第一测量信号而发送的第一确认信号在所述第一网络装置中的第一到达时间;
所述第一测量信号在所述第二网络装置中的第二到达时间;及
所述第一确认信号在所述第二网络装置中的第三到达时间;且
所述用于确定所述目标装置的所述位置的位置确定装置经配置以使用所述发射时间、所述第一到达时间、所述第二到达时间及所述第三到达时间分别确定从所述目标装置到所述第一网络装置及所述第二网络装置的第一距离及第二距离。
15.根据权利要求14所述的设备,其中使用所述发射时间、所述第一到达时间、所述第二到达时间及所述第三到达时间包括确定以下两者之间的差:(1)所述第一到达时间与所述发射时间之间的差及(2)所述第三到达时间与所述第二到达时间之间的差。
16.根据权利要求13所述的设备,其中:
所述控制装置进一步用于指令第三网络装置充当另一观测器网络装置,所述第三网络装置具有第三已知位置;
所述第一时序信息进一步包括:
所述第一测量信号在所述第三网络装置中的第四到达时间;及
第一确认信号在所述第三网络装置中的第五到达时间;且
所述用于确定所述目标装置的所述位置的位置确定装置进一步经配置以使用所述第四到达时间及所述第五到达时间确定从所述目标装置到所述第三网络装置的第三距离。
17.根据权利要求13所述的设备,其中:
所述控制装置进一步经配置以指令所述第一网络装置充当所述观测器网络装置且指令所述第二网络装置充当所述测量网络装置;且
所述位置确定装置进一步用于:
经由所述网络接口接收与从所述第二网络装置发送且由所述第一网络装置在充当所述观测器网络装置时接收的第二测量信号相关联的第二时序信息;及
进一步基于所述第二时序信息而确定所述目标装置的所述位置。
18.一种处理器可读存储媒体,其包括经配置以致使处理器进行以下操作的处理器可读指令:
将第一指令发送到第一网络装置以充当用以发送第一测量信号的测量网络装置;
将第二指令发送到第二网络装置以充当用以接收所述第一测量信号的观测器网络装置,所述第一网络装置具有第一已知位置且所述第二网络装置具有第二已知位置;
接收与所述第一测量信号相关联的第一时序信息;及
基于所述第一时序信息、所述第一已知位置及所述第二已知位置而确定目标装置的位置;
其中所述第一时序信息与所述第一测量信号相关联。
19.根据权利要求18所述的处理器可读存储媒体,其中:
所述第一时序信息包括:
所述第一测量信号的发射时间;
由所述目标装置响应于接收到所述第一测量信号而发送的第一确认信号在所述第一网络装置中的第一到达时间;
所述第一测量信号在所述第二网络装置中的第二到达时间;及
所述第一确认信号在所述第二网络装置中的第三到达时间;且
所述经配置以致使所述处理器确定所述目标装置的所述位置的指令经配置以致使所述处理器使用所述发射时间、所述第一到达时间、所述第二到达时间及所述第三到达时间分别确定从所述目标装置到所述第一网络装置及所述第二网络装置的第一距离及第二距离。
20.根据权利要求19所述的处理器可读存储媒体,其中使用所述发射时间、所述第一到达时间、所述第二到达时间及所述第三到达时间包括确定以下两者之间的差:(1)所述第一到达时间与所述发射时间之间的差及(2)所述第三到达时间与所述第二到达时间之间的差。
21.根据权利要求18所述的处理器可读存储媒体,其中:
所述指令进一步包括经配置以致使所述处理器指令第三网络装置充当另一观测器网络装置的指令,所述第三网络装置具有第三已知位置;
所述第一时序信息进一步包括:
所述第一测量信号在所述第三网络装置中的第四到达时间;及
第一确认信号在所述第三网络装置中的第五到达时间;且
所述经配置以致使所述处理器确定所述目标装置的所述位置的指令经配置以致使所述处理器使用所述第四到达时间及所述第五到达时间确定从所述目标装置到所述第三网络装置的第三距离。
22.根据权利要求18所述的处理器可读存储媒体,其进一步包括经配置以致使所述处理器指令所述第一网络装置充当所述观测器网络装置且指令所述第二网络装置充当所述测量网络装置的指令,其中所述经配置以致使所述处理器确定所述目标装置的所述位置的指令经配置以致使所述处理器:
经由所述网络接口接收与从所述第二网络装置发送且由所述第一网络装置在充当所述观测器网络装置时接收的第二测量信号相关联的第二时序信息;及
进一步基于所述第二时序信息而确定所述目标装置的所述位置。
23.一种确定目标装置的位置的方法,所述方法包括:
将第一指令发送到第一网络装置以充当用以发送第一测量信号的测量网络装置;
将第二指令发送到第二网络装置以充当用以接收所述第一测量信号的观测器网络装置,所述第一网络装置具有第一已知位置且所述第二网络装置具有第二已知位置;
接收与所述第一测量信号相关联的第一时序信息;及
基于所述第一时序信息、所述第一已知位置及所述第二已知位置而确定所述目标装置的所述位置。
24.根据权利要求23所述的方法,其中:
所述第一时序信息包括:
所述第一测量信号的发射时间;
由所述目标装置响应于接收到所述第一测量信号而发送的第一确认信号在所述第一网络装置中的第一到达时间;
所述第一测量信号在所述第二网络装置中的第二到达时间;及
所述第一确认信号在所述第二网络装置中的第三到达时间;且
确定所述目标装置的所述位置包括使用所述发射时间、所述第一到达时间、所述第二到达时间及所述第三到达时间分别确定从所述目标装置到所述第一网络装置及所述第二网络装置的第一距离及第二距离。
25.根据权利要求24所述的方法,其中使用所述发射时间、所述第一到达时间、所述第二到达时间及所述第三到达时间包括确定以下两者之间的差:(1)所述第一到达时间与所述发射时间之间的差及(2)所述第三到达时间与所述第二到达时间之间的差。
26.根据权利要求23所述的方法,其进一步包括指令第三网络装置充当另一观测器网络装置,所述第三网络装置具有第三已知位置,其中;
所述第一时序信息进一步包括:
所述第一测量信号在所述第三网络装置中的第四到达时间;及
第一确认信号在所述第三网络装置中的第五到达时间;且
确定所述目标装置的所述位置包括使用所述第四到达时间及所述第五到达时间确定从所述目标装置到所述第三网络装置的第三距离。
27.根据权利要求23所述的方法,其进一步包括:
指令所述第一网络装置充当所述观测器网络装置且指令所述第二网络装置充当所述测量网络装置;及
接收与从所述第二网络装置发送且由所述第一网络装置在充当所述观测器网络装置时接收的第二测量信号相关联的第二时序信息;
其中确定所述目标装置的所述位置是进一步基于所述第二时序信息。

说明书全文

使用基于观测器的到达时间测量的定位

背景技术

[0001] 常常需要知晓或确定例如无线局域网(WLAN)等网络中的装置的位置。当前存在用于确定WLAN中的位置的各种技术。例如,可将通信从第一装置发送到第二装置,所述第二装置随后将确认消息发送回到所述第一装置。从所述通信的发送到所述确认的接收的往返时间(RTT)可用于确定从所述第二装置到所述第一装置的距离(其可为所估计的距离),可从其确定所述第二装置的位置信息。然而,所述RTT包含由所述第二装置用来处理所述通信及发送所述确认的周转时间。如果此周转时间变化,那么从所述第二装置到所述第一装置的所确定的距离将变化。
