现代社会已经迅速地采用、并变得依赖于手持设备来进行无线通 信。举例而言，由于在通信质量和设备功能性两方面上的技术改进， 蜂窝电话继续在全球市场中持续增加。这些无线通信设备(WCD) 对于个人用途和商务用途二者而言都已普及，其允许用户从多个地 理方位发送和接收语音、文本以及图形数据。这些设备所使用的通 信网络跨越不同的频率并覆盖不同的传输距离，每个通信网络具有 针对不同应用所需求的强度。
蜂窝网络有利于较大地理区域上的WCD通信。这些网络技术通 常按代划分，从20世纪70年代末至20世纪80年代初的提供基线 语音通信的第一代(1G)模拟蜂窝电话开始，直到现代数字蜂窝电 话。GSM是得到广泛使用的2G数字蜂窝网络的一个例子，在欧洲 其在900MHZ到1.8 GHZ频带内进行通信，在美国其以1.9 GHZ进 行通信。这种网络提供语音通信，并且还支持经由短消息收发服务 (SMS)的文本数据传输。SMS允许WCD发送并接收最多160个 字符的文本消息，同时提供对分组网络、ISDN以及POTS用户的 9.6Kbps的数据传送。在某些设备中还可以使用多媒体消息服务 (MMS)，它是一种增强的消息收发系统，除了传输简单文本之外 还允许传输声音、图形以及视频文件。近期出现的技术，诸如用于 手持设备的数字视频广播(DVB-H)，将使流式数字视频以及其他 相似内容经由直接传输而可用于WCD。尽管例如GSM的远程通信 网络是被广泛接受的用于发送和接收数据的装置，但由于开销、流 量和法律方面的考虑，这些网络可能不适用于所有的数据应用。
短程无线网络提供的通信解决方法避免了在大型蜂窝网络中出 现的一些问题。蓝牙TM是短程无线技术的一个例子，其迅速在市场 中得到认可。支持蓝牙TM的WCD可以在10米的范围内以720Kbps 的速率来发送和接收数据，并且可以通过附加的功率提升(power boosting)来传输远至100米。用户不用活跃地发起蓝牙TM网络。取 而代之的是，位于彼此操作范围之内的多个设备可以自动组成被称 为“微网(piconet)”的网络组群。任何设备可以将自己提升为微 网的主设备，这允许其控制与最多7个“活跃”从设备和255个“休 眠”，从设备的数据交换。活跃从设备基于主设备的时钟定时交换数 据。休眠从设备监控信标信号以便与该主设备保持同步，并且等待 活跃时隙以变得可用。这些设备持续在各活跃通信和节电模式之间 切换，以便向其他微网成员传送数据。除了蓝牙TM之外，其他流行 的短程无线网络包括WLAN(作为示例，其“Wi-Fi”本地接入点根 据IEEE 802.11标准进行通信)、WUSB、UWB、蓝牙低端扩展 (BTLEE)/BluLite、ZigBee/IEEE 802.15.4以及UHF RFID。所有这 些无线介质都具有使其适用于不同应用的特征和优点。
最近，制造商还已开始将用于提供增强功能的各种资源(例如， 用于执行极为临近的无线信息交换的组件和软件)并入WCD中。传 感器和/或扫描器可以用于将视觉信息或电子信息读取到设备中。事 务可能包括:用户将其WCD置于目标附近，将其WCD对准对象(例 如，以拍摄照片)或在将其设备在打印标签或文档上扫过。诸如射 频标识(RFID)、红外(IR)通信、光学字符识别(OCR)以及各 种其他类型的视觉、电子和磁性扫描的机器可读技术被用以将所需 信息快速输入到WCD，而无需由用户手动键入。
使用先前所讨论特征的无线通信设备可以用于除基本语音通信 以外的各种应用。用于商务的示例性应用可以包括调度、文字处理、 电子表格、传真传输、联系人管理等。还存在用于用户个人娱乐的 多种应用，诸如游戏、即时消息收发、显示器壁纸等。
无线设备供应商可以通过无线通信设备在无线网络上如何进行 通信(例如，通过识别蜂窝电话最后接入网络的小区)来确定该无 线通信设备的方位。而在某些情况下，例如在紧急情况下，能够定 位通信设备的益处是显然的，而向用户提供与方位相关的信息的能 力也将是很大的优点。现在所想到的示例性系统可以使用户能够使 用其WCD来确定当前方位，并且在结合其他应用时，这有助于从当 前方位到另一映射方位的路由或者测向。
与诸如全球定位系统(GPS)的服务进行操作的当前手持定位系 统可以在市场上获得。这些独立设备可以提供方位和方向，以用于 确定方位或者经度/纬度位置。然而，只能提供相对于GPS设备移动 方向的方位和方向。对于静止设备而言，根本无法提供方位和方向。 制造商已经将这些定位特征与传统无线通信设备进行了集成。
然而，即使能够确定设备的当前位置，这些紧急导航系统的用处 在一定程度上仍是有限的。如果用户还未确定他们的目的地怎么 办？在目前的大多数定位系统中，用户必须首先向导航系统指示他 们要搜索的对象。例如，在导航系统可以提供定向信息之前，用户 必须先提供目标目的地的目的地地址。然而，处于陌生环境中的人 可能当时并不清楚可能感兴趣的众多可能的目标目的地。如果用户 期望在较小的尺度上查找一个位置，例如可能不是建立在区域地址 的建筑物中的房间，该怎么办？如果目的地是移动的，诸如最近的 出租车方位或者邻近区域中的警车方位，该怎么办？在可替换应用 中，如果目标是一个物体(对象)而不是地点(目的地)，该怎么 办？用户可能希望找到一串钥匙、钱包、外衣、其他用户的无线通 信设备等等的当前方位。无法预见集成在无线通信设备中的当前定 位技术能够用于这些可选情况。
因此，需要一种无需将用户对其搜寻目标的认识作为必备条件的 测向和/或测位系统。相反，当被激活时，该测向和/或测位系统允许 用户手动输入期望的目标、手动激活当前不活跃的目标(或者请求 对该目标的激活)、以及向用户提供潜在目标列表，该列表允许用 户选择定向搜索的目标，该目标是地点或者对象。在从发现目标的 阵列中选择目标的情况下，可以向用户标识该目标，并且在一些情 况下，目标还可以提供与对象特性相关的附加信息。在指示目标之 后，可以通过简单的界面将用户引导至目标，该界面可以指示当前 用户方位以及从该方位到目标的相对方向二者。

本发明至少包括用于确定从无线通信设备的当前位置朝着目标 的相对方向的方法、设备、软件程序以及系统。该系统包括提供: 在目标中激活方位指示传输的能力，在目标中请求激活方位指示传 输的能力，对来自多个潜在目标的信息的接收，对搜寻设备的有效 接收范围内的目标的显示，对搜寻设备的有效接收范围内的目标方 位以及与目标相关的其他信息的显示，对朝着选定目标设备的相对 方向的显示，以及对搜寻设备的当前位置的显示。
