CN101305567A

CN101305567A - 无线网络中移动站点的位置确定

Info

Publication number: CN101305567A
Application number: CNA2006800422295A
Authority: CN
Inventors: 詹姆斯·戴维·拉尔森
Original assignee: Iwics Inc
Current assignee: Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
Priority date: 2005-09-13
Filing date: 2006-09-13
Publication date: 2008-11-12
Anticipated expiration: 2026-09-13
Also published as: MY163773A; JP2009508426A; US20140241189A1; WO2007031844A2; US20080280625A1; US9736637B2; TW200718972A; AR055163A1; US9763043B2; WO2007031844A3

Abstract

本发明涉及一种网络和一种操作网络的方法。所述网络包括多个站点，每个站点能够传输和接收数据，从而所述网络能够通过至少一个所选中间站点，在站点之间传输数据。每个站点以广播方式将探测信号传输至其它站点，以收集相邻站点列表。站点在探测信号中的至少一些中传输位置数据和/或位置确定数据。位置数据包括指示传输探测信号的站点的绝对或相对位置的数据，并且所述位置确定数据包括接收探测信号的站点所使用的、用于确定该站点和/或其它站点的绝对或相对位置的数据。每个站点保持从所选探测站点接收的位置数据和/或位置确定数据，并利用该数据来确定所述站点和/或其它站点的绝对或相对位置。所述站点可以确定与其直接通信的其他站点的相对或绝对位置，以及不与其直接通信的其他站点的相对或绝对位置。

Description

无线网络中移动站点的位置确定

技术领域

本发明涉及一种用于在通信网络中定位和确定无线移动站点位置的方法。针对本说明书的目的，可以将这种通信网络称为机会驱动多址接入(ODMA)网络。

背景技术

位置的确定对于服务提供商在对通信网络的订户提供基于定位的服务中是有益的。这些服务包括，例如，提供驾驶方向指令、车辆追踪、相关区域信息和可用应用；也同时针对各种目的和帐单差异化而实现订户分类。

此外，全世界的各种管理机构现在需要无线电话网络的服务提供商必须能够定位无线电话的用户，以便于紧急呼叫处理。

这些规章要求必须在用户的实际物理位置的预定距离范围内确定这种用户的位置。例如，在美国，联邦通信委员会公布了无线增强911(E911)规则，该规则要求服务提供商必须能够在用户实际物理位置的125米内，在该服务器提供商的网络上定位至少无线电话用户的至少三分之二。

通常使用基于网络的定位系统或基于站点的定位系统来确定网络中无线站点的位置。典型地，基于网络的定位系统采用涉及无线站点和固定位置基站或接入点(用作无线站点和网络之间的通信端口)之间的信号三角测量(triangulation)的技术。基于站点的系统可以结合其它技术，例如可构建于站点的无线设备内或与该设备结合使用的全球定位系统(GPS)接收机。

针对服务差异化的需求可能相关地增长，并且紧急事件规定有可能扩展到除了电话之外的无线设备。因而，用户站点的准确位置和定位现在已成为无线网络环境中的重要特征。目前，由于VOIP设备和地理位置之间没有固定的关系，所以在不使用定位设备和无线单元的情况下，定位某些诸如在VOIP(基于因特网协议的语音技术)环境下的设备比较困难。此外，定位技术易受到可能会提供不可检测到的站点的限制。

本发明的目标是使用不依据基站和接入点的基于网络的方法，提供与无线移动站点相关的准确、连续的位置和定位信息，其中该无线站点包括VOIP和其它传统不可检测的设备。

发明内容

根据本发明，提供一种操作包括多个站点的网络的方法，其中每个站点都能够传输和接收数据，从而网络可以通过至少一个所选的中间站点，在站点之间传输数据，该方法包括：

从每个站点传输探测信号；

在探测信号的至少一些中传输位置数据和/或位置确定数据，该位置数据包括指示传输探测信号的站点的绝对或相对位置的数据，以及位置确定数据包括接收探测信号的站点可使用的、用于确定该站点和/或其它站点的绝对或相对位置的数据；

在从一个或多个探测站点接收探测信号的站点处，保持从探测站点中的所选探测站点接收的位置数据和/或位置确定数据；以及

在每个站点处保持所述位置数据和/或位置确定数据，利用所述位置数据和/或位置确定数据来确定所述每个站点和/或其它站点的绝对或相对位置。

在探测信号中的位置数据和/或位置确定数据可以包括指示传输探测信号的站点所选择的附近站点的绝对位置或相对位置的数据。

位置数据和/或位置确定数据可以用于确定与所述每个站点进行直接通信的其它站点以及与所述每个站点不直接进行通信的其它站点的相对或绝对位置。

可以在通信网络中操作该方法，其中，站点可以将消息从起始站点通过至少一个随机选择的中间站点传输到目的地站点。

可选地，在网络中操作该方法，主要用于在网络中跟踪或定位站点。

该方法可以包括在每个站点处选择用于将探测信号传输到其它站点的信道，在所选信道上，从探测站点接收探测信号的其它站点直接地或通过其它站点间接地进行响应。

该方法可以包括在探测信号中传输时钟数据，并且利用所述时钟数据来确定探测信号在站点之间传递所用的时间，因而确定所述站点之间的距离。

该方法还包括使网络中站点的时钟同步，将为了同步目的的更新定时数据从中心定时机构传输到其它站点。

响应于在更新定时数据的传输(相对于在站点处接收到的这种数据的其它先前或同时的传输)方面计算的累积误差函数，可以确定在任何站点处的对所述更新定时数据的接受或拒绝，从而在网络每个站点的时钟同步方面保持高水平的准确度。

位置数据可以包括指示达到预定准确度的一个或多个站点的位置的位置信息。

位置数据可以包括从配备有基于站点的定位系统的站点、或具有已知固定位置的站点处获得的绝对位置信息。

可选地或此外，位置数据可以包括指示相对于其它站点的一个或多个站点的位置的相对位置信息。

可以通过利用站点间传输的探测信号中的传输功率和/或路径损失数据来确定站点间近似距离的站点，获得相对位置信息。

可选地或此外，可以通过利用从站点间传输的探测信号中提取的定时数据来确定站点间距离的站点，获得相对位置信息。

定时数据可以包括通过响应所接收到的探测信号的站点插入应答探测信号的处理延迟数据，该处理延迟数据指示在响应所接收的探测信号的站点处处理所接收的探测信号所用的时间。

该方法可以包括通过三角测量获得指示一个或多个站点位置的位置信息。

该方法可以包括：通过确定相对于先前确定了自身绝对位置的其它站点的站点位置，利用绝对和相对位置信息的组合来确定另外站点的绝对位置，从而不能与具有绝对位置信息的其它站点直接通信的这些另外站点可以间接地确定其自身的绝对位置。

该方法可以包括提供多个种子站点，每个种子站点能够确定、或具有绝对位置数据，所述种子站点的绝对位置具有相对较高的准确度，其它站点将探测信号传输到所述种子站点、以及从所述种子站点接收探测信号，因而从所述种子站点获得绝对位置信息来确定所述其它站点自身的绝对位置，并且另外站点将探测信号传输到所述其它站点、以及从所述其它站点接收探测信号，因而从所述其它站点获得绝对位置信息，来确定所述另外站点自身的绝对位置。

每个站点可以选择所接收的探测信号，并根据这些所接收的探测信号被确定包含在距离测量能力或时钟同步方面的高质量的位置或定时数据的程度，从所接收的探测信号中提取位置或定时数据。

该方法可以包括分析所接收的探测信号，来确定在机会最佳峰期间是否传输所接收的探测信号。

该方法可以包括测量这些所接收的探测信号中的路径损失和/或多径失真，并且选择具有低路径损失和/或低多径失真的探测信号，以从中提取位置或定时数据。

站点可以在它们的探测信号中包括与它们保持静止的时间长度相关的数据，接收探测信号的其它站点优先利用来自保持静止最长时间的站点的位置数据和/或位置确定数据。

站点可以在它们的探测信号中包括与以下的一个或多个相关的辅助数据：在探测信号中识别的站点间的传输跳跃的数量和/或质量；指示包括在探测信号中的定时数据或位置数据和/或位置确定数据的寿命(age)的寿命数据；与探测信号中识别的一个或多个站点相关的位置信息的所述或所确定的准确度等级；以及指示是否在机会峰处发送探测信号的质量数据，接收探测信号的其它站点选择性地依据包括在所接收探测信号中的辅助数据的性质，利用其中的位置数据和/或位置确定数据。

可以在中心机构定义的探测信道上传输探测信号，因此减少干扰并防止对信号的抑制或窃听。

站点可以在其它站点失去彼此的连接之后的预定时间内保持这些其它站点的历史位置数据，可检索所述历史位置数据以确定与之失去连接的站点的最后已知位置。

站点可以利用由于站点间的相对运动而产生的探测信号中数据的变化或探测信号的其它特性，来解决探测信号中相对位置数据和/或位置确定数据的模糊性。

可以根据所确定的所述站点和/或其它附近站点的绝对或相对位置，来调整网络中来自站点的可用服务的性质或质量。

例如，该方法可以包括向站点的用户提供与靠近所确定的所述站点位置的设备、对象或人、或其它站点相关的信息。

在该方法的一个实施例中，需要与相对于第一站点移动的第二站点相关的位置信息的第一站点可以直接地或通过一个或多个中间站点，以所选择的用于提供位置信息的增强分辨力(resolution)的增大速率，将梯度收集探测信号传输到被寻址的第二站点。

可以仅当第一站点需要所述位置信息时，才以增大速率传输所述梯度收集探测信号。

优选地，梯度收集探测信号传输的所述增大速率至少是大于其传输的标准速率的数量级。

需要与网络中另一站点相关的位置信息的第一站点可以将位置请求消息传输到被寻址的保持网络中站点的位置数据和/或位置确定数据的中心机构；传输到被寻址的第一、请求站点的一个或多个相邻站点，以便向前传输到其它站点；或直接传输到被寻址的其它站点。

需要其位置的站点可以利用所需的位置信息，将应答消息通过网络传输到第一站点。

第一站点可以将所寻址的梯度收集探测信号通过一个或多个中间站点传输到被寻址的其它站点，所述其它站点通过一个或多个中间站点传输响应，由此通过中间站点产生梯度，所述梯度提供了使能在所述第一站点和所述其它站点之间确立相对或绝对方向矢量的信息。

此外，根据本发明，提供一种包括多个站点的网络，每个站点能够传输和接收数据，从而该网络可以通过至少一个所选中间站点，在站点之间传输数据，其中网络中的每个站点包括发射机、接收机和数据处理装置，并可操作用于：

将探测信号传输到其它站点，并从其它站点接收探测信号；

在探测信号的至少一些中传输位置数据和/或位置确定数据，该位置数据包括指示传输探测信号的站点的绝对或相对位置的数据，并且该位置确定数据包括接收探测信号的站点可使用的、用于确定该站点和/或其它站点的绝对或相对位置的数据；

利用所保持的位置数据和/或位置确定数据来确定所述站点和/或其它站点的绝对或相对位置。

包括与所述站点进行直接通信的其它站点，以及与所述站点不直接进行通信的其它站点。

每个站点可操作用于确定与所述站点直接进行通信的其它站点的绝对或相对位置，以及与所述站点不直接进行通信的其它站点的绝对或相对位置。

优选地，每个站点包括时钟，并设置用于在探测信号中传输时钟数据，并利用所述时钟数据来确定探测信号在站点之间传递所用的时间，因而确定所述站点之间的距离。

该网络可以包括中心定时机构，用于将更新定时数据传输到网络的站点，其中，每个站点设置用于利用更新定时数据，使其时钟与网络其它站点的时钟同步。

优选地，每个站点设置用于根据在所述更新定时数据的传输(相对于在站点处接收到的这种数据的其它先前或同时的传输)方面计算的累积误差函数，接受或拒绝所述更新定时数据，从而在网络每个站点的时钟同步方面保持高水平的准确度。