[0002] 参看图1A到1B,用于确定RTT的系统包含接入点及移动装置。在第一时间处,接入点将包1发送到移动装置,所述移动装置通过将确认信号ACK 1发送到所述接入点而作出响应。在第二时间处,将包2发送到移动装置,所述移动装置将确认信号ACK 2返回到接入点。可根据以下等式确定从自接入点的媒体接入控制(MAC)发送包的时间到所述确认到达MAC的时间的RTT:
[0003] RX′=RX+MP+CSD (1)
[0004] 在等式(1)中,RX是在电缆信号呈现在不含多路径及循环移位延迟(CSD)的天线处的情况下从接入点的天线到接入点的MAC招致的确认的理想接收延迟,MP是可归因于接收路径中的多路径的时序误差,且CSD是可归因于存在于确认的发射器处的循环移位延迟的由接入点接收确认中的时序误差。RX′表示在存在真实多路径及CSD误差项的情况下在包的空中接收情形中招致的实际延迟及时序误差的总和。发明内容
[0005] 确定目标装置的位置的实例方法包含:从第一已知位置装置发送第一测量信号;在第二已知位置装置处接收所述第一测量信号;在所述第一已知位置装置处及所述第二已知位置装置处从所述目标装置接收第一确认信号;使用与所述第一测量信号及所述第一确认信号相关联的第一时序信息、所述第一已知位置装置的第一位置及所述第二已知位置装置的第二位置来确定所述目标装置的位置。
[0006] 此方法的实施方案可包含以下特征中的一或多者。所述第一时序信息包括所述第一测量信号的发射时间、所述第一确认信号在所述第一已知位置装置中的第一到达时间、所述第一测量信号在所述第二已知位置装置中的第二到达时间及所述第一确认信号在所述第二已知位置装置中的第三到达时间,且使用所述第一时序信息包括使用所述发射时间、所述第一到达时间、所述第二到达时间及所述第三到达时间分别确定从所述目标装置到所述第一已知位置装置及所述第二已知位置装置的第一距离及第二距离。使用所述发射时间、所述第一到达时间、所述第二到达时间及所述第三到达时间包括确定以下两者之间的差:(1)所述第一到达时间与所述发射时间之间的差及(2)所述第三到达时间与所述第二到达时间之间的差。所述方法进一步包含:在第三已知位置装置处接收所述第一测量信号;及在所述第三已知位置装置处从所述目标装置接收所述第一确认信号;其中所述第一时序信息包括所述第一测量信号的发射时间、所述第一确认信号在所述第一已知位置装置中的第一到达时间、所述第一测量信号在所述第三已知位置装置中的第四到达时间,及所述第一确认信号在所述第三已知位置装置中的第五到达时间;且使用所述第一时序信息包括使用所述第四到达时间及所述第五到达时间确定从所述目标装置到所述第三已知位置装置的第三距离。
[0007] 而且或替代地,此方法的实施方案可包含以下特征中的一或多者。所述方法进一步包含:从所述第二已知位置装置发送第二测量信号;在所述第一已知位置装置处接收所述第二测量信号;及在所述第一已知位置装置处及所述第二已知位置装置处从所述目标装置接收第二确认;其中确定所述目标装置的所述位置进一步包括使用与所述第二测量信号及所述第二确认信号相关联的第二时序信息。所述方法进一步包含从所述第一已知位置装置发送指示所述第一确认信号的接收的交换消息,其中响应于由所述第二已知位置装置接收所述交换消息而从所述第二已知位置装置发送所述第二测量信号。所述第一已知位置装置及所述第二已知位置装置形成测量-观测器已知位置装置对,且所述方法进一步包含从用于所述目标装置的进一步的测量-观测器已知位置装置对获得进一步的时序信息,其中确定所述目标装置的所述位置进一步包括使用三边测量使用所述进一步的时序信息确定所述目标装置的位置。
[0008] 用于确定目标装置的位置的实例设备包含:网络接口;控制引擎,其通信地耦合到所述网络接口且经配置以:经由所述网络接口将第一指令发送到第一网络装置以充当用以发送第一测量信号的测量网络装置;及经由所述网络接口将第二指令发送到第二网络装置以充当用以接收第一测量信号的观测器网络装置,所述第一网络装置具有第一已知位置且所述第二网络装置具有第二已知位置;及位置引擎,其通信地耦合到所述控制引擎及所述网络接口,其经配置以:经由所述网络接口接收与所述第一测量信号相关联的第一时序信息;及基于所述第一时序信息、所述第一已知位置及所述第二已知位置而确定所述目标装置的位置。
[0009] 此设备方法的实施方案可包含以下特征中的一或多者。所述第一时序信息包括:所述第一测量信号的发射时间;由目标装置响应于接收到所述第一测量信号而发送的第一确认信号在所述第一网络装置中的第一到达时间;所述第一测量信号在所述第二网络装置中的第二到达时间;及所述第一确认信号在第二网络装置中的第三到达时间,及用以确定目标装置的位置的位置引擎,其经配置以使用发射时间、第一到达时间、第二到达时间及第三到达时间分别确定从目标装置到第一网络装置及第二网络装置的第一距离及第二距离。
使用所述发射时间、所述第一到达时间、所述第二到达时间及所述第三到达时间包括确定以下两者之间的差:(1)所述第一到达时间与所述发射时间之间的差及(2)所述第三到达时间与所述第二到达时间之间的差。所述控制引擎进一步经配置以指令第三网络装置充当另一观测器网络装置,所述第三网络装置具有第三已知位置,所述第一时序信息进一步包括:所述第一测量信号在所述第三网络装置中的第四到达时间;及所述第一确认信号在所述第三网络装置中的第五到达时间,及位置引擎,其用以确定目标装置的位置,其进一步经配置以使用所述第四到达时间及所述第五到达时间确定从目标装置到第三网络装置的第三距离。所述控制引擎进一步经配置以指令第一网络装置充当观测器网络装置且指令第二网络装置充当测量网络装置,且所述位置引擎进一步经配置以:经由网络接口接收与从第二网络装置发送且由第一网络装置在充当观测器网络装置时接收的第二测量信号相关联的第二时序信息;及进一步基于所述第二时序信息而确定目标装置的位置。
[0010] 用于确定目标装置的位置的另一实例设备包含:网络接口;控制装置,其通信地耦合到所述网络接口且经配置以:经由所述网络接口将第一指令发送到第一网络装置以充当用以发送第一测量信号的测量网络装置;及经由所述网络接口将第二指令发送到第二网络装置以充当用以接收第一测量信号的观测器网络装置,所述第一网络装置具有第一已知位置且所述第二网络装置具有第二已知位置;及位置确定装置,其通信地耦合到所述控制装置及所述网络接口,以用于:经由所述网络接口接收与所述第一测量信号相关联的第一时序信息;及基于所述第一时序信息、所述第一已知位置及所述第二已知位置而确定所述目标装置的位置。