在本发明的第一示例中，确定朝着WCD的有效无线传输范围内 的目标的相对方向。将通过已知配置方式的多个天线构成的天线阵 列与WCD相结合(或者置于WCD内部)，以接收位置指示传输信 号。测量这些传输信号，并且使用该测量来执行波达方向(DoA) 的计算，该计算求解出朝着目标的相对方向。继而在WCD上向用户 显示朝着该目标的方向。
用户可能知道目标的身份，在这种情况下，用户可以经由各种已 知的输入方法来指示目标标识。在一些情况中，可能需要在目标中 激活位置指示传输。这取决于位置指示传输设备的类型。一些目标 允许用户通过去往该目标的无线消息来远程激活方位信标(位置指 示传输)。其他方位信标将仅允许通过目标的所有者或者控制者的 准许进行远程激活。第三类目标总是活跃的，因此不需要远程激活。
可以对用户显示WCD的有效传输范围内遇到的目标。用户可以 选择任何显示的目标以进行方向确定，并且可以查看关于目标的附 加信息。WCD继而可以使用先前指出的信号处理方法来确定朝着目 标设备的相对方向。在一些情况下，WCD还可以使用各目标的方位 来对WCD的当前方位进行三角测量(triangulation)。
另外，给出了本发明的示例性应用。在至少一种情形下，本发明 可以帮助确定建筑物结构内的目标或者位置标记的相对方位。位置 标记可以指示感兴趣的方位以及这些方位的相关信息。目标和感兴 趣方位可以包括例如商城内的商店或者超级市场中的产品。WCD还 可以使用从各位置标记提供的信息来提供对建筑物结构内的当前方 位的估计。
本发明还可应用于户外测向和测位。可以使用本发明来列出户外 设施中的各个方位和目标，这允许用户查看属于每个目标的信息。 用户继而可以选择目标之一来定位，并且WCD将指示从用户的当前 方位到目标的相对方向。此外，WCD可以使用从各个目标设备提供 的位置信息从而在全球基础上(例如经度和纬度)或者地域性基础 上(例如，经由地图坐标、地址信息、街道名称等)提供对当前位 置的估计。
附图说明
结合附图从下文对优选实施方式的详述将进一步理解本发明，其 中:
图1公开了可用于描述本发明的至少一个实施方式的示例性短 程到远程无线通信环境。
图2公开了可用于本发明的至少一个实施方式的示例性无线通 信设备的模块化描述。
图3公开了前述图2中无线通信设备的示例性结构描述。
图4公开了当前使用于确定方向和/或方位的测位和定向系统的示 例性形式。
图5公开了根据本发明的至少一个实施方式的包括天线阵列形 式中的集成测向特征的示例性无线通信设备。
图6公开了根据本发明的至少一个实施方式的用于接收位置指 示传输的测向特征的示例性结构描述。
图7公开了根据本发明的至少一个实施方式的用于接收位置指 示传输的示例性天线布置和备选结构描述。
图8公开了根据本发明的至少一个实施方式的示例性位置指示 传输和不同传输策略。
图9公开了可用来操作本发明的至少一个实施方式的处理流程 图。
图10公开了本发明的一个示例性应用，其中使用位置标记来标 记建筑物中的方位。
图11公开了根据图10中所描述应用的在建筑物中测向和/或测 位的示例。
图12公开了用于执行图10的示例性应用的过程流程图。
图13公开了本发明的另一示例性应用，其中使用位置标记来标 记户外目标。
图14公开了用于执行图13的示例性应用的处理流程图。
图15示出了基于角度的三角测量法。

尽管已经在优选实施方式中对本发明进行了描述，但是在不脱离 所附权利要求书中所描述的本发明的精神和范围的前提下，可以对 本发明做出各种改变。
I.不同通信网络上的无线通信
WCD可以在各种无线通信网络上发送和接收信息，各网络在速 度、范围、质量(纠错)、安全性(编码)等方面具有不同的优势。 这些特征将指示可能向接收设备传送的信息量，以及该信息传送的 持续时间。图1包括WCD示意图以及其如何与各种类型的无线网络 进行交互。
在图1所示的示例中，用户110拥有WCD 100。该设备可以是 从基本蜂窝手持设备到更复杂设备中的任何设备，例如支持无线的 掌上计算机或膝上型计算机。近场通信(NFC)130包括各种发射应 答器类型的交互，其中通常只有扫描设备需要其自己的电源。WCD 100经由短程通信来扫描源120。与RFID通信的情况相同，源120 中的发射应答器可以使用包含在扫描信号内的能量和/或时钟信号， 以利用存储于该发射应答器中的数据进行响应。这些类型的技术通 常具有大约十英尺量级的有效传输范围，并且可以能够相对快速地 递送数据量为96比特到1兆比特(或125Kb)以上的存储数据。这 些特征使这种技术非常适合于标识目的，诸如接收用于公共运输供 应商的账号、用于自动电子门锁的密码、用于信用或借记业务的账 号等。
如果两台设备都能够执行加电的通信，则可以扩展两台设备之间 的传输范围。短程活跃通信140包括其中发送和接收设备二者都是 活跃的应用。示例性的情况可以包括用户110进入蓝牙TM、WLAN、 UWB、WUSB等接入点的有效传输范围之内。在蓝牙低端扩展 (BTLEE)/BluLite的情况下，可以自动建立网络，以向用户110所 持有的WCD100传输信息。BTLEE/BluLite可以用于电池供电的接 入点，因为其功耗较低。BTLEE接入点可以使用公告模式来更为快 速地建立到WCD 100的初始连接。此数据可以包括资讯、教育或娱 乐性的信息。除了必须在用户110处于接入点的有效传输范围之内 时将数据全部传送以外，待传送的信息量是不受限的。如果用户例 如正在穿过商城或者沿街道步行，则该持续时间是非常有限的。由 于这些无线网络较高的复杂性，建立到WCD 100的初始连接还需要 额外时间，如果许多设备在接近接入点的区域中排队等待服务，则 所需的额外时间可能增加。这些网络的有效传输范围取决于技术， 并且通过附加的功率提升，有效传输范围可以从大约30英尺到300 英尺以上。
远程网络150用以向WCD 100提供实际上不间断的通信覆盖。 基于陆地的无线站或卫星被用以中继全球范围的各种通信业务。尽 管这些系统是极其实用的，但是这些系统的使用通常以每分钟为基 础向用户110计费，这不包括针对数据传送(例如，无线因特网接 入)的额外计费。另外，涉及这些系统的规章引起用户和供应商二 者的额外开销，使这些系统的使用更加不方便。
II.无线通信设备
如上文所述，本发明可以使用多种无线通信设备来实现。因此， 在探讨本发明之前了解对于用户110可用的通信工具是重要的。举 例而言，在蜂窝电话或其他手持无线设备的情况下，设备的集成数 据处理能力在促进发送设备和接收设备之间的业务中发挥重要作 用。
