CN101390311A - 基于接收的信号确定物理位置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于确定移动设备的位置的系统和方法。具体而言，基于从区域中的一个或多个基站接收的信号的相对强度确定一组区域。每个区域具有相关联的位置信息(如纬度和经度)。可通过分析接收信号的强度、标识基站并基于信号强度生成基站的有序列表来确定移动设备的位置。该有序列表可与该组区域进行比较以确定移动设备所在的区域。可使用关于所检索到的区域的位置信息来估计移动设备的位置。

Description

基于接收的信号确定物理位置
背景
在当今社会中，移动的或便携式设备变得越来越普遍和流行。日益增大的覆盖区域、额外的功能和重量和尺寸的缩减增强了便携式设备的吸引力。许多用户将诸如蜂窝电话或智能电话等移动设备用作他们主要的通讯手段并一直将那样设备带在身边。
这些设备的一个优点在于它们在紧急情况下的可用性。例如，摩托车手在他们的车子坏时能使用便携设备来呼叫或联系相助。在紧急情况时，移动设备的准确位置是关键的。然而，在那样的情况下用户常常不能准确地引导紧急服务人员到他们的位置。在紧急情况下用户可能慌了神，且位置标牌或其他位置标记可能看不到。由移动设备自动检测位置有助于确保紧急服务人员能在危急时刻定位和帮助用户。
自动位置检测也能在非紧急情况下提升移动设备的用途。移动设备能包括多种功能，诸如蜂窝电话服务、网际协议语音(“VoIP”)电话服务、软件应用程序、电子邮件接入、因特网能力、日历功能、音乐播放器等。看来功能将不断地加到移动设备上，进而增加设备的用途。许多这些功能可以基于用户的定位而提升。
概述
下面提出简单的概述，以提供对所要求保护的主题的某些方面的基本理解。本概述不是全面的综述。不试图由此来标识所要求保护的主题的关键/重要要素或勾画出其范围。其唯一目的是以简化的形式提出某些概念，作为后面提出的更详细的描述的序言。
简而言之，所提供的主题涉及基于所接收的信号的相对强度确定移动设备的位置。一方面，能基于区域中可检测基站的相对信号强度定义一组物理区域，称为分级区域。每个分级区域具有相关联的基站的有序列表，该列表描述从那些基站接收的信号的相对强度。每个分级区域能被表示成一个有界框、多边形、或单个位置信息点(如纬度和经度座标)。可对一个地理地域维护分级区域集或列表。
一方面，移动设备的当前位置可基于从被标识的基站接收的信号的相对强度的有序列表和一组分级区域来确定。对该移动设备的基站的当前有序列表能与分级区域的有序列表比较。一旦找到匹配的分级区域，则能获得对该分级区域的位置信息，并将其用作该移动设备的估计位置。
另一方面，对该位置信息可产生置信度指示符。对一个分级区域的置信度指示符可基于该移动设备可以与该分级区域的有序列表匹配的当前有序列表中被标识的基站的数目而生成。通常，与该分级区域的有序列表匹配的基站越多，该移动设备越可能在该排序区域内，且置信度水平越高。附加的置信度指示符可基于由分级区域表示的地理地域的大小而生成。大的分级区域导致准确度减小。
为实现上述与相关目的，结合以下描述和附图来描述所要求保护的主题的某些说明性方面。这些方面指示了可实施该主题的各种方式，所有这些都旨在落入所要求保护的主题的范围内。结合附图考虑以下详细描述，其他优点和新颖特征可变得十分清晰。
附图简述
图1是按照此处公开的主题的一方面的确定移动设备的位置的系统的框图。
图2是按照此处公开的主题的一方面的示例性无线环境。
图3是按照此处公开的主题的一方面的基于对所接收的信号的分级来确定移动设备的位置的系统的框图。
图4是按照此处公开的主题的一方面的用于确定移动设备的位置并生成置信度指示符的系统的框图。
图5是按照此处公开的主题的一方面的用于生成分级区域的系统的框图。
图6是按照此处公开的主题的一方面的用于生成分级区域和置信度指示符的系统的框图。
图7是按照此处公开的主题的一方面的用于确定移动设备位置的系统的框图。
图8示出了按照此处公开的主题的一方面的用于生成分级区域的方法。
图9示出了按照此处公开的主题的一方面的用于生成置信度指示符的方法。
图10示出了按照此处公开的主题的一方面的用于定位移动设备的方法。
图11是示出合适的操作环境的示意框图。
图12是示例计算环境的示意框图。
详细描述
现参考附图描述此处公开的主题的各个方面，在所有附图中，相同的标号指示相同或对应的元素。然而应该理解，附图和其所涉及的详细描述不旨在将所要求保护的主题限于所公开的特定形式。相反，意图是涵盖落入所要求保护的主题的精神和范围内的所有修改和等价技术方案。
此处使用的术语“组件”，“系统”等意指计算机相关的实体，其或者是硬件、硬件和软件的组合、软件、或者是执行中的软件。例如，组件可以是，但不限于，在处理器上运行的进程、处理器、对象、可执行代码、执行的线程、程序和/或计算机。作为说明，在计算机上运行的应用程序和计算机都可以是组件。一个或多个组件可驻留在一个进程和/或执行的线程中，且一个组件可位于一台计算机上和/或分布在两台或多台计算机之间。