[0011] 此设备的实施方案可包含以下特征中的一或多者。所述第一时序信息包括:所述第一测量信号的发射时间;由目标装置响应于接收到所述第一测量信号而发送的第一确认信号在所述第一网络装置中的第一到达时间;所述第一测量信号在所述第二网络装置中的第二到达时间;及所述第一确认信号在第二网络装置中的第三到达时间,及用于确定目标装置的位置的位置确定装置,其经配置以使用发射时间、第一到达时间、第二到达时间及第三到达时间分别确定从目标装置到第一网络装置及第二网络装置的第一距离及第二距离。使用所述发射时间、所述第一到达时间、所述第二到达时间及所述第三到达时间包括确定以下两者之间的差:(1)所述第一到达时间与所述发射时间之间的差及(2)所述第三到达时间与所述第二到达时间之间的差。所述控制装置进一步用于指令第三网络装置充当另一观测器网络装置,所述第三网络装置具有第三已知位置,所述第一时序信息进一步包括:所述第一测量信号在所述第三网络装置中的第四到达时间;及所述第一确认信号在所述第三网络装置中的第五到达时间,及位置确定装置,其用于确定目标装置的位置,其进一步经配置以使用所述第四到达时间及所述第五到达时间确定从目标装置到第三网络装置的第三距离。所述控制装置进一步经配置以指令第一网络装置充当观测器网络装置且指令第二网络装置充当测量网络装置,且所述位置确定装置进一步用于:经由所述网络接口接收与从第二网络装置发送且由第一网络装置在充当观测器网络装置时接收的第二测量信号相关联的第二时序信息;及进一步基于所述第二时序信息而确定目标装置的位置。
[0012] 一种实例处理器可读存储媒体包含处理器可读指令,所述处理器可读指令经配置以致使处理器:将第一指令发送到第一网络装置以充当用以发送第一测量信号的测量网络装置;及将第二指令发送到第二网络装置以充当用以接收第一测量信号的观测器网络装置,所述第一网络装置具有第一已知位置且所述第二网络装置具有第二已知位置;及位置确定装置,其通信地耦合到所述控制装置及所述网络接口,以用于:经由所述网络接口接收与所述第一测量信号相关联的第一时序信息;接收与第一测量信号相关联的第一时序信息;及基于第一时序信息、第一已知位置及第二已知位置而确定目标装置的位置;其中所述第一时序信息与第一测量信号相关联。
[0013] 此存储媒体的实施方案可包含以下特征中的一或多者。所述第一时序信息包括:所述第一测量信号的发射时间;由目标装置响应于接收到所述第一测量信号而发送的第一确认信号在所述第一网络装置中的第一到达时间;所述第一测量信号在所述第二网络装置中的第二到达时间;及所述第一确认信号在第二网络装置中的第三到达时间,及经配置以致使所述处理器确定目标装置的位置的指令,其经配置以致使所述处理器使用发射时间、第一到达时间、第二到达时间及第三到达时间分别确定从目标装置到第一网络装置及第二网络装置的第一距离及第二距离。使用所述发射时间、所述第一到达时间、所述第二到达时间及所述第三到达时间包括确定以下两者之间的差:(1)所述第一到达时间与所述发射时间之间的差及(2)所述第三到达时间与所述第二到达时间之间的差。所述指令进一步包括经配置以致使所述处理器指令第三网络装置充当另一观测器网络装置的指令,所述第三网络装置具有第三已知位置,所述第一时序信息进一步包括:所述第一测量信号在所述第三网络装置中的第四到达时间;及所述第一确认信号在所述第三网络装置中的第五到达时间,且经配置以致使所述处理器确定目标装置的位置的指令经配置以致使所述处理器使用所述第四到达时间及所述第五到达时间确定从目标装置到第三网络装置的第三距离。所述处理器可读存储媒体进一步包含经配置以致使所述处理器指令第一网络装置充当观测器网络装置且指令第二网络装置充当测量网络装置的指令,其中所述经配置以致使所述处理器确定目标装置的位置的指令经配置以致使所述处理器:经由网络接口接收与从第二网络装置发送且由第一网络装置在充当观测器网络装置时接收的第二测量信号相关联的第二时序信息;及进一步基于所述第二时序信息而确定目标装置的位置。
[0014] 确定目标装置的位置的另一实例方法包含:将第一指令发送到第一网络装置以充当用以发送第一测量信号的测量网络装置;及将第二指令发送到第二网络装置以充当用以接收第一测量信号的观测器网络装置,所述第一网络装置具有第一已知位置且所述第二网络装置具有第二已知位置;接收与第一测量信号相关联的第一时序信息;及基于第一时序信息、第一已知位置及第二已知位置而确定目标装置的位置。
[0015] 此方法的实施方案可包含以下特征中的一或多者。所述第一时序信息包括:所述第一测量信号的发射时间;由目标装置响应于接收到所述第一测量信号而发送的第一确认信号在所述第一网络装置中的第一到达时间;的第一测量信号在所述第二网络装置中的第二到达时间;及所述第一确认信号在第二网络装置中的第三到达时间,且确定目标装置的位置包括使用发射时间、第一到达时间、第二到达时间及第三到达时间分别确定从目标装置到第一网络装置及第二网络装置的第一距离及第二距离。使用所述发射时间、所述第一到达时间、所述第二到达时间及所述第三到达时间包括确定以下两者之间的差:(1)所述第一到达时间与所述发射时间之间的差及(2)所述第三到达时间与所述第二到达时间之间的差。所述方法进一步包含指令第三网络装置充当另一观测器网络装置,所述第三网络装置具有第三已知位置,其中所述第一时序信息进一步包括:所述第一测量信号在所述第三网络装置中的第四到达时间;及所述第一确认信号在所述第三网络装置中的第五到达时间,且其中确定目标装置的位置包括使用所述第四到达时间及所述第五到达时间确定从目标装置到第三网络装置的第三距离。所述方法进一步包含:指令第一网络装置充当观测器网络装置且指令第二网络装置充当测量网络装置;及接收与从第二网络装置发送且由第一网络装置在充当观测器网络装置时接收的第二测量信号相关联的第二时序信息,其中确定目标装置的位置是进一步基于所述第二时序信息。
[0016] 本文中论述的项目及/或技术可提供以下能中的一或多者以及其它未提到的能力。可例如通过减少包交换的量而与目前的位置技术相比减少用于位置确定的电力消耗。与目前的系统相比,可例如通过减少包交换的量而增加实施装置(例如,移动装置)位置确定的通信系统的系统容量。可提供用于使用软件媒体存取控制器的装置的可靠的位置确定。通过拥有具有未知定位/位置的装置与具有已知定位/位置的装置(例如,接入点)之间的信号的发射时间之间的差的紧密约束的拟合(例如,基于三个距离测量的三点拟合)来减少装置位置确定中的误差。可减少或甚至消除归因于可变周转时间而引起的位置确定误差。可通过消除对装置处理时间(例如,从天线到MAC的周转时间及信号接收传递时间)的知识的依赖而减少装置位置确定中的误差。可减少归因于用于在测量装置处接收的信号的循环移位延迟(CSD)及多路径而引起的装置位置确定中的误差。可提供其它能力,且不是根据本发明的每个实施方案都必须提供所论述的能力中的任一者,更不用说全部。此外,可有可能通过除了所述的手段之外的手段来实现上述效果,且所述的项目/技术可能不一定产生所述的效果。附图说明
[0017] 图1A到1B是现有技术往返时间测量的框图
[0018] 图2为通信系统的示意图。
[0019] 图3是图2中展示的的移动台的框图。
[0020] 图4是图2中展示的网络装置的框图。