图2公开了可用于本发明的无线通信设备的示例性模块化布局。 将WCD 100分解为代表设备功能方面的模块。这些功能可以由下文 讨论的软件和/或硬件组件的各种组合来实现。
控制模块210调节设备的操作。可以从包括在WCD 100内的各 种其他模块接收输入。举例而言，干扰感应模块220可以使用本领 域公知的各种技术来感应无线通信设备的有效传输范围之内的环境 干扰源。控制模块210解释这些数据输入，并且可以向WCD 100中 的其他模块发布控制命令以作为响应。
通信模块230包含了WCD 100的所有通信方面。如图2所示， 通信模块230例如可以包括:远程通信模块232、短程通信模块234 以及机器可读数据模块236(例如，用于NFC)。通信模块230至 少使用这些子模块来接收来自本地源和远距离源二者的多个不同类 型的通信，以及向WCD 100的传输范围之内的接收设备发送数据。 响应于感应到的消息、环境影响和/或WCD 100附近的其他设备，通 信模块230可以由控制模块210或由模块本地的控制资源来触发。
用户接口模块240包括可视、可听和可触摸元件，其允许用户 110从设备接收数据以及向设备输入数据。可以由控制模块210来解 释由用户110输入的数据，以影响WCD 100的行为。用户输入的数 据还可以由通信模块230传输到有效传输范围之内的其他设备。在 传输范围中的其他设备还可以经由通信模块230向WCD 100发送信 息，并且控制模块210可以使这种信息被传送至用户接口模块240 以便呈现给用户。
应用模块250包含了WCD 100上所有其他硬件和/或软件应用。 这些应用可以包括传感器、接口、实用工具、解释器、数据应用等， 并且应用模块250可以由控制模块210调用，以读取由各种模块提 供的信息，并继而向WCD 100中的请求模块提供信息。
图3公开了根据本发明实施方式的WCD 100的示例性结构布局， 该WCD 100可用来实施图2中先前描述的模块化系统的功能。处理 器300控制整体设备操作。如图3所示，处理器300耦合至通信部 分310、320以及340。处理器300可以通过一个或多个微处理器实 现，各微处理器能够执行存储于存储器330中的软件指令。
存储器330可以包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器 (ROM)和/或闪存存储器，并且以数据和软件组件(在此也称为模 块)的形式存储信息。存储器330所存储的数据可以与特定软件组 件相关联。另外，这种数据可以与数据库(诸如用于调度、电子邮 件等的书签数据库或商务数据库)相关联。
由存储器330存储的软件组件包括可由处理器300执行的指令。 各种类型的软件组件可以存储于存储器330中。例如，存储器330 可以存储控制通信部分310、320以及340的操作的软件组件。存储 器330还可以存储包括防火墙、服务引导管理器、书签数据库、用 户接口管理器的软件组件，以及支持WCD 100所需要的任何通信实 用工具模块。
远程通信310通过天线来执行与较大地理区域(诸如蜂窝网络) 上的交换信息相关的功能。这些通信方法包括从上述1G到3G的技 术。除了基本语音通信(例如，经由GSM)之外，远程通信310可 以操作以建立数据通信会话，诸如通用分组无线业务(GPRS)会话 和/或通用移动电信系统(UMTS)会话。另外，远程通信310可以 操作以发送和接收消息，诸如短消息收发服务(SMS)消息和/或多 媒体消息收发服务(MMS)消息。
作为远程通信310的子集，或可替换地作为单独连接到处理器 300的独立模块进行操作(未示出)，传输接收机312允许WCD 100 通过诸如用于手持设备的数字视频广播(DVB-H)的介质来接收传 输消息。可以对这些传输编码，使得只有某些被指定的接收设备可 以访问该传输内容，并且这些传输可以包含文本、音频或视频信息。 在至少一个示例中，WCD 100可以接收这些传输并使用包含于该传 输信号之内的信息来确定是否允许该设备察看所接收的内容。
短程通信320负责涉及通过短程无线网络的信息交换的功能。如 上文所述和图3中描绘的，此种短程通信320的示例不限于蓝牙TM、 WLAN、UWB以及无线USB连接。因此，短程通信320执行涉及 建立短程连接的功能，以及处理涉及经由此种连接的传输和接收信 息。
在图3中还描绘了短程输入设备340，其可以提供涉及机器可读 数据的短程扫描的功能(例如，用于NFC)。举例而言，处理器300 可以控制短程输入设备340来产生RF信号以用于激活RFID发射应 答器，并且可以进而控制来自RFID发射应答器的信号的接收。短程 输入设备340可支持的用于读取机器可读数据的其他短程扫描方法 不限于IR通信、线性和二维(例如QR)条形码读取器(包括关于 解释UPC标志的过程)、以及光学字符识别设备，该光学字符识别 设备用于读取磁性、UV、导电的或其他类型的使用合适的墨水在标 签中提供的编码数据。短程输入设备340为了扫描前述类型的机器 可读数据，输入设备可以包括光检测器、磁检测器、CCD或本领域 所公知的用于解释机器可读信息的其他传感器。
如图3中进一步示出的，用户接口350还耦合至处理器300。用 户接口350促进与用户交换信息。图3示出用户接口350包括用户 输入360和用户输出370。用户输入360可以包括一个或多个组件以 允许用户输入信息。这些组件的示例包括小键盘、触摸屏以及麦克 风。用户输出370允许用户从该设备接收信息。这样，用户输出部 分370可以包括各种组件，诸如显示器、发光二极管(LED)、触 摸式发射机以及一个或多个音频扬声器。示例性显示器包括液晶显 示器(LCD)以及其他视频显示器。
WCD100还可以包括一个或多个发射应答器380。其基本上是无 源设备，其可由处理器300利用响应于来自外部源的扫描而要递送 的信息来对其编程。例如，RFID扫描器安装于入口通道中，其可以 连续地发射射频波。当携带有包含发射应答器380的设备的人员行 走通过门口时，该发射应答器被激励并且可以通过标识该设备、人 员等的信息来做出响应。可替换地，扫描器可以安装于WCD中，使 得该扫描器可以从附近的发射应答器读取信息。
对应于通信部分310、312、320以及340的硬件提供信号的传输 以及接收。相应地，这些部分可以包括执行诸如调制、解调、放大 以及滤波功能的组件(例如，电子器件)。这些部分可以是本地控 制的，或者由处理器300根据存储于存储器330中的软件通信组件 来控制。