此处使用词语“示例性”意指用作示例、实例或说明。此处公开的主题不限于那些示例。此外，此处作为“示例性”描述的任何方面或设计不一定要被解释为相比其他方面或设计是优选或有利的。
此外，所公开的主题可使用标准编程和/或工程技术而被实现为系统、方法、装置、或制品，这些技术产生软件、固件、硬件、或其任何组合以控制基于计算机或处理器的设备实现此处细述的各方面。此处使用的术语“制品”(或另称“计算机程序产品”)意在包括可从任何计算机可读设备、载体、或介质访问的计算机程序。例如，计算机可读介质可包括，但不限于，磁存储设备(如硬盘、软盘、磁条…)、光盘(如紧致盘(CD)、数字多功能盘(DVD)…)、智能卡、和闪存设备(如卡，棒)。此外，应该认识到，可采用载波来传送计算可读的电子数据，诸如在发送和接收电子邮件或在接入诸如因特网或局域网(LAM)等网络时使用的数据。当然，本领域的技术人员将认识到，对此配置可作出许多修改而不背离所要求保护的主题的范围或精神。
除了用于紧急服务的位置检测以外，对自动有效地确定移动设备的位置存在诸多优点。例如，驻留在移动设备上的软件应用程序能向设备的主人的朋友或家人报告该设备的位置。在设备的主人或用户是孩子时这特别有用。此外，诸如使用移动设备捕捉的照片等媒体内容可自动地用创建该图像的地理座标来标记。移动设备的用户还可以接收基于接近度或基于位置的提示。例如，如果一用户接近干洗店，则移动设备可生成顺便做干洗的提醒。此外，如果用户的朋友或家庭成员也具有带自动位置检测的移动设备，若朋友或家庭成员就在附近则移动设备可告知用户。
移动设备也可基于地理位置获取有用的或相关的信息。例如，移动设备可基于当前位置检索天气预报，地图或本地所闻。位置检测也能用作营销工具，向用户传送产品信息。厂商可根据移动设备到厂商商店的邻近性向用户发送广告或赠券消息。
移动设备可使用位置信息来为用户产生警告或通知。例如，气象应用程序可利用位置信息来监视本地气象并生成一警告，通知用户接近严峻的气象(如激烈的雷阵雨、冰雹、大冰雹，龙卷风等)。在另一例子中，位置信息可用于监视交通，并通知用户交通延误和/或提供另外的路线。以上讨论的应用只是一小部分示例性使用。能以无数种方法使用位置信息。
移动设备的位置能使用全球定位系统，即GPS来确定。GPS最初是被设计成在行军和设备定位帮助军队的军用卫星定位系统。政府之后将来自他们的卫星的跟踪提供给公众。采用卫星跟踪的第一批民用设备是笨重且难以使用的。从那时起，GPS单元在大小上惊人地压缩，且能容易地搬运。然而，按其技术的本质而言，GPS在它能直接接入最小数目的卫星时工作得最好，这就限止它在诸如有许多摩天大楼的大城市的拥挤区域以及室内的使用。
没有了GPS，确定移动设备的物理位置是复杂且代价高昂的问题。各种三角测量系统基于在多个位置测得的从各基站接收到的信号的强度来确定一组基站的物理位置。然后，移动设备的位置能基于由该移动设备测量的基站信号强度使用三角测量法来确定。然而如果信号在各表面上反射，就可能在距离确定中引入误差。此外，三角测量的算法是繁而且复杂的。而且，处理初始基站信号强度测量的计算量很大，且需要相当长的时间。在使用三角测量算法时，移动设备接收信号的方法或质量的差别也会在确定移动设备位置时引入不准确性。
使用三角测量算法确定移动设备的物理位置还会由于基站的信号的方向性更加复杂。通常，基站的信号能瞄准或定向到特定的线或航线。基站的信号方向影响测得的信号强度，因而基于信号强度距离计算使三角测量法的计算更加复杂。为便于移动设备位置检测，必须在计算移动设备位置之前确定基站的方向性。
现参考图1，示出了用于确定移动设备位置的位置检测系统100。移动设备可包括膝上型设备、个人数字助理(PDA)、蜂窝电话、智能电话、带Wi-Fi的设备等。位置检测系统100能包括装在移动设备上的接收机组件102。接收机组件102能接收来自一个或多个基站108的信号。能从任何数目的基站108接收信号。接收机组件102能基于所发送的信号确定被检测的基站108的标识符。这里使用的基站108可包括任何固定的发射机，诸如蜂窝塔、接入点、商用发射机等。由于基站108通常在位置上固定，因此移动设备的位置可根据从一个或多个基站108接收的信号来确定。具体而言，基于由接收机组件102接收的信号强度对基站108的分级或排序可用于确定移动设备的位置而不需要诸如对三角测量法所必需的复杂的计算。
分级组件104能利用所接收的信号强度和基站标识符来确定由接收机组件102检测到的基站108的有序列表。为便于处理，基站108的列表可包括从最强的接收信号到最弱的接收信号排序的基站标识符。或者，基站108可在列表中从最弱到最强信号排列，或用基于接收信号强度的任何其他逻辑次序来排列。位置组件106可利用基站的有序列表以获得关于移动设备的位置信息。位置组件106能将移动设备的基站的有序列表与关于一组分级区域的有序列表相比较以确定与接收组件102，以及因此的移动设备的当前位置相关联的分级区域。这里使用的分级区域是一与被检测的基站的特定分级或排序相关联的物理区域或地域。分级区域可由在该区域中某些或所有可检测基站信号的相对信号强度来确定。具体而言，每个分级区域可由一个或多个基站108的一有序列表来确定。位置组件106可基于该分级区域返回定位或位置信息。此外，可生成关于所计算的位置的精确度的置信度指示符，并将其随位置信息一起返回。