[0021] 图5是图2中展示的服务器的框图。
[0022] 图6是图2中展示的网络装置的部分功能框图。
[0023] 图7是图2中展示的服务器的部分功能框图。
[0024] 图8到10是确定目标装置的位置的框流程图过程。
[0025] 图11是网络装置之间的时序测量的示意图。
[0026] 图12是用于定位目标装置的装置的组合中的时序测量的示意图。
[0027] 图13是确定目标装置的位置的方法的框流程图。

具体实施方式

[0028] 使用本文中论述的技术,观测器网络装置可与测量网络装置组合使用以确定另一网络装置的定位。例如,从测量接入点将测量信号发送到观测器接入点及移动装置。移动装置通过将确认信号发送到测量接入点及观测器接入点而对测量信号作出响应。观测器接入点处的测量信号以及测量接入点及观测器接入点处的确认信号的到达时间及测量信号的发射时间用于确定移动装置的位置。测量及观测器接入点可改变色且进行进一步的测量。此外,多个接入点测量-观测器对可用于获得测量以用于确定移动装置的位置。可以使用其它实施方案。例如,虽然上文所论述的实例及下文论述的实例集中于移动装置及接入点,但可使用除移动装置及/或接入点之外的装置,且本文中论述的技术适用于具有所论述的功能性的任何类型的装置。此外,可由多个观测器装置同时接收及处理测量信号,且可使用来自多个观测器装置的信息确定未知位置的装置的位置的位置而可能不需要进一步的测量。
[0029] 参看图2,通信系统10包含网络装置12、14、16、网络18及服务器19。作为一实例,在图2中,网络装置12展示为移动台(MS)12,网络装置14展示为接入点(AP)14,且网络装置16展示为基站收发器(BTS)16。虽然AP通常与无线局域网(WLAN)相关联,且BTS通常与无线广域网(WWAN)相关联,但术语AP及BTS一般在本文中用作适用于WLAN或WWAN,因为网络装置14、16可经配置以用于在任一或两种类型的网络中操作,且在图2中展示为AP及BTS以仅作为一实例。系统10是其中系统10可至少在BTS 16与AP 14之间、BTS 16与MS 12之间、AP 14与MS 12之间、BTS 16与网络18之间、AP 14与网络18之间及网络18与服务器19之间发送及接收通信的通信系统。仅展示一个MS 12,但通常将存在一个以上MS 12且系统10经配置以同时支持众多MS 12。
[0030] BTS 16可经由天线与AP 14无线地通信。BTS 16也可被称作基站收发器、接入节点(AN)、节点B、演进节点B(eNB)等。
[0031] MS 12可移动到各种位置,包含移动到建筑物中及移动到建筑物的不同楼层上。MS12可被称为接入终端(AT)、移动装置、用户设备(UE)或订户单元。MS 12此处展示为蜂窝式电话。MS的其它实例包含无线路由器、个人数字助理(PDA)、上网本、笔记本计算机、平板计算机等。在图2中仅展示一个MS 12,且为了简化以下论述,仅论述此MS 12。
[0032] AP 14可移动到各种位置。AP 14的对(例如,AP 141及AP 142)用于测量到达时间(TOA),其中AP 14中的一者(例如AP 141)是观测器AP且另一AP 14(例如AP 142)是测量AP,如下文所论述。
[0033] 参看图3,MS 12的实例包括包含处理器20的计算机系统、包含软件24的存储器22、发射器26、天线28及接收器30。发射器26、天线28及接收器30形成可与AP 14通信的无线通信模。发射器26及接收器30经配置以经由天线28与AP 14双向通信。处理器
20优选为智能硬件装置,例如中央处理单元(CPU)(例如由 公司或
制造的中央处理单元)、微控制器、专用集成电路(ASIC)等。处理器20可包括可分布在MS
12中的多个单独的物理实体。存储器22是包含随机存取存储器(RAM)及只读存储器(ROM)的处理器可读存储媒体。存储器22存储软件24,软件24是处理器可读、处理器可执行的软件代码,其含有经配置以在被执行时致使处理器20执行本文中描述的各种功能的处理器可读指令。或者,软件24可不可由处理器20直接执行,而是经配置以(例如)在被编译及执行时致使处理器20执行所述功能。
[0034] MS 12可配置有多种媒体接入控制(MAC)类型中的任一者。例如,MS 12可具有硬件MAC、固件辅助式MAC或软件MAC。硬件MAC通常提供大约1到2个时钟循环的一致周转时间(以接收包并发送确认)。固件辅助式MAC通常提供大约10到20个时钟循环的略微可变的周转时间。软件MAC通常提供超过20个时钟循环的高度可变的周转时间。下文论述的技术可与具有任何此类MAC的MS 12一起使用。如本文中所使用的MAC是指MAC层信号处理
[0035] 参看图4,网络装置14、16中的一者的实例包括包含处理器40的计算机系统、包含软件44的存储器42、发射器46、天线48、接收器50及网络接口52。发射器46、天线48及接收器50形成可与MS 12及移动装置(例如,移动电话、平板计算机、个人数字助理等)及/或另一实体通信的无线通信模块。发射器46及接收器40经配置以经由天线28与MS12及一或多个移动装置双向通信。发射器46及接收器40经配置以双向通信(通过天线
48无线地或使用未展示的其它装置(例如服务器))。处理器40优选为智能硬件装置,例如中央处理单元(CPU)(例如由 公司或 制造的中央处理单元)、微
控制器、专用集成电路(ASIC)等。处理器40可包括可分布在AP 14中的多个单独的物理实体。存储器42包含随机存取存储器(RAM)及只读存储器(ROM)。存储器42是处理器可读存储媒体,其存储软件44,软件44是处理器可读、处理器可执行的软件代码,其含有经配置以在被执行时致使处理器40执行本文中描述的各种功能的处理器可读指令。或者,软件
44可不可由处理器40直接执行,而是经配置以(例如)在被编译及执行时致使处理器40执行所述功能。网络接口52经配置以与网络19(图2)双向通信。
[0036] 参看图5,服务器19包括包含处理器60的计算机系统、包含软件64的存储器62及网络接口66。处理器60优选为智能硬件装置,例如中央处理单元(CPU)(例如由公司或 制造的中央处理单元)、微控制器、专用集成电路(ASIC)
等。处理器60可包括可分布在服务器19中的多个单独的物理实体。存储器62包含随机存取存储器(RAM)及只读存储器(ROM)。存储器62是处理器可读存储媒体,其存储软件64,软件64是处理器可读、处理器可执行的软件代码,其含有经配置以在被执行时致使处理器
60执行本文中描述的各种功能的处理器可读指令(但所述描述可仅指代执行所述功能的处理器60)。或者,软件64可不可由处理器60直接执行,而是经配置以(例如)在被编译及执行时致使处理器60执行所述功能。网络接口66经配置以与网络18(图2)双向通信,以通过网络18将通信发送到BTS 16及/或AP 14及从BTS 16及/或AP 14接收通信。