网络中的至少一些站点可以包括基于站点的定位系统、或者可以利用与已知固定位置相对应的位置数据进行编程。

每个站点适于利用站点间传输的探测信号中的传输功率和/或路径损失数据，确定站点自身和其它站点之间的近似距离。

可选地或此外，每个站点可以适于通过三角测量获得指示一个或多个其它站点的位置的位置信息。

该网络可以包括提供多个种子站点，每个种子站点能够确定具有相对较高的准确度的自身的绝对位置数据，从而将探测信号传输到种子站点、以及从种子站点接收探测信号的其它站点可以从种子站点获得绝对位置信息，来确定所述其它站点自身的绝对位置；并且将探测信号传输到所述其它站点、以及从所述其它站点接收探测信号的另外站点可以从所述其它站点获得绝对位置信息，来确定所述另外站点自身的绝对位置。

优选地，每个站点的数据处理装置可操作用于分析所接收的探测信号，以确定在机会最佳峰期间是否传输所接收的探测信号。

优选地，数据处理装置可操作用于通过测量所接收的探测信号中的路径损失和/或多径失真，分析所接收到的探测信号，以及选择具有低路径损失和/或低多径失真的探测信号，以从中提取位置或定时数据。

该网络可以包括定义用于探测信号传输的探测信道的中心机构，来减少干扰并防止对信号的抑制或窃听。

附图说明

参照附图，在本说明书的以下段落中详细描述本发明的实施例。然而，附图只是如何实现本发明的示例，所示出的特征的特定形式和设置不应理解为对本发明的限制。

图1(a)至(d)是示出了根据具有位置信息的一个或多个站点确定站点的距离和位置的已知方法的示意图。

图2(a)和(b)是示出了在ODMA网络中操作的多个站点的简化示意图；图2(a)示出了在时间t₀时站点的大体位置，以及图2(b)示出了接下来被汇集到三个靠近的相邻站点的相同站点。

图3(a)至(e)是示出了图2中相同站点的简化的示意图，图3(a)至(c)所表示的序列示出了根据本发明的第一实施例分别在时间t₀，t₁和t₂时逐步确定其位置的站点；以及图3(d)至(e)所表示的序列示出了根据本发明的第二实施例分别在时间t₀，t₁和t₂时逐步确定其位置的站点。

图4(a)至(e)是示出了根据本发明的第一实施例的利用距离和位置确定技术的示意图。

图5(a)至(e)是示出了在三维定位中如图4所示的概念的发展的示意图。

图6(a)至(f)是示出了根据本发明第二实施例的当对位置进行三角测量时ODMA网络中的站点所使用的机制的简化连接示意图的序列。

图7是示出图2中站点子集的简化示意图，其中示出了通过探测的具有汇集的相邻站点的某些站点。

图8(a)和(b)是示出了具有足够固定绝对位置相邻站点的站点的位置确定机制的简化示意图，其中，根据本发明的第二实施例，基于该位置确定机制对站点自身的绝对位置进行三角测量。

图9(a)至(d)是示出了不具有足够的相邻站点的图7站点所使用的位置确定机制的简化示意图，其中，根据该位置确定机制对位置进行三角测量。

图10是示出了根据本发明第二实施例的图9的站点所采用的可选技术的简化示意图。

图11是示出了图8至11的站点所采用的可选技术的简化示意图；以及

图12(a)和(b)是类似于图5的简化示意图，示出了获得距离梯度或位置梯度的方法。

具体实施方式

如上所述，无线网络中用于定位无线移动站点的系统一般是基于网络或基于站点的。典型地，相对于已知固定绝对位置，基于网络的系统使用所收集的信息来执行三角测量或三边测量(或类似)计算来确定具有未知位置的站点位置。基于站点的系统结合构建于移动无线站点中的其它技术、或与移动站点相关联使用的其它技术来定位位置。这些技术包括可以利用附加地面站点的提供来增强的全球定位系统(GPS)接收机。然而，在实践中，GPS和其它技术具有一定的缺陷，其中最明显的是在诸如建筑中或地下之类的特定地形中，这些技术便不可用。

除非上下文指示，本说明书中的术语“绝对位置”意指地理上参考的位置(不考虑其准确度)，例如参考定义的网格或坐标所指示的位置。例如，可以依据x，y和z平面中的参考位置，或依据纬度和经度(以及可能的海拔)坐标来定义绝对位置。术语“相对位置”意指在参考一个站点或相互参考、而不参考定义的网格或坐标的情况下，依据网络中站点间的相对距离及其相对定位所表达的位置。

本发明涉及基于网络的定位移动站点的方法，典型地用于(在名为Multi-Hop Packet Radio Networks的WO96/19887中所描述的一般种类)ODMA通信网络中。网络中的一些站点可以具有基于站点的定位系统，但是这并不是本发明的要求。

为了执行三角测量和相关几何计算，站点必须能够确定站点之间的距离。有很多已知机制用于确定网络环境中两个无线站点之间的距离。这些机制包括：

●信号定时分析，通过利用位置探测设备测量站点间信号的到达时间(TOA)，来实现信号的到达时间差(TDOA)和估计位置的计算。

●到达角度分析(AOA)，用来测量站点间信号的角度；以及

●无线电传播分析，用来评估诸如网络站点间弱化信号的频移、相移和路径损失之类的射频特征。

在无线电网络中，通过基本和已知的将路径损失和距离相关的无线电传播分析技术，路径损失信息提供了两个站点间距离的初始指示。因而，如果站点收听到相邻站点的探测信号传输，在接收站点将通过分析初始传输的功率电平和探测中规定的噪声下限(noise floor)，确定传输的相邻站点有一定距离，但是该机制在准确度上有一定的局限。准确程度是距离的函数；距离越长准确度越小。

监听其它站点的探测传输以及监听任何响应的每个站点将具有其它站点距离监听站点以及彼此之间的距离方面的初始信息(在探测和响应中的信息)。然而，如果接收到的探测信息包括关于监听站点自身的信息，换言之，接收到的探测信息提供了通过监听来自相邻站点的探测而获得的信息，则监听站点可以做出关于站点间距离的更准确的结论。如果之后为应答探测而接收到响应，则该响应将通过无线电传播分析技术或定时测量，提供将会使能非常精确确定距离的特定信息。

因此，尽管接收站点不会明确知道相对于相邻站点它位于何处，但是，它至少可以认识到它在已知半径远的探测站点产生的圆(更精确地，三维球体)的特定半径内。

虽然这初看起来不特别精确(如果其它站点实际上距离很近)，但是该信息可以足够精确。在ODMA网络环境中经常是这种情况。例如，两个移动电话用于可能会在一个拥挤的屋内，在这种情况下，虽然不可以得到确切的位置，但是一个用户将能够确定另一个用户至少在该用户自身位置的一定距离内。换言之，尽管每个用户可能不知道另一个用户的确切实际位置，但是他们会知道他们在同一个屋内，并且不超过几米远的距离。

在图1(a)中示出了这种概念，其中传输站点X与接收站点R的距离为x。如果站点X具有它可以进行通信的已知固定绝对位置，那么接收站点R会知道它在半径x之内(并因此在标记A-C/3-5的9个网格块之一中)。如果站点X不具有确定位置，那么R会至少知道它与X的相对距离x，但不会具有任何位置信息。

如果存在具有已知固定绝对位置的R的两个相邻站点，那么接收站点的分析会得出如下结论：接收站点位于距两个站点的半径所定义的圆的两个可能交叉点之一。这如图1(b)中所示，其中，第二站点Y与接收站点R的距离为y；得出接收站点在位置B/3或C/5处的结论。再者，如果网格块非常小，那么这已经可以为定位提供足够的信息。

如果其它两个站点(X和Y)不具有绝对位置信息，并且假定X和Y不在互相接收传输的范围之内，那么R只会知道它距离X和Y的距离分别为x和y。然而，如果X和Y自身能够获得来自彼此的传输，那么它们能够相对于彼此确定它们的相对位置作为矢量(距离和方向)，而不考虑R位置的模糊性。参照本发明，本说明书将在以下扩展这个概念。

关于区域的已知信息能够做出关于站点位于两个可能位置的一个或另一个的可能性的特定假设(例如一个位置可以是道路，另一个位置是沼泽)。然而，从本说明书之后的描述中应理解ODMA缓慢探测和相邻站点收集过程有助于解决这些模糊形式，而不需要确切了解该区域或地形。

图1(c)示出如果具有固定绝对位置的第三站点Z的计算距离为z，那么接收站点R的位置通过基本三角测量计算可以缩小到位置C/5中的固定绝对点。再者，如果在站点X、Y和Z处没有绝对位置信息可用，那么R可以确定的就是站点与R的距离分别在x、y和z之内(如果站点X、Y和Z可以收听到彼此的传输，那么可以确定它们相对于彼此的位置)。

明显地，当涉及附加站点时，也可以应用图1的示例中所使用的三角测量计算来确定站点相对评估的第三维。通过到达角度分析，使用定向天线会减少用于定位目的所需的传输站点的数量。这些方法包括已知技术。

图1(d)示出了需要位置信息的无线站点R以及在相应新位置X’、Y’和Z’处的站点X、Y和Z。在该点上，无线站点R使用新的相邻站点W，并据此与站点X和Y一起确定它的位置。站点Z可以在(如图所示的)范围之外，或可以用于提供使无线站点R能够测试它的位置计算的附加信息。

可以看出，在上述解释中，ODMA网络中的站点可以通过从已经确定为其相邻站点的站点获得信息，来确定该站点的位置。可以利用确定距离的可选方法(例如如下讨论的定时探测和响应)来提供更高准确度，但是以上所描述的原理仍然适用。

在传统的基于网络的位置确定机制中，试图确定其位置的站点将尝试与在该站点范围内且具有绝对位置信息的固定位置信标进行通信。在一些更先进的系统中，如果站点无法定位足够多的信标来确定它的位置，那么它可以尝试定位区域中其自身与信标联系的其它站点，从而估计位置。

然而，在本发明中不需要利用信标作为检验标准，其中，站点并不通过试图与信标通信而启动，而是仅仅开始收集良好质量的相邻站点，而不考虑可能在它们周围的绝对位置信息。这些相邻站点的一些可以成为具有绝对位置信息的站点，而这样并不是必需的。

当接通时，站点需要做的是监听探测信号并探测相邻站点，从而收集和保持可用的最佳相邻站点的预定组。定位机制不取决于来任何站点、固定位置或其它基准点的覆盖。如果相邻站点碰巧具有绝对位置信息，那么站点自身将能够非常快地确定它的位置。

由于将会变得显而易见的原因，在预先存在的网络中激活站点的情况下，已经在新站点周围操作的站点很有可能已经确定了它们的位置(不论相对或绝对)。然后，在所示出的实施例中，将假定站点中的许多(如果不是全部)将需要确定位置。由于站点不是都试图与具有位置信息的有限数量的站点进行通信(正如在这种情况下与信标进行通信)，本发明具有不会利用这些不必要的传输使网络超载的附加益处。

在具有能够将数据传输到另一个并从另一个接收数据的多个无线站点的通信网络中使用基于无线的ODMA方法。该方法包括定义第一探测信道，用于将第一、广播探测信号传输到其它站点。从探测站点接收第一探测信号(也称为“慢探测”)的其它站点向探测站点指示其作为目的地或中间站点的可用性。在每个站点处保持包括这些其它可用站点的细节以及与之相关的连接性数据的相邻站点表。