图3中所示的元件可以根据各种技术来构成并耦合，以产生图2 中描述的功能。一种此类技术涉及通过一个或者多个总线接口耦合 对应于处理器300、通信部分310、312和320、存储器330、短程输 入设备340、用户接口350、发射应答器380等的分离的硬件组件。 可替换地，任何和/或所有单独组件可以由被编程为复制单独设备的 功能的可编程逻辑设备、门阵列、ASIC、多芯片模块等形式的集成 电路来替代。另外，这些组件中的每个都耦合至电源，诸如可拆卸 的和/或可充电电池(未示出)。
用户接口350可以与同样包含在存储器330中的通信实用工具软 件组件交互，该通信实用工具软件组件提供建立使用远程通信310 和/或短程通信320的服务会话。通信实用工具组件可以包括各种例 程，以允许根据诸如无线应用介质(WAP)、超文本标记语言(HTML) 的变形(例如压缩HTML(CHTML)之类)等的介质来接收来自远 程设备的服务。
III.用于提供测位或者定向信息的当前系统
目前市场上存在一些测位或者测向系统。在图4中公开了两个示 例，其可以代表该技术领域中的两个极端。这两种技术已被实施， 以用于服务非常不同的目的，并且因此而具有不同的优势和缺点。
全球定位系统可以向用户递送精确的地理方位(例如，经度和纬 度测量结果)。传统上，这些系统安装在车辆中，但是现在可以获 得可由行人携带的较小的精简版本。这些系统使用卫星400或者陆 地无线网络410来确定接收机在球坐标中的方位，诸如经度和纬度。 这些系统的明显优势在于其具有能够确定GPS设备的绝对方位的能 力。大多数商用设备可以给出人员的正确位置(精度在几米之内)。
然而，在这些系统递送全球方位信息的同时，这种技术存在某些 限制。由于需要从卫星400接收信号，所以GPS仅在户外可用。网 络辅助的GPS(AGPS)系统还具有有限的室内覆盖，然而性能通常 不够好。出于如下安全性考虑，可以由管理调节来有意地限制精度: 如果太过精确，则定位设备可能被恶意使用。GPS定位信号还受制 于多径(反射)或者环境干扰，尤其是在密集城区环境中，这将会 引起方位确定错误。为了修正这个问题，可以结合卫星400和基于 地面的系统410来使用不同的系统，然而，操作这些系统的代价较 高，其额外费用可能转嫁给消费者。此外，实施GPS定向系统所需 要的软件可能是复杂的，其需要充分的硬件支持才能适当工作。
范围的另一端是仅基于信号强度的单天线无线方位。追踪设备 420可以调谐到一个或多个已知信号发射机的频率。在最简单的实施 中，使用全向天线来接收附近任何目标的信号以此来对测定目标， 以便指示其存在以及可能的追踪设备的方位。为了提高精度，可以 使用追踪设备420上的定向天线来测量每个接收信号的强度，其中 接收强度是使用可视方法或者音频方法来指示的。用户以扫掠 (sweeping)模式物理地移动设备，并且监控信号强度指示符。最强 信号接收的方向被认为是朝着目标的方向。RadarGolfTM是这种类型 设备的示例。而且，存在更精密的方向和距离追踪设备，诸如基于 专有技术的
虽然操作这种类型的系统是非常经济的，但是其仅具有有限的应 用。追踪设备420仅可以对相对短程的已知对象进行定位。设备的 用户必须物理地来回扫掠设备，以确定目标方向。无法确定目标或 者追踪设备420的绝对位置(例如，无法估计追踪器或者目标的经 度和纬度)。另外，根据所使用的技术，追踪设备420受制于电磁 和环境干扰，并且在这种类型的干扰大量存在的地方(例如建筑物 中)，追踪设备420将无效。
III.多天线波达方向追踪系统
本发明的至少一个实施方式使用了波达方向(“DoA”)信号处 理方案中的多天线上接收的信号，以确定从WCD 100到目标的相对 方向。在这种技术中，入射信号(例如位置指示传输)的波达方向 是根据通过天线阵列的元件接收到的信号的相位和可能幅度差来求 解的。在历史上公知为Bartlett波束赋形器的最简单的方法中，使用 以下关系来计算每个阵列观看方向(θ)中的正则化接收功率:
$P\left(\theta \right)=\frac{a^H\left(\theta \right)\mathrm{Ra}\left(\theta \right)}{L^2}$
其中在公式(1)中，a(θ)称作阵列的指向向量(steering vector)， 并且R是接收信号的空间协方差矩阵。L是天线阵列中元件的数目。 aH表示矩阵a的共轭转置。继而将给出最高功率的方向假定为目标 的方向。
协方差矩阵R如下获得:
R＝E{x(t)xH(t)}
其中x(t)是从天线元件接收的信号的向量，它是时间t的函数。
当从方向θ接收平面波时，指向向量a(θ)的元素是阵列元件的输 出信号，其定义为:
$a_n\left(\theta \right)=g_n\left(\theta \right)·e^{-\mathrm{jk}{r}_n·n_r\left(\theta \right)}$
其中gn(θ)是元素n的复数辐射图，k是波数(定义为2π/λ，其中λ是 中心频率处的波长)。rn是元素n的方位向量，并且ur是朝着入射 波方向θ的辐射向量。在相同的且等同间隔的元素的线性阵列的简 单情况下，指向向量简化为:
$a\left(\theta \right)=g\left(\theta \right){\left[\begin{array}{cccc}1& e^{-\mathrm{jkd}\cos \theta }& ···& e^{-j(L-1)\mathrm{kd}\cos \theta }\end{array}\right]}^T$
其中d是阵列中线性的、等同间隔的天线元件的元件间间隔。θ是连 接线性定位的天线元件的线和入射波方向之间的角度。
在小型手持设备中，元件的辐射模型通常不相同，这是因为它们 受到设备的金属底盘的影响。元件还可能具有不同的朝向，这是由 于设备中的空间限制。在这种情况下，必须使用等式(3)，或者也 可以在校准测量中直接测量指向向量，或者使用电磁模拟工具来计 算指向向量。
在存在多径传播或者噪声的情况下，DoA估计精度降低。在噪 声多径传播信道中，可以通过增加更多的天线元件来增加阵列的大 小，从而改进阵列的分辨率，以此来提高精度。另外，阵列中任何 两个天线元件之间的距离不应该超过波长的一半，以便获得明确的 DoA估计。