[0037] 参看图6,网络装置此处为图2中展示的AP 141、142各自包含所展示的组件。AP141、142中的每一者分别包含测量模块801、802、观测器模块821、822、MAC 841、842的功能元件,且包含收发器861、862,其各自包括发射器46、天线48及图4中展示的接收器50。模块
80、82各自例如由处理器40及包含软件44的存储器42实施。测量模块80经配置以经由收发器86获得(例如,接入或准备)消息且朝向MS 12发送消息,且经由收发器86从MS
12接收确认。测量模块80进一步经配置以朝向服务器19发送从MAC 84的消息的发射时间及在MAC 84处的确认的接收时间的指示。AP 141、142中的每一者的模块80、82进一步经配置以与其它网络装置(例如,其它AP 14)的模块80、82一起工作,以从离开一个AP 14的MAC 84到达另一AP 14的MAC 84的消息确定发射时间。观测器模块82经配置以经由收发器86从MS 12接收确认且朝向服务器19发送MAC 84处的确认的接收时间的指示。下文相对于图8进一步论述这些功能。
[0038] 基于观测器的到达时间
[0039] 以下提供基于观测器的到达时间(TOA)确定以使用具有已知位置的多个网络装置找到目标装置(其为具有未知位置的网络装置)的准确位置(定位)的论述。可使用一或多个观测器AP 14执行测量以减少或甚至消除对可变的SIFS ACK信号周转时间的依赖。以下论述集中在确定移动装置12的位置。然而,可应用所论述的技术以确定另一装置(例如,任何网络装置(例如图2中展示的网络装置12、14、16中的任一者))的位置。所论述的技术针对于通过使用具有已知位置的至少两个装置进行测量且处理这些测量的结果以确定目标装置的位置而确定具有未知位置的目标装置的位置。具体来说,论述用于使用具有已知位置的网络装置确定具有未知位置且处于响应模式中的网络装置的位置的技术。然而,所述论述是实例且不限制本发明的范围。
[0040] 参看图7,服务器19包含控制引擎(控制装置或控制装置)90及位置引擎(定位装置或位置确定装置)92。引擎90、92是由处理器60及存储于所述存储器62中的软件64实施的功能模块。因此,对执行或经配置以执行功能的引擎90、92的参考是执行或经配置以执行根据软件64(及/或固件及/或处理器60的硬件)的功能的处理器60的速记。类似地,对执行控制或位置确定功能的处理器60的参考等效于分别执行所述功能的控制引擎90或位置引擎92。控制引擎90通信地耦合到位置引擎92(例如)以共享将用于确定目标装置的位置的信息(例如,哪一(哪些)网络装置是测量网络装置且哪一(哪些)网络装置是观测器网络装置)。控制引擎90通信地耦合到网络接口66以用于指令(例如,用于发送控制指令以指令)网络装置且用于接收网络装置的状态(例如,测量完成)的指示。位置引擎92通信地耦合到网络接口66以用于从网络装置接收时序信息及其它信息(例如,已知位置的装置的位置),且发送目标装置的位置的位置指示。
[0041] 控制引擎90经配置以控制接入点14以获得及报告基于观测器的到达时间信息。控制引擎90经配置以选择网络装置12、14、16(例如,接入点14)作为测量-观测器组合(例如,对),且将信号/命令发送到选定的网络装置12、14、16以向选定的网络装置12、14、
16指示所述选定的网络装置12、14、16已经被选择为一测量-观测器组合或多个测量-观测器组合。控制引擎90还经配置以致使选定的测量-观测器组合起始测量,且提供关于所述测量的参数信息,例如,将用于测量的时间的量。具体来说,网络装置12、14、16经配置以从归属信道改变为测量信道、发送测量信号以用于RTT及TOA确定、跟踪测试信号的发射及到达的时间,及将发射及到达的时间(时序信息)报告给服务器19,尤其报告给位置引擎
92,以作为测量信息。
[0042] 位置引擎92经配置以基于来自测量-观测器组合的所报告的测量信息及其它适当的信息而确定目标装置(例如移动装置12)的位置。位置引擎92经配置以获得(例如,接收及收集)由选定的网络装置12、14、16的测量-观测器组合在测量期间获得的测量信息。位置引擎92进一步经配置以使用所述测量信息来确定目标装置的位置(定位)。
[0043] 参看图8,进一步参考图2到7,使用基于观测器的TOA信息来确定移动装置12的位置的过程110包含所展示的多个阶段。然而,过程110仅为一实例并且没有限制性。可例如通过添加、移除、重新布置、组合、同时执行多个阶段及/或将单一阶段分裂为多个阶段而更改过程110。过程110论述使用AP 141、142作为测量-观测器组合(此处为测量-观测器对)确定作为目标装置的移动装置12的位置的实例。然而,过程110可用于网络装置的不同组合,即,除了使移动装置12作为目标装置之外及/或除了将AP 141、142用作测量-观测器组合之外。
[0044] 在阶段112处,过程110包含从第一已知位置装置发送第一测量信号。例如,第一已知位置装置可为具有第一已知位置的测量接入点,例如AP 141。在此实例中,测量AP141,具体来说是测量模块801无线地广播测量信号(MS),所述测量信号可由观测器装置及目标装置(在此实例中分别为观测器AP 142(具有第二已知位置)及移动装置12)接收。
[0045] 在阶段114处,过程110包含在第二已知位置装置处接收第一测量信号。继续所述实例,观测器AP 142从测量AP 141无线地接收测量信号MS。
[0046] 在阶段116处,过程110包含在第一已知位置装置处及在第二已知位置装置处从目标装置接收第一确认信号。继续所述实例,移动装置12处于响应模式中且响应于接收到测量信号MS而无线地发送确认信号(ACK)。阶段116包含测量AP 141及观测器AP 142无线地接收此确认信号ACK。
[0047] 在阶段118处,过程110包含使用与第一测量信号及第一确认信号相关联的第一时序信息、第一已知位置装置的第一位置及第二已知位置装置的第二位置来确定目标装置的位置。继续所述实例,测量AP 141及观测器AP 142将关于测量信号MS及确认信号ACK的接收时间的时序信息发送到服务器(图2)。服务器19,具体来说是位置引擎92使用所述时序信息以确定移动装置12的位置。
[0048] 参看图9,进一步参考图2到7,使用基于观测器的TOA信息确定目标装置的位置的过程130包含所展示的多个阶段。然而,过程130仅为一实例并且没有限制性。可例如通过添加、移除、重新布置、组合、同时执行多个阶段及/或将单一阶段分裂为多个阶段而更改过程130。例如,可将阶段138分裂为两个阶段,其中在其中角色改变的阶段136之前报告处于第一角色的接入点的测量信息。此外,可除去阶段136。对所展示及描述的过程130的另外其它更改是可能的。过程130论述使用AP 141、142作为测量-观测器组合(此处为测量-观测器对)确定作为目标装置的移动装置12的位置的实例。然而,过程130可用于网络装置的不同组合,即,除了使移动装置12作为目标装置之外及/或除了将AP 141、