由于位置检测系统100利用基站108的相对信号强度而不是实际的信号强度值来确定位置，因此位置检测系统能独立于在各移动设备的接收中的差别。例如，如果由第一移动设备测量的接收信号强度总是大于使用第二移动设备测量的信号强度，则在第一和第二移动设备之间接收的差别不影响由每个设备产生的信号强度的分级次序。第一和第二移动设备不需要对一给定位置测量同一信号强度，它们只需要在其对所检测的基站108的排序上保持一致。
此外，位置检测系统100能自动考虑基站108的未知的方向性。实际上基站的方向性是难以确定的。由于位置检测系统100只关心在特定点的相对信号强度，而不是基于信号强度的距离计算，因此位置检测系统100不需要确定基站的方向性。
现参考图2，示出移动设备的无线环境200。环境200在一个或多个扇区内可包括一个或多个基站108，它们互相接收、发射、中继等无线通信信号和/或向一个或多个移动设备202接收、发射、中继无线信号。每个基站108能包括多个发射机链和接收机链，例如对每个发送和接收无线有一个，其每一个进而可包括与信号发射和接收相关联的多个组件(如处理器、调制器、多路复用器、解调器、多路分解器、天线等)。其中基站108发射信号的扇区或区域经常重叠，以保证移动设备202能连续地接收信号。移动设备202可以是例如蜂窝电话、智能电话、膝上型设备、手持式通信设备、手持式计算设备、卫星无线电、PDA和/或用于经由无线系统200通信的任何其他合适的设备。每个移动设备202可从多个基站108接收信号。无线通信信号可包括Wi-Fi、无线电和/或电视广播、超声信号或任何其他可测量信号。
现参考图3，示出示例性位置组件106的详细视图。位置组件106可远程定位，或定位在移动设备上。位置组件106可包括分级区域数据存储302，后者对一个地理地域包括的一组分级区域。这里使用的数据存储是数据的任何集合，包括但不限于数据库或文件的集合。分级区域数据存储302可周期性地更新以反映由于基站的数目、可用性或配置等的变化而引起的分级区域中的变化。位置组件106还能包括搜索组件304，它基于从在给定位置的移动设备生成的基站的有序列表来生成对分级区域数据存储302的搜索。搜索组件304可搜索分级区域数据存储302，以寻找匹配关于移动设备的当前位置的有序的或分级的基站列表的一个或多个分级区域。位置组件106还包括输出组件306，它基于对分级区域数据存储302的搜索的结果返回位置信息。位置信息可包括街道地址、纬度和经度，或任何其他地理位置标志。输出组件306可返回匹配分级区域的位置信息以及与该匹配分级区域相关联的置信度指示符。
现参考图4，示出提供置信度指示符的示例位置组件106的详细视图。位置组件106可包括置信度组件402，后者能基于匹配区域和匹配的基站的数目产生置信度指示符，分别包括置信度半经(radius)和/或置信度水平。置信度半径可基于匹配关于移动设备的当前的基站有序列表的分级区域的近似大小。分级区域的大小可以指示对该分级区域的位置信息的准确度。可标识包含移动设备的分级区域，但不必确定移动设备在分级区域中的位置。因此，由分级区域覆盖的物理区域越大，关于移动设备的准确位置的不确定性也越大。
位置组件106可包括分级区域位置组件404，后者基于所接收信号的相对强度确定或估计移动设备在分级区域中的位置。所接收的信号强度可与在用于生成分级区域的数据点处接收的信号比较。其记录的信号强度无论是相对强度还是绝对强度都最靠近在当前移动设备位置记录的信号强度的数据点可被选中。被选中的数据点的位置数据可用于估计移动设备在该分级区域中的位置。例如，第一数据点和第二数据点均能生成基站信号强度的同样的分级次序(A，B，C)。这里用括号标记该有序列表。然而，对第一数据点，从基站B接收的信号的强度可非常接近于从基站A接收的信号的强度，而在第二数据点处，从基站B接收的信号的强度可非常接近于从基站C接收的信号的强度。因而，如果在移动设备处从基站B接收的信号强度在强度上比从基站C接收的信号更接近于从基站A来的信号，则可使用第一数据点的位置信息来估计移动设备的位置。
置信度水平也可基于用于将移动设备匹配到分级区域的基站的数目。用于生成有序列表并匹配来确定分级区域的基站越多，置信度水平也越高。因而，如果有序列表包含仅对在该分级区域的有序列表中的少量基站的匹配，则置信度水平将是低的。报告置信度水平的一个方法是简单地报告所匹配的基站的数目。与匹配的基站的各种数目相关联的置信度水平也能基于测试数据来确定。能收集一组测试数据，其中对每一测试数据点的实际位置是已知的。可基于对每个测试数据点的分级区域确定位置信息，并将其与该测试数据点的实际位置比较。对该测试数据点的结果可基于用于对该数据点确定分级区域的基站的数目来分组。这些分级的结果可以求平均，并用于确定与用于标识分级区域的基站的数目相关联的置信度水平。该置信度水平能反映与报告移动设备在分级区域中的位置相关联的距离的误差。