在利用无线介质的ODMA网络中，当存在邻近的多个站点时，它们会以较高的数据速率和较低的传输功率结束探测。监听站点会不定期响应以较低数据速率探测的站点，或不具有足够相邻站点的站点，来帮助任何不能使用较高数据速率或不具有足够相邻站点的任何孤立(远距离)站点(也被称为“孤立相邻站点”)。当站点孤立、并且不能以较高数据速率和最大功率找到足够的相邻站点时，站点仅使用较低数据速率。

ODMA网络利用两种探测过程，“慢探测”和“快探测”。通过每个网络站点使用慢探测过程来收集相邻站点，而使用快探测过程建立起始和目的地站点之间的梯度。

每个站点会以规律的间隔(通过慢探测定时器确定)传输慢“相邻站点收集”探测信号，以试图找到其它站点。站点在它们的慢探测中指示它们能够检测其它站点探测，并且这样，站点会改变它们的探测功率，直至特定预定数量的站点指示它们能够检测到探测。如果站点从未获取所需数量的相邻站点，则它会保持最低数据速率以及最大传输功率。

每个站点将随机地在慢探测信号传输之间随机地改变慢探测定时器，以避免与其它站点冲突。如果任何站点开始接收另一个站点的传输，则它将重载使用新间隔的慢探测定时器。

在移动站点的无线网络中，站点不断地移动，这样相邻站点的数量会不断地改变。如果相邻站点的数量超过所需数量，则站点将开始增加探测信道上的数据速率。该站点将继续增加其数据速率，直到相邻站点的数量不再超过其所需数量。如果该站点达到最大数据速率，则它将开始通过小增量来降低它的慢探测传输功率，直到它达到最小传输功率，或不再超过所需相邻站点的数量。

当站点在探测信道上对另一个站点的慢探测进行应答时，它会将其数据分组的长度限制于慢探测定时器间隔。这就防止了其它站点通过其应答进行探测。如果正在应答的站点具有比适合于小分组的数据更多的数据要发送，那么它将在分组的报头中指示其它站点必需移至特定数据信道。

可以存在定义用于每个探测信道的多个数据信道。请求改变的站点将随机地选择可用数据信道中的一个。当其它站点接收请求时，它将立即改变至该数据信道，其中两个站点将继续通信，直到它们都没有任何数据要发送、或如果用于保持数据信道的最大时间到期(由数据定时器设定)。也可以使用可选数据传输协议。

当站点改变到数据信道时，它装载数据定时器。它将在数据信道上保持数据定时器允许的时间。当数据定时器到期时，站点将还原至探测信道，并又开始探测。

慢探测过程包括三个基本功能：

1.相邻站点收集

2.功率学习

3.相邻站点的倾斜(ramping)

相邻站点的收集过程包括站点以增大的功率电平进行探测，直到相邻站点在它们自己的探测中指示它们正在检测第一站点的探测。将增大探测功率，直到预定数量的相邻站点指示它们正在检测探测。

所有探测站点增大和减小它们的探测功率，直到所有站点收集了预定数量的相邻站点。该过程包括增大和减小探测功率电平，并在该探测中指示收听哪些其它站点的探测。以这种方式，所有站点可以获知它们需要什么功率电平以到达各种相邻站点。

每次站点探测时，它指示它的传输功率和噪声下限、以及它具有哪些站点作为相邻站点。每次站点收听到另一个站点的探测时，该站点根据该探测的另一站点的路径损失和噪声下限，计算到达另一个站点的路径损失和所需要的功率。到相邻站点的路径损失和到达相邻站点所需要的功率存储在保存于每个站点的相邻站点表中。如果不再收听到相邻站点，那么在表中增大或“倾斜(ramp)”到达站点的路径损失和所需要的功率电平，直到到达在该点从相邻站点表中移除相邻站点的特定电平。

如果站点具有要传输到不是它的相邻站点之一的站点(例如网络上的远距离站点)的消息(或其它数据)，那么它开始传输快探测信号(或梯度收集探测信号)来开发关于如何到达该站点的信息。该信息被称为梯度，并且是到达目的地站点的累积成本的指示。当站点开始快探测时，它指示它正在寻找目的地，并且收听快探测的相邻站点将自身进行快探测，直到目的地站点收听到它的相邻站点的快探测。然后通过增加累积成本构建梯度，直到梯度到达源站点，然后源站点使用在至目的地的梯度中开发的信息，开始将消息发送到相邻站点，这些相邻站点可以将这些消息发送到它们的相邻站点，直到到达目的地。

每个站点保持至每个相邻站点的每个目的地的(累积成本)梯度、以及至目的地其自身梯度的记录。在标准ODMA通信中，每个站点仅将消息传输到具有至目的地的较低累积成本的站点。站点可以将消息传输到具有至目的地的较低梯度的任何相邻站点。通过慢探测进行收集的相邻站点和通过快探测的梯度生成允许站点开发具有至任何目的地的较低成本的站点的多个选择，用来将消息发送到这些目的地。当需要将消息/数据发送到不是相邻站点的站点时，一直通过慢探测保持相邻站点，并且仅基于需要开发梯度。

ODMA方法，尤其是针对相邻站点表和梯度表的使用，已详细在命为Probing Method for a Multi-Station Network的WO 2005/062528中进行了描述。在本发明中，可以基于所定义的位置相关累积误差函数，以类似的方式使用该文献中所描述的快探测过程，通过针对至目的地位置确定准确度具有最高级可信度的相邻站点电平，来定义位置梯度或距离梯度。

探测过程提供关于每个站点相邻站点的大量信息，实际上是关于每个相邻站点的相邻站点的信息。在本发明中，良好质量的相邻站点的识别和保持是在确定所计算位置准确度的关键要素，因此，通过慢探测的ODMA相邻站点收集过程是用于辅助定位ODMA网络中的无线站点的主要机制。每个无线站点使用慢探测过程来识别和从站点的相邻站点获得信息。如果收听到站点传输相邻站点收集探测消息，那么在这种意义上，该站点被认为是“相邻站点”，并且将在每个站点的相邻站点表中保持所识别的相邻站点的细节。

如果所识别的相邻站点自身传输通过特定站点接收到的相邻站点收集探测消息，并且该探测包含特定站点自身标识符的信息，那么该相邻站点在相邻站点表中标记为“检测相邻站点”。典型地，每个相邻站点调整其相邻站点收集技术(一般地通过增大数据传输速率并通过降低所发出的探测信号的强度)，以保持大约10个探测站点。其中，将具有最小路径损失的预定数量的相邻站点标记为“近邻站点”(例如5个站点)。可以不同地或优先地处理从近邻站点得到的信息，也可以依据相邻站点来调整用于传输信息的技术。

如果当站点以全探测功率传输时不能够得到最小数量的近邻站点，那么将其称为“孤立相邻站点”。获得了可以检测孤立相邻站点传输的所需数量的近邻站点的其它站点将会使孤立相邻站点得知它们被探测，并且可以给孤立相邻站点提供附加信息。

当不探测或发送其它消息时，每个站点监听其它站点的探测。当收听到时，接收站点可以使用在该探测中提供的传输功率信息来确定至站点的路径损失。由于每个站点不断地识别具有最小路径损失的近邻站点，所以这些站点可能在直接的视线之内，或具有有最小干扰的最佳信号。

由于发送探测的站点有可能降低它们的传输电平来使其相邻站点的数量最小化，所以甚至能够监听的站点将与在具有许多站点的完全操作的网络中的探测站点有相对较好的连接性。换言之，典型地针对连接质量选择相邻站点。孤立相邻站点是例外，但是将通过站点对其进行识别(收听到它们的全功率传输并确定它们少于收集相邻站点的所需数量)和帮助。

此外，广播探测可以包括广播探测站点的近邻站点和/或检测相邻站点的信息。这使监听广播的站点能够得知相邻站点的位置，并且便于附加信息的提取。实际上，如果需要，监听站点甚至可以根据以这种方式获取的信息来探测特定站点。

通过分析站点处可用的信息，应该明确可以根据路径损失和信号强度信息做出一些简单的假设。如果存在非常小的路径损失，那么站点可能在直接的视线内(没有任何反射信号)。在这种情况下，可以利用相对高的准确度确定站点之间的距离。这将提供距离和位置的“原始”确定。慢探测方法在ODMA网络操作的一般过程中收集该信息以及针对任何延迟的信息。一般地，最强的信号是直接信号，但是存在不是这种情况的非通常情况。将在以下看到由于站点的移动性而导致识别和解决这种形式的潜在模糊性。

如果路径损失大，那么可以做出关于环境的假设-例如可能存在干扰、障碍(例如建筑)或站点可能距离很远。如果登记了延迟，可以做出存在反射或偏离信号的假设。由于在ODMA网络中有可能存在多个相邻站点，所以应该有可能根据多个独立的源站点确定位置并验证来自其它站点的信息，因而可以避免通过基于反射或偏离信号的距离计算所导致的误差。

依据距离，可以利用不同的功率和调制技术。如果站点在近旁，那么可以传输尖锐的(sharp)宽带脉冲，据此可以非常准确地确定距离和位置。尽管宽频谱或宽带信号允许更高数据传输速率，但是随着距离的增加，信号变得模糊，除非功率增大。调制技术在一定程度上可以改善这些技术，但是要传播更远的距离需要较低数据速率的窄带宽和增大的功率。在ODMA通信中使用的探测方法已经调整了这些特性以优化数据传输，还可用来提高定位计算。

除了在根据路径损失和信号强度特性估计站点间的距离中使用特定探测之外，可以将其发送到相邻站点来获取与探测信号从一个站点传递到另一个并再返回所需要的时间有关的定时信息。如果每个站点具有包括在该单元中的非常精确的时钟，那么可以使用将探测发送到另一个站点(增量时间)，然后在接收站点处理并返回的时间，以利用光速(也是无线点信号传播的速度)计算距离。

在ODMA环境中，可以将探测信号发送到相邻站点收集过程中所识别的任何相邻站点，该探测包括定时器。该探测独立并不同于相邻站点收集探测，或相邻站点收集探测可以包含定时器，从而列为近邻站点的相邻站点会响应。一旦收到，则相邻站点记录接收探测的时间以及处理之后返回应答的时间。无论被探测站点返回响应的接收和发送的实际时间，还是该站点只是返回处理时间，显而易见的是：通过排除被探测相邻站点的处理时间，探测站点可以计算无线电信号到达相邻站点并返回所用的时间(换言之，站点之间距离的两倍)。光速大约是3.0×10⁸米/每秒，所以如果信号到达相邻站点所计算的时间时1μs，那么站点之间的距离是300米。

因而，为了定位的目的，除了ODMA通信所需的一般目的的相邻站点收集探测的特性之外，可以将时钟或定时信息置于具有每个已知相邻站点的唯一ODMA标识符/地址的探测中。每个站点将收听到来自紧邻(近邻以及检测)相邻站点的广播探测，并且将独立时钟或定时数据发送回每个探测相邻站点。以这种方式，发送和接收相邻站点均将具有关于它们彼此间相对距离的进行中的信息，并且将能够保持它们相对位置的准确度。

由于基于时间的定位技术需要准确传输，所以具有准确时间数据点的短传输是必要的。当在探测中拾取在传输过程中良好定义的比特集时、以及当又将该比特集发送回探测站点时，该比特集启动在各个站点处的时钟，其中传输中注入的唯一比特序列有效地充当触发器。这需要复杂的硬件控制，但能够使数字时钟非常迅速的响应可用于启动计时器并非常准确地测量时间。