142用作测量-观测器组合之外。
[0049] 在阶段132处,服务器19选择接入点14的测量-观测器对。例如,控制引擎90将指令发送到成为测量-观测器对的接入点141、142(例如)以致使接入点141成为测量网络装置(此处为测量AP)且致使接入点142成为观测器网络装置(此处为观测器AP)。控制引擎90因此同时指令接入点141充当测量网络装置且指令接入点142充当观测器网络装置。也就是说,基于来自控制引擎90的指令,接入点141将充当测量网络装置,同时接入点142充当观测器网络装置。控制引擎90将指令发送到与接入点141、142分离的成为单独的测量-观测器对的接入点14的其它对。例如,控制引擎90可将信号发送到八个接入点14以形成四个单独的测量-观测器对,但可使用其它数量的测量-观测器对。此外,控制引擎
90可将在给定区域中在给时序间执行时序测量的接入点14的数量限制到(例如)四(两个测量-观测器对)。对过程130的剩余的论述集中在含有接入点141、142的一个测量-观测器对,但所述论述同样适用于其它接入点14。
[0050] 在阶段134处,接入点141、142执行时间测量。接入点141、142通过将它们的相应的当前使用的通信信道设定为共同(即,相同)测量信道(例如,在适当时从归属信道改变)并执行测量而响应于来自服务器19的指令。首先,接入点141是测量AP且接入点142是观测器AP。接入点141、142执行到接入点141、142的初始连接的接入点的TSF(时间同步功能)同步,以初始连接的接入点的下一信标时间为目标。接入点141在下一信标时间处开始测量交换且接入点142观测。此处,接入点141发送由移动装置12及接入点142接收的测量信号。移动装置12通过发送确认信号而对接收到测量信号作出响应。确认信号由接入点141、142接收。接入点141、142确定测量信号的发射时间及测量信号及确认信号的接收时间。这些时间可至少被临时存储(例如,作为移位寄存器的部分或存储在存储器42中)以用于发射到服务器19。
[0051] 在阶段136处,接入点141、142的角色改变。在由测量AP进行测量时,测量AP将测量完成指示或交换消息发送到观测器AP。测量AP通过变成观测器AP而对发送此指示或消息作出响应,且观测器AP通过变成测量AP且其后充当包含发送MS的测量AP而对接收此指示或消息作出响应。在接入点141、142处于它们的新角色的情况下重复阶段134的发射时间测量。接入点141、142尝试以指定的间隔(例如,32ms的间隔)完成它们的测量(在测量AP及观测器AP组合时)。如果在指时序间周期内未完成测量,那么目前的测量AP(此处为接入点142)与观测器AP协调以在相同的信标间隔内继续测量。此阶段可被省略,但可通过增加由接入点141、142在信道到测量信道中的单一改变内获得的测量而提高效率。
[0052] 在阶段138处,报告由接入点141、142在发射时间测量期间收集的测量信息。接入点141、142收集关于测量的信息且将所收集的信息报告给服务器19的位置引擎92。可在一或多个时间处报告来自发射时间测量的时序信息,例如,在获得信息时、在接入点141、142的角色之间的转变处,或在完成所有时序测量之后,等等。接入点141、142中的每一者将其当前使用的通信信道改变为除测量信道之外的通信信道,例如,改变为它们的相应的归属信道。接入点141、142的当前使用的通信信道可为或可不为相同信道。如果存在尚未获得及报告测量信息的接入点14的更多测量-观测器对,那么那些接入点14将它们的当前使用的通信信道改变为测量信道且过程130返回到阶段134。
[0053] 在阶段140处,服务器19基于所报告的测量信息而确定移动装置12的位置。位置引擎92使用来自一或多个(优选所有)测量-观测器对的所报告的时序信息与接入点14的位置的组合来确定移动装置12的定位。如果未实现移动装置12的位置的所要的准确度(例如,平估计位置误差(HEPE)不合意的(例如,超过阈值)),那么过程130将返回到阶段132且控制引擎90将选择接入点14的不同集合以用作测量-观测器对,虽然新选择的接入点14中的一些接入点可能先前已经用于测量-观测器对中。或者,可在除系统
10中的服务器19之外的实体处进行位置确定,其中另一实体获得时序信息且具有或获得其它相关信息以用于确定移动装置12的位置。
[0054] 参看图10,进一步参考图2到7及11,使用基于观测器的TOA信息来确定目标装置(此处为移动装置12)的位置的过程150包含所展示的多个阶段。然而,过程150仅为一实例并且没有限制性。可例如通过添加、移除、重新布置、组合、同时执行多个阶段及/或将单一阶段分裂为多个阶段而更改过程150。过程150论述使用AP 141、142作为测量-观测器组合(此处为具有已知位置的测量-观测器对(即,测量-观测器已知位置装置对))确定作为目标装置的移动装置12的位置的实例。然而,过程150可用于网络装置的不同组合,即,除了使移动装置12作为目标装置之外及/或除了将AP 141、142用作测量-观测器组合之外。以下关于过程150的论述集中在接入点141、142(例如,在被选择为测量-观测器对之后)(参看图9的阶段132),但所述论述同样适用于其它接入点14。为下标中的简单起见,图11中展示的测量AP被指定为测量AP(1),观测器AP被指定为观测器AP(3),且移动装置12被指定为移动装置(2)。分别地,接入点141、142的外部椭圆表示信号从天线48中的一或多者离开或到达天线48中的一或多者的时序,移动装置12的外部椭圆表示信号从天线28中的一或多者离开或到达天线28中的一或多者的时序,且接入点141、142及移动装置12的内部椭圆表示信号从MAC 84、85离开或到达MAC 84、85的时序。
[0055] 在阶段152处,起初为测量AP的接入点141朝向移动装置12及接入点142发送测量信号(MS)。在被选择之后,接入点141、142改变到相同的测量信道且接入点141广播所述MS,以使得所述MS可由移动装置12及起初为接入点142的观测器AP接收。所述MS在MAC841中起始且通过收发器861发送,包含通过天线881发送。MS从MAC 841传递离开天线881的时间量(即,传递时间)在图11中表示为TX1。MS离开MAC 841的时间(即,时刻)是发射时间且在图11中表示为T0。测量AP(此处为接入点141)将所述时间T0(即,MS从测量AP的MAC 84的发射时间)存储在其存储器42中。
[0056] 在阶段154处,起初为观测器AP的接入点142接收所述MS。接入点142通过包含天线882的收发器862接收MS,且接收到MAC 842中。MS从接入点141的天线881传递到接入点142的天线882的时间量在图11中表示为t31。MS从天线882传递到MAC 842的时间量在图11中表示为RX′31。MS在MAC 842处的到达时间(TOA)(即,MS到达的时刻)在图11中表示为T2。观测器AP(此处为接入点142)将时间T2存储在其存储器42中。