能基于在移动设备的有序列表中匹配的基站的分级生成另外的置信度指示符。匹配在移动设备的有序列表中的分级更高的所标识的基站的分级区域可导致更高的准确度，因而将具有更高的置信度水平。此外，只使用弱的接收信号强度匹配的分级区域比用强接收信号强度匹配的分级区域更不可靠。
诸如置信度水平和半径等置信度指示符可用于确定移动设备应用程序是否或如何利用位置信息。如果置信度水平低于一个或多个预定阈值，则用户、软件应用程序等可选择忽略当前位置信置或修改它们的动作。用户或应用程序可继续使用先前确定的位置信息而不是使用带有低置信息度水平的更新近的位置信息。此外，关于先前的位置信息的置信度水平可随时间而减少。当位置信息过时时，它可被看作较不可靠，且更趋向于使用更加新近的位置信息。对置信度指示符的使用有助于确保移动设备的位置信息的准确度。
现参考图5，示出用于生成分级区域数据的系统500。系统500可包括一个或多个输入数据存储502。来自输入数据存储502的输入数据可包括所检测到的基站的列表、从所检测到的基站接收的信号的强度、以及采样信号并测量接收的信号强度的位置。这里使用的输入数据点是在特定位置对每个所检测到的基站的信号强度的样本。输入数据存储502可包括一地理地域的输入数据点的集合。输入数据点可以使用安装在行驶在该地理地域的车辆上的搜索信号的接收机来收集。例如，对Wi-Fi无线网络的输入数据点可通过使用称为战时驾驶(war-driving)的装有接收机(如带有Wi-Fi接入系统的PDA或膝上机)的行驶车辆搜索网络而获得。可使用GPS座标来确定车辆在测量接收的信号强度时的位置。
系统500可包括区域生成器组件504，后者利用来自输入数据存储502的信息以基于在区域内某些或所有可检测的基站的信号强度来确定分级区域。具体而言，每个分级区域可由某些数目的基站的有序列表来确定。例如，在第一区域中，可从基站A、B和C接收信号。基站可以按照接收的信号强度从最高到最低排序(A，B，C)。在另一例子中，第二区域可以包括来自基站B和D的信号。在此区域中，基站可排序成(D，B)，其中基站D的接收信号强度大于基站B的接收信号的强度。在又一个例子中，一个区域包括只来自一个基站C的接收信号。这些区域能由区域生成器组件504从来自输入数据存储502的输入数据点导出，并储存在分级区域数据存储302中。
现参考图6，示出用于生成包括置信度指示符的分级区域数据的系统600。区域生成器组件504可包括位置生成器组件602和置信度生成器组件604。位置生成器组件602能生成与分级区域相关联的地理位置信息。置信度生成器组件604能生成与分级区域相关联的置信度指示符(如置信度半径)。此外，置信度生成器组件604能基于在确定分级区域期间匹配的基站的数目来生成置信度水平。
由分级数据标识的区域可被表示成单个区域点或位置(如纬度和经度)。位置生成器组件602能以多种方法计算或生成区域点。具体而言，可以通过对有资格包括在该区域中的所有输入数据点的位置(如纬度和经度)求平均来计算区域点。基于使用在输入数据点处接收的信号的相对强度为该输入数据点生成的基站的有序列表，该输入数据点有资格包括在该区域中。或者，区域点可以通过寻找包括在该区域中的输入数据点的中值位置而生成。
与每个区域相关联的区域点可维护在分级区域数据存储302之中。一旦基于与移动设备相关联的基站的有序列表标识了该移动设备的当前区域，对被标识的区域的区域点可作为对移动设备的估计位置而返回。或者，可返回整个分级区域的表示，如有界的框或多边形。
置信度生成器组件604能生成一个或多个置信度指示器，诸如置信度半径和置信度水平。每个分级区域可基于该分级区域的大小或覆盖面积具有相关联的置信度半径。置信度水平不一定基于特定的分级区域。相反，置信度水平能基于在移动设备处接收的所标识的基站的数目，并用于将移动设备与分级区域匹配。例如，移动设备可从三个基站(A、B和C)接收信号。如果基于所有三个基站的次序来标识分级区域，则可生成对三个基站的置信度水平。如果只使用两个基站(A和B)作出匹配，则生成两个基站的匹配的不同的较低的置信度水平。
可对匹配的基站的可能数量计算置信度水平，从而生成一组置信度水平。例如，如果移动设备能从最多达七个基站接收信号，可对七种可能性(如基于一个基站的匹配、基于两个基站的匹配、…和基于七个基站的匹配)的每一个生成单独的置信度水平。在移动设备和分级区域之间匹配的基站的数目以及移动设备位于分级区域之中的概率之间可以存在线性关系。可使用其中移动设备的位置(如纬度和经度)已知的实验数据来计算置信度水平。分级区域可被确定，并与移动设备的实际位置比较。位置确定中的误差可被分组，并基于用来将移动设备与分级区域匹配的基站的数目来求平均。平均的误差可用作对未来位置确定的期望误差。置信度水平可基于对一设定数目的匹配基站的平均误差。一组置信度水平可在分级区域数据存储302中维护。