多径无线传播引起衰落，这可能导致DoA估计的快速改变以及 暂时的错定位(mispointing)。为了克服该问题，本发明的一个方面 使用追踪算法。这是基于保持多个DoA估计的寄存器以及选择具有 最高平均功率的一个作为实际输出。
DoA估计算法计算方位角功率频谱，即从方位角方向接收的信 号功率。追踪算法从方位角功率频谱中抽取最大值。其保持例如5 个最强方向的追踪。如果新近抽取的最大值之一接近于这些方向之 一，则将该信号功率和方向添加到追踪方向。如果不接近，则追踪 新方向。对于该追踪器，使用遗忘曲线来过滤所有追踪方向的信号 功率值，并且使用所抽取方向的加权平均来计算每个追踪方向的 DoA。在每个追踪器更新之后，出现比较接近于例如10度的追踪方 向，并且追踪方向的数目减小到五个最强方向。
若不使用该追踪算法，则将最强的最大值选作DoA，由于衰落， 这可能导致所估计的DoA快速变化。
图5公开了使用于本发明的示例性WCD 100配置。除了图2和 图3中已经公开的元件和特征，本发明还可以包括天线阵列。在设 备100的示例性外观图下面示出了WCD的简化三维透视图。三维透 视图包括天线A1-A6。天线的数目并不必须是6个，而可以是大于1 的任何数目。如图所示，天线A1-A6的布置可以位于WCD 100的外 壳之内，以便形成阵列。阵列可以提供定向场传感，其被解释为方 向以便显示在WCD 100上。信号发射机500可以发射可经由天线阵 列接收的位置指示传输。这些天线的布置和方向可以允许用户将 WCD 100保持在水平朝向，其中显示器向上面对天空。将看到，这 种方向使指示方向的指示符更为自然，例如在当进行定向时使用的 传统罗盘。
在另一示例中(未示出)，天线阵列和/或支持电路可以位于可 以可拆卸地附接至WCD 100的外部组件内。当用户希望确定方向或 者方位时，可以连接这种外部组件或者附件，并且其连接可以自动 通过信号告知WCD 100以进入测位或者测向模式。重要的是注意: 如果天线阵列位于可附接的外部单元，则该外部单元相对于WCD 100的朝向将是相对于WCD 100外壳的固定的预定朝向，以便建立 天线阵列的已知朝向。在这种方式中，天线阵列在附接至WCD 100 时将总是按照相同的(或者已知的)配置。
图5还包括用户110可观看的WCD 100上示出的示例显示。可 以按照不同的配置来实现该显示，这取决于其目标应用。在此示例 中，该显示示出了可能的目标对象的列表和箭头指示符两者。同一 时间在一个区域内可能存在一个或者多个活跃的信号发射机500。通 过使用多个接入方法(代码、频率或者时间)，多个信标可以共享 同一通信介质。“钥匙”目标对象是当前选定了“钥匙”目标对象。 在图5中还通过信号发射器500来表示该对象，其中发射机500可 以作为连接到一串钥匙的钥匙链而被包括。因为选定了钥匙对象， 所以WCD 100将尝试定义朝着被指定为钥匙的目标的相对方向。显 示器示出了指示钥匙方向的定向箭头，并且给出了朝着钥匙的相对 方向测量“-90°”。当用户朝选定目标移动时，WCD 100将持续测 量目标设备的信号并相应地更新显示，使得箭头和定向测量持续地 指示朝着钥匙的相对方向。
图6包括WCD 100的结构示图。WCD 100仍然包括先前在图2 和图3中所公开的任何和或者全部元件和特征。在图6中，包括附 加元件和特征，其可以由独立设备组成，或者可以通过出现在WCD 100中的硬件和软件的组合来模拟。天线A1-A6可以耦合至天线控 制切换610。控制切换610多路复用该天线，使得一个接收机620 可以监控从所有天线进入的传输。在天线A1-A6上接收的信号确定 从WCD 100到目标的相对方向。根据由各个天线A1-A6接收到的信 号的相位和可能的幅度差来求解入射信号(例如，位置指示传输) 的波达方向。控制切换610顺序地将信号从每个天线馈送给接收机 620，其中波达方向(“DoA”)信号处理对信号相位和可能的幅度 信息进行操作，以确定从WCD 100到目标的相对方向。将该信息馈 送到接收机620。根据在切换中使用的技术(例如砷化镓FET对PIN 二极管)，切换可以按照不同的速度进行操作。利用本技术，针对 所有天线的10μs扫描时间看起来是可能的。快速切换时间是有益的， 因为这允许来自短传输的DoA估计，并且不会对无线信道的稳定性 提出高要求。
在本发明的至少一个实施方式中，接收机620是蓝牙TM或者蓝 牙低端扩展(BTLEE)接收机，也称作BLuLite。BTLEE是特别针 对简单设备而组成的蓝牙TM命令集的附加扩展。该专用命令集允许 低端设备无线地通信，其功率要求非常低。BTLEE可以通过芯片形 式来实施，从而使得低端设备中的蓝牙TM实施更加经济。BLTEE的 使用可能更适合于个人物品的定位。BTLEE芯片组可以包含在钥匙 链或者钱包或者外衣的内衬中，以允许经由无线通信来进行定位， 这将在下文进行描述。BT/BTLEE接收机60从天线A1-A6接收多 路复用的信号，并且使用该信息、利用上文描述的DoA信号处理来 确定相对方向。在某些情况下，接收机还可以接收包含在位置指示 传输内的信息。在这些情况下，方向的确定和信号内所承载的信息 的接收可能延迟，因为主接收机620尝试执行多任务:信息接收和 DoA确定二者。这种情况可以通过图7中公开的进一步示例加以解 决。
图7的示例结构配置将确定DoA确定和BTLEE接收分为两个独 立的接收模块。天线A1直接连接到BTLEE接收机720，从而可以 从位置指示传输实时地接收信息以用于即时解码。如稍后所讨论的， 该信息可以包括宣告该设备是可能目标的标识信息、目标的标识、 以及与目标相关的其他数据。专用DoA接收机730继而可以自由地 专注于推导天线阵列中各个天线处的位置指示传输的接收之间的时 间和间隔关系，继而使用该关系来确定对象从WCD100的相对方向。 例如通过从BTLEE接收机720发送到DoA接收机703的控制和DoA 定时信息，可以对两个设备所接收的信息进行同步的。此外，两个 接收设备继而可以将信息转发到中央处理器300，其可以对信息进行 组合、处理以及格式化，以便在WCD 100上显示。尽管图7示出了 两个接收机720和730，但是本发明的备选实施方式可以具有两个以 上的接收机。
图7还公开了可在本发明的至少一个实施方式中使用的两个示 例性天线配置。可以实施天线配置700和710，以改进设备中的信号 接收和定向指示。更适合的天线配置将取决于各种因素，包括设备 的大小、设备的组成(例如，材料、布局、复杂度等)、每个天线 所需的天线辐射特性、天线间隔等。