当探测站点发送传输时，特定比特序列触发探测站点的时钟启动，然后探测站点等待响应。然后在被探测站点处拾取唯一比特序列，该序列启动在被探测站点处的时钟，用来在该站点接收到触发之后测量转向(turnaround)处理/延迟时间，直到将探测响应发送回探测站点。当这发生时，再设置触发比特序列，并且在传输中报告转向时间。针对在探测站点接收到的传输，触发比特序列停止探测站点处的时钟，减去所报告的被探测站点处的转向时间；并因此得知往返的持续时间(排除处理转向时间)。根据该信息，站点可以计算站点间的距离。

如上所示，站点不必具有通用时钟来确定它们之间的距离，但是可能在进行的基础上通过一个特别精确的时钟使所有站点更新和同步(如果这是所期望的)。为了达到该目的，可以从充当中心时间机构的参考站点发送时间传输来给每个站点提供准确时间。

必须理解，可以在具有较差连接性的特定跳跃上接收传输，在这种情况下，针对时钟时间和用于距离确定计算的定时的设定将存在不确定性。定时准确度或站点时钟同步的缺失，或较差的传输质量，都能导致不精确因素。该不精确因素是具有与每跳相关联的成本函数形式的误差函数。这些误差函数可以随着传输进程在多跳上累积，提供了关于基于所得到的信息的计算的不确定性(累积误差函数)的指示符。

为了减少确定多跳所用时间中的漂移影响，确定针对每跳的时延(每个站点处理通信所造成的)。由于站点不必知道消息到达需要多久，所以可以将探测发送到参考站点，并且根据所接收的响应，更新时间的站点将能够计算延迟。可以将该信息包括在每个站点为同步所设定的实际时间中。明显地，站点也可以向参考站点请求正确时间，然后在接收响应时给延迟定时。

可以从中心定时机构通过多个跳跃来执行时间同步，并且可以规律间隔或在进行的基础上修改同步来将时钟漂移的影响最小化。为了达到这个目的，可以使用以上参照的名为Probing Method for a Multi-Station Network的WO 2005/062528中所描述的梯度更新技术，通过中心机构传播时间更新，并广播至网络上的站点。

由于中心机构传播时钟更新，所以如果累积误差或成本函数好于在先前更新中所接收到的，那么接收该时间或时钟数据的站点可以选择接受该更新。换言之，如果确定关于传输完整性的不确定等级比先前的更新的要差，那么可以支持被认为更精确的先前信息而不考虑该信息。WO2005/062528中公开的累积成本函数描述也与本发明的应用相关。明显地，具有通过一个长距离跳跃所接收的时间更新信息的传输会比通过良好质量的多跳的传输具有更高的成本函数。因而，在通过两个潜在路线进行传输的情况下，将优选具有较低累积成本的路径，因为距离确定会更加精确。因此，可以基于通过多跳的累积成本、或所需的多跳数量、或两者，将任何距离计算的值进行优先排序。

为了对不精确和增加的误差/成本函数的影响进行计数，每个站点可以确定在所提出的接收站点处可用的时钟是比传输站点处的时钟更加精确还是更加不精确。由于所有的相邻站点在它们之间传递时钟数据，所以必须避免循环的可能性(换言之，当接收到相同站点发起的更新时)。WO2005/062528描述了通过“冻结”防止该循环的技术。实质上，为了防止循环，将在探测中启动计数器，该计数器用来登记更新定时数据在站点间传递的次数，因而使每个站点能够识别至今定时信息是怎样的，从而避免使用不太精确的定时信息。

将要理解，每个站点处的准确的本地时钟的保持极大地简化了距离计。针对距离计算所需要的准确度等级将指示针对时钟所需的准确度等级。通过示例，如果需要30米的分辨力，那么时钟必须精确至0.1微秒(100纳秒)。

如果所有站点具有有着同步了的时间的本地时钟，那么也可以极大地简化网络整体的操作。除了提高距离确定，时钟同步提供了其它好处。例如，如果站点在频率之间跳至不同的信道，那么通信潜在地更加有效，这样避免了干扰。然而，通信站点必需同时、或以预定的序列移动信道，这样才能有效。如果所有涉及的站点具有同步时钟，那么通过网络这种形式的通信是可能的。

此外，同步便于在绝对时间提供服务和网络管理，使中心机构能够请求特定站点在特定时间移至特定信道，以接收诸如软件或安全更新之类的信息。再者，这会整体使网络中的干扰最小化，此外提高私密性。跳跃信道可以响应调度(由中心机构随机地确定并以加密的形式传送到站点)而发生，并且明显地，这种形式的控制是网络管理中和针对服务质量等级的重要考虑。然而，为了有效，当要求这样做时，所有涉及的站点必需能够精确地反应。

不论是根据信号定时还是传播分析(或通过空中接口的任何其它分析)来计算站点间的距离，其它站点可以提供一定所述准确度等级的位置信息。位置信息可以被提供为预定参考框架上的x/y/z坐标，或者仅为纬度和经度(度，分和秒)，根据位置参考数据点(例如通过GPS定位系统和确定评估的装置(如果期望)确定)来计算。可以利用任何适合的参照、映射、网格或坐标系统。

由于ODMA过程利用“机会峰”，所以有可能选择具有低路径损失、低多径失真和针对测量距离能力或时间同步方面“高质量”的探测信号。(机会峰出现，其中通过监视所接收信号的物理特性或通过监视随时间变化的误码率，识别信号强度或信噪比电平中的峰值，从而可以降低站点间的传输功率，这样降低了干扰并且降低了消息重传的必要性。这些峰值可以由以下因素导致：例如信号路径幅度中的变化、频率或相位变化、噪音或干扰、多径影响等。)如果使用这些使用了针对距离计算方面的机会峰的探测信号，那么所测量的距离会更加精确。因而，应该理解：不是需要使用每个探测信号，而是应该使用在机会最佳峰发送的这些探测信号。这尤其可用在简单的单跳情况中。

将要理解，针对请求或根据针对该目的的预定调度，站点使用的探测信道也可以改变。这会降低干扰并防止任何第三方试图阻断或访问信号。移动在其上传输探测信号的信道可以使干扰或截取信号更加困难。因而信号更加安全和秘密。如上所述，探测信道的改变需要精确定时。

基本上，所需的距离计算涉及简单的几何基本原理。在ODMA 网络中，在许多订户站点中，存在相对小部分的散布在覆盖区域的无线“种子”站点。这些种子站点不是在更多典型无线网络(例如在一个或多个基站或节点周围提供覆盖小区的蜂窝电话网络或其它网络)中提供的接入点或基站。种子站点只是在必要时可用作中间中继站点的站点，并且典型地放置于固定位置(例如在灯柱上和建筑物顶上)来辅助无线站点间消息的机会路由。种子站点不是网络的固定基础结构，并且可以当在区域中存在足够其它站点时将其移除。

实际上，ODMA网络中的种子站点除了它们不被用户所使用并一般保持静止之外，像其它网络站点一样。然而，没有理由防止种子站点成为移动站点(例如定位于火车或汽车上)。尽管不是必需的，但是大多数(如果不是全部)种子站点将具有定义了它们绝对位置的数据，或者具有在一定准确度上确定它们位置的装置。这将使周围的站点能够确定它们相对于固定绝对数据点的位置(但这不必需是种子站点)。

为了提供精确定位信息，依据种子站点的位置，它们可以包括基于站点的定位系统(例如GPS系统，如果这些站点意在移动的话会有用处)或它们可以在安装时从定位确定设备(例如GPS)载入信息。然而，由于在一般ODMA网络系统中位置不断的重新评估，所以固定种子站点将逐渐地开发证明比通过标准的基于站点的GPS定位系统提供的信息更为精确的信息。该信息可以提供给中心机构，用于认证网络上其它站点使用的站点的绝对位置准确度。

在ODMA网络中也存在包括其它基于站点的定位硬件的其它站点。例如，可以在特定订户电话和其它设备中提供GPS接收机。以上描述的绝对“位置使能”固定种子站点和任何其它独立“位置使能”站点(可以称为“移动种子站点”)，将有助于提供初始“精确”绝对定位信息，因为将无线站点首先添加至网络。尽管许多无线站点起初在具有绝对位置信息的站点的范围之外，但是从该说明书明显的是：网络会以最终(典型地迅速地)包围几乎所有(如果不是全部)网络上的站点的方式增加和共享该信息。

参照以上防止时钟准确度漂移所描述的相同方式，针对位置参考目的，可以具有一个或多个十分精确的数据点，根据该数据点，其它站点可以十分精确地确认它们的位置。针对位置的累积误差函数的确定和包含也可以以实质类似的方式操作，其中每个站点利用具有最少误差的最高质量的位置信息。

ODMA网络中的每个站点将通过慢探测过程开始收集相邻站点。通过这样做，每个站点迅速地确定是否存在具有绝对位置信息的任何相邻站点。可以在探测中提供该信息以及站点标识符。这些站点中的一些可以距离很远或相对于其它站点具有较差质量的连接性。然而，在相对于这些绝对位置的较好位置中的站点的相邻站点中，可以存在其它站点。

应该清楚，一个站点距离另一个越近，通过参照如上的技术计算距离所包含的误差就越小。通过信号传播的跳的距离越远，误差函数就越大。如果存在利用精确位置信息密集定位的许多站点，那么其它站点能够很精确地确定它们相对于这些站点的位置。因而，即使通过多个短传输跳或步传递关于远的、具有确定位置的站点的信息(每个中间站点直接地或间接地评估它自身相对于识别为具有确定位置的站点的位置，并根据可能在所收集的相邻站点组内的其它站点)，由于每跳较小，所以存在传递到试图确定其位置的站点的最小误差。这是因为具有极佳位置信息的良好质量的许多小的跳跃在确定位置上比具有较差信息的一个较差质量的跳跃提供了精确得多的信息。由于每个站点收集了更多具有固定绝对位置信息的相邻站点，所以每个站点可以相对于通过完全不同的源获得的信息，测试它的信息的质量；并且逐渐地，定位会变得更加准确。

很明显，相邻站点将能够快速地确定它们对于彼此的相对位置，甚至在它们的位置在地理上不确定的情况下。当接收到使这些站点之一能够验证它的实际位置的信息，所有其它站点将能够几乎由于它们先前确定的相对位置而立即确定它们自身的地理位置。在特定情况下，所需的就是相对定位。例如，希望在一个大公园里见面的两个人不需要知道诸如纬度、经度和海拔之类的细节，他们只需要知道为了见面需要步行多远以及所选取的方向。换言之，他们所需的是包括距离和方向的矢量。

可选地，站点可以仅希望知道特定其它站点相对于彼此在何处，而不需要绝对位置，或甚至相对于原始站点之类的位置。例如，父亲可以只是希望确定他的妻子和孩子一直在一起，或者警察派班员可以需要确认警察没有与他们的武器或车辆分开。实际上，在紧急情况下，唯一重要的是知道需要获得紧急人员帮助的站点的相对位置可用。

总之，针对某一自身的站点的绝对位置；或其它站点的绝对位置；或一自身站点对于另一个站点的相对位置；或另一个站点对于其它站点的相对位置，可以需要定位信息。当然，绝对定位知识可以自动地使能相对定位知识，而相反则不真。在任何情况下，所有的位置信息可以便于提供所有可用的基于位置的服务和应用。

在ODMA网络中，必须理解，许多站点可以是移动的，并且根据自身是移动的其它站点确定它们的位置。直觉建议，试图确定其位置的特定站点与具有固定位置(相对或绝对)的无线站点或与独立于网络所确定的绝对位置(具有GPS或其它定位设备的站点)距离为多跳。然而，ODMA网络中，定位机制也随着“成长的连接”而动态改变，其中最初具有未知位置的任何站点最终被通过确定它们自身位置的站点所收集的位置信息所“吞没”。网络站点位置信息通过网络迭代地“明确”。此外，不是所有站点一直在移动，所以试图确定其位置的任何站点将可能利用从已知为静止的站点处接收的信息(由于认为这些站点更稳定和可靠)。