现参考图7，示出用于确定移动设备位置的系统700。系统700包括移动设备702，后者确定基站标识符和从所检测到的基站接收的信号的信号强度。基站识别符和信号强度数据可通过中间件706(如ASP.NET中间层API)或任何其他传输机制发送到服务器704。中间件可基于基站的有序列表生成对服务器的位置查询。中间件可从服务器接收诸如分级区域数据等位置结果，并将结果输出到移动设备702。服务器704可包括分级区域数据存储，这可以使用结构化查询语言(SQL)数据库或任何其他用于存储数据的合适机制来实现。移动设备702的位置的计算可在中间件706(如Web服务)处或在包括数据存储的服务器704上进行。或者，分级区域数据可驻留在移动设备702上，使得位置计算自包含在移动设备702中并且不再需要网络连接。
在另一方面，分级区域数据存储可包含在移动设备中。因而移动设备可确定分级区域而不必发送信号到服务器。或者，分级区域信息可作为使用对等(P2P)文件分布式应用在网络上共享的一组文件来存储。相关的分级区域信息可放置在一组移动设备上并在需要时共享。
已经就若干组件之间的交互方面描述了上述系统。应该理解，那样的系统和组件能包括这里详细说明的那些组件或子组件、某些指定的组件或子组件、和/或其他组件。子组件也可以被实现为通信上耦合到其他组件的组件，而不必包括在父组件之中。另外应注意，一个或多个组件可被组合成提供合成功能的单个组件，或分成若干个子组件。这些组件也可以与不在这里专门描述但为本领域的技术人员所熟知的一个或多个其他组件交互。
此外，可以理解，以上公开的系统的各个部分和下面的方法可以包括人工智能或基于知识或规则的组件、子组件、进程、工具、方法或机制(如支持向量机、神经网络、专家系统、贝叶斯置信网络、模糊逻辑、数据融合引擎、分类器…)。特别地，那些组件能自动化某些机制或由其执行的进程，使得系统和方法的各部分更加自适应，以及更有效和智能化。
考虑上述示例系统，参考图8，9和10的流程图可更好理解按照所公开的主题实现的方法。虽然出于解释简单的目的，方法被示出并描述为一系列框，但可以理解，所要求保护的主题不受各框的次序的限制，因为某些框能以不同的次序发生和/或与这里画出和描述的其他框同时发生。此外，并非所有的框都是实现其后描述的方法所必需的。
另外还应理解，其后和整个说明书中公开的方法能被储存在制品中，以便于将那些方法传输和转移到计算机上。使用的术语制品意在包含可从任何计算机可读的设备、载体、或介质访问的计算机程序。
现参考图8，示出用于生成分级区域数据的方法。在参考标号802处接收一个或多个数据集。该数据集可包括包含战时驾驶数据的输入数据点，如所检测到基站的标识符、接收的信号强度、和测量所接收的信号强度的位置的列表。在参考标号804处生成可能的或候选的基站分级的列表。该列表可包括基站的每个组合的每种可能排列。分级或有序的表可限于最大的固定长度。在此情况中，基站的可能分级被限于小于或等于预定最大长度的列表。此最大长度可等于在单次扫描中预期可被检测到的基站的最大数目。每个分级可包括最强基站的子集。例如，若检测到4个基站，且它们的分级次序从最强到最弱是(A，B，C，D)，则此分级列表可贡献4个不同的分级区域：(A，B，C，D)、(A，B，C)、(A，B)和(A)。
在一个例子中，对三个所检测到的基站A、B和C，存在能使用三个基站的组合来创建的15个候选的或可能的有序列表。前三个可能的有序列表只包括1个基站：(A)、(B)和(C)。有三个包括两个基站的可能的有序列表。两个基站的每个组合包括两个排列。因而对三个所检测到的基站总共有六个包括两个基站的有序列表：(A，B)、(B，A)、(B，C)、(C，B)、(A，C)和(C，A)。最后，有六个包含所有三个所检测到基站的排列：(A，B，C)、(B，A，C)、(B，C，A)、(A，C，B)、(C，A，B)和(C，B，A)。因而有三个具有一个基站的可能的或候选的有序列表，有六个具有二个基站的候选的有序列表，和六个有所有三个基站的候选的有序列表，总共有15个候选的有序列表。
可通过搜索输入数据寻找匹配候选有序列表的数据点来确定分级区域。实际上，候选有序列表可限于出现在包括最强基站的子集的输入数据集中的实际分级。在参考标号806处，能基于对输入数据点的基站的分级将输入数据点分组。在参考标号808处，可使用分组的数据点来生成分级成立的区域的概要表示。此概要表示可以是输入数据点的相关联位置的平均、数据点的相应座标的中值、包围那些数据点的有界多边形、或该区域的任何其他表示。分级区域可被表示成单个点以提高计算效率并使存储的需求最小化。
在参考标号810处，可对每个分级区域计算一个或多个置信度指示符。置信度指示符可用各种方法计算，包括测量用于构造该分级区域的输入数据点的空间散布。或者，可使用对输入数据点的一组单独的测试数据来根据经验计算与每个分级区域相关联的误差。在分级区域被确定之后，在参考标号812处可将分级区域储存在分级区域数据存储中。