IV.定向信号
图8公开了示例性位置指示传输和不同类型的位置指示信号的 组成。信号描述800包括来自BTLEE/BluLite的示例帧，虽然此示 例中使用BTLEE/BluLite，但是上述通信介质中的任何介质也是可应 用的。首先，必须将传输标识为位置指示传输。16位前导码可以包 括用以指示分组的开始以及用以同步接收机的代码(例如， 1010101010101010)。这种指示允许WCD 100开始测量，使得当传 输8位服务字段时，WCD 100中的天线A1-A6可以测量前导码和服 务字段中之一或者两者。传输800还可以包括用于位置指示传输设 备的标识信息或者与设备目标相关的其他信息，这将在下文进行描 述。
另外，图8中公开了不同类型的位置指示传输策略。其信号发射 机500可能受制于低功率问题的目标可以使用远程激活的方位传输 802。以下这些设备可根据需要由用户远程激活:诸如钥匙链中、钱 包中、包含在ID徽章中、安装诸如汽车、摩托车、单脚滑行车、自 行车中、或者衣服中的电池驱动的发射机。例如，设备可以在较低 功率或者功率守恒模式中进行操作，直到接收到指示设备激活位置 指示传输信号的消息。该消息可以通过前述无线介质中的任何介质 来接收，例如经由蓝牙TM的消息。可替换地，信号发射机500可以 包括发射应答器，由来自WCD 100的扫描信号激活。该扫描信号可 以例如是UHF FRID信号。该信号可以激活5-10米范围内的发射应 答器，并且发射应答器可以通过信号进行响应，可以使用该信号来 确定对象的相对位置，或者该信号继而可以触发信号发射机500中 的其他子系统来发送位置指示传输。
在804中，可以确定朝着需要请求以便激活的设备的相对方向。 通常存在另一用户所拥有的加电设备。例如，用户110可能希望定 位一个朋友，并且用户110相信该朋友将位于邻近区域内。用户110 可以向朋友的WCD发送消息，请求位置指示传输的激活。该消息可 以经由远程介质中的任何介质(例如，经由SMS)或者先前讨论的 短程介质中的任何介质而发生。根据该朋友是否熟悉用户110，或者 与安全性相关的其他原因，该朋友可以接受或者拒绝激活其WCD中 位置指示特征的请求。如果该朋友拒绝了请求，则向WCD 100返回 消息，指明朋友已经拒绝了定位请求。可替换地，朋友可以接收请 求，激活其方位信标，并且WCD 100可以接收位置指示传输。该特 征同样可以用于商务特征。WCD 100可以指示:在附近区域中存在 出租车。用户110可以向出租车发送消息，请求租用出租车以及位 置指示。如果出租车已被租用或者正在休息，则司机可以拒绝或者 忽略该请求。另一方面，如果司机正在寻找乘客，则他可以接受请 求，WCD 100中将显示出租车的相对位置以及诸如车费信息的其他 相关信息。
第三类目标包括总是活跃的位置指示传输806。这些信号发射机 可以扩展到加电设备以外的范围，例如蓝牙TM接入点。WCD 100可 以显示这些位置标记，使得用户110可以定位期望的服务。例如， 警车可以包括总是活跃的位置指示符，使得行人在紧急时刻可以找 到他们。同样的例子也适用于医院急诊室。在非急诊情况下，这些 总是开通的设备806可以指示无线接入点，其中用户可以经由短程 无线连接而连接到因特网。陆标、市郊运输工具(诸如公共汽车和 火车)、零售设施(餐馆和商店)以及娱乐地点也可以利用总是开 通的位置指示传输发射机来公告其服务。使用总是开通设备804的 更具体的应用将在下文中讨论。
图9包括描述本发明至少一个实施方式的工作过程的多个流程 图。在步骤900中，用户100期望测定目标的方位。用户继而激活 用于确定朝着目标的相对方向的搜寻器应用。在步骤920中，显示 潜在目标，并且如果需要的话，可以激活期望目标的位置指示传输 (定位符信标)。
步骤920中对于定位符信号是否需要激活的确定将在步骤 922-938中详述。用户110可以首先确定WCD 100是否已经检测到 了来自期望目标的位置指示传输。这可以使用户110观看在WCD 100的有效传输范围内发现的潜在目标列表。有效传输范围可以是使 用中的无线介质专用的。如果介质是例如蓝牙TM，则距离可以达到 100米。在步骤924中，用户110通过检查期望目标是否出现在了目 标设备的列表中来确定期望目标是否已经激活。如果设备是活跃的， 则在步骤926中，用户110可以选择设备并且WCD 100可以确定朝 着该设备的相对方向。可替换地，在步骤928中，对于不活跃的设 备进一步确定目标设备是否配置用于允许其位置指示传输系统的远 程激活。如果目标设备被配置为允许远程激活，则在步骤930中， 经由上述无线通信方法中的任何方法向目标设备发送激活消息。一 旦WCD 100识别出信号，则该目标应当出现在所显示的目标列表中。 继而在步骤926中，用户110可以选择目标，并且WCD 100可以确 定朝着设备的相对方向。即使目标不允许远程激活，用户也可以请 求目标的所有者或者控制者来激活定位符信标。在步骤932中，确 定目标位置指示传输的准许激活是否是可用的。如果这种特征不可 用，则目标的位置目前是不可用的(步骤938)。另一方面，如果这 种特征可用，则在步骤934中，向目标的所有者或者控制者发送消 息，请求位置指示传输的开始。所有者可以接受或者拒绝该请求， 如果接受请求，则接受将在定位符信标的激活中指明，并且该目标 出现在WCD 100上显示的列表中。在步骤926中，用户110继而可 以选择该设备，并且WCD 100可以确定朝着该目标的相对方向。如 果请求被拒绝，则目标的方位目前是不可用的(步骤938)。可替换 地，请求可以改变传输信号属性(例如分组重复率)从而改进DoA 确定可能性。例如，位置标记可以处于暂停模式，其中，每秒仅传 送一个分组。在接收激活请求之后，其开始更频繁地传送分组从而 加速测向。
在步骤940中，WCD 100通过天线A1-A6中的任何天线来接收 位置指示传输。步骤942-946进一步描述了该过程。最初，在步骤 942中，接收包括前导码的传输，其中WCD 100可以将前导码识别 为位置指示传输。可以从该信息中解码附加信息(步骤944)，包括: 标识发送目标的信息、用于确定DoA被监控信息(诸如8位服务字 段)、以及任何与目标相关的其他信息。对接收的信息进行处理(步 骤946)，并且可以使用与内容相关的信息以及定向信息两者来向用 户110提供信息。可以对与内容相关的信息(包括目标身份的信息) 和定向信息两者进行加密，使得其仅可用于具有对其解码的装置的 授权设备。在总是开通的位置指示传输发射机的情况中，加密尤其 重要。