一些站点需要耐心等待它们的相邻站点确定它们自己的位置；但是应该明显，由于在进行的基础上收集相邻站点，所以确定位置的必要信息在网络上变得越来越多的可用。这将意味着越来越多的站点将具有足够的信息来更新它们自身的位置并传递信息来帮助其它站点。如果必要(当然在最初阶段)，站点可以增大(ramp up)它们的探测信号强度来具有更好的机会识别可以具有位置信息的较远的相邻站点，从而获得必要的初始信息，并且一旦确定位置指示，则再次降低功率。

在图2和图3中以非常简单并且只是指示的形式示出了该过程重复、明确的性质。在图2(a)中，表现了网络的地理区域，具有多个用户。一些用户表示为近距离聚集，其它空间上分布较远。在该区域中，存在具有位置信息的多个固定种子站点，以及一些移动种子站点，或具有定位设备的站点，但将要理解具有位置信息的初始站点的数量(无论是固定的或是移动的)相对于站点总数量较少。

该过程的第一步是站点收集相邻站点，这在图2(b)中示出。在示出的示例中，理想地，每个站点目标在于开发仅3个近邻站点，但是显然特定站点(指示了其中一些)在该初始阶段确定了少于最小数量的站点。

图3示出了随着时间变化的图2中示出的相同网络。在时间t₀处(如图3(a)所示)，区域中的无线移动站点不具有来自网络的位置信息。然而，存在散布于该区域的多个固定种子站点，并且也存在一些移动种子站点，或具有独立定位系统的移动站点。在时间t₁处(图3(b))，根据本发明的第一实施例，多个站点成功地从种子站点和具有已知位置的站点处开发了位置信息。明显地，在更密集的聚集区域的站点更快地确定了某种位置形式(相对或绝对)。在图3(c)中，之前只有确定的相对位置的许多站点现在具有有着使这些相对位置能够非常迅速地变成绝对的绝对位置的相邻站点。

图3(d)示出了根据本发明的又一实施例用于位置确定的时间t₁。在此仅确定绝对位置。随着越来越多的站点能够确定它们的位置，其它相邻站点也将能够确定它们自己的位置，并且具有已知位置的站点的数量将如在时间t₂所示的重复地指数增长(图3(e))。

在两个所示的结晶(crystallization)机制中，最终，网络上能够定位相邻站点的所有的站点将能够以较大或较小的准确度确定位置-然后随着可用的更新的或可选的信息，再评估信息以及改进位置。甚至不能够开发最少数量相邻站点的孤立相邻站点也可以具有来自其它站点的信息来确定它们的位置(除非完全在传播范围之外)。然而，依据距离，信息的质量可能相对较差，因而较不准确。

图1描述了如下情形，其中具有已知位置的三个站点可以将它们的绝对位置传送到站点R，并且根据位置信息的三个来源可以确定R的位置。然而，如果R仅可以收听到三个站点的传输，但没有接收绝对位置信息，那么R能够推断其它站点每个都离它有一定距离。该原理在图4(a)中示出，其中站点A可以接收三个相邻站点A1、A2和A3的传输(或可以探测和接收响应)，因而确定这些站点都在距离分别为a1、a2和a3的A的特定“轨道”内。然而，站点A不确定轨道上站点定位何处。图4(b)指示站点相对于彼此实际的定位，但最初都不能将其确定。

如果所有所示站点可以收听到来自其它站点的一些或所有探测，或与彼此共享信息，那么可以做出关于它们相对位置的更多推断。这是本发明第一实施例的首要概念，将参照图4(c)到4(e)描述其机制。在ODMA技术中，每个站点收集和保持相邻站点；在图4的示例中，站点A收集3个站点。在图4(c)中，很明显A1共享A3作为它自身收集的相邻站点之一。在该示例中，A1可以收集可以或不可以包括A和/或A2的其它相邻站点(除了A3之外)，因为网络中的每个站点会识别和收集它的最佳可能相邻站点；并且尽管A1、A2和A3对A来说可能是最佳，但是其它站点对A1来说可能更好(尽管于此共享A3)。

在任何情况下，在ODMA中，每个相邻站点将共享关于保持在其表中的其相邻站点集合的信息，所以A1将从A中得知A3时A的相邻站点之一，并且A1将也能够根据A确定A和A3之间的距离是a3。将告知A1，A和A1之间的距离a1将因而能够通过三角测量确定A1和A3之间的距离是a1a3。A3将从A和A1处接收信息(由于它是这两个站点的近邻站点)，所以不论是A还是A1是A3自己收集的相邻站点，它也会得知所有三个距离。因而，所有三个站点从彼此得知它们的相对距离，并且尽管A3可能在A3’处(模糊点)，但是A1和A可以确定距离和相对方向-换言之，它们之间存在相对矢量(这些站点以黑体示出并且现在具有相对位置信息)。可以理解，在该初始三角测量中，基于共享的高度精确信息做出计算。

图2(d)示出A2也收集A3作为它的相邻站点之一。如上所描述，这意味着A2和A可以确定它们之间的矢量，尽管A3’可能位置的模糊点在A3”。然而，因为A已知A1和A3之间的实际距离，很清楚A3只能在一个地方，所以丢弃A3’和A3”。换言之，相邻站点之间的共享信息使A能够解决模糊性并将其发送到嵌套探测中的所有A的相邻站点(这会将该信息传递到它们的相邻站点)。然而在这个阶段以很大精确度确定的是相对位置(以黑体示出)。如图2(e)中所示，针对站点A，这意味着站点簇仍然围绕它沿轨道而行，但是在该时间点，它至少在固定的方向或者“星座”中。在现实中，如果簇选择指定一个站点作为数据点(例如0，0，0)，那么站点都可以利用相对方位互相描述，但它们实际上在未定义的三维空间中以相对方位操作。

这在图5中示出。图5(a)示出图4中的站点A以及它的相邻站点实际上相对于彼此在三维中定向。图5(a)示出图4(e)描述的簇在任何平面实际上是可旋转和可移动的(相对与A处的绝对点，在各种可能三维方向中示出该簇)。图5(c)示出与附加站点存在更复杂的三维关系，但是在图中，在空间中点A和B绝对地已知。在两个位置固定的情况下，较大程度的固定仅相对定义的整个设置，但是如图5(c)和5(d)中所示，仍然可以围绕轴旋转。如果绝对地固定附加点C，那么在图5(e)中整个三维结构的位置就绝对地固定，并且现在可以绝对地固定每隔一个的节站点。在本发明中，由于每个站点将具有每个相邻站点的信息，所以将利用最小附加探测通过网络分布该信息。

从图5(c)中可以理解，最初可用于稳定网络中整体位置确定的绝对位置信息可以与试图固定其绝对位置的站点距离多跳。由于通过高质量的跳跃中继该信息，并且由于以高精确度确定相对位置，所以通过网络传递的位置精确度固有地精确。上述描述示出了为了简化解释的明显静态网络。一定不能将该发明理解为在现实中只限定于这个方面，本发明预想移动站点的动态网络。

必须理解，甚至在高度移动的环境中，如果每秒很多次地采用探测机制，定位过程可以非常的精确。因而，如果第一站点需要与正在相对于第一站点移动的第二站点相关的位置信息，那么第一站点可以以选择用于提供位置信息的增强分辨力的增大速率，将梯度收集探测信号传输到被寻址的第二站点。可以将这些梯度收集探测信号直接地，或通过一个或多个中间站点传输到第二站点。

例如，ODMA网络中的快(梯度收集)探测可以每秒发生几千次。在这样的环境下，即使两辆汽车以180千米/小时的速度相向行驶(换言之累积速度360千米/小时(或360000米/小时，或100米/秒))，如果探测每秒发生一千次，那么汽车在探测间相对于彼此将只移动10厘米。通常，梯度收集探测信号传输的增大速率至少两倍于传输的标准速率，并且优选地，至少大于传输的标准速率的数量级。结果，甚至当站点相对于彼此以相对高的速度移动时，当以增强的精确度测量它们的位置时，站点对于彼此看起来似乎相对“静止”。

当第一站点需要增强的位置信息时，仅需要以增大的速率传输梯度收集探测信号。否则，增大的探测速率会不必要地消耗网络资源。

图6(a)至(f)涉及本发明第二实施例的过程更详细的描述。图6是示出了ODMA网络中5个站点(标记为A-E)的一系列连接示意图。如上述示例，可以理解，形成网络的站点可以是各种类型的站点。在该示出的示例中，有手机(电话)、计算机或PDA(例如通过因特网的数据提供)、以及种子站点。在示出的序列中，每个站点产生多达4个邻近站点(针对每个站点标记为1-4)。将一些相邻站点共享为站点间的近邻站点(D3/E2和C1/E1)。在图4(a)中，所有站点缺乏位置信息(通过圆圈表示)，具有绝对位置的种子站点E是例外(通过菱形表示)。此外，存在从开始就具有绝对位置信息的两个近邻站点，即C1/E1和D2(两个都通过菱形表示)。站点A和B都不具有任何来自中间近邻站点的关于位置的信息。

(然而，在标准ODMA过程下，B将具有来自C发送的探测的关于E的信息。在该第二实施例中，通过相邻站点接收的附加信息与位置的固定具有较小的相关性。)

立即显而易见，从一开始，站点C和D将能够使用图1(a)中示意性示出的技术，确定它们在种子站点E的特定半径内。此外，站点C和D将能够确定它们两个在两个特定点中的任一处，因为它们每个具有来自两个近邻站点的可用的绝对位置信息(参照图1(b))。用于确定位置的这两种机制中的任一可以提供用于站点C和D的足够的精确度。此外，如以下讨论的，周围相邻站点能够帮助消除位置上的任何模糊性。

图6(b)示出在实际中站点A至E的近邻站点每个具有它们自身的多个近邻站点，其中一些已经具有绝对位置信息(通过菱形表示)。通过这里描述的类似过程，在更大的网络中独立于其它站点，来获取或确定相邻站点和针对这些相邻站点位置信息的确定。这些过程通过网络从所示站点向外并且朝所示站点向内同时地发生，但是为了简便，只描述针对识别站点操作的机制。

为了解释定位过程，没有示出站点在移动，但是如上所示它们在ODMA网络中能够这样做。类似地，如在第一实施例中，仅为了解释的目的，被保持的相邻站点适应性地保持静止，但是近邻站点可以因为可用连接性中的变化而改变。图6(c)示出了站点初始探测之后的连接示意图。可以看出，近邻站点A1，C3，B2和D3/E2现在具有固定其绝对位置的它们自身的近邻站点中的至少三个站点(独立于针对站点A-E所提供的示例，确定这些相邻站点的固定位置)。这使这些站点能够根据这些相邻站点对它们的位置进行三角测量。因而，站点C和D在它们可以三角测量的一跳内具有有着绝对位置信息的至少三个相邻站点。

之后，如图6(d)所示，站点E3，C2，B1和A4也通过三角测量成功地获得绝对位置信息，因此给站点D提供3个近邻站点，并且给站点C提供4个近邻站点，以据此确定位置。由于站点C周围的4个站点不从相同相邻站点收集它们的位置信息，所以站点C将具有允许根据不同站点的三角测量的附加信息，并且从而便于测试所确定位置的精确度。根据该信息，其它站点、甚至位置使能站点(例如种子站点E)，将能够使用从其它站点获得的位置信息，测试和改进它们自身的位置，通过可用的不同的信息机会，使网络中定位信息的整体等级在精确度上能够提高。