现参考图9，示出用于生成置信度水平的方法。在参考标号902处，获取一据组集。该数据集可包括多个输入数据点。每个输入数据点可包括所检测到的基站的标识符、从那些基站接收的信号强度、和测量那些接收的信号强度的位置的列表。可使用GPS或任何能在信号被接收时准确地确定位置的其他方法来确定位置。
在参考标号904处，可对每个输入数据点生成所检测到的基站的分级或排序。在参考标号906处，可使用对每个数据点的基站的有序列表来确定对该输入数据点的分级区域。在参考标号908处，可基于用于将输入数据点与分级区域进行匹配的基站的数目来将输入数据点分组。例如，使用七个基站匹配于区域的输入数据点可组合在一起，而使用六个基站匹配于区域的输入数据点可在另一个组中。
在参考标号910处，可确定关于组中的每个输入数据的误差。误差能被计算为在输入数据点的分级区域的位置信息和输入数据点的已知位置之间的距离。在参考标号912处，关于组中所有输入数据点的误差可基于被匹配来确定分级区域的基站的数目来求平均，以确定平均误差。在参考标号914处，作出是否有另外的组要处理的判定。若是，则该过程返回到参考标号910。若否，则该过程继续到参考标号916，在那里可存储关于每一组的平均误差或置信度水平。
现参考图10，示出用于定位移动设备的方法。在参考标号1002处，从一个或多个基站接收一个或多个信号。可测量每个接收信号的信号强度并标识各基站。在参考标号1004处，可生成基站的列表。该列表可按照接收信号的强度(如最高到最低)排序，以提供基站的有序列表。例如，如从移动设备的当前位置所测得的，列表中第一个基站提供最强的信号而列表中最后一个基站提供最弱信号。
在参考标号1006处，可使用基站的有序列表来搜索一组分级区域。例如，可将该有序列表用作对分级区域数据库的查询。在参考标号1008处，作出是否找到匹配该有序列表的分级区域的判定。若是，则在参考标号1010处返回关于匹配分级区域的位置信息。该位置信息可包括纬度和经度，或任何其他与所选择的分级区域相关联的位置说明符。能基于信号强度与用于生成所选分级区域的数据点的比较来进一步确定在分级区域中的位置。此外，能返回如置信度水平或置信度半径等置信度指示符。置信度指示符能帮助移动设备确定位置信息的准确度。如果未找到匹配，则在参考标号1012处作出是否可缩减有序列表以便进一步搜索的判定。缩减有序列表包括删除有最弱信号的基站或站。有序列表可一直缩减到该列表包括单个基站。如果有序列表可被缩减，则在参考标号1014处从有序列表中删除有最弱信号的基站，并在参考标号1006处使用所缩短的有序列表来搜索分级区域。若否，则返回在1016处没有定位到匹配分级区域的指示，且该过程终止。
为了对所公开的主题的各方面提供上下文，图11和12和以后的描述旨在提供所公开的主题的各方面能在其中实现的合适环境的简要描述。虽然上面以在一台和/或多台计算机上运行的计算机程序的计算机可执行指令的一般上下文描述了该主题，但本领域的技术人员应认识到，此处公开的系统和方法也可结合其他程序模块来实现。一般而言，程序模块包括执行特定任务和/或实现特定抽象数据类型的例程、程序、组件、数据结构等。此外，本领域的技术人员应理解，本发明的方法可用其他计算机系统配置来实现，包括单处理器或多处理器系统、小型计算设备、大型计算机、以及个人计算机、手持式计算设备(如个人数字助理(PDA)，电话，手表…)。基于微处理器的系统、或可编程消费品或工业电子产品等。所示的各方面也可在其中任务可由通过通信网络链接的远程处理设备完成的分布式计算环境中实现。然而此处所描述的系统和方法的某些或所有方面能在单独的计算机上实现。在分布式计算环境中，程序模块可位于本地和远程存储器存储设备中。
参考图11，用于实现实施例的各方面的示例性环境1100包括移动设备或计算机1102，计算机1102包括处理单元1104、系统存储器1106和系统总线1108。系统总线1108将包括但不限于系统存储器1106的系统组件耦合到处理单元1104。处理单元1104可以是各种市场上可购得的处理器的任一种。也可将双微处理器和其他多处理器体系结构用作处理单元1104。
系统存储器1106包括只读存储器(ROM)1110和随机存取存储器(RAM)1112。基本输入/输出系统(BIOS)储存在诸如ROM，EPROM，EEPROM等非易失性存储器1110中，BIOS包含如在起动期间帮助在计算机1102的各单元之间传递信息的基本例程。RAM 1112也能包括诸如用于高速缓存数据的静态RAM的高速RAM。
计算机或移动设备1102还包括内置硬盘驱动器(HDD)1114(如EIDE、SATA)，该内置硬盘驱动器1114也可被配置为在合适的机箱内供外部使用；磁软盘驱动器(FDD)1116(如从可移动软盘1118读写)；以及光盘驱动器1120(如读CD—ROM盘1122或读写诸如DVD等其他大容量光介质)。硬盘驱动器1114、磁盘驱动器1116和光盘驱动器1120可分别通过硬盘驱动器接口1124、磁盘驱动器接口1126和光盘驱动器接口1128连接到系统总线1108。用于外部驱动器实现的接口1124包括通用串行总线(USB)和IEEE 1194接口技术的至少一个或两者。其他外部驱动器连接技术在本主题的系统和方法的考虑范围之内。