[0057] 在阶段154处,移动装置12接收所述MS。移动装置12接收观测器AP接收的相同MS。移动装置12通过天线28及接收器30接收所述MS且接收到MAC 85中。MS从接入点141的天线881传递到移动装置12的天线28的时间量在图11中表示为t21。MS从天线28传递到MAC 85的时间量在图11中表示为RX′21。
[0058] 在阶段158处,移动装置12发送确认(ACK)信号。移动装置12通过广播ACK信号而对接收到MS信号作出响应,以使得所述ACK信号可由测量AP(起初为接入点141)及观测器AP(起初为接入点142)接收。
[0059] 在阶段160处,在测量AP处及在观测器AP处接收ACK信号。接入点142(此时为观测器AP)通过包含天线882的收发器862接收ACK信号,且接收到MAC 842中。ACK信号从移动装置12的天线28传递到接入点142的天线882的时间量在图11中表示为t32。ACK信号从天线882传递到MAC 842的时间量在图11中表示为RX′ 32。MAC 842处的ACK信号的TOA在图11中表示为T3。接入点142(此处为观测器AP)将时间T3存储在其存储器42中。接入点141(此时为测量AP)通过包含天线881的收发器861接收ACK信号且接收到MAC841中。发射时间(即,ACK信号从移动装置12的天线28传递到接入点141的天线881的时间量)在图11中表示为t12(其中发射时间t12等于时间量t21)。ACK信号从天线881传递到MAC 841的时间量在图11中表示为RX′ 12。MAC 841处的ACK信号的TOA在图11中表示为T1。接入点141(此处为测量AP)将时间T1存储在其存储器42中。
[0060] 在阶段162处,将MS及ACK信号的到达时间及MS的发射时间报告给服务器19。接入点141、142分别将MS的发射时间T0及ACK信号的到达时间T1及相应的MAC 84处的MS的到达时间T2及ACK信号的到达时间T3发送到服务器19的位置引擎92。如上文所论述,可在各种时间处报告这些时间,例如,在接入点141、142改变测量及观测器角色之前,或在改变角色之后(即,接入点141改变为观测器AP且接入点142改变为测量AP)、一测量或以其它方式确时序间就报告、在完成测量-观测器对的所有测量之后,等等。
[0061] 在阶段164处,服务器19基于所报告的测量信息而确定移动装置的位置。位置引擎92使用所报告的发射及到达时间来确定移动装置12与接入点141、142之间的传递时间。位置引擎92将使用这些时间、接入点141、142的已知定位及其它适当的信息(例如,光速)而使用三边测量确定从接入点141、142到移动装置12的距离(其可为所估计的距离)及因此移动装置12的位置。可针对一或多个进一步的测量-观测器已知位置装置对执行所述过程150以获得进一步的时序信息,且例如使用三边测量单独地或与从接入点141、142的测量-观测器对获得的时序信息组合地使用所述进一步的时序信息来确定移动装置12的位置。
[0062] 位置引擎92经配置以确定移动装置12与接入点141、142之间的传递时间中的差异。为此,位置引擎经配置以确定以下两者之间的差:(1)ACK信号在测量AP处的到达时间T1与测量AP对MS的发射时间T0之间的差与(2)ACK信号在观测器AP处的到达时间T3与ACK信号在观测器AP处的到达时间T2之间的差。ACK信号在测量AP处的到达时间T1与测量AP对MS的发射时间T0之间的差由下式给出:
[0063] T1-T0=TX1+t21+RX′21+SIFS+TX2+t12+RX′12 (2)
[0064] 其中SIFS(短帧间空间)是移动装置12的MAC 85从MAC 85处的MS的接收到ACK信号从MAC 85的发射的周转时间。ACK信号在观测器AP处的到达时间T3与ACK信号在观测器AP处的到达时间T2之间的差是由下式给出:
[0065] T3-T2=t21+RX′21+SIFS+TX2+t32+RX′32-(t31+RX′31) (3)[0066] 取等式(1)与等式(2)之间的差得到:
[0067] (T1-T0)-(T3-T2)=t12-t32+RX′12+RX′32+t31+TX1+RX′31 (4)[0068] 其中表达式t31+TX1+RX′31是可确定的常量且项RX′ 12及RX′ 32分别是测量AP及观测器AP的已知值。表达式t31+TX1+RX′31的值是从测量AP的MAC 84到观测器AP的MAC 84的发射时间且可通过确定MS在观测器AP的MAC 84处的到达时间T2与MS从测量AP的MAC 84的发射时间T0的差异来确定。此值可例如通过发送测试信号且确定从测量AP的MAC到观测器AP的MAC的行进时间而在测量及观测器AP之间的后台(即,与过程150分开)来确定。可在接入点14的制造期间确定项RX′12及RX′ 32的值且存储在它们的相应的存储器22中,这些项的预定值可存储在系统10中的所有接入点14的存储器22中而不需要个别确定,所述预定值可存储于存储器62中,等等。此外,可假设项RX′12及RX′ 32的值相同(例如,在不个别地确定所述值的情况下)。
[0069] 通过使用上文所论述的已知/可确定的值评估等式(4),位置引擎92可确定移动装置12与接入点141、142之间的传递时间中的差异的值t12-t32。位置引擎92经配置以确定其中此差异等于所确定的值的位置集合,其构成移动装置12的可能的位置。位置引擎92可确定在接入点141、142的测量/观测器角色颠倒的情况下的类似位置集合,以及接入点14的其它测量-观测器对的类似位置集合。位置引擎92经配置以将移动装置12的定位确定为最佳地满足从使用所述测量-观测器对确定的可能的所估计的位置的各种集合的点。
[0070] 虽然以上相对于图8到11的论述使用测量-观测器对的测量-观测器组合论述了多个实例,但可使用装置的其它组合。例如,可使用与目标装置、测量装置及与所述测量装置相关联的多个观测器装置的组合,其中所述测量装置及所述观测器装置具有已知位置。参看图12,装置的组合200包含目标装置202、测量装置204、及三个观测器装置206、208、