尽管对于位置使能站点参与这样的改进其位置信息的过程看起来是冗余的，但是将会理解，GPS以及其它定位系统只精确到一定程度(例如，10到15米之内)，除非利用附加数据或设备得到增强。由于其它站点可以从位置信息的可选源巩固和改进它们的位置，所以显而易见的是，种子站点的位置实际上并不那么精确。如果在种子站点附近存在许多其它站点，则由于甚至无线电传播通过高质量的短传输跳跃将提供非常精确的距离测量，所以可获得的精确度理论上是厘米的数量级。也可能不精确地建立种子站点(例如种子站点在利用GPS导出的位置信息编程之后因疏忽而被移动，或者它可能是有故障的)。越多的站点可用，作为整体的网络中所有的定位就会越精确，尤其是针对相对于其它站点的每个站点。如果特定站点具有更高质量的位置信息，那么在测试过程中将会优选该站点，而不是其它站点。这样，应该容易地突出任何异常，并可以将其纠正。

到图6(e)中所示出的时间为止，站点B具有足够的用来进行三角测量的信息，并且到图6(f)所反映的时间为止，站点A能够确定它的绝对信息。

重要地重申不论所使用的实施例如何，在每个站点接收关于位置的信息(相对或绝对)之前，站点可以具有针对所需要的目的足够精确的位置信息。识别的主要特征是随着更多的信息通过相邻站点收集变得可用，定位也变得越来越精确。因而，连接性和定位信息非常迅速地扩展和成长，从而覆盖整个网络。即使，例如将图6中的站点A看起来位于无法访问的位置(例如地下室)，但是相邻站点通过慢探测收集，仍然可以确定站点A的位置。如前所示，即使站点A最初不知道它的绝对位置，但是它仍然具有足够的信息来确定它对于站点B和其它站点的相对位置。

这是该过程的显著优点，使无法确定位置的站点(例如位于室内或地下的站点)能够通过相邻站点收集过程得到定位。通过探测过程和具有所需信息的站点可用的多跳，有效地存在发现很难到达站点的许多站点。提供的站点越多，站点保持未被检测就越困难。另一个优点是，由于一些站点具有在进行的基础上提供的精确信息，具有最初用来计算位置的较差信息的任何站点将能够分析所收到的信息，并在位置计算中改进早期的迭代。该活动类似于用于通信的ODMA机会驱动路由机制，其中，可用相邻站点的数量越多，可用作站点选择以定位关于位置以及从其相邻站点的相对运动的高质量信息的最佳机会的数量就越多。

ODMA通信网络能够在实时确定站点定位信息，并且网络中的站点越多，精确度就越大。尽管许多站点的运动在一方面可以使过程复杂化，但是由于站点在不断地变化，所以相对运动确实提供了进一步增强准确度和可用信息数量的附加信息(可能有点反直观)。

如前所示，一些站点将能够传送以下事实：它们不在移动，并且甚至提供所确定位置质量的预定分级。站点保持静止的时间越长，位置就可能越精确。认识到特定信息的可靠性，与它们的其它相邻站点比较，移动的站点将优先采用具有增强精确度的这些站点。然而，站点也将能够检测它们自身位置或其它站点位置的相对运动。当站点移动时，站点将认出距离正在改变，并且结合其它站点，通过几何方法，将能够算出速度和方向。

然而，也产生了可被监视的动态信号特性影响，并且当被分析时，这些特性提供诸如改变信号强度、相移、多普勒位移，以及多径失真的信息。如果两个或多个站点通过探测接收与相同移动站点相关的信息，那么这些无线电特性将共同地提供关于传播方向和传播速度的信息。例如，如果所有的相邻站点检测到多普勒位移，那么将检测到运动，并且在它们之间，站点将具有足够的信息实时在方向和速度方面了解运动的意义。

当分析信号特性时，存在影响站点间信号传输质量的多个问题，并且可以分析该信息来提供站点的定位和相对运动。由于射频信号从源站点到目的站点采取不同的路径，所以部分信号可以直接传播至目的地站点，而另一部分信号可以在到达目的地之前被反射、或偏转(deflect)，或通过障碍。作为反射和偏转的结果，由于部分信号采取更长的路径，并且会比沿直接路径的信号的一部分失去更多的能量，所以该部分信号会经历时延。多径失真是作为直接和偏转信号采取不同路径的结果而发生的干扰形式，由于它们随即组合，对所期望的波形造成失真。

作为一般规则，传播距离(通常因为信号功率在增加的球面表面区域上散布而导致自由空间损失)主要影响信号强度。然而，信号强度将通过经过特定介质所遇到的损失以及由于多径传播问题(信号的多个拷贝可以异相地到达，破坏性地增加以及降低相对于噪音的信号电平)而减弱。因此，如果路径在视线之内，那么信号损失不会严重，但在市区环境中，信号的路径很可能在该信号的反射、衍射、偏转和散射之后到达目的站点。站点间的快速相对运动将导致接收站点经历信号强度的迅速波动(在幅度和相位上)。

尽管信号特性的分析可以导致更好的假设，但是仍有可能不正确地解译信息。例如，一般将最强的信号解译成为直接信号，较弱的信号解译成为偏转信号。然而，如果主信号通过高衰减路径(通过墙或厚植被)传播，有可能偏转信号更强，并且难以区分直接信号和多径信号-这将意味着在任何距离计算中更多的错误。随着更多的站点可用于评估计算，由于站点从相对于站点和它的相邻站点的不同位置获取它们自身的信息，可以非常迅速地认出这些特性。

此外，因为一些站点移动，所以根据所处理的新的计算，将更容易获取不连续性。由于直接和偏转信号较容易区分，所以站点能够确定它们自身是否移动、或它们相邻站点的一个或多个是否移动，以及移动的方向和速度。可以采用该信息作为确定是否优选从一个站点所接收的信息而不是从另一个站点接收的信息的因素。

在杂乱的环境中，源站点和目的站点直接在视线之内的可能性较小，但是中继站点中的许多实际上在彼此的视线之内的机会很大。这意味着沿着该路由传递高质量信息。

将理解，如果任何站点在网络中使用方向天线，那么只需要两个其它相邻站点位置来固定地理位置，并且如果存在来自另一方的附加信息，那么该站点可以很快地确定是否存在反射或折射信号或者多径失真。此外，站点的移动性增加了注意和修正这些误差的机会，可以使用可以在波形等中使用编码来解调或分离波形的更加先进的技术。

图7示出了图2所示的站点子集周围发生的一些过程。在图7中，示出三个站点A、B和C，其中每个站点通过探测开发10个相邻站点。示出了针对每个站点所需的探测信号的传播传输强度的范围，从而每个站点收集10个站点作为相邻站点，其中，5个站点是“近邻站点”，并标记为1到5。由于相邻站点在密集聚集的区域内，所以站点A需要最少的功率来收集最小数量的相邻站点。站点B需要最大的功率。

在所示站点中，可以看出只有站点C具有其检测相邻站点组内具有已知位置的3个相邻站点，所以站点C可以使用上述本发明的第二实施例的机制，通过三角测量立即确定它的位置。也应该看出，与其它站点共享站点的特定相邻站点。例如，相邻站点C5和A2在站点B的检测相邻站点中。

图8(a)示出了在其10个检测相邻站点内和在需要收集具有确定的固定位置的10个相邻站点的最大电平内，具有已知位置的3个站点的图7的站点。因此，站点D、E和F能够进行三角测量并确定它们的位置。

图8(b)示出一段时间后的图8(a)的站点，在站点C、D、E和F的位置固定后，站点E、H和I能够对他们的位置进行三角测量之后。将理解，所有这些站点现在具有据此进行三角测量的具有绝对位置的多于3个的站点，使得能够对已经确定的位置进行测试和改进。

图8(a)和8(b)示出了一些站点彼此间隔相对较远的机制。图9示出了当站点在更密集聚集的区域时可以发生的一些机制。例如在图9(a)中，示出了站点A(图7中)和它的近邻站点的两个(A3和A4)的传输功率界限。可以看出，因为站点距离较近，所以每个站点能够以相对低的功率设置获得相邻站点的最小数量。然而，这意味着不将具有固定绝对位置信息的所有站点保持作为相邻站点，留下仅能够确定相对位置信息的站点A、A3和A4。

然而，慢探测过程提供关于站点相邻站点的相邻站点的基本信息。例如，在图9(b)中，站点A将保持站点A4作为相邻站点，并通过这样做，将监听站点A4接收到的探测。站点A将因此得知站点A4具有两个具有绝对固定位置的相邻站点。站点A4自身将试图确定其位置，并将能够确定它在两个位置中的一个(参照图1(b))。站点A4将得知它到相邻站点的每个的距离，并且这些相邻站点的相邻站点中的许多将得知到站点A4的距离。在它们之间，由于一些站点不能收听到站点A4(尽管它可能比较近)，所以站点将能够很快地解决模糊性并根据两个可用可选项确定站点A4的真正位置。一旦确定了站点A4的固定位置，站点A将具有两个站点，并据此使用第二实施例中描述的方法确定它的位置。其它站点A的相邻站点能够根据两个可用可能的位置，帮助解决站点A真正位置的模糊性，或者可以很快地确定站点A3的位置，正如图9(c)中所表示的。

一旦站点A3的绝对位置固定，站点A可以如图9(d)所示对其自身位置进行三角测量。可以理解，站点A周围的所有站点每个都能够确定它们相对于它们相邻站点的相对位置。因而，一旦站点之一的位置变得绝对固定，所有其它站点较能够几乎立即确定它们自身的绝对位置。显而易见，即使不知道站点A3的位置，站点A也可以解决其位置周围的模糊性。站点A3位置的固定使站点A能够验证先前确定的位置并提高准确度。解决模糊性和提高准确度的信息的提取是通过探测的ODMA定位过程的主要优点，通过彼此互相帮助的每个站点来做出结论。

如果在站点稀少的网络中仅存在几个相邻站点，那么所提供的任何绝对位置方面的误差会从逐站点传递。然而，站点对于彼此的相对位置会非常的精确，因为根据诸如涉及的距离、使用的机制和站点间连接质量之类的因素，距离的确定可以非常的精确。由于更多的精确地确定了它们自身位置的站点在网络上可用，所以可访问用于分析的信息质量越好，确定站点自身的位置就越精确。

例如，在站点处计算的三角测量的位置冲突(使用来自不同站点集的信息)的情况下，利用进一步分析，可能会确定不精确源于何处。如果存在同时来自几个地点的位置的汇聚，那么就会有很有力的推论：一个位置确定可靠，并且以这种方式，可以在进行的基础上修正网络位置，并使其变得愈加精确。此外，将在以下显而易见，站点将能够帮助彼此解决模糊性。

在图10中进一步示出了使用本发明第一实施例所描述的机制的该过程。例如在图10(a)中(如以上图4)，站点A易于确定到它的相邻站点(示出其中3个(A1、A2和A3))的距离。A1具有相邻站点A11、A12和A13，如在图10(b)中所示出。由于A1共享A2(也就是A11)作为相邻站点，所以可以很快地确定A、A1和A2的相对位置。类似地，A13具有A2(也就是A131)作为相邻站点，所以可以确定A13的相对位置。然而，因为站点接收它自身相邻站点的相邻站点的所有信息，所以可以在前两跳将其共享。所以在所示出的例子中，A1和A2将得知它们自身到A的距离以及它们自身到A13的距离。A因此得知它的相邻站点的相邻站点，并因此得知A1和A13之间的距离以及A2和A13之间的距离。据此，A将确切地得知相对于A，A13位于何处(反之亦然)，而不管站点之间的距离为两跳、但相互之间不进行通信的事实。实际上，站点所持的相邻站点表可以保持另一等级的相邻站点的信息(例如通过A1和A2的A13的相邻站点)，这会通过三跳来确定位置。如果是这种情况，A会意识到A133以及C1和C4是具有绝对位置信息的站点。