驱动器和它们相关联的计算机可读介质提供了数据、数据结构、计算机可执行指令等的非易失性存储。对于计算机1102，驱动器和介质以合适的数字格式容纳了任何数据的存储。虽然以上计算机可读介质的描述涉及HDD、可移动磁盘、以及诸如CD或DVD等可移动光介质，但本领域的技术人员应理解，诸如ZiP驱动器、磁带盒、闪存卡、盒式磁带等由计算机可读的其他类型介质也可用在示例性操作环境中，而且任何那样的介质可包含执行这里描述的数据管理系统的实施例的方法的计算机可执行指令。
若干程序模块可存储在驱动器和RAM 1112中，包括操作系统1130、一个或多个应用程序1132、其他程序模块1134和程序数据1136。所有操作系统、应用程序、程序模块和/或数据的或其各部分也可被高速缓存在RAM 1112中。可以理解，可用各种市场可购得的操作系统或操作系统的组合来实现这些系统和方法。
用户可通过如键盘1138和如鼠标1140等定位设备的一个或多个有线/无线输入设备将命令和信息输入到计算机1102。其他输入设备(未示出)可包括话筒、IR遥控器、操纵杆、游戏手柄、输入笔、触模屏等。这些和其他输入设备常常通过耦合到系统总线1108的输入设备接口1142连接到处理单元1104，但能通过诸如并行端口、IEEE 1194串行端口、游戏端口、UBS端口、IR接口等的其他接口连接。显示设备1144可用于向用户提供一组成组的项目。显示设备可通过诸如视频适配器1146等接口连接到系统总线1108。
移动设备或计算机1102可以使用经由有线和/或无线通信到诸如远程计算机1148等一台或多台远程计算机的逻辑连接在网络环境中操作。远程计算机1148可以是工作站、服务器计算机、路由器、个人计算机、便携式计算机、基于微处理器的娱乐装置、对等设备或其他常见的网络节点，并通常包括相对于计算机1102描述的许多或所有单元，虽然为简明起见只示出存储器/存储设备1150。所画出的逻辑连接包括到局域网(LAN)1152和/或如广域网(WAN)1154等更大网络的有线/无线连接。那样的LAN和WAN连网环境在办公室和公司中是常见的，并推动了如内联网那样的企业范围网络，它们都可以连接到如因特网那样的全球通信网络。
当在LAN连网环境中使用时，计算机1102通过有线和/或无线通信网络接口或适配器1156连接到局域网1152。适配器1156可便于到LAN 1152的有线或无线通信，它也可以包括设置在其上的无线接入点，用于与无线适配器1156通信。
当在WAN连网环境中使用时，计算机1102可包括调制解调器1158，或连接到WAN 1154上的通信服务器，或具有用于如借助因特网在WAN 1154上建立通信的其他装置。可以是内置或外接的有线或无线调制解调器1158经由串行端口接口1142连接到系统总线1108。在网络环境中，相对于计算机1102画出的程序模块或其部分可存储在远程存储器/存储设备1150中。应该理解，示出的网络连接是示例性的，可使用在计算机之间建立通信链路的其他手段。
计算机1102能与可操作地设置在无线通信中的任何无线设备或实体通信，如打印机、扫描仪、台式和/或便携式计算机、PDA、通信卫星、与无线可检测标签相关联的任何设备或位置(如电话亭、报亭、休息室)、以及电话。无线设备或实体至少包括Wi-Fi和蓝牙TM无线技术。因此，通信可以是如传统网络那样的预定结构，或简单地是在至少两个设备之间的自组织(ad-hoc)通信。
Wi-Fi允许从家里的睡椅、酒店的床上、或工作处的会议室连接到因特网而不需要连线。Wi-Fi是类似于蜂窝电话中使用的无线技术，它使如计算机那样的设备能在室内、户外、在基站覆盖范围内的任何地方发送和接收数据。Wi-Fi网络使用称为IEEE 802.11(o，b，g，等)的无线电技术来提供安全、可靠、快速的无线连接。Wi-Fi网络能用于使计算机彼此连接、连接到因特网、并连接到有线网络(后者使用IEEE802.3或以太网)。Wi-Fi网络在未经许可的2.4和5GHz无线电频带内以如11Mbps(802.11a)或54Mbps(802.11b)的数据速率工作，或用包含以上两个频带(双频带)的产品工作，所以该网络能提供类似于在许多办公室使用的基本10BaseT有线以太网的实际性能。
图12是此处描述的系统和方法可以与其交互的示例计算环境的示意框图。系统1200包括一个或多个客户机1202。客户机1202可以是硬件和/或软件(如线程、进程、计算设备)。系统1200可对应于两层客户机—服务器模型或多层模型(如客户机、中间层服务器、数据服务器)以及其他模型。服务器1204也可以是硬件和/或软件(如线程、进程、计算设备)。在客户机1202和服务器1204之间一种可能的通信能以适宜于在两个或多个计算机进程之间发送的数据分组的形式。系统1200包括可用于方便在客户机1202和服务器1204之间通信的通信架构1206。客户机1202能连接到用于存储对客户机1202是本地的信息的一个或多个客户机数据存储1208。类似地，服务器1204能连接到用于存储对服务器1204是本地的信息的一个或多个服务器数据存储1210。