210。在多个观测器装置用于单一测量装置的情况下,由测量装置发送的测量信号MS被多个观测器装置接收,且所述多个观测器装置将它们的相应的时序信息提供给服务器19,且位置引擎92使用来自所述多个观测器装置的信息确定目标装置的位置估计。图12仅展示一个测量装置,但可存在各自与至少一个观测器装置相关联的一或多个其它测量装置。这些观测器装置中的任一者可为观测器装置206、208、210中的一者,其中观测器装置能够识别测量信号MS的来源且将此以及对应的时序信息报告给位置引擎92。而且在此情况下,尽管测量信号MS可在不同时间到达观测器装置及/或确认信号ACK可在不同时间到达观测器装置及/或观测器装置可在不同时间将它们的相应的时序信息发送到服务器19,观测器装置同时操作。可选择起初充当多个观测器装置的装置以发送测量信号MS。例如,控制引擎90可使这些装置中的一者(例如,装置206)与测量装置(例如,装置204)交换角色,或可使这些装置中的一者以上变成测量装置以设置不同的测量-观测器组合(例如,装置204及206变成测量装置,其中装置208与装置204配对为观测器装置,且装置210与装置206配对为观测器装置)。如果使用充分数量(例如,三个或更多个)观测器装置,那么可以所要的准确度(例如,在所要的阈值内的HEPE)确定目标装置的位置,而不必执行进一步的测量(例如,另一装置充当测量装置,所述装置中的一者起初充当多个观测器装置中的一者,或另一装置)。
[0071] 参看图13,进一步参考图2到7及11,使用基于观测器的TOA信息确定目标装置(此处为移动装置12)的位置的方法230包含所展示的多个阶段。然而,过程230仅为一实例并且没有限制性。可例如通过添加、移除、重新布置、组合、同时执行多个阶段及/或将单一阶段分裂为多个阶段而更改过程230。
[0072] 在阶段232处,方法230包含将第一指令发送到第一网络装置以充当用以发送第一测量信号的测量网络装置。服务器19的控制引擎90可发送命令信号以指令例如接入点141等网络装置成为测量装置并且因此发送测量信号。
[0073] 在阶段234处,方法230包含将第二指令发送到第二网络装置以充当用以接收所述第一测量信号的观测器网络装置,所述第一网络装置具有第一已知位置且所述第二网络装置具有第二已知位置。控制引擎90将命令信号发送到例如接入点142等网络装置以成为观测器装置。接入点141、142具有已知位置。
[0074] 在阶段236处,方法230包含接收与第一测量信号相关联的第一时序信息。接入点141、142发送与测量信号相关联的时序信息,例如测量信号的发射时间、测量信号的接收时间及/或由移动装置12响应于接收到测量信号而发送的确认信号接收时间。
[0075] 在阶段238处,方法230包含基于第一时序信息、第一已知位置及第二已知位置而确定目标装置的位置。位置引擎92收集时序信息,且使用此与接入点141、142的已知位置的组合例如通过确定与141、142的距离且使用三边测量来确定移动装置12的位置。
[0076] 此外,虽然以上论述集中在其中测量装置发送单一测量信号MS的实例,但可使用其它实施方案。例如,测量装置可发送多个测量信号。测量装置发送的测量信号的数目可例如取决于在控制引擎90发送命令以停止发送测量信号(例如,响应于位置引擎92从与测量装置相关联的所要的数量(例如,所有)观测器装置接收到时序信息等)之前的阈值时间量、测量信号的阈值数目而变化。
[0077] 测量信号MS可采取多种形式。例如,测量信号可为单一信息包或多个信息包。
[0078] 进一步的考虑因素
[0079] 如本文所使用,包含在权利要求书中,以“至少一个”开始的项目的列表中所使用的“或”指示分离性列表,以使得(例如)“A、B或C中的至少一者”的列表是指A或B或C或AB或AC或BC或ABC(即,A及B及C),或与一个以上特征的组合(例如,AA、AAB、ABBC等)。
[0080] 如本文中所使用,包含在权利要求书中,除非另外规定,否则功能或操作是“基于”项目或条件的声明是指所述功能或操作是基于所陈述的项目或条件且可基于除了所陈述的项目或条件之外的一或多个项目及/或条件。
[0081] 无线通信网络不无线地发射所有通信,但经配置以无线地发射至少一些通信。
[0082] 其它实例及实施方案在本发明及所附权利要求书的范围及精神内。例如,归因于软件的性质,上文所描述的功能可使用由处理器、硬件、固件、硬连线或这些中的任一者的组合执行的软件实施。实施功能的特征还可物理地位于各种位置处,包含经分布以使得功能的多个部分在不同物理位置处实施。
[0083] 此外,可揭示一个以上发明。
[0084] 可根据特定要求作出对所描述的配置的实质性变化。举例来说,还可能使用定制硬件,及/或可能将特定元件实施于硬件、软件(包含便携式软件,例如小程序等)或两者中。另外,可利用到其它计算装置(例如,网络输入/输出装置)的连接。
[0085] 举例来说,常见形式的物理和/或有形的计算机可读媒体包含软盘、软磁盘、硬盘、磁带或任何其它磁性媒体、CD-ROM、任何其它光学媒体、打孔卡、纸带、具有孔图案的任何其它物理媒体、RAM、PROM、EPROM、快闪EPROM、任何其它存储器芯片或盒带、如下文描述的载波或计算机可从其读取指令和/或代码的任何其它媒体。
[0086] 上文所论述的方法、系统及装置为实例。在适当时,各种配置可省略、替代或添加各种程序或组件。举例来说,在替代配置中,方法可以不同于所描述的次序来执行,且可添加、省略或组合各种步骤。而且,可以各种其它配置组合关于某些配置所描述的特征。可以类似方式组合配置的不同方面及元件。而且,技术发展,且因此,元件中的许多元件为实例且并不限制本发明或权利要求书的范围。
[0087] 在描述中给出特定细节以提供对实例配置(包含实施方案)的透彻理解。然而,可在无这些特定细节的情况下实践配置。举例来说,在没有不必要的细节的情况下展示众所周知的电路、过程、算法、结构和技术以便避免混淆所述配置。此描述仅提供实例配置,且并不限制权利要求书的范围、适用性或配置。实际上,所述配置的前面描述提供用于实施所描述的技术的描述。在不脱离本发明的精神或范围的情况下可对元件的功能和布置作出各种改变。
[0088] 而且,可将配置描述为被描绘为流程图或框图的过程。尽管每一流程图或框图可将操作描述为连续过程,但许多操作可并行地或同时地执行。此外,操作的次序可以重新布置。过程可具有图中未包含的额外阶段或功能。此外,可由硬件、软件、固件、中间件微码、硬件描述语言或其任何组合实施方法的实例。当以软件、固件、中间件或微码实施时,用以执行必要任务的程序代码或代码段可存储在例如存储媒体的非暂时性计算机可读媒体中。处理器可执行所描述的任务。
[0089] 已描述若干实例配置,可在不脱离本发明的精神的情况下使用各种修改、替代构造及等效物。举例来说,以上元件可为较大系统的组件,其中其它规则可优先于本发明的应用或以其它方式修改本发明的应用。而且,可在考虑以上元件之前、期间或之后进行若干操作。因此,以上描述并不约束权利要求书的范围。
[0090] 一值超过(或多于)第一阈值的声明等效于所述值满足或超过略微大于第一阈值的第二阈值的声明,例如第二阈值是在计算系统的分辨率方面高于第一阈值的一个值。一值小于第一阈值(或在其内)的声明等效于所述值小于或等于略微低于第一阈值的第二阈值的声明,例如,第二阈值是在计算系统的分辨率方面低于第一阈值的一个值。
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