在任何情况下，由于站点确定它们的相对位置，所以通过图10(d)，具有绝对位置信息的站点时A13和A2的相邻站点。如果网络中的其它站点(即使距离很远)具有绝对位置，那么它们可以根据具有该信息的站点，在接下来的通信中确定绝对位置。然而，必须记住，上述机制在每个站点向外的所有方向上发生，所以站点A一开始将接收来自多个源站点的相对信息(至两跳)，然后接收来自几个源站点的绝对信息(图10(e))。所以，A和其它站点将最终在固定它们绝对位置的位置上，然后不断地对其进行验证和改进。该结晶效应将会相对较快，然后当绝对信息可用时变得非常快，并不断地重新调整。

图11示出了站点A收集最小数量固定站点的可选方法-它仅增加其探测信号的传播强度，直到它达到足够的站点。然而，优选地，ODMA 网络整体以较低的功率电平进行操作，因为这通过例如使干扰和传输冲突最小化而增加了整体效率。因而，尽管该方法肯定可以迅速地提供所需信息，但是由于所涉及的较远距离和将会形成的混乱信号，精确度会降低。当然，随着在网络中确定更多的位置，该过程将会得到改进。

然而，在发起可选过程之前，更优选地，站点缓慢地产生相邻站点并保持耐心。如必要，可以通过网络来传输消息，以指示良好的连接可用，因为这将传递给每个站点，不会完全地孤立站点并且会及时将其定位。可选地，孤立站点可以将不连续的询问发送给它的相邻站点，或发送给特定指定站点，或利用指令来定位站点的特定分类并将消息重新定向到该站点，从而它可以利用与定位孤立站点的进程有关的信息进行应答。这会有助于减小增加传输功率电平的需要以及减少这样做的混乱结果。

如果从源站点到目的站点存在连接性，那么渐渐地将确定所有的网络站点位置，即使只存在一个数据点。在通信网络中，可以通过名为ProbingMethod for a Multi-Station Network的WO 2005/062528以及名为Multi-Medium Wide Area Communication Network的PCT/IB2006/001274中所描述的过程确定消息收发的连接性。如果可以以这种方式与其它站点进行通信，那么很清楚，存在到该站点的连接，并且可以采用定位过程。如果必要，可以将第一、请求站点的位置，或位置发送站点的位置设置为数据点(例如，在x、y、z三维空间中，数据点可以设置为(0，0，0))。

如果第一站点想要知道网络中另一个站点的位置，它可以发送位置请求消息作为常规通信消息，如果适合，该消息可以发起定位过程。可以将位置请求消息寻址至网络中保持站点的位置数据和/或位置确定数据的中心机构，或发送到可以具有该信息或访问该信息的任何其它适合的站点(包括用于向外传输至其它站点的第一、请求站点的相邻站点)。可选地，第一、请求站点可以将位置请求消息直接寻址至其它站点，并且后者可以利用所需位置信息，通过网络将消息传输回第一站点。

如果请求站点提供数据(向每个站点广播它在哪)，那么其它相邻站点将利用类似于结晶结构扩展的位置信息的确定性，确定它们相对于请求站点的位置，直到定位所期望的站点。相对位置或绝对位置(按照可能的情况)，可以传递作为可用，但是在任一情况下，都存在针对站点的可用相对矢量。

可选地，发送站点可以从作为数据点的自身产生结晶过程。该结晶体会向外生长，直到达到绝对数据并传递回到该站点。

实际上，甚至在其它站点不连续地保持位置的情况下，任何站点都可以发起快速探测机制来确定位置。在这种情况下，试图确定位置的站点将传输具有特定指示(例如要求其它站点自身发起探测)的站点。可以规定探测的范围，以应用于接收探测的站点，该探测与想要确定位置的站点的距离在预定数量的传输跳跃之内；也可以将接收站点的探测范围限定在距离这些站点的每个一定数量的跳跃之内。根据该信息，站点将很快地确定至少相对于彼此的相对位置，并且如果将具有据对位置信息的必需数量的站点定位在特定数量的跳跃之内，那么将绝对地固定来自起始站点的“结晶式”扩展；使得所有的有关站点能够确定位置。如果没找到绝对位置站点，或者如果所期望的目的地没有位于所产生的结晶内，那么发起探测现在可以规定要被探测的预定跳跃的增加数量，从而扩展结晶生长，以试图定位所期望的站点(特定目的地或者具有位置信息的站点)。以这种方式，当需要时，或者只要需要时，网络中的站点“按需”只激活位置确定，并且在该过程中，有关的站点将评估它们自身可能被记录的位置。如果定位了所期望的目的站点，那么起始站点和定位站点之间的梯度可以保持用于该目的所期望长的时间，然后停止以使网络资源的使用最小化。当然，在不需要进行位置信息的网络中，可以要求网络自身(或其部分)间歇地从一个或多个站点从事该过程，以确定站点位置，然后停止。

慢探索过程具有收集高质量相邻站点的重要角色。在该机制中，首先产生定位结晶体过程，然后做出针对位置信息的请求。然而，有可能利用快探测过程找到其它站点，通过站点间的网络发展结晶，直到找到所期望的站点。可以构建“距离梯度”以提供源站点和目的站点之间的相对矢量，并且将“距离梯度”按需保持。

在图12(a)中，站点X试图确定站点A1的所在。尽管A1距离3个或多跳远，但是X可以发出寻找A1的快速(或梯度收集)探测信号。一旦定位，A1将响应，并且将通过站点返回梯度，每个梯度提供中间站点间可用的距离和方向，据此，X可以确定至A的相对或绝对矢量(按照可能的情况)。图12(b)示出了可以通过中间站点的各种组合定义的梯度。有可能通过较多数量的高质量跳跃(例如通过a1到a5的较短的跳跃)的路由比通过较少数量的跳跃(较长，或质量较差的跳跃1-3)的路由更加精确；并且可以使用累积误差评估确定位置的较佳选择。

可以简单地保持该特性的快探测，以定位针对特定目的的站点，然后探测停止，或者可以将该探测保持一段特定时间(例如，追踪飞快的轿车，或者紧急情况下站点之间的运动)。

如果确定站点位置，那么可在区域中或以有目标的方式提供特定服务或应用。例如，可以在站点的区域内或根据位置定义的特定区域内提供广告、通知或信息。所以在这样的情况下，可以利用广告条幅，或者附近的用户(所有用户、或选择种类的用户、或特定选择的用户)可以具有信息或视频流以帮助找到失踪的孩子；或者区域内的或者逃跑的罪犯曾经路过或将来很可能路过的途中的站点或布告板可以填写基于罪犯活动的信息，从而获得信息、证据或帮助。在已知位置的特定警察或其它人员可以基于相对或绝对位置给出非常特定的信息。

从所描述的ODMA定位过程中出现的重要特征是通过慢探测过程使能的“邻里监督”机制。每个“邻居”或站点所产生的相邻站点组累积和保留了真正的集合和分布知识。如果必要，可以访问和评估该知识以确定位置，该知识尤其与问题环境有关。

本发明网络中的站点在标准通信过程和算法期间保持特定相关信号的信息，此外保持相邻站点的最后一个已知位置的记录。如果站点被切断或毁坏，或即使只是电池出现故障，那么其它站点将访问在其存储器中与最后已知站点和确定位置所用时间相关的信息。

即使没有确定位置，也可根据相邻站点表重新评估关于各种相邻站点信号强度的信息，从而确定传播的位置和方向，以支持从获得的历史中做出特定的结论。此外，保持信息的其它站点也将知道正在探测的其它站点或失踪站点的相邻站点。这表明了针对位置确定受到咨询的站点，以及提供了要做出的特定假设的能力；例如，可以将两个站点记录为并排传播相对较长时间，并且两个站点因而很可能仍然很近。当一个站点电池耗尽时，两个人可以在一个交通工具中一起旅行。这也类似于父母询问附近的人他们是否看到迷路的孩子；或者询问认识的朋友孩子是否与他们在一起；或者询问某人的最后一个旅伴最后看到他们的地点以及他们去往的方向。

在紧急情况下，邻居将仍然具有最后已知位置以及地理上最近定位的相邻站点的最新知识。明显地，这将给紧急人员提供精确位置来开始寻找需要援助的站点。此外，由于将知识分发至许多其它站点，所以难以避免站点用户被定位。例如，即使绑架者切断或毁坏受害者的站点，在此之前，也将存在可以立即精确定位该站点位置的许多相邻站点，并因而甚至可以确定谁在第一地点接近受害人。明显地，该能力具有大量的应用，包括：车辆事故评估、碰撞逃逸事件等。为了进一步方便该过程，如果对最近的相邻站点(以及甚至对关于具有绝对位置的站点的信息)是必要的，站点可以周期性地将更新位置信息发送到可以进行询问的认证服务器。

此外，通过失败单元以及紧邻的相邻站点采取的随后步骤可以在一定程度上避免降低的通信能力。例如，如果站点天线损坏或者如果电量非常低，那么在偶然的机会只能将站点传播的信号传播到最近的相邻站点从而保持有限的联系并降低功耗。如果站点隐藏于网络，那么通过慢探测过程或者即刻地通过有限的传播基础，移动站点的动态性质应该增加开发相邻站点的机会，从而随机地定位站点，尤其是如果警告网络上的其它站点以下事实：站点失踪以及在紧急情况下需要定位。

在标准无线网络环境中，不易取得这些优点，尤其是由ODMA网络系统提供的准确度等级。基站只是必须保留太多的来自许多站点的信息，以在不堵塞和延迟的情况下提供有效的解决方案。在ODMA环境中，只将信息分发至紧邻的相邻站点并且连续地更新。在需要信息的情况下，站点通过快探测技术易于确定对必要站点的梯度。该过程十分快，即使在大的网络中。

另一个由于“邻里监督”能力而出现的应用是网络可以监视的不寻常或不需要的活动，并且如果必要，可以警告其它站点。例如，如果站点以未预料到的高速行进，或如果站点定位于特定的禁区与另一个禁止或不期望的特定站点近邻，那么可以做出特定适合的响应。这些响应可以包括将知识迅速地分发至近邻站点或甚至特定紧急站点，或至中心机构。

该实时监视能力将突出不可能、不期望或例外的例子。这些潜在的应用和响应是无限的，并且可以包括车辆跟踪、库存管理应用、监视儿童、监视缓刑或法院强制令下的人、或只是警报网络订户以下事实：他们在诸如加油站、警察局或饭店之类的特定设施附近。此外，在灾难性的情况下，可以自动地采取立即响应-危难中的飞机可以以高功率传输其位置，并且也可以从它的“黑匣子”数据记录器中下载详细资料，以防飞机坠毁，黑匣子被毁坏。该知识将转储到任何随机可用的站点，从而在该单元被毁坏前下载所有信息。通过警报危险中的每个飞行器，也可以避免飞行器间的空中碰撞等。

此外，应该理解，在许多潜在应用的上下文中，并入网络的站点单元的复杂等级可以非常低。例如，在监视上述特定站点间的相对运动中(例如母亲和孩子之间的距离、或警官相对于他/她的武器和/或其它警官之间的位置)，这些设备的功能可以相对地不复杂。这些单元可以可能地(但不必要地)利用主流的ODMA通信系统用于定位。如果必要，这些简化站点针对它们的定位信息可以只探测和收集相邻站点(是通过传播特定、还是定时探测、还是其它装置)，并且确定距离和其它相关数据。传统的ODMA站点可能识别简化站点为针对定位应用的有用相邻站点，但也可能在标准的ODMA通信网络的操作中将简化站点作为用于消息传输的潜在延迟站点而忽视。