上面已经描述的包括所要求保护的主题的各方面的例子。当然不可能为了描述所要求保护的主题的目的而描述各组件和方法的每种可想象的组合，但本领域的技术人员能认识到，所公开的主题内容的许多进一步的组合和排列是可能的。因此，所公开的主题旨在包括所有落入所附权利要求的精神和范围内的所有变更、修改和变化。此外，就在详细描述或权利要求中使用的术语“包括”、“具有”或“拥有”而言，那些词意为类似于术语“包含”在权利要求中作为过渡词使用时解释的那样，是包括性的。

Claims (20)

1.一种用于确定移动设备的位置的系统，包括：
所述移动设备的从至少一个基站接收信号的接收机组件(102)；
基于所接收信号的强度生成所述至少一个基站的分级的分级组件(104)；以及
基于所述至少一个基站的分级获取关于所述移动设备的位置信息的位置组件(106)。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述位置信息包括指示所述位置信息的准确度的置信度指示符。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：
维护具有相关联的位置信息的多个分级区域的分级区域数据存储，所述多个分级区域中的每一个由基站分级来定义；以及
基于所述至少一个基站的分级从所述分级区域数据存储中获取分级区域和相关联的位置信息的搜索组件。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，还包括：
返回与所获取的分级区域相关联的所述位置信息的输出组件。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，与所述分级区域相关联的所述位置信息被表示成单个地理点。
6.如权利要求4所述的系统，其特征在于，与所述分级区域相关联的所述位置信息至少部分地基于在所述分级区域中的多个数据点的平均。
7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：
生成关于所述位置信息的置信度指示符的置信度组件。
8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述置信度指示符至少部分地基于所述分级。
9.一种用于确定移动设备的位置的方法，包括：
从至少一个基站获取至少一个信号(1002)；
生成所述至少一个基站的有序列表(1004)；以及
至少部分地基于所述有序列表获取位置估计(1010)。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，获取所述位置估计还包括：
至少部分地基于所述有序列表从一区域集合中获取一个区域；以及
检索与所述区域相关联的位置估计。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述位置估计是单个地理点。
12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括：
至少部分地基于关于一地理地域的多个输入数据点生成所述区域集合。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，生成所述区域集合还包括：
基于关于多个输入数据点的接收信号强度将所述多个输入数据点分组到诸区域中；以及
对于在所述区域集合中的每个区域生成一概要表示。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，生成所述概要表示包括对所述输入数据点求平均。
15.如权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括对所述位置估计生成一置信度水平。
16.一种用于确定移动设备的位置的系统，其特征在于，包括：
用于从至少一个基站接收至少一个信号的装置(102)；
用于至少部分基于信号强度生成所述至少一个基站的有序列表的装置(104)；以及
用于至少部分地基于所述有序列表获取关于所述移动设备的位置信息的装置(106)。
17.如权利要求16所述的系统，其特征在于，还包括：
用于至少部分地基于所述有序列表搜索一组分级区域以获取包括所述位置信息的分级区域的装置。
18.如权利要求17所述的系统，其特征在于，还包括：
用于获取与对所述一组分级区域的搜索相关联的置信度指示符的装置。
19.如权利要求18所述的系统，其特征在于，所述置信度指示符至少部分地基于在所述有序列表中的基站的数目。
20.如权利要求16所述的系统，其特征在于，所述位置信息是基于所述有序列表的子集获得的。
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