在步骤960中，可以向用户110显示经处理的信息。该信息可以 指明目标的名称以及从WCD 100的当前位置朝着该目标的相对方 向。此外，接收到的信息可以包括与目标相关的附加信息。如果用 户110从显示在WCD 100上的列表中选择目标，则可以使得该信息 可用。附加信息中的可能内容将在下文讨论。进一步，可以使用从 WCD 100的有效传输范围内发现的各个潜在目标接收到的信息来 以绝对(例如，经度和纬度)或者相对(例如，目标以北150米) 的方式对WCD 100的近似位置进行三角测量。
V.用于建筑内方向确定的示例性应用
本发明具有多个实际应用。在本发明的至少一个实施方式中，公 开了一种用于确定相对于建筑物结构内目标的当前位置和相对方向 的系统。
图10包括建筑物平面图1000。该平面图是高层办公建筑物、政 府设施、教育设施等中的任何示例性建筑物平面图。到建筑物1000 的客人可能不知道建筑物内的重要陆标的方位。例如，建筑物内的 访客可能不知道休息室、会议室、主接待区域、电梯、垃圾箱以及 最重要的紧急出口位于何处。此外，访客可能不知道在何处找到某 联系人。目前，访客必须依赖于引导标志和他们记忆的结合来确定 其路线。然而，在具有看起来相似的许多区域的较大设施中，这仍 可能导致客人或者访客迷路。
本发明可能有助于解决此问题。建筑物可能包括各种位置标记 1010，其经由短程通信来发射位置指示信息。位置标记1010可以使 用任何先前指出的短程通信技术，以用于传输其身份以及提供相对 方向和/或位置的DoA确定两者。例如，用户110可能是较大的商用 综合性建筑物中的访客。用户110可能知道一些相关信息，诸如召 开会议的会议室名称、安排与用户110会面的人员的名称等。首先， 用户110可以激活WCD 100上的搜寻器应用，以便帮助确定建筑物 1000中的可用目标(位置标记1010)。在一些情况中，WCD 100 出现在建筑物内部可以提示搜寻器程序无线地下载该建筑物的示意 图。可以使用诸如蓝牙TM、WLAN、GPRS等通信介质经由无线接入 点来获得该信息。搜寻器程序可以在各种选定目标的方向和位置的 定位中使用建筑物示意图。否则，搜寻器应用可以例如通过先前描 述的指示符箭头来简单地指明正确的前进方向。例如出于安全性或 者商业原因的目的，为了防止对方位或者与服务相关信息的未授权 接入，可以对位置标记1010发射的信息进行加密，使得只有该WCD 100具有能够访问该信息所需要的密钥。
如果用户最初选择“休息室”，则WCD 100可以指示到最近休 息室的相对方向。之后，用户110可以选择会议室或者将要与他们 会面的个人，以便确定到那个人的相对方向。进一步，选择目标可 以给出关于特定目标的附加信息。例如，在将会议室作为目标的情 况下，WCD 100可以获得关于会议室的楼层方位、当前保留会议室 的雇员姓名、使用会议室的时间表、会议室的最大容量、在会议室 中可用的呈现设备等的附加信息。在个人情况下，人员可以具有安 装在其桌子处的信号发射机500，和/或具有携带在其身上的(例如， 嵌入在标识徽章中)低功率信号发射机。与人员相关的信息可以包 括:人员姓名、位置、办公室方位以及可能的针对正在寻找该人员 的消息(例如，“我今天生病了，”“我在商务旅行中，”“我正 在休假，”“我在开会，”等)。
另外，可以在WCD 100中自动地触发特定的设备模式。例如， 如果在建筑物中激活火警警报，所发射的传输信号可以自动触发 WCD 100中的搜寻器以激活，选择检测到的最近安全出口(由位置 标记1010标记)，并且指示朝着该出口的方向。另外，可以利用信 号指令向用户110提供关于如何在紧急状态下保持安全的一般性信 息。
图11公开了建筑物导航系统中的方位确定的示例。用户110可 以实施搜寻器程序，以指示WCD 100朝着目标的相对方向和当前位 置两者。WCD 100的当前位置可以是近似的，例如，通过相对于至 少三个位置标记1010的方位的三角测量。图11示出了用户110以 及关于三个位置标记1010而近似得到的用户110的方位。可以按照 相对的方式来提供该方位，例如，用户110与特定位置标记相距一 段距离，或者用户处于某过道中、在某一层上、在某侧厅中等。如 上所述，这些特征可以结合建筑物示意图下载到WCD 100上。
图12公开了根据本发明的至少一个实施方式的处理流程图。在 步骤1200，用户可以激活搜寻器程序来扫描建筑物，以找到目前正 在发射位置指示传输的目标。可选步骤1204可以提供经由无线通信 来下载建筑物示意图(如果该信息对WCD 100可用的话)。在步骤 1208中，作为进一步的安全性选项，只有在WCD 100被授权的情况 下，才能在WCD 100上列出在建筑物示意图中发现的位置标记 1010，(在步骤1210中提供)。步骤1208中的授权可以这样实现: 例如通过预存储的授权程序来对下载的信息进行编码，使得WCD 100仅在被授权的情况下才可以使用该信息。WCD 100还可以感应 至少三个位置标记1010，并且在步骤1220中的三角测量中使用该信 息，以此来估计其当前位置。还可以在WCD 100上显示该近似信息。 用户110继而可以从WCD 100上指示的所发现的位置标记1010中 进行选择(步骤1230)，并且WCD 100可以指示从其当前位置朝着 该位置标记的相对方向。
VI.用于户外环境中方向确定的示例性应用
本发明还可以容易地应用于外部方向和位置确定。图13示出了 一个示例。在这种情形下，用户110进入存在位置标记1010的地区 (类似于图10)。然而，这些目标安装在贯穿该区域的不同方位处， 以向各服务供应商提供测向和公共关注方位。
图13公开了可以位于户外测位系统中的位置标记的示例。这些 位置标记可以位于用户110期望找到的方位或者项目附近，并且可 以包括扩展范围的总是开通(always-on)类型的位置指示传输发射 机，这是因为这些单元可以硬连线至外部电源。位置标记可以包括 绝对定位坐标，诸如每个定位标记的经度和纬度。该信息可被用以 经由三角测量来估计用户110的实际位置。当用户110在区域中移 动时，当前位置可以更新。