原理上，仅用于定位和跟踪而不需要这样的ODMA通信网络，可以形成网络，但是将要执行上述的基本ODMA相邻站点收集技术。以这种方式，使用或不使用ODMA通信网络，都可以将示例说明的车辆跟踪、库存管理或犯人跟踪解决方案作为孤立网络操作、或也可以捆绑至其它传统网络系统或其它移动网络产品。

这种形式的定位网络将对非ODMA通信网络单元经历的许多VOIP定位问题进行寻址。虽然优选地利用ODMA延迟通信过程来将所确定的位置数据传输到一些中心控制站点、或传输到请求特定站点行踪的站点，但是原理上，这可以通过一些其它通信装置进行报告。

Claims

1.一种操作包括多个站点的网络的方法，其中每个站点都能够传输和接收数据，从而所述网络能够通过至少一个所选的中间站点，在站点之间传输数据，所述方法包括：

从每个站点传输探测信号；

在探测信号的至少一些中传输位置数据和/或位置确定数据，所述位置数据包括指示传输探测信号的站点的绝对或相对位置的数据，以及所述位置确定数据包括接收探测信号的站点所使用的、用于确定所述站点和/或其它站点的绝对或相对位置的数据；

2.如权利要求1所述方法，其中，在探测信号中的所述位置数据和/或位置确定数据包括指示传输探测信号的站点所选择的附近站点的绝对位置或相对位置的数据。

3.如权利要求1或2所述方法，其中，位置数据和/或位置确定数据用于确定与所述每个站点进行直接通信的其它站点以及不与所述每个站点直接进行通信的其它站点的相对或绝对位置。

4.如权利要求1至3中任一所述的方法，在通信网络中操作所述方法，其中，所述站点能够将消息从起始站点通过至少一个随机选择的中间站点传输到目的地站点。

5.如权利要求1至3中任一所述的方法，在提供的网络中操作所述方法，主要用于在网络中跟踪或定位站点。

6.如权利要求1至5中任一所述的方法，包括在每个站点处选择用于将探测信号传输到其它站点的信道，在所选信道上，从探测站点接收探测信号的其它站点直接地或通过其它站点间接地进行响应。

7.如权利要求1至6中任一所述的方法，包括在探测信号中传输时钟数据，并且利用所述时钟数据来确定探测信号在站点之间传递所用的时间，因而确定所述站点之间的距离。

8.如权利要求7所述方法，包括使网络中站点的时钟同步，将为了同步目的的更新定时数据从中心定时机构传输到其它站点。

9.如权利要求8所述方法，其中，响应于在相对于在任何站点处接收到的更新定时数据的其它先前或同时的传输的这种更新定时数据的传输的方面计算的累积误差函数，确定在所述站点处的对所述更新定时数据的接受或拒绝，从而在网络每个站点的时钟同步方面保持高水平的准确度。

10.如权利要求1至9中任一所述的方法，其中，位置数据包括指示达到预定准确度的一个或多个站点的位置的位置信息。

11.如权利要求10所述的方法，其中，所述位置数据包括从配备有基于站点的定位系统的站点、或具有已知固定位置的站点处获得的绝对位置信息。

12.如权利要求1至11中任一所述的方法，其中，所述位置数据包括指示相对于其它站点的一个或多个站点的位置的相对位置信息。

13.如权利要求12所述的方法，其中，通过利用站点间传输的探测信号中的传输功率和/或路径损失数据来确定站点间近似距离的站点，获得相对位置信息。

14.如权利要求12所述的方法，其中，通过利用从站点间传输的探测信号中提取的定时数据来确定站点间距离的站点，获得相对位置信息。

15.如权利要求14所述的方法，其中，定时数据包括通过响应所接收到的探测信号的站点插入应答探测信号的处理延迟数据，所述处理延迟数据指示在响应所接收的探测信号的站点处处理所接收的探测信号所用的时间。

16.如权利要求12至15中任一所述的方法，包括通过三角测量获得指示一个或多个站点位置的位置信息。

17.如权利要求11至16中任一所述的方法，包括：通过确定相对于先前确定了自身绝对位置的其它站点的站点位置，利用绝对和相对位置信息的组合来确定另外站点的绝对位置，从而不能与具有绝对位置信息的其它站点直接通信的这些另外站点能够间接地确定其自身的绝对位置。

18.如权利要求11至17中任一所述的方法，包括提供多个种子站点，每个种子站点能够确定、或具有绝对位置数据，所述种子站点的绝对位置具有相对较高的准确度，其它站点将探测信号传输到所述种子站点、以及从所述种子站点接收探测信号，因而从所述种子站点获得绝对位置信息来确定所述其它站点自身的绝对位置，并且另外站点将探测信号传输到所述其它站点、以及从所述其它站点接收探测信号，因而从所述其它站点获得绝对位置信息，来确定所述另外站点自身的绝对位置。

19.如权利要求8至18中任一所述的方法，其中，每个站点选择所接收的探测信号，并根据这些所接收的探测信号被确定包含在距离测量能力或时钟同步方面的高质量的位置或定时数据的程度，从所接收的探测信号中提取位置或定时数据。

20.如权利要求19所述的方法，包括分析所接收的探测信号，来确定在机会最佳峰期间是否传输所接收的探测信号。

21.如权利要求19所述的方法，包括测量这些所接收的探测信号中的路径损失和/或多径失真，并且选择具有低路径损失和/或低多径失真的探测信号，以从中提取位置或定时数据。

22.如权利要求1至21中任一所述的方法，其中，站点在它们的探测信号中包括与它们保持静止的时间长度相关的数据，接收探测信号的其它站点优先利用来自保持静止最长时间的站点的位置数据和/或位置确定数据。

23.如权利要求1至22中任一所述的方法，其中，站点在它们的探测信号中包括与以下的一个或多个相关的辅助数据：在探测信号中识别的站点间的传输跳跃的数量和/或质量；指示包括在探测信号中的定时数据或位置数据和/或位置确定数据的寿命的寿命数据；与在探测信号中识别的一个或多个站点相关的位置信息的所述或所确定的准确度等级；以及指示是否在机会峰处发送探测信号的质量数据，接收探测信号的其它站点选择性地依据包括在所接收探测信号中的辅助数据的性质，利用其中的位置数据和/或位置确定数据。

24.如权利要求1至23中任一所述的方法，其中，在中心机构定义的探测信道上传输探测信号，因此减少干扰并防止对信号的抑制或窃听。

25.如权利要求1至24中任一所述的方法，其中，站点在其它站点失去彼此的连接之后的预定时间内保持这些其它站点的历史位置数据，可检索所述历史位置数据以确定与之失去连接的站点的最后已知位置。

26.如权利要求1至25中任一所述的方法，其中，站点利用由于站点间的相对运动而产生的探测信号中数据的变化或探测信号的其它特性，来解决探测信号中相对位置数据和/或位置确定数据的模糊性。

27.如权利要求1至26中任一所述的方法，其中，根据所确定的所述站点和/或其它附近站点的绝对或相对位置，来调整网络中来自站点的可用服务的性质或质量。

28.如权利要求27所述的方法，包括向站点的用户提供与靠近所确定的所述站点位置的设备、对象或人、或其它站点相关的信息。

29.如权利要求1至28中任一所述的方法，其中，通过直接地或通过一个或多个中间站点，在站点间传输梯度收集探测信号，来确定与站点相关的位置信息。

30.如权利要求29所述的方法，其中，以所选择的用于提供位置信息的增强分辨力的增大速率，传输梯度收集探测信号。

31.如权利要求30所述的方法，其中，仅当需要所述位置信息时，才以增大速率传输所述梯度收集探测信号。

32.如权利要求1至31中任一所述的方法，其中，需要与网络中另一站点相关的位置信息的第一站点能够将位置请求消息传输到被寻址的保持网络中站点的位置数据和/或位置确定数据的中心机构；传输到被寻址的第一、请求站点的一个或多个相邻站点，以便向前传输到其它站点；或直接传输到被寻址的其它站点。

33.如权利要求32所述的方法，其中，需要其位置的站点能够利用所需的位置信息，将应答消息通过网络传输到第一站点。

34.如权利要求32所述的方法，其中，第一站点将所寻址的梯度收集探测信号通过一个或多个中间站点传输到被寻址的其它站点，所述其它站点通过一个或多个中间站点传输响应，由此通过中间站点产生梯度，所述梯度提供了使能在所述第一站点和所述其它站点之间确立相对或绝对方向矢量的信息。

35.一种包括多个站点的网络，每个站点能够传输和接收数据，从而所述网络能够通过至少一个所选中间站点，在站点之间传输数据，其中所述网络中的每个站点包括发射机、接收机和数据处理装置，并可操作用于：

将探测信号传输到其它站点，并从其它站点接收探测信号；

在所述探测信号的至少一些中传输位置数据和/或位置确定数据，所述位置数据包括指示传输探测信号的站点的绝对或相对位置的数据，并且所述位置确定数据包括接收探测信号的站点所使用的、用于确定该站点和/或其它站点的绝对或相对位置的数据；

包括与所述站点进行直接通信的其它站点，以及不与所述站点直接进行通信的其它站点。

36.如权利要求35所述网络，其中，每个站点可操作用于确定与所述站点直接进行通信的其它站点的绝对或相对位置，以及不与所述站点直接进行通信的其它站点的绝对或相对位置。

37.如权利要求35或36中任一所述的网络，其中，每个站点包括时钟，并设置用于在探测信号中传输时钟数据，并利用所述时钟数据来确定探测信号在站点之间传递所用的时间，因而确定所述站点之间的距离。

38.如权利要求37所述的网络，包括中心定时机构，用于将更新定时数据传输到网络的站点，其中，每个站点设置用于利用更新定时数据，使其时钟与网络其它站点的时钟同步。

39.如权利要求38所述的网络，其中，每个站点设置用于根据在相对于在所述站点处接收到的更新定时数据的其它先前或同时的传输的这种更新定时数据的传输的方面计算的累积误差函数，接受或拒绝所述更新定时数据，从而在网络每个站点的时钟同步方面保持高水平的准确度。

40.如权利要求35至39中任一所述的网络，其中，至少一些站点包括基于站点的定位系统、或者利用与已知固定位置相对应的位置数据进行编程。

41.如权利要求35至40中任一所述的网络，其中，每个站点适于利用站点间传输的探测信号中的传输功率和/或路径损失数据，确定站点自身和其它站点之间的近似距离。

42.如权利要求41所述的网络，其中，每个站点适于通过三角测量获得指示一个或多个其它站点的位置的位置信息。

43.如权利要求35至42中任一所述的网络，包括多个种子站点，每个种子站点能够确定具有相对较高的准确度的自身的绝对位置数据，从而将探测信号传输到种子站点、以及从种子站点接收探测信号的其它站点能够从种子站点获得绝对位置信息，来确定所述其它站点自身的绝对位置；并且将探测信号传输到所述其它站点、以及从所述其它站点接收探测信号的另外站点能够从所述其它站点获得绝对位置信息，来确定所述另外站点自身的绝对位置。

44.如权利要求35至43中任一所述的网络，其中，每个站点的数据处理装置可操作用于分析所接收的探测信号，以确定在机会最佳峰期间是否传输所接收的探测信号。

45.如权利要求44所述的网络，其中，数据处理装置可操作用于通过测量所接收的探测信号中的路径损失和/或多径失真，分析所接收到的探测信号，以及选择具有低路径损失和/或低多径失真的探测信号，以从中提取位置或定时数据。

46.如权利要求35至45中任一所述的网络，包括定义用于探测信号传输的探测信道的中心机构，来减少干扰并防止对信号的抑制或窃听。