例如，诸如公共汽车或者火车的公共交通工具可以包括位置标 记。用户110可以激活搜寻器应用，该应用启动并且收集传输范围 内的所有可用目标的有关信息。当用户在区域中移动时，该显示可 以周期性地更新。当用户在WCD 100的显示器上选择公共汽车或者 火车站时，可以查看与这些方位相关的附加信息，诸如车站或者停 车的地址方位、通勤车(commuter)费用、时刻表、下一班公共汽 车/火车的到达时间等。类似地，其他信息可以可用于其他类型的位 置指示符。可以对位置标记发射的信息进行加密，以便仅限授权设 备接入。
零售设施是可以通过位置标记1010来实现位置指示的实体的另 一示例。图13包括餐馆和花店的示例，但是本发明不限于这些类型 的商店。餐馆“Luigi’s”可以提供关于菜单项目或者今日特价的附 加信息(除了方位信息以外)。该信息可能有助于用户确定是否光 顾该进餐场所。类似地，花店可以发送包括作为促销部分的当前可 以打折的商品的附加信息。当用户选择观看关于位置标记1010的更 多信息时，该信息是位置指示传输的组成部分，并且可在WCD 100 上获得。
还可以通过示例性的户外定位系统使事件信息可用于用户110。 WCD 100可以从电影院、戏院、体育场等处的位置标记接收位置指 示传输。传输还可以包括事件时间表、电影播放时间以及各种演出 的票价。用户110仅需要选择WCD 100上的位置标记，便可以使 WCD 100指示从其当前方位到位置标记1010的相对方向。
在一般紧急情况下，可以自动地指明紧急服务，或者在个人紧急、 事故等情况下可以由用户110来选择紧急服务。在一般紧急情况中， 搜寻器应用的自动激活以及到特定位置标记1010的方向指示可以 由来自灾害管理代理的远程或者短程传输信号来触发。位置标记 1010可以安装在固定方位中(诸如医院急诊室)，或者安装在移动 对象中(诸如警车)。本发明的优势在于其可以显示相对位置和绝 对位置两者，这允许对移动对象的追踪。能够追踪相对于当前方位 的最近警车的当前方位在生命受到威胁的情形下是非常重要的。用 于紧急服务的位置标记1010还可以包含与方位相关的信息以及关于 给定紧急情况(火灾、灾害性天气、恐怖袭击等)的过程的指令信 息。
图14公开了根据图13的系统的示例性处理流程图。在步骤1400 中，用户110激活WCD 100上的搜寻器，以便在附近区域扫描潜在 目标。在编译并显示潜在目标的列表后(步骤1410)，用户110可 以选择任何位置标记1010，以确定这些目标是否包含有与“给出” 该目标的方位相关的附加信息。如果位置指示传输中包括附加信息， 则在步骤1430中，将向用户显示附加信息。否则，系统进行到步骤 1440，其中，例如通过来自至少三个感知到的位置标记的三角测量 来近似得出WCD 100的当前方位。在步骤1450中，用户110从指 示的位置标记1010中进行选择，以便向WCD 100指明目标，要搜 索的是到该目标的相对方向。在步骤1460中，WCD 100监控和处理 来自选定位置标记的位置指示传输，并且指示朝着该位置标记的相 对方向，以此来做出响应。
图15示出了基于角度的三角测量。位置标记(PM1，PM2，PM3) 的坐标(x1，y1)，(x2，y2)和(x3，y3)已知为先验的。对α12， α23，α13进行测量。继而可以计算WCD 100的方位。如果设备具有 罗盘，则仅需要测量两个位置标记方向。除了方位以外，本发明还 能够求解出设备的朝向。朝向可以按照相对方式来求解也可以在地 理坐标系统(相对于北)中求解(假设位置标记的经度和纬度是已 知的)。
除了基于直接从位于服务方位处的位置标记接收的信号进行测 定服务以外，本发明的其他方面还包括以下实施:
●用户还能够获得关于服务的信息，该服务当前处于系统的可 操作范围以外。这至少可以按照三种方式来执行:
1.位置标记广播的信息不仅仅关于他们自身，而且还关于其他 附近的服务，这些附近服务的位置标记仍然太远，以至于设备无法 接收到其信号。还可以传送本地地图/建筑物平面图信息，包括位置 标记位置。
2.设备例如通过GPRS、WLAN或者其他连接从远程数据库下 载某区域中服务的信息，以及本地地图和/或建筑物平面图，还有位 置标记方位。信息可以包含正在移动的潜在目标(诸如出租车和公 共汽车)的方位和其他信息。该信息可以来源于GPS系统或者其他 测位系统。
3.任何固定服务和其他潜在目标的信息，以及地图和建筑物平 面图也可以本地驻留在用户设备内。
●在从列表或者从地图选择服务、并且使用当前用户方位和目 标方位之间的位置标记所提供的方位和朝向确定能力之后，用户能 够接收朝着区域中任何服务方位(用户通过上述三种方法中任意方 法知晓)的导航指令，包括那些当前处于方向测定系统的可操作范 围之外的服务。
●通过示出地图或者平面图(根据用户的真实朝向来确定朝向) 或者通过指示符箭头(其示出用户到达与其目的地应该前进的方向) 来给出导航指令。
●当到达目标附近时，通过使用位于目标处的位置标记(假设 该目标具有位置标记)来将用户直接引导到目标。
本发明能够满足用户的多种要求，因此其提供了相对于当前测位 系统的改进。本发明允许用户测定方位和对象两者。如果对象包括 低功率位置指示传输发射机，则可以在短程传输范围内对人员进行 定位。在一些情况下，可以经由无线消息或者发射应答器信号来激 活信号发射机。此外，在经由无线消息请求准许之后，可以对其他 用户控制或者拥有的无线通信设备进行测位。本发明还允许用户测 定地点，而无论这些方位是用户当前已知还是未知的。用户可以从 在给定区域中找到的所有潜在目标中进行选择，并且可以查看这些 目标中每一个的相关信息，该信息是作为位置指示信号的一部分而 被接收的。因为根据本发明的至少一个实施方式，无线通信设备可 以示出相对位置和绝对位置两者，因此可以追踪移动目标。在另一 有益应用中，紧急情形可以自动触发无线通信设备来指示安全的路 线。所有这些组合的特征可以使用本发明的实施方式来实施，这使 得在建筑之内和之外都能够确定朝着选定目标的方向和搜寻设备的 当前位置两者。因此，本发明超过了已知方位确定系统目前的能力。
因此，对于本领域技术人员而言显然的是，在不偏离本发明的精 神和范围的情况下，可以在形式和细节上进行各种改变。本发明的 宽度和范围不限于任何上述示例性实施方式，而是仅根据所述权利 要求书及其等同项来限定。
相关申请的交叉引用
本国际申请基于2006年2月21日提交的名为“System and Method for Direction Finding Using a Handheld Device”的美国申请序列号 11/357,165并要求其优先权，将其全部内容在此引入作为